一种适用于多型火箭的地面测控设备快速切换适配系统的制作方法

1.本发明属于地面测控技术领域，具体涉及一种适用于多型火箭的地面测控设备快速切换适配系统。


背景技术：

2.地面测控设备主要完成火箭地面阶段的功能性能测试，地面测控设备的设计在向着通用化、实战化和装备化发展。但是目前火箭箭上设备由于多发飞行任务的验证，可靠性较高，不能轻易更改。火箭箭上设备的多样性与地面设备的通用性需要地面有一个切换适配设备。后续各型号火箭发射密度越来高，同一工位间各型火箭之间的切换越来越频繁，在地下电源间切换电缆不能够满足切换时间的要求，同时切换大批量电缆会带来了一定风险。使用切换设备可以使地面测控设备的通用性到火箭各级的测试间，火箭分级切换电缆降低了切换风险，最大程度的使用更多的共用部分降低设备成本。
3.火箭箭上测试信号多样，由地面供电信号、箭上指示信号、箭上模拟量(电压、电流和电阻)等信号形式的测量。对地面供电信号完成供电分配以及采集基准分配，箭上指示信号需要地面测发控系统采集下传，箭上模拟量信号按照不同的采集类型和量程进行调理采集下传。
4.各型火箭箭上设备原理不同，需要测试的信号数量不同，同时由于二级火箭和三级火箭的构型不同，需要切换设备进行分级匹配，并能完成型号间信号测试最大化复用及型号间的可靠切换。
5.随着火箭发射周期越来越短，高密度发射任务使多型号火箭并行测试，同一工位完成不同型号火箭的发射任务，对运载火箭的地面测控设备提出了通用测试和专用测试要求。提高切换效率、信号传送精度和抗干扰能力是对存在单工位多型火箭发射需求的地面测控设备提出的迫切需求，现有切换适配系统无法满足，需要进行改进。


技术实现要素：

6.本发明提供一种适用于多型火箭的地面测控设备快速切换适配系统，目的是解决现有技术中存在单工位多型火箭发射需求的地面测控设备切换效率低，容易出错，信号传送精度和抗干扰能力不够高的问题。
7.本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
8.一种适用于多型火箭的地面测控设备快速切换适配系统，包括第一适配器、第二适配器、第三适配器和第四适配器；第一适配器放置于脐带塔3层，用于完成芯一级及助推相关测发控信号转接；第二适配器放置于脐带塔6层，用于完成芯二级及常规动力配气台和加注信号箱相关测发控信号转接；第三适配器放置于脐带塔8层，用于完成芯三级及cz-2c sma相关测发控信号转接；第四适配器放置于地下电源间，用于完成控制系统地面设备、动力继电器机柜和第一适配器、第二适配器、第三适配器与有线测控组合及供电电源组合间的信号转接；第一适配器、第二适配器和第三适配器对箭一侧根据箭地接口及配气台接口，
采用型号专属设计，第一适配器、第二适配器和第三适配器对地一侧与第四适配器对箭一侧一致，根据信号类型进行线路设计，第四适配器对地一侧适应有线测控组合接口开展设计，不同型号火箭进行切换时，只需要进行切换设备对箭侧航插即可完成不同型号火箭的切换测试。
9.进一步地，地面测控设备快速切换适配系统对箭上信号采用近端调理，切换设备放置在固定塔房间。
10.进一步地，切换设备分布在塔架各层及地下电源间，切换设备内部除了完成信号线路的接线，还集成了信号调理功能。
11.进一步地，地面测控设备快速切换适配系统中将测试信号进行冗余变换分别下传。
12.进一步地，地面测控设备快速切换适配系统的机箱设计采用硬铝材料，壳体机箱为密闭机箱。
13.进一步地，机箱的箱体侧面设置有提手，箱体内部装有换热器和风扇。
14.进一步地，机箱中，调理模块和下传模块安装在底面板上，前面板和后面板均布置航插，前面板布置对箭一侧航插、后面板布置对地一侧航插。
15.进一步地，第一适配器对箭一侧有3个航插，对地一侧有3个航插；第二适配器对箭一侧有14个航插，对地一侧有12个航插；第三适配器对箭一侧有12个航插，对地一侧有13个航插。
16.本发明所取得的有益技术效果是：
17.可实现多个型号火箭发射任务间快速切换，缩短了多个火箭地面设备切换时间，典型型号的操作时间可缩短50％，提高了地面测控设备通用性、可靠性和快速切换的能力。解决了现有单工位多型火箭发射需求的地面测控设备切换效率低，容易出错，信号传送精度和抗干扰能力不够高的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
18.图1是本发明其中一种具体实施例的切换设备分布图；
19.图2是本发明其中一种具体实施例的通用调理电路框图。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明要求保护的范围。
21.一种适用于多型火箭的地面测控设备快速切换适配系统具体实施例，采用了分级测试设计、通用化设计和冗余耐环境设计。
22.分级测试设计包括：按照火箭二级或三级的构型设计不同，对不同火箭进行分级测试，将同级信号进行类别分析，同级信号最大化设计包络，完成火箭的分级测试，测试原理如图1所示。
23.本具体实施例中的分级测试方法包括如下内容：切换设备分布在塔架各层及地下
电源间，切换设备内部除了完成信号线路的接线，实现统型通用设备与型号专用设备间转换以外，还集成了信号调理功能，完成电阻信号和低电压信号向高精度抗干扰的电流信号转变，实现有线测量信号的远距离测量。
24.本具体实施例中的地面测控设备快速切换适配系统包括第一适配器、第二适配器、第三适配器和第四适配器。第一适配器放置于脐带塔3层，用于完成芯一级及助推相关测发控信号转接；第二适配器放置于脐带塔6层，用于完成芯二级及常规动力配气台和加注信号箱相关测发控信号转接；第三适配器放置于脐带塔8层，用于完成芯三级及cz-2c sma相关测发控信号转接；第四适配器放置于地下电源间，用于完成控制系统地面设备、动力继电器机柜和第一适配器、第二适配器、第三适配器与有线测控组合及供电电源组合间的信号转接，具体参见图1所示。
25.第一适配器、第二适配器和第三适配器对箭一侧根据箭地接口及配气台接口，采用型号专属设计，第一适配器、第二适配器和第三适配器对地一侧与第四适配器对箭一侧一致，根据信号类型进行线路设计，第四适配器对地一侧适应有线测控组合接口开展设计。不同型号火箭进行切换时，只需要进行切换设备对箭侧航插即可完成不同型号火箭的切换测试。
26.以典型的3a和2c火箭为例，第一适配器对箭一侧有3个航插，对地一侧有3个航插；第二适配器对箭一侧有14个航插，对地一侧有12个航插；第三适配器对箭一侧有12个航插，对地一侧有13个航插。如果使用不同型号电缆，在切换时需要地下电源间相近位置更换28个航插，由于安装位置靠近只能一人操作，时间较长。采用分级测试后可以分3人同时操作，最多操作14个航插，操作时间缩短了50％。
27.通用化设计包括：根据不同火箭的信号调理测试要求，对切换设备进行通用化设计，根据分级测试需求，选择不同的调理测试电路，并将测试结果下传，如图2所示。
28.本具体实施例中的通用化方法包括如下内容：按照测试需求，梳理了箭上信号调理要求，切换设备调理电路要求如表1所示：
29.表1切换设备调理电路要求
[0030][0031][0032]
现有地面测发控系统切换设备对箭上有线测量信号下传方式，通常有三种，总线式、电压式、电流式。
[0033]
总线式相比电压式和电流式的信号并行传输，属于串行传输，占用线缆资源最少，数字化水平高，但需要额外在地面增加数字采集设备。
[0034]
电流式，国际电工委员会规定仪表传输型号采用4～20ma dc，远距离传输精度高，用恒电流源信号作为远传，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随线路长短而改变，保证了传送精度；抗干扰能力强；但需要占用大量双绞线缆资源。
[0035]
电压式，用电压源信号远传，由于导线电阻与采集电路输入电阻的分压，将产生较大的误差，不建议使用。
[0036]
冗余耐环境设计包括：对箭上信号采用近端调理，减少信号衰减的因素的影响，切
换设备需要放置在离火箭较近的地方，一般为固定塔房间，固定塔方面环境难以保证到良好的运行环境，需要切换设备能够在宽环境中正常工作，同时为了测试可靠将测试信号进行冗余变换分别下传。
[0037]
本具体实施例中的冗余耐环境设计方法包括如下内容：机箱设计采用硬铝材料，壳体机箱为密闭机箱，考虑到维修性等因素采用便携和易拆卸设计。箱体侧面带有提手，箱体内部装有换热器和风扇，调理模块、下传模块等安装在底面板上，便于散热；前面板刻设备名称，前面板和后面板均布置航插，前面板布置对箭一侧航插、后面板布置对地一侧航插。切换设备冗余设计模式如图2所示。
[0038]
综上，本具体实施例所提出的技术方案与现有技术相比，可实现多个型号火箭发射任务间快速切换。通过最大包络和箭上信号近端调理的设计理念，通过调理模块通用化设计及产品连接转化设计，快速在火箭近端实现通用地面测控设备的切换，缩短多个火箭地面设备切换时间，典型型号的操作时间可缩短50％。为地面测控设备通用化、实战化、装备化提供可行性。提高了地面测控设备通用性、可靠性和快速切换的能力。解决了现有单工位多型火箭发射需求的地面测控设备切换效率低，容易出错，信号传送精度和抗干扰能力不够高的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步。
[0039]
本具体实施例所提出的技术方案有效适应了通用型测控设备在不同型号中的使用需求，可以满足多型运载火箭地面测发控的要求，可以缩短多型运载火箭的切换时间，提高了通用型测试设备对不同型号、不同测试状态的适配能力，具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力。