在航天試驗(yàn)任務(wù)中,測(cè)控系統(tǒng)完成對(duì)航天器的跟蹤測(cè)量并實(shí)施控制,測(cè)控系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)是分析與鑒定制導(dǎo)系統(tǒng)精度的關(guān)鍵,同時(shí)還是安全控制、監(jiān)控顯示等任務(wù)的重要信息源。然而測(cè)控系統(tǒng)中各測(cè)控設(shè)備由于電氣、制造工藝、器件老化等原因會(huì)給其測(cè)量引入誤差,從而影響到測(cè)控系統(tǒng)的精度和可靠性。
新研或改造的測(cè)控設(shè)備在正式投入使用前,必須對(duì)其進(jìn)行性能檢驗(yàn)和精度鑒定,以評(píng)估其性能指標(biāo)是否滿(mǎn)足要求,是否具備完成任務(wù)的能力。這時(shí)候,無(wú)人機(jī)校飛的重要性就凸現(xiàn)出來(lái)了。
無(wú)人機(jī)校飛對(duì)航天試驗(yàn)的必要性及優(yōu)勢(shì)
多年的實(shí)踐表明,對(duì)測(cè)控設(shè)備進(jìn)行精度鑒定是非常必要的工作,而校飛是對(duì)測(cè)控設(shè)備進(jìn)行精度鑒定的重要手段,是動(dòng)態(tài)條件下考核測(cè)控設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)、確保測(cè)控設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的有效途徑,它貫穿于測(cè)控設(shè)備的整個(gè)生命周期,是航天試驗(yàn)任務(wù)中不可缺少的重要環(huán)節(jié),也是測(cè)控系統(tǒng)建設(shè)的一項(xiàng)重要工作。
利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行測(cè)控設(shè)備的精度鑒定主要有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):
1) 可以直接將無(wú)人機(jī)配備至部隊(duì),降低校飛任務(wù)的協(xié)調(diào)難度和周期;
2) 無(wú)人機(jī)在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng),不需要進(jìn)行機(jī)載GPS數(shù)據(jù)的傳遞,降低了數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)帶來(lái)的困難和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理的時(shí)間,也便于機(jī)載數(shù)據(jù)分析;
3) 無(wú)人機(jī)操作簡(jiǎn)便,受制約條件少,設(shè)備維護(hù)方便,實(shí)施流程簡(jiǎn)單,根據(jù)校飛需要,一天內(nèi)可以多架次起落,試驗(yàn)周期短;
4) 航路設(shè)計(jì)靈活、可以現(xiàn)場(chǎng)完成航路設(shè)計(jì),根據(jù)任務(wù)鑒定的需要可以進(jìn)行各種機(jī)動(dòng)飛行有助于完成對(duì)設(shè)備的各種性能考核。
5) 根據(jù)需要可以進(jìn)行多架飛機(jī)同空域隊(duì)列飛行,有助于完成對(duì)設(shè)備多目標(biāo)跟蹤性能和精度的檢驗(yàn)。
無(wú)人機(jī)校飛過(guò)程
無(wú)人機(jī)校飛系統(tǒng)主要由無(wú)人機(jī)平臺(tái)、任務(wù)載荷、無(wú)人機(jī)測(cè)控站、GPS差分基準(zhǔn)站、無(wú)人機(jī)發(fā)射設(shè)備和保障設(shè)備等組成。
任務(wù)開(kāi)始前,地面測(cè)控站根據(jù)任務(wù)需求進(jìn)行航跡規(guī)劃;
無(wú)人機(jī)起飛后,地面測(cè)控站控制無(wú)人機(jī)飛行,實(shí)時(shí)顯示無(wú)人機(jī)下傳的飛行航跡信息;任務(wù)載荷GPS測(cè)量設(shè)備接收衛(wèi)星信號(hào),同時(shí)將GPS測(cè)量數(shù)據(jù)下傳至無(wú)人機(jī)地面測(cè)控站,任務(wù)載荷合作目標(biāo)發(fā)射測(cè)量信號(hào),并將工作狀態(tài)參數(shù)經(jīng)機(jī)載數(shù)據(jù)鏈下傳至地面測(cè)控站載;
校飛任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中,無(wú)人機(jī)地面測(cè)控站就近接入試驗(yàn)信息網(wǎng),受校飛任務(wù)指揮控制中心的統(tǒng)一指揮調(diào)度。無(wú)人機(jī)地面測(cè)控站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸?shù)孛嬲竟ぷ鳡顟B(tài)信息、無(wú)人機(jī)狀態(tài)信息和機(jī)載GPS測(cè)量數(shù)據(jù)至指揮控制中心,供任務(wù)中心航跡顯示、數(shù)據(jù)處理和指揮決策使用;差分基準(zhǔn)站接收GPS衛(wèi)星信號(hào)并實(shí)時(shí)記錄GPS原始測(cè)量數(shù)據(jù),在差分基準(zhǔn)站具備與無(wú)人機(jī)地面測(cè)控站網(wǎng)絡(luò)通信的條件下,傳輸?shù)孛鍳PS原始測(cè)量數(shù)據(jù)至無(wú)人機(jī)地面測(cè)控站,供事后GPS數(shù)據(jù)處理使用;
任務(wù)結(jié)束時(shí),無(wú)人機(jī)地面測(cè)控站使用飛行控制軟件向無(wú)人機(jī)發(fā)送開(kāi)傘控制指令,無(wú)人機(jī)響應(yīng)指令后進(jìn)行無(wú)人機(jī)回收;
任務(wù)結(jié)束后,收集機(jī)載GPS原始測(cè)量數(shù)據(jù)和地面差分基準(zhǔn)站GPS原始測(cè)量數(shù)據(jù),在地面測(cè)控站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,提供精度鑒定比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)控設(shè)備的精度分析和評(píng)定。
校飛難點(diǎn)及解決辦法
目前無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)主要靠機(jī)載GPS提供導(dǎo)航數(shù)據(jù)為無(wú)人機(jī)導(dǎo)航,而機(jī)載GPS大部分為導(dǎo)航接收機(jī),精度較差,容易受電磁干擾。為了改善和提高無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)的安全性及可靠性,充分利用系統(tǒng)資源,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中將任務(wù)載荷中的高精度GPS數(shù)據(jù)引入飛行控制系統(tǒng)。
無(wú)人機(jī)起飛后電源系統(tǒng)處于不可控狀態(tài),無(wú)法對(duì)載荷設(shè)備實(shí)現(xiàn)斷電,不利于系統(tǒng)開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn),同時(shí)一旦無(wú)人機(jī)出現(xiàn)故障,無(wú)法保障載荷設(shè)備的供電安全。因此為保證機(jī)載電源安全可靠供電,為機(jī)載供電系統(tǒng)增加控制開(kāi)關(guān),由遙控指令控制任務(wù)載荷電源的開(kāi)關(guān)。 機(jī)載電源經(jīng)整流變換輸出28V直流電,通過(guò)地面遙控操縱發(fā)出任務(wù)電源開(kāi)關(guān)的遙控指令,飛控器接收遙控指令后控制開(kāi)關(guān)給任務(wù)設(shè)備供電與斷電。這樣可實(shí)現(xiàn)在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中,根據(jù)需要隨時(shí)對(duì)機(jī)上任務(wù)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一或單獨(dú)供斷電,大大增強(qiáng)了校飛系統(tǒng)的用電安全。(來(lái)源:UAS)
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