一种海上火箭发射平台姿态倾角测试方法

摘要

本发明公开了一种海上火箭发射平台姿态倾角测试方法，属于火箭发射技术领域，解决了由于海上发射远离路基，基站信号较差，从而导致测试结果出现漂移的技术问题。它包括以下步骤：S1、根据火箭发射平台系统提出测试方案，布置多个测点；S2、在多个测点上分别安装倾角传感器，并将多个倾角传感器分别与数据采集系统通信连接；S3、根据多个倾角传感器的性能参数对应设置数据采集系统的采集参数，对设置于同一轴线上的倾角传感器进行对比参照校准，多个倾角传感器校准后进行系统初始化；S4、采集并导出数据；S5、分析数据，得到测试阶段平台姿态情况。本发明适用范围广，得到数据准确，能够更好的用于海上火箭发射平台的姿态进行全面描述。

权利要求

1.一种海上火箭发射平台姿态倾角测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据火箭发射平台系统提出测试方案，布置多个测点；所述火箭发射平台系统包括火箭箭体（2）、搭载所述火箭箭体（2）的火箭发射架（1）以及海上火箭发射平台（5），所述火箭发射架（1）设置于所述海上火箭发射平台（5）的上部中心位置;S1中布置多个测点的方法，包括以下步骤;

S11、在所述海上火箭发射平台（5）上，且位于所述火箭箭体（2）正下方设置倾角传感器二（7）；

S12、在所述海上火箭发射平台（5）甲板尾部，且与所述倾角传感器二（7）位于同一横向轴线上设置倾角传感器三（8）；

S13、在所述海上火箭发射平台（5）甲板一侧，且与所述倾角传感器二（7）位于同一纵向轴线上设置倾角传感器四（9）；

S14、在所述海上火箭发射平台（5）船舷一侧，且与所述倾角传感器二（7）位于同一竖向轴线上设置倾角传感器一（6）；

S15、通过通信线缆（3）分别将所述倾角传感器一（6）、倾角传感器二（7）、倾角传感器三（8）、倾角传感器四（9）与数据采集系统（4）相连接;S2、在多个测点上分别安装倾角传感器，并将多个倾角传感器分别与数据采集系统（4）通信连接；

S3、根据多个倾角传感器的性能参数对应设置数据采集系统（4）的采集参数，对设置于同一轴线上的倾角传感器进行对比参照校准，多个倾角传感器校准后进行系统初始化；

S3中位于同一轴线上的倾角传感器进行对比参照校准的方法,包括以下步骤：S31、安装倾角传感器，并设置数据采集系统（4）的测试参数；

S32、进行预参数采集，随着所述海上火箭发射平台（5）晃动，位于同一轴线上的倾角传感器采集到同一轴线上的倾角变化数据，包括参照数据m和参照数据n,数据采集时长为

60s；

S33、将采集到的倾角变化数据分别进行截取，共截取10段，每个截取片段时长为6s；

S34、选取各截取片段内数据的最大值、最小值、平均值后取差值，并判断是否处于规定区间；

上述判断是否处于规定区间的方法为：

其中， 为参照数据m中每个截取片段内的数据最大值，为参照数据n中每个截取片段内的数据最大值；

为参照数据m 中每个截取片段内的数据最小值，为参照数据n中每个截取片段内的数据最小值；

为参照数据m中的每个截取片段的数据平均值，为参照数据n中的每个截取片段的数据平均值；

S35、倾角传感器安装位置判断，若各差值位于规定区间内，则判断倾角传感器安装正确，否则判断倾角传感器安装错误，需要重新安装并重复步骤S31至步骤S34，直至符合要求；

S4、采集并导出数据；

S5、分析数据，得到测试阶段平台姿态情况；

S5中数据分析方法，包括以下步骤：

S51、测试完毕后，得到各倾角传感器的采集数据，采集数据包括时间数据和轴线倾角数值；

S52、将轴线倾角数值进行分段；

S53、对每段轴线倾角数值求峰‑峰值和平均值，分别得到完整测试时间的峰‑峰值序列和平均值序列；

S54、以时间为横坐标，峰‑峰值和平均值序列为纵坐标，得到整个测试阶段的平台姿态数据分析图像，其中峰‑峰值为整个测试阶段的平台最大晃动情况，平均值为整个测试阶段的平台平衡偏移情况。

说明书

一种海上火箭发射平台姿态倾角测试方法

技术领域

[0001] 本发明涉及火箭发射技术领域，具体涉及一种海上火箭发射平台姿态倾角测试方法。

背景技术

[0002] 近年来，随着我国运载火箭商业航天行业市场规模激增，市场潜力巨大，但是由于陆地发射场能力趋近饱和，海上运载火箭航天发射已经成为我国商业航天的重要手段和重点发展趋势。

[0003] 海上运载火箭成功发射非常重要的因素之一是满足与陆地发射同样近乎稳定的发射条件，也就要求海上发射船在发射瞬间需要保证船体的横摇纵摇不能超过规定角度，否则初始偏移角度可能会造成火箭发射后偏离预定轨道，甚至酿成无法估计的严重后果。

[0004] 现有的姿态测试方法大多利用GPS定位技术，海上发射远离路基，基站信号距离太远具有一定误差，从而造成测试结果出现漂移。

[0005] 因此，亟需一种完善且精确的姿态倾角测试方法，以解决海上运载火箭发射过程中的上述问题。

发明内容

[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种完善且精确的海上火箭发射平台姿态倾角测试方法。

[0007] 本发明提供了以下技术方案：

[0008] 本发明提供的一种海上火箭发射平台姿态倾角测试方法，包括以下步骤：

[0009] S1、根据火箭发射平台系统提出测试方案，布置多个测点；

[0010] S2、在多个测点上分别安装倾角传感器，并将多个倾角传感器分别与数据采集系统通信连接；

[0011] S3、根据多个倾角传感器的性能参数对应设置数据采集系统的采集参数，对设置于同一轴线上的倾角传感器进行对比参照校准，多个倾角传感器校准后进行系统初始化；

[0012] S4、采集并导出数据；

[0013] S5、分析数据，得到测试阶段平台姿态情况。

[0014] 可选的或优选的，所述火箭发射平台系统包括火箭箭体、搭载所述火箭箭体的火箭发射架以及海上火箭发射平台，所述火箭发射架设置于所述海上火箭发射平台的上部中心位置。

[0015] 可选的或优选的，S1中多个所述测点的布置方法，包括以下步骤：

[0016] S11、在所述海上火箭发射平台上，且位于所述火箭箭体正下方设置倾角传感器二；

[0017] S12、在所述海上火箭发射平台甲板尾部，且与所述倾角传感器二位于同一横向轴线上设置倾角传感器三；

[0018] S13、在所述海上火箭发射平台甲板一侧，且与所述倾角传感器二位于同一纵向轴线上设置倾角传感器四；

[0019] S14、在所述海上火箭发射平台船舷一侧，且与所述倾角传感器二位于同一竖向轴线上设置倾角传感器一；

[0020] S15、通过通信线缆分别将所述倾角传感器一、倾角传感器二、倾角传感器三、倾角传感器四与所述数据采集系统相连接。

[0021] 可选的或优选的，S3中位于同一轴线上的倾角传感器进行对比参照校准的方法，包括以下步骤：

[0022] S31、安装倾角传感器，并设置数据采集系统的测试参数；

[0023] S32、进行预参数采集，随着所述海上火箭发射平台晃动，位于同一轴线上的倾角传感器采集到同一轴线上的倾角变化数据，包括参照数据m和参照数据n,数据采集时长为60s；

[0024] S33、将采集到的倾角变化数据分别进行截取，共截取10段，每个截取片段时长为6s；

[0025] S34、选取各截取片段内数据的最大值、最小值、平均值后取差值，并判断是否处于规定区间；

[0026] S35、倾角传感器安装位置判断，若各差值位于规定区间内，则判断倾角传感器安装正确，否则判断倾角传感器安装错误，需要重新安装并重复步骤S31至步骤S34，直至符合要求。

[0027] 可选的或优选的，S34中判断各差值是否处于规定区间的方法为：

[0028]

[0029]

[0030]

[0031] 其中， 为参照数据m中每个截取片段内的数据最大值，为参照数据n中每个截取片段内的数据最大值；

[0032] 为参照数据m中每个截取片段内的数据最小值，为参照数据n中每个截取片段内的数据最小值；

[0033] 为参照数据m中的每个截取片段的数据平均值，为参照数据n中的每个截取片段的数据平均值。

[0034] 可选的或优选的，S5中进行数据分析的方法，包括以下步骤：

[0035] S51、测试完毕后，得到各倾角传感器的采集数据，采集数据包括时间数据和轴线倾角数值；

[0036] S52、将轴线倾角数值进行分段；

[0037] S53、对每段轴线倾角数值求峰‑峰值和平均值，分别得到完整测试时间的峰‑峰值序列和平均值序列；

[0038] S54、以时间为横坐标，峰‑峰值和平均值序列为纵坐标，得到整个测试阶段的平台姿态数据分析图像，其中峰‑峰值为整个测试阶段的平台最大晃动情况，平均值为整个测试阶段的平台平衡偏移情况。

[0039] 基于上述技术方案，本发明至少可以产生如下技术效果：

[0040] 本发明提供的一种海上火箭发射平台姿态倾角测试方法，通过布置多个倾角传感器测点，可以准确测量发射平台关键部位的姿态变化，且通过多个倾角传感器之间的轴线位置关系，可以实现多个倾角传感器采集数据的校准和对照；通过对采集数据的分析，可以准确描述海上火箭发射平台在各轴线方向上的姿态变化。

附图说明

[0041] 图1是本发明海上火箭发射平台姿态倾角测试方法的流程图；

[0042] 图2是本发明海上火箭发射平台姿态倾角测试方法中倾角传感器的布置侧视图；

[0043] 图3是本发明海上火箭发射平台姿态倾角测试方法中倾角传感器的布置俯视图；

[0044] 图4是本发明海上火箭发射平台姿态倾角测试方法中峰‑峰值及平均值随时间变化图线。

[0045] 图中：1、火箭发射架；2、火箭箭体；3、通信线缆；4、数据采集系统；5、海上火箭发射平台；6、倾角传感器一；7、倾角传感器二；8、倾角传感器三；9、倾角传感器四。

具体实施方式

[0046] 下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例都属于本发明保护的范围。

[0047] 实施例

[0048] 请参阅图1至图4，一种海上火箭发射平台姿态倾角测试方法，包括以下步骤：

[0049] S1、根据火箭发射平台系统提出测试方案，布置多个测点；

[0050] 其中火箭发射平台系统包括火箭箭体2、搭载所述火箭箭体2的火箭发射架1以及海上火箭发射平台5，所述火箭发射架1设置于所述海上火箭发射平台5的上部中心位置；

[0051] 上述多个测点的布置方法，包括以下步骤：

[0052] S11、在所述海上火箭发射平台5上，且位于所述火箭箭体2正下方设置倾角传感器二7；

[0053] S12、在所述海上火箭发射平台5甲板尾部，且与所述倾角传感器二7位于同一横向轴线（即X轴）上设置倾角传感器三8；

[0054] S13、在所述海上火箭发射平台5甲板一侧，且与所述倾角传感器二7位于同一纵向轴线（即Y轴）上设置倾角传感器四9；

[0055] S14、在所述海上火箭发射平台5船舷一侧，且与所述倾角传感器二7位于同一竖向轴线（即Z轴）上设置倾角传感器一6；

[0056] S15、通过通信线缆3分别将所述倾角传感器一6、倾角传感器二7、倾角传感器三8、倾角传感器四9与所述数据采集系统4相连接。

[0057] S2、在多个测点上分别安装倾角传感器，并将多个倾角传感器分别与数据采集系统4通信连接；多个倾角传感器与数据采集系统4之间通过通信线缆3连接，如图2至图3中虚线所示；

[0058] S3、根据多个倾角传感器的性能参数对应设置数据采集系统4的采集参数，对设置于同一轴线上的倾角传感器进行对比参照校准，多个倾角传感器校准后进行系统初始化；

[0059] 上述位于同一轴线上的倾角传感器进行对比参照校准的方法，包括以下步骤：

[0060] S31、安装倾角传感器，并设置数据采集系统4的测试参数；

[0061] S32、进行预参数采集，随着所述海上火箭发射平台5晃动，位于同一轴线上的倾角传感器采集到同一轴线上的倾角变化数据，包括参照数据m和参照数据n,数据采集时长为60s；

[0062] S33、将采集到的倾角变化数据分别进行截取，共截取10段，每个截取片段时长为6s；

[0063] S34、选取各截取片段内数据的最大值、最小值、平均值后取差值，并判断是否处于规定区间；

[0064] 其中判断各差值是否处于规定区间的方法为：

[0065]

[0066]

[0067]

[0068] 其中， 为参照数据m中每个截取片段内的数据最大值，为参照数据n中每个截取片段内的数据最大值；

[0069] 为参照数据m中每个截取片段内的数据最小值，为参照数据n中每个截取片段内的数据最小值；

[0070] 为参照数据m中的每个截取片段的数据平均值，为参照数据n中的每个截取片段的数据平均值。

[0071] S35、倾角传感器安装位置判断，若各差值位于规定区间内，则判断倾角传感器安装正确，否则判断倾角传感器安装错误，需要重新安装并重复步骤S31至步骤S34，直至符合要求。

[0072] S4、采集并导出数据；

[0073] S5、分析数据，得到测试阶段平台姿态情况；

[0074] 上述数据分析方法包括以下步骤：

[0075] S51、测试完毕后，得到各倾角传感器的采集数据，采集数据包括时间数据和轴线倾角数值；

[0076] S52、将轴线倾角数值进行分段；

[0077] S53、对每段轴线倾角数值求峰‑峰值和平均值，分别得到完整测试时间的峰‑峰值序列和平均值序列；

[0078] S54、以时间为横坐标，峰‑峰值和平均值序列为纵坐标，得到整个测试阶段的平台姿态数据分析图像，其中峰‑峰值为整个测试阶段的平台最大晃动情况，平均值为整个测试阶段的平台平衡偏移情况。

[0079] 本实施例中，示例性的选择倾角传感器一6、倾角传感器二7、倾角传感器三8、倾角传感器四9的数据处理方法：

[0080] 按照上述流程测试完毕后，将倾角传感器一6、倾角传感器二7、倾角传感器三8、倾角传感器四9采集的数据分别保存为dateA、dateB、dateC和dateD，本实施例以dateB测试30分钟为例：

[0081] 1）得到的dateB数据包括第一列时间数据、第二列X轴倾角数据以及第三列Y轴倾角数据；

[0082] 2）dateB数据的第二列和第三列均按照每30秒时长分段，由于海况的海浪波动周期约4‑6秒，因此30秒能至少包含4个完整波动周期，共分为30*60÷30=60段;

[0083] 3）对所有划分的数据段分别求峰‑峰值，此处峰‑峰值为数据段内数据最大值‑数据最小值；

[0084] 如第二列X轴倾角数值计算即：

[0085] peak_dateB_X_i=max_dateB_X_i‑ min_dateB_X_i，(i=1,2,3……60)；

[0086] 得到完整测试时间的每30秒的峰峰值序列：

[0087] [peak_dateB_X_1；peak_dateB_X_2；peak_dateB_X_3；……；peak_dateB_X_60]；

[0088] 4）对所有划分的数据段分别求平均值，此处平均值=（数据段内数据最大值+数据段内数据最小值）/2；

[0089] 如第二列X轴倾角数值计算即：

[0090] mean_dateB_X_i=（max_dateB_X_i+min_dateB_X_i）÷2，(i=1,2,3……60)；

[0091] 得到完整测试时间的每30秒的平均值序列：

[0092] [mean_dateB_X_1；mean_dateB_X_2；mean_dateB_X_3；……；mean_dateB_X_60]；

[0093] 5）绘图，以时间为横坐标，峰‑峰值序列和平均值序列为纵坐标，得到整个测试阶段的平台姿态数据分析图，请参阅图4，从图中可以看出，整个测试阶段的平台的姿态情况：峰‑峰值表示整个测试阶段的平台最大晃动情况，平均值表示整个测试阶段的平台的平衡偏移情况。

[0094] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0095] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。