彈載黑匣子落點(diǎn)定位技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-03 13:09
彈載黑匣子作為彈丸飛行參數(shù)的重要記錄設(shè)備,在推動(dòng)遠(yuǎn)程精確打擊武器的發(fā)展過程中起著重要作用,因此,如何快速準(zhǔn)確地回收彈載黑匣子非常關(guān)鍵。目前,由于遠(yuǎn)程武器的射程范圍大、靶場(chǎng)多為荒蕪地區(qū)等原因,造成不能快速有效的定位彈載黑匣子落點(diǎn),從而耽誤研發(fā)進(jìn)程;谝陨涎邪l(fā)背景,本文在對(duì)比了當(dāng)今主流的定位技術(shù)與通信技術(shù)各自的優(yōu)缺點(diǎn)后,提出了基于衛(wèi)星定位技術(shù)與北斗短報(bào)文/短消息移動(dòng)通信技術(shù)的彈載黑匣子落點(diǎn)定位與回收方案,并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款彈載黑匣子回收輔助系統(tǒng)(后文中簡(jiǎn)稱回收系統(tǒng)),以配合地面人員快速準(zhǔn)確回收黑匣子。首先,本文根據(jù)彈載應(yīng)用環(huán)境和實(shí)際功能需求,對(duì)涉及到的定位技術(shù)、通信技術(shù)一一進(jìn)行對(duì)比分析,確定了融合衛(wèi)星定位、北斗短報(bào)文通信和短消息移動(dòng)通信的落點(diǎn)定位技術(shù);其次,通過對(duì)衛(wèi)星定位原理、無線通信機(jī)理的分析,提出了以FPGA為主控芯片、以衛(wèi)星定位為定位信息來源、以北斗短報(bào)文與短消息為通信手段的回收系統(tǒng)機(jī)載部分的實(shí)現(xiàn)方案;再者,根據(jù)具體功能分析,對(duì)系統(tǒng)工作模式的切換進(jìn)行詳細(xì)闡述,并針對(duì)數(shù)據(jù)捕獲、處理和編幀部分的軟件邏輯進(jìn)行了詳細(xì)的程序設(shè)計(jì);同時(shí),對(duì)回收系統(tǒng)的部分關(guān)鍵器件進(jìn)行了芯片選型,并分模塊的進(jìn)行了相...
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
GPS衛(wèi)星星座分布圖
中北大學(xué)學(xué)位論文4年黨中央、國(guó)務(wù)院和中央軍委正式啟動(dòng)北斗一號(hào)系統(tǒng)工程建設(shè),預(yù)計(jì)2020年前后,北斗三號(hào)系統(tǒng)將全面建成,北斗可全天候、24小時(shí)待命,為全球北斗用戶時(shí)刻提供優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)航、定位與授時(shí)服務(wù)[22]。BDS的建立雖晚于其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),但其發(fā)展之快、性能提升之快均另世界驚嘆,F(xiàn)目前,BDS的服務(wù)區(qū)域?yàn)槿,定位精度可達(dá)水平10m、高程10m,在亞太地區(qū),北斗定位精度甚至遠(yuǎn)超GPS,可達(dá)到水平5m、高程5m,測(cè)速精度可達(dá)/2.0sm;授時(shí)精度約20ns[23,24],。如今,BDS早已成為了全球衛(wèi)星事業(yè)中不可或缺的重要組成[25]。如圖1-2所示,北斗共35顆衛(wèi)星,其中8顆衛(wèi)星軌道高度為35786km,分別為5顆Orbit)EarthtionaryGEO(Geosta和3顆IGSO(OrbitSatellitenousGeosynchroInclined)衛(wèi)星;而其余27顆衛(wèi)星平均分布在三個(gè)高度為21528km的軌道上,被稱為MediumMEOOrbitEarth)(衛(wèi)星,傾角55o[26]。圖1-2BDS衛(wèi)星星座分布圖Figure1-2BDSsatelliteconstellationmap但衛(wèi)星定位對(duì)場(chǎng)地的要求較高,需保證使用地點(diǎn)空曠無遮擋,且沒有大的無線電干擾,同時(shí),天氣狀況有時(shí)也會(huì)影響搜星效果。因此,衛(wèi)星定位更多時(shí)候適用于戶外且沒有遮蔽的空曠場(chǎng)地。2)聲波定位技術(shù):聲波定位技術(shù),是指利用不同接收設(shè)備接收到同一聲源傳來的聲波的存在時(shí)間差
中北大學(xué)學(xué)位論文7體都會(huì)向外輻射紅外線,所以紅外線的遠(yuǎn)程測(cè)量就目前而言是較難實(shí)現(xiàn)的,其定位多應(yīng)用于室內(nèi)。圖1-3電磁光譜Figure1-3Electromagneticspectrum5)近距離定位技術(shù):無論是FI-WI、藍(lán)牙,再或者是ZigBee,均屬于短距離無線電傳輸,該特性也決定了其只能用作近距離定位,定位原理與基站定位類似,但只適用于電磁環(huán)境良好的情況下,目前常與衛(wèi)星定位配合,在無法完成衛(wèi)星定位的室內(nèi)完成精準(zhǔn)定位。目前常見的應(yīng)用領(lǐng)域有:智能掃地機(jī)器人等室內(nèi)智能定位設(shè)備。6)雷達(dá)定位技術(shù):雷達(dá)(英文Radar的英譯結(jié)果)定位,指通過雷達(dá)發(fā)出電磁波,然后再接收目標(biāo)反射回的電磁波,可以探測(cè)到目標(biāo)與雷達(dá)在一定范圍內(nèi)的相對(duì)位置的定位法。雷達(dá)最早出現(xiàn)在第一次世界大戰(zhàn),發(fā)展到現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)百年了,技術(shù)也相當(dāng)成熟了。目前雷達(dá)在軍事上的應(yīng)用非常廣泛,包括搜尋跟蹤雷達(dá)、火控雷達(dá)、二次雷達(dá)等。現(xiàn)如今,已研制出探測(cè)范圍可達(dá)到幾千公里的雷達(dá),美國(guó)現(xiàn)役雷達(dá)中最先進(jìn)的雷達(dá)即為海上巨眼SBX-1雷達(dá),其探測(cè)距離可達(dá)6000km;而沃羅涅日導(dǎo)彈預(yù)警雷達(dá)也是俄羅斯目前最先進(jìn)的現(xiàn)役雷達(dá)之一,同時(shí)也是全球功率最大的雷達(dá),探測(cè)距離可達(dá)7000km[31];另外,據(jù)中國(guó)發(fā)布的量子雷達(dá)小樣機(jī)可知道,中國(guó)正在研制的大型量子預(yù)警雷達(dá),采用前沿量子技術(shù),
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星鏈路多普勒頻移特性分析[J]. 黃愛軍,代紅. 電訊技術(shù). 2020(03)
[2]國(guó)外海岸警戒雷達(dá)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 鑒福升,李潔,李迅,羅軍,趙東偉. 電訊技術(shù). 2020(02)
[3]全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 劉健,曹沖. 導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2020(01)
[4]星輿科技呂韶清:以北斗技術(shù)賦能萬物互聯(lián)[J]. 李慧. 科技與金融. 2020(Z1)
[5]Positioning performance analysis on combined GPS/BDS precise point positioning[J]. Jing Xiong,Fei Han. Geodesy and Geodynamics. 2020(01)
[6]基于激光導(dǎo)航的滅火機(jī)器人定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 喬俊福,郭晉秦,李永偉. 激光雜志. 2019(12)
[7]基于北斗短報(bào)文的遠(yuǎn)程圖像通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李志煒,傅軍,劉李歡,韓洪祥. 導(dǎo)航定位與授時(shí). 2019(06)
[8]基于彈載測(cè)控系統(tǒng)的便捷無線交互設(shè)計(jì)[J]. 高詩堯,李杰,胡陳君,許廷金,敬正堯. 中國(guó)測(cè)試. 2019(10)
[9]防空雷達(dá)應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)[J]. 湯明碩. 中國(guó)設(shè)備工程. 2019(20)
[10]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在海事領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J]. 宋強(qiáng). 中國(guó)海事. 2019(10)
博士論文
[1]超強(qiáng)激光產(chǎn)生的超熱電子在微納結(jié)構(gòu)靶中的輸運(yùn)研究[D]. 李博原.中國(guó)工程物理研究院 2017
碩士論文
[1]基于坐標(biāo)變換算法的車輛三維定位研究[D]. 焦雨琪.南京郵電大學(xué) 2019
[2]基于矢量跟蹤的GNSS/INS深組合關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李明玉.中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院 2019
[3]基于FPGA的小型記錄儀設(shè)計(jì)[D]. 曹雅楠.中北大學(xué) 2019
[4]基于深度學(xué)習(xí)的垃圾短信智能識(shí)別算法研究[D]. 李洋.北京工業(yè)大學(xué) 2019
[5]基于TMS320C6748的彈載組合導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 許廷金.中北大學(xué) 2019
[6]基于北斗短報(bào)文和落點(diǎn)預(yù)測(cè)的定位信標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 史謙.中北大學(xué) 2018
[7]彈載存儲(chǔ)器落點(diǎn)定位裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張勇.中北大學(xué) 2016
[8]北斗導(dǎo)航模塊性能測(cè)試軟件的研究與開發(fā)[D]. 毛銳.山東大學(xué) 2016
[9]IMT系統(tǒng)對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的干擾研究[D]. 肖雷.北京郵電大學(xué) 2016
[10]基于BC5藍(lán)牙模塊的多媒體音箱音頻部分設(shè)計(jì)[D]. 鄭菲.大連理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3319677
【文章來源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
GPS衛(wèi)星星座分布圖
中北大學(xué)學(xué)位論文4年黨中央、國(guó)務(wù)院和中央軍委正式啟動(dòng)北斗一號(hào)系統(tǒng)工程建設(shè),預(yù)計(jì)2020年前后,北斗三號(hào)系統(tǒng)將全面建成,北斗可全天候、24小時(shí)待命,為全球北斗用戶時(shí)刻提供優(yōu)質(zhì)的導(dǎo)航、定位與授時(shí)服務(wù)[22]。BDS的建立雖晚于其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),但其發(fā)展之快、性能提升之快均另世界驚嘆,F(xiàn)目前,BDS的服務(wù)區(qū)域?yàn)槿,定位精度可達(dá)水平10m、高程10m,在亞太地區(qū),北斗定位精度甚至遠(yuǎn)超GPS,可達(dá)到水平5m、高程5m,測(cè)速精度可達(dá)/2.0sm;授時(shí)精度約20ns[23,24],。如今,BDS早已成為了全球衛(wèi)星事業(yè)中不可或缺的重要組成[25]。如圖1-2所示,北斗共35顆衛(wèi)星,其中8顆衛(wèi)星軌道高度為35786km,分別為5顆Orbit)EarthtionaryGEO(Geosta和3顆IGSO(OrbitSatellitenousGeosynchroInclined)衛(wèi)星;而其余27顆衛(wèi)星平均分布在三個(gè)高度為21528km的軌道上,被稱為MediumMEOOrbitEarth)(衛(wèi)星,傾角55o[26]。圖1-2BDS衛(wèi)星星座分布圖Figure1-2BDSsatelliteconstellationmap但衛(wèi)星定位對(duì)場(chǎng)地的要求較高,需保證使用地點(diǎn)空曠無遮擋,且沒有大的無線電干擾,同時(shí),天氣狀況有時(shí)也會(huì)影響搜星效果。因此,衛(wèi)星定位更多時(shí)候適用于戶外且沒有遮蔽的空曠場(chǎng)地。2)聲波定位技術(shù):聲波定位技術(shù),是指利用不同接收設(shè)備接收到同一聲源傳來的聲波的存在時(shí)間差
中北大學(xué)學(xué)位論文7體都會(huì)向外輻射紅外線,所以紅外線的遠(yuǎn)程測(cè)量就目前而言是較難實(shí)現(xiàn)的,其定位多應(yīng)用于室內(nèi)。圖1-3電磁光譜Figure1-3Electromagneticspectrum5)近距離定位技術(shù):無論是FI-WI、藍(lán)牙,再或者是ZigBee,均屬于短距離無線電傳輸,該特性也決定了其只能用作近距離定位,定位原理與基站定位類似,但只適用于電磁環(huán)境良好的情況下,目前常與衛(wèi)星定位配合,在無法完成衛(wèi)星定位的室內(nèi)完成精準(zhǔn)定位。目前常見的應(yīng)用領(lǐng)域有:智能掃地機(jī)器人等室內(nèi)智能定位設(shè)備。6)雷達(dá)定位技術(shù):雷達(dá)(英文Radar的英譯結(jié)果)定位,指通過雷達(dá)發(fā)出電磁波,然后再接收目標(biāo)反射回的電磁波,可以探測(cè)到目標(biāo)與雷達(dá)在一定范圍內(nèi)的相對(duì)位置的定位法。雷達(dá)最早出現(xiàn)在第一次世界大戰(zhàn),發(fā)展到現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)百年了,技術(shù)也相當(dāng)成熟了。目前雷達(dá)在軍事上的應(yīng)用非常廣泛,包括搜尋跟蹤雷達(dá)、火控雷達(dá)、二次雷達(dá)等。現(xiàn)如今,已研制出探測(cè)范圍可達(dá)到幾千公里的雷達(dá),美國(guó)現(xiàn)役雷達(dá)中最先進(jìn)的雷達(dá)即為海上巨眼SBX-1雷達(dá),其探測(cè)距離可達(dá)6000km;而沃羅涅日導(dǎo)彈預(yù)警雷達(dá)也是俄羅斯目前最先進(jìn)的現(xiàn)役雷達(dá)之一,同時(shí)也是全球功率最大的雷達(dá),探測(cè)距離可達(dá)7000km[31];另外,據(jù)中國(guó)發(fā)布的量子雷達(dá)小樣機(jī)可知道,中國(guó)正在研制的大型量子預(yù)警雷達(dá),采用前沿量子技術(shù),
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高動(dòng)態(tài)衛(wèi)星鏈路多普勒頻移特性分析[J]. 黃愛軍,代紅. 電訊技術(shù). 2020(03)
[2]國(guó)外海岸警戒雷達(dá)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 鑒福升,李潔,李迅,羅軍,趙東偉. 電訊技術(shù). 2020(02)
[3]全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 劉健,曹沖. 導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2020(01)
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[5]Positioning performance analysis on combined GPS/BDS precise point positioning[J]. Jing Xiong,Fei Han. Geodesy and Geodynamics. 2020(01)
[6]基于激光導(dǎo)航的滅火機(jī)器人定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 喬俊福,郭晉秦,李永偉. 激光雜志. 2019(12)
[7]基于北斗短報(bào)文的遠(yuǎn)程圖像通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 李志煒,傅軍,劉李歡,韓洪祥. 導(dǎo)航定位與授時(shí). 2019(06)
[8]基于彈載測(cè)控系統(tǒng)的便捷無線交互設(shè)計(jì)[J]. 高詩堯,李杰,胡陳君,許廷金,敬正堯. 中國(guó)測(cè)試. 2019(10)
[9]防空雷達(dá)應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)[J]. 湯明碩. 中國(guó)設(shè)備工程. 2019(20)
[10]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在海事領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J]. 宋強(qiáng). 中國(guó)海事. 2019(10)
博士論文
[1]超強(qiáng)激光產(chǎn)生的超熱電子在微納結(jié)構(gòu)靶中的輸運(yùn)研究[D]. 李博原.中國(guó)工程物理研究院 2017
碩士論文
[1]基于坐標(biāo)變換算法的車輛三維定位研究[D]. 焦雨琪.南京郵電大學(xué) 2019
[2]基于矢量跟蹤的GNSS/INS深組合關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李明玉.中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院 2019
[3]基于FPGA的小型記錄儀設(shè)計(jì)[D]. 曹雅楠.中北大學(xué) 2019
[4]基于深度學(xué)習(xí)的垃圾短信智能識(shí)別算法研究[D]. 李洋.北京工業(yè)大學(xué) 2019
[5]基于TMS320C6748的彈載組合導(dǎo)航系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 許廷金.中北大學(xué) 2019
[6]基于北斗短報(bào)文和落點(diǎn)預(yù)測(cè)的定位信標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 史謙.中北大學(xué) 2018
[7]彈載存儲(chǔ)器落點(diǎn)定位裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 張勇.中北大學(xué) 2016
[8]北斗導(dǎo)航模塊性能測(cè)試軟件的研究與開發(fā)[D]. 毛銳.山東大學(xué) 2016
[9]IMT系統(tǒng)對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的干擾研究[D]. 肖雷.北京郵電大學(xué) 2016
[10]基于BC5藍(lán)牙模塊的多媒體音箱音頻部分設(shè)計(jì)[D]. 鄭菲.大連理工大學(xué) 2014
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