箭载数据存储器回收系统关键技术研究

摘要

箭载数据存储器记录了火箭在发射阶段的各种参数，试验后对存储器进行回收对数据进行分析，为科研和生产提供参考，但箭载存储器落区范围广回收困难。
　　本文提出了一种箭载数据存储器回收系统的方案，该方案以数据存储器在空中被弹射出来为起点开始设计，系统主要包括箭上信标部分，地面手持设备和地面无线网络。采用以GPS定位为主无线辅助定位的方式，地面设备对信标机发送的位置信息和无线信号进行处理，从而获得存储器的位置，由于采用双定位方式可以提高数据存储器回收的可靠性稳定性，实现对数据存储器的快速定位搜寻。
　　该论文通过轨迹计算分析了箭体分离后的运动状态，同时给出了系统的整个工作流程。通过设计GPS接收系统来接受位置信息，分别用均值滤波、中值滤波、卡尔曼滤波算法对静态和动态位置数据滤波处理，提高了定位精度，为了提高 GPS和无线通信的抗遮挡能力而选用微带天线。其次从提高系统的可靠性入手，针对本系统的特点选择了基于RSSI的无线测距定位算法，并分析了定位误差。为了增加在信标空中的时间提出定高减速方案，并提出热防护和抗过载的方法。
　　通过实验证明，采用GPS定位与无线定位相结合的方式可以达到快速回收数据储存器的要求，该系统具有很高实时性和灵活性。

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1绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 国内外导航定位系统的发展研究现状

1.4 无线电定位技术的国内外发展研究现状

1.5 论文的内容及章节安排

1.6 本章小结

2系统分析与总体方案选择设计

2.1 存储器回收系统技术要求

2.2回收系统总体方案设计

2.3回收系统工作流程

2.4本章小结

3.信标机系统硬件平台设计

3.1 GPS定位实施方案

3.2 GPS模块选型与接收电路设计

3.3无线定位实施方案

3.4 单片机选型与外围电路设计

3.5 UART串口电路设计

3.6供电电路设计

3.7 PCB板抗干扰设计

3.8本章小结

4. 应用软件设计与优化

4.1单片机接收和提取GPS位置信息软件设计

4.2上位机软件的设计

4.3 软件硬件实验与定位精度分析

4.4本章小结

5 回收系统可靠性保障与优化

5.1利用无线信号强度进行辅助定位

5.2 定高控制方案设计

5.3 信标机空气减速装置设计

5.4 防热、缓冲防护结构设计

5.5 本章小结

6总结与展望

附表一

附表二

附表三

附表四

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢