一种集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统

申请号 CN201310693641.5 申请日 2013-12-17 公开(公告)号 CN104412877A 公开(公告)日 2015-03-18
申请人 中国兵器科学研究院; 发明人 于子平; 王东吉; 王晋华; 张敏; 施建昌; 瞿蓉; 田铮; 赵小川; 于海心;
摘要 本 发明 公开了一种集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统,通过在 现有技术 中的催化降雨系统中增加火箭炮发射系统,使得新增的火箭炮发射系统可以填补飞机控制 信号 收发器难以成功接收地面站子系统所发送的催雨通知消息而造成错失最佳催雨时机这一漏洞,从而提高催化降雨作业的成功率,避免错失最佳催雨时机。此外,本发明提供的该系统中还包括用于对待进行催化的目标 云 层进行 跟踪 的气象雷达。由该气象雷达向火箭炮发射系统提供目标云层的 位置 信息,可以提高火箭炮被发射到待进行催化的目标云层所在位置的准确度。
权利要求

1.一种集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统,包括协调融合系统和有人增雨飞机,其特征在于,还包括:以所述协调融合系统中的指挥控制工控机发送的催雨指令作为火箭炮发射指令而发射火箭炮的火箭炮发射系统,以及对待催化的目标层进行跟踪并输出跟踪结果的气象雷达;所述火箭炮中填充有用于催化降雨的物品;
其中,所述协调融合系统包括:
输出遥感气象数据的气象探测子系统;
根据所述遥感气象数据确定出探测区域的位置信息后进行发送、向专家辅助决策工控机转发由地面站工控机发送的气象环境数据、接收到专家辅助决策工控机发送的催雨通知消息后向所述地面站工控机发送催雨指令的指挥控制工控机;
接收所述指挥控制工控机发送的探测区域的位置信息、根据探测区域的位置信息确定并向所述有人增雨飞机发送飞行路径信息、将有人增雨飞机发送的气象环境数据发送给所述指挥控制工控机;并将所述指挥控制工控机发送的催雨指令发送给所述有人增雨飞机的地面站工控机;
根据所述指挥控制工控机发送的气象环境数据判断出能在探测区域进行催雨作业时,向所述指挥控制工控机发送催雨通知消息的专家辅助决策工控机;
所述有人增雨飞机上安装有:
接收所述地面站工控机发送的飞行路径信息和催雨指令,并将气象环境数据发送给所述地面站工控机的飞机控制信号收发器;
用于采集气象环境数据并发送给所述飞机控制信号收发器的气象环境数据采集器;
增雨催化剂播撒设备;
控制增雨催化剂播撒设备对增雨催化剂进行处理的控制设备;
所述火箭炮发射系统包括:
接收到所述催雨指令后发出点火指令的火箭炮发射控制器
用于安装火箭炮、且接收到所述点火指令后根据所述气象雷达发送的所述跟踪结果发射所述火箭炮的火箭炮发射器;
所述气象雷达包括:
对所述指挥控制工控机发送的所述探测区域的位置信息进行接收、并对根据所述探测区域的位置信息而对处于所述探测区域的所述待催化的目标云层进行跟踪得到的跟踪结果进行发送的雷达信号收发器;
根据所述探测区域的位置信息对处于探测区域的所述待催化的目标云层进行跟踪,并将跟踪结果输出到雷达信号收发器的目标跟踪仪。

说明书全文

一种集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统

技术领域

[0001] 本发明涉及人工影响天气作业技术领域,尤其涉及一种集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统。

背景技术

[0002] 目前,人工影响天气的手段是多种多样的。以人工催化降雨为例,目前常见的催化作业方式为:1、采用人工点燃的方式在地面燃烧碘化,并利用大气上升气流进行催化;2、利用有人增雨飞机即有人驾驶的飞机实施碘化银焰条燃烧播撒进行催化的方式等。
[0003] 现有技术中,实现第2种催化降雨作业方式的催化降雨系统主要包括5个部分,分别为气象探测子系统、指挥控制工控机(其往往为包含中央处理器的芯片或电脑或电路板,也称指挥控制中心设备)、地面站工控机(其往往为包含中央处理器的芯片或电脑或电路板,也称地面站子系统)、专家辅助决策工控机(其往往为包含中央处理器的芯片或电脑或电路板,也称专家辅助决策子系统)以及有人增雨飞机。其中,有人增雨飞机上安装有飞机控制信号收发器、气象环境数据采集器(一般为各种传感器,例如温度传感器、湿度传感器等等)、增雨催化剂播撒设备及控制增雨催化剂播撒设备对增雨催化剂进行处理的控制设备。
[0004] 上述催化降雨系统的结构示意图如图1所示,其中,气象探测子系统、指挥控制工控机、地面站工控机和专家辅助决策工控机可以统称为协调融合系统,该协调融合系统中各组成部分的信号收发关系示意图如图1所示。
[0005] 对于图1中所示的该催化降雨系统所包含的各个部分的具体说明如下:
[0006] 气象探测子系统一般包括卫星和/或气象探测辐射仪。该气象探测子系统的功能在于采集遥感气象数据并提供给指挥控制中心设备。视实际中的不同需求,用于采集遥感气象数据的设备可以是卫星或气象探测辐射仪。
[0007] 指挥控制中心设备主要用于:获得气象探测子系统提供的遥感气象数据,并根据遥感气象数据确定出有人增雨飞机的探测区域的位置信息后,将探测区域的位置信息发送给地面站子系统;以及接收地面站子系统发送的气象环境数据,将气象环境数据发送给专家辅助决策子系统;此外,指挥控制中心设备还用于在接收到专家辅助决策子系统发送的催雨通知消息后,向地面站子系统发送催雨指令;
[0008] 地面站子系统主要用于:接收指挥控制中心设备发送的探测区域的位置信息;并根据探测区域的位置信息,确定并向有人增雨飞机发送飞行路径信息;将有人增雨飞机发送的气象环境数据发送给指挥控制中心设备;并将指挥控制中心设备发送的催雨指令发送给有人增雨飞机;
[0009] 专家辅助决策子系统用于:根据指挥控制中心设备发送的气象环境数据,判断是否能在探测区域进行催雨作业;并在判断结果为是时,向指挥控制中心设备发送催雨通知消息。
[0010] 有人增雨飞机用于:利用自身安装的飞机控制信号收发器接收地面站子系统发送的飞行路径信息,在飞行员的控制下飞入探测区域后,利用自身安装的气象环境数据采集器进行气象环境数据的采集;利用自身安装的飞机控制信号收发器,将在探测区域采集到的气象环境数据发送给地面站子系统;以及利用上述飞机控制信号收发器接收地面站子系统发送的催雨指令,提示飞行员通过对于有人增雨飞机上安装的控制增雨催化剂播撒设备对增雨催化剂进行处理的控制设备的控制,完成利用增雨催化剂播撒设备而进行的增雨催化降雨作业。
[0011] 上述第2种方式存在的缺陷在于:有人增雨飞机往往飞行在高空中,如遇恶劣天气,高空中由于恶劣天气而产生的杂乱电磁波可能会导致有人增雨飞机上的飞机控制信号收发器难以成功接收地面站子系统所发送的催雨通知消息,从而很可能导致错失最佳催雨时机。

发明内容

[0012] 本发明实施例提供一种集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统,用以解决现有技术中采用有人增雨飞机进行催化降雨可能导致错失最佳催雨时机的问题。
[0013] 本发明实施例采用以下技术方案:
[0014] 一种集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统,包括协调融合系统和有人增雨飞机,还包括:以所述协调融合系统中的指挥控制工控机发送的催雨指令作为火箭炮发射指令而发射火箭炮的火箭炮发射系统,以及对待催化的目标层进行跟踪并输出跟踪结果的气象雷达;所述火箭炮中填充有用于催化降雨的物品;
[0015] 其中,所述协调融合系统包括:
[0016] 输出遥感气象数据的气象探测子系统;
[0017] 根据所述遥感气象数据确定出探测区域的位置信息后进行发送、向专家辅助决策工控机转发由地面站工控机发送的气象环境数据、接收到专家辅助决策工控机发送的催雨通知消息后向所述地面站工控机发送催雨指令的指挥控制工控机;
[0018] 接收所述指挥控制工控机发送的探测区域的位置信息、根据探测区域的位置信息确定并向所述有人增雨飞机发送飞行路径信息、将有人增雨飞机发送的气象环境数据发送给所述指挥控制工控机;并将所述指挥控制工控机发送的催雨指令发送给所述有人增雨飞机的地面站工控机;
[0019] 根据所述指挥控制工控机发送的气象环境数据判断出能在探测区域进行催雨作业时,向所述指挥控制工控机发送催雨通知消息的专家辅助决策工控机;
[0020] 所述有人增雨飞机上安装有:
[0021] 接收所述地面站工控机发送的飞行路径信息和催雨指令,并将气象环境数据发送给所述地面站工控机的飞机控制信号收发器;
[0022] 用于采集气象环境数据并发送给所述飞机控制信号收发器的气象环境数据采集器;
[0023] 增雨催化剂播撒设备;
[0024] 控制增雨催化剂播撒设备对增雨催化剂进行处理的控制设备;
[0025] 所述火箭炮发射系统包括:
[0026] 接收到所述催雨指令后发出点火指令的火箭炮发射控制器
[0027] 用于安装火箭炮、且接收到所述点火指令后根据所述气象雷达发送的所述跟踪结果发射所述火箭炮的火箭炮发射器;
[0028] 所述气象雷达包括:
[0029] 对所述指挥控制工控机发送的所述探测区域的位置信息进行接收、并对根据所述探测区域的位置信息而对处于所述探测区域的所述待催化的目标云层进行跟踪得到的跟踪结果进行发送的雷达信号收发器;
[0030] 根据所述探测区域的位置信息对处于探测区域的所述待催化的目标云层进行跟踪,并将跟踪结果输出到雷达信号收发器的目标跟踪仪。
[0031] 本发明实施例的有益效果如下:
[0032] 本发明实施例提供的上述集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统通过在现有技术中的催化降雨系统中增加火箭炮发射系统,使得新增的火箭炮发射系统可以填补飞机控制信号收发器难以成功接收地面站子系统所发送的催雨通知消息而造成错失最佳催雨时机这一漏洞,从而提高催化降雨作业的成功率,避免错失最佳催雨时机。此外,本发明实施例提供的该系统中还包括对待进行催化的目标云层进行跟踪的气象雷达。由该气象雷达向火箭炮发射系统提供待进行催化的目标云层的位置信息,可以提高火箭炮被发射到待进行催化的目标云层所在位置的准确度。附图说明
[0033] 图1为现有技术中的催化降雨系统的具体结构示意图;
[0034] 图2为本发明实施例提供的集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统的具体结构示意图;
[0035] 图3为本发明实施例中有人增雨飞机结构示意图。

具体实施方式

[0036] 为了解决现有技术中采用有人增雨飞机进行催化降雨可能导致错失最佳催雨时机的问题,本发明实施例提供一种新型的集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统,通过在现有技术中的催化降雨系统中增加火箭炮发射系统,使得新增的火箭炮发射系统可以填补飞机控制信号收发器难以成功接收地面站子系统所发送的催雨通知消息而造成错失最佳催雨时机这一漏洞,从而提高催化降雨作业的成功率。此外,本发明实施例提供的该系统中还包括对待进行催化的目标云层进行跟踪的气象雷达。由该气象雷达向火箭炮发射系统提供待进行催化的目标云层的位置信息,可以提高火箭炮被发射到待进行催化的目标云层所在位置的准确度。
[0037] 以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明,应当理解,此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。并且在不冲突的情况下,本说明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
[0038] 首先,需要对现有技术中的火箭炮发射系统下述简单介绍。
[0039] 现有技术中,火箭炮发射系统主要包括:用于接收火箭炮发射指令,并在接收到该火箭炮发射指令后向火箭炮发射系统的另一组成部分——火箭炮发射器发出点火指令的火箭炮发射控制器,以及用于安装火箭炮、且在接收到点火指令后点燃火箭炮引线从而实现火箭炮发射的火箭炮发射器。其中,火箭炮发射控制器可以是控制电路、包含CPU的芯片或电脑等。
[0040] 在现有技术中,火箭炮发射控制器可以接收来自控制设备的触发信号,并以该触发信号作为火箭炮发射指令而向火箭炮发射器发送点火指令。而为了实现准确地将火箭炮发射到目标位置,火箭炮发射器则还可以接收目标位置的坐标信息,并根据该坐标信息调整火箭炮的发射弹道。现有技术中,该目标位置的坐标信息可以由工作人员手动输入到火箭炮发射器中,也可以由负责向火箭炮发射器发送该坐标信息的一些设备来向该火箭炮发射器进行发送。
[0041] 此外,还需要对现有技术中的气象雷达进行下述说明:
[0042] 现有技术中,气象雷达是一种既具备采集遥感气象数据并进行发送的这一气象探测功能,也具备对目标进行跟踪并输出跟踪结果(一般为目标的坐标信息)的目标跟踪功能的雷达。对应于这两种功能,其既可以接收来自雷达控制中心的设备所发出的遥感气象数据采集指令,也可以接收该设备所发出的目标跟踪指令(该指令中可以包含待跟踪目标当前所在位置的信息)。一般地,气象雷达可以利用其包含的雷达信号收发器来实现各种信号的收发;并利用其包含的目标跟踪仪,来实现对待跟踪目标的跟踪并将跟踪结果输出到雷达信号收发器。其中,目标跟踪仪可以是具备CPU的芯片或工控机等硬件设备。
[0043] 现有技术中的气象雷达与普通的有源或无源雷达类似,已经可以实现对待跟踪目标的准确跟踪并输出跟踪结果。
[0044] 基于现有技术中的火箭炮发射系统和气象雷达的上述功能,以及火箭炮可以以用于催化降雨的物品作为填充物这一特性,本发明实施例考虑可以利用火箭炮发射系统和气象雷达对现有技术中的催化降雨系统进行改进,使得火箭炮发射系统可以填补飞机控制信号收发器难以成功接收地面站子系统所发送的催雨通知消息而造成错失最佳催雨时机这一漏洞,并由气象雷达对待进行催化的目标云层进行跟踪,使得火箭炮发射系统可以根据气象雷达所输出的跟踪结果,实现对火箭炮的准确发送。
[0045] 具体而言,本发明实施例提供的一种新型的集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统的具体结构示意图如图2所示,包括下述设备:
[0046] 协调融合系统21、有人增雨飞机22、以协调融合系统21中的指挥控制工控机212发送的催雨指令作为火箭炮发射指令而发射火箭炮的火箭炮发射系统(简称火箭炮发射系统)23和对待催化的目标云层进行跟踪并输出跟踪结果的气象雷达(简称气象雷达)24。
[0047] 以下分别对该集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统的各组成部分进行说明:
[0048] 协调融合系统21包括:
[0049] 输出遥感气象数据的气象探测子系统211;
[0050] 根据遥感气象数据确定出探测区域的位置信息后进行发送、向专家辅助决策工控机214转发由地面站工控机213发送的气象环境数据、接收到专家辅助决策工控机214发送的催雨通知消息后向地面站工控机213发送催雨指令的指挥控制工控机212;
[0051] 接收指挥控制工控机212发送的探测区域的位置信息、根据探测区域的位置信息确定并向有人增雨飞机22发送飞行路径信息、将有人增雨飞机22发送的气象环境数据发送给指挥控制工控机212;并将指挥控制工控机212发送的催雨指令发送给有人增雨飞机22的地面站工控机213;
[0052] 根据指挥控制工控机212发送的气象环境数据判断出能在探测区域进行催雨作业时,向指挥控制工控机212发送催雨通知消息的专家辅助决策工控机214。
[0053] 由于本发明实施例提供的该集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统中的协调融合系统的结构和功能与现有技术中的协调融合系统的相应的结构和功能类似,因此不再赘述。
[0054] 本发明实施例中,有人增雨飞机22为安装有下述设备的有人增雨飞机,如图3所示:
[0055] 接收地面站工控机213发送的飞行路径信息和催雨指令,并将气象环境数据发送给地面站工控机213的飞机控制信号收发器221;
[0056] 用于采集气象环境数据并发送给飞机控制信号收发器221的气象环境数据采集器222;
[0057] 增雨催化剂播撒设备223;
[0058] 控制增雨催化剂播撒设备对增雨催化剂进行处理的控制设备224。
[0059] 由于本发明实施例提供的该有人增雨飞机22上安装的各设备的结构和功能与现有技术中的有人增雨飞机上安装的设备的相应结构和功能类似,因此不再赘述。
[0060] 本发明实施例中,火箭炮发射系统23具体包括:
[0061] 接收到指挥控制工控机212发送的催雨指令后发出点火指令的火箭炮发射控制器231;
[0062] 用于安装火箭炮、且接收到点火指令后根据气象雷达24发送的跟踪结果发射点燃火箭炮的引线的火箭炮发射器232。
[0063] 本发明实施例中,气象雷达24具体包括:
[0064] 对指挥控制工控机212发送的探测区域的位置信息进行接收、并对根据探测区域的位置信息而对处于探测区域的待催化的目标云层进行跟踪得到的跟踪结果进行发送的雷达信号收发器241。
[0065] 根据指挥控制工控机212发送的探测区域的位置信息对处于探测区域的待催化的目标云层进行跟踪,并将跟踪结果输出到雷达信号收发器241的目标跟踪仪242。
[0066] 采用本发明实施例提供的上述集雷达探测和一体化播撒的全自动火箭系统,通过在现有技术中的催化降雨系统中增加火箭炮发射系统,使得新增的火箭炮发射系统可以填补飞机控制信号收发器难以成功接收地面站子系统所发送的催雨通知消息而造成错失最佳催雨时机这一漏洞,从而提高催化降雨作业的成功率,避免错失最佳催雨时机。此外,本发明实施例提供的该系统中还包括对待进行催化的目标云层进行跟踪的气象雷达。由该气象雷达向火箭炮发射系统提供待进行催化的目标云层的位置信息,可以提高火箭炮被发射到待进行催化的目标云层所在位置的准确度。
[0067] 显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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