《電子技術(shù)應(yīng)用》
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火箭残骸落点综合态势分析方法与应用
网络安全与数据治理
安金霞1,秦志刚1,李轩2,朱岩2,路远程1
1.酒泉卫星发射中心;2.航天科工集团第三研究院航天海鹰卫星运营事业部
摘要: 随着高密度航天发射,火箭残骸数量呈现快速增长态势,全面掌握火箭残骸落点综合态势,是高效评估火箭残骸灾害风险和应急指挥决策的重要依据。提出了火箭残骸落点综合态势分析业务模型和主题域数据模型,论述了基于海量历史残骸落点数据资源,开展火箭残骸落点预报精确度分析、火箭残骸预置落点区域准确度分析和火箭残骸落点散布区域特征分析等数据挖掘分析方法,给出了航天发射残骸落点“态势一张图”的可视化设计要素。工程实践表明,该成果可为提高航天发射火箭残骸风险评估和应急指挥决策能力提供技术支撑,应用效益较好。
中圖分類號(hào):V525;TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:ADOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2024.11.007引用格式:安金霞,秦志剛,李軒,等.火箭殘骸落點(diǎn)綜合態(tài)勢(shì)分析方法與應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)治理,2024,43(11):37-42.
Methods and application of comprehensive situation analysis for rocket debris landing points
An Jinxia1,Qin Zhigang1,Li Xuan2,Zhu Yan2,Lu Yuancheng1
1.Jiuquan Satellite Launch Center; 2.The Third Institute of CASIC HiWing Satellite Operation Division
Abstract: With high-density space launch mission, the number of rocket debris shows a rapid growthtrend. The comprehensive situation of rocket debris landing points is the most important basis for assessment of rocket debris risk and emergence command decision-making. Fristly, the business requirements model and topic domain data model are proposed. Then, some relative data mining analysis methods are studied which based on the data resource of rocket debris landing points, such as the accuracy analysis of rocket debris landing points prediction, the accuracy analysis of preplan-region for rocket debris and the scattering area features analysis of the landing points. Last, visual design elements of situation map for rocket debris landing points in space launch mission are discussed. Engineering practice has shown that this research has application value and can be the technical support for risk assessment of rocket debris and emergence command decision-making in space launch mission.
Key words : rocket debris; landing points; situation analysis; accuracy; confidence ellipse

引言

運(yùn)載火箭通常由助推器、子級(jí)、整流罩、上面級(jí)等火箭結(jié)構(gòu)體組成,并在飛行的不同階段完成其推進(jìn)使命后,自動(dòng)分離成為火箭殘骸墜落。我國(guó)酒泉、西昌和太原衛(wèi)星發(fā)射中心都在內(nèi)陸地區(qū),發(fā)射產(chǎn)生的火箭殘骸絕大部分都落回到我國(guó)陸地預(yù)先規(guī)劃的安全落點(diǎn)區(qū)域;文昌發(fā)射場(chǎng)位于海邊,火箭殘骸會(huì)掉入公海預(yù)定區(qū)域;航天器入軌后分離的火箭末級(jí)和上面級(jí)等殘骸一般會(huì)進(jìn)行鈍化處理,并在再入大氣層的過(guò)程中燒蝕銷毀,少部分未燒毀器件(如較大的發(fā)動(dòng)機(jī)等部件)落入公海預(yù)定區(qū)域[1]。若火箭點(diǎn)火起飛后發(fā)生故障掉落或炸毀(包括安控自毀),導(dǎo)致航天器無(wú)法正常入軌情況下,則會(huì)產(chǎn)生更多的火箭及航天器殘骸,可能落入非安全落點(diǎn)區(qū)域,存在不同程度的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,規(guī)劃的火箭殘骸落區(qū)已經(jīng)從人口稀少地區(qū)發(fā)展為人口和生產(chǎn)生活設(shè)施較為密集的地區(qū),加之我國(guó)航天發(fā)射高密度常態(tài)化,商業(yè)航天發(fā)射從無(wú)到有快速發(fā)展,火箭正常發(fā)射和發(fā)射異常產(chǎn)生的殘骸落區(qū)的安全性和應(yīng)急保障等方面問(wèn)題備受矚目,需要更加全面、及時(shí)和準(zhǔn)確的航天發(fā)射殘骸落點(diǎn)綜合態(tài)勢(shì)信息,為開(kāi)展火箭殘骸風(fēng)險(xiǎn)分析和應(yīng)急指揮決策提供信息支持。

公開(kāi)文獻(xiàn)報(bào)道主要聚焦研究火箭殘骸落點(diǎn)預(yù)報(bào)算法研究[2-4]和火箭殘骸控制回收技術(shù)等方面研究[5-7]。本文采用大數(shù)據(jù)研究方法和技術(shù),基于航天發(fā)射積累的海量火箭殘骸歷史數(shù)據(jù)資源和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),討論如何通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘和可視化分析方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)火箭殘骸的綜合態(tài)勢(shì)分析,為航天發(fā)射火箭殘骸管理和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供支撐。

本文首先給出了面向火箭殘骸落點(diǎn)綜合態(tài)勢(shì)分析的業(yè)務(wù)模型,并依次討論了面向該主題域的數(shù)據(jù)需求模型、數(shù)據(jù)挖掘分析算法和可視化設(shè)計(jì)等,基于航天發(fā)射數(shù)據(jù)資源庫(kù)(模擬數(shù)據(jù)集),給出了部分應(yīng)用示例。


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http://ihrv.cn/resource/share/2000006227


作者信息:

安金霞1,秦志剛1,李軒2,朱巖2,路遠(yuǎn)程1

(1.酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,甘肅酒泉732750;

2.航天科工集團(tuán)第三研究院航天海鷹衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)事業(yè)部,北京100071)


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