什么是火箭飞行试验测量?

[拼音]：huojian feixing shiyan celiang

[外文]：rocket flight test measurement

火箭是无人驾驶飞行器，需要借助远距离测量方法来进行参数的遥测和轨道的跟踪测量，以获得它在飞行中的试验数据和照片，用以监视或控制火箭飞行，并为分析故障、鉴定和改进火箭提供依据。

在火箭飞行中需要遥测大量的参数，如液体运载火箭推进系统的压力、转速、流量、液位，控制系统的飞行程序时间、姿态角、速度、加速度、电流、电压、脉冲、频率，结构系统的应力、变形，安全系统的爆炸指令，还有振动、冲击、温度、过载、热流、烧蚀、压差等，通常一次飞行试验测量多达数百个参数。这些参数按性质分为电量和非电量，按变化快慢分为缓变参数（频带小于10赫）和速变参数（10赫以上），按用途分为分析和评定火箭工作性能的参数、分析飞行故障的参数和检测火箭上各部位环境条件的参数。在火箭研制中对所要测量的参数的性质、变化范围、精度要求、所用测量设备和波道安排等以遥测大纲的形式加以规定。一般是将这些物理量转变为电信号，用无线电多路通信方式传输到地面，在起飞段有时将部分参数用拖线传输下来。遥测设备包括装在火箭上的传感器、变换器、无线电发射设备和地面的接收、记录、显示和数据处理设备（见遥测技术）。一般还用磁记录器记录一些速变参数，在火箭着地以前将磁带盒抛出用降落伞回收，或用保护囊随飞行器着地后回收。

火箭飞行中的一些因素给遥测带来极为不利的影响。发动机喷焰等离子体引起无线电波传播的衰减（衰减量可高达40分贝），影响信号的传送。高速再入体进入大气层的一段时间内会形成黑障区，使遥测信号中断（见再入测量）。此外，飞行器大角度地改变姿态会引起波束方向较大的变化，有时使地面接收信号的强度变弱，甚至无法接收。解决这些问题的措施是：加大发射机功率，提高载波频率，用存贮器延时重发或记忆重发，设计良好的发射和接收天线，合理布置地面站并组成陆、海、空立体测量网等。

现代的遥测系统已能同时测量并以数兆比特每秒的速率传输数千个参数，测量精度达到千分之几，传输距离达到几十亿公里。

对运动中的火箭进行不间断的观测，测量它的运动参数，又称外d道测量（简称外测，见航天测控系统）。运动参数是指在任一坐标系中表示火箭运动规律的各个瞬时量值，如坐标量或速度矢量的分量。一般选择便于表示轨道的坐标系。运动参数根据测量设备直接测出的参量经处理而得到。这些参量有距离、距离和、距离差、方向余弦、俯仰角、方位角等，以及它们随时间的变化率。运载火箭通常选用以发射点为原点的地球坐标系，又称发射坐标系，它的运动参数就是火箭在这一坐标系内运动的瞬时坐标和瞬时速度在 3个方向上的分量。为了测量火箭的轨道，通常使用在光波段和无线电波段工作的设备（见光学跟踪测量系统、无线电跟踪测量系统），近距离也可以使用其他原理（如声学、放射性同位素、重力测量）的设备测量。

轨道测量同样受到发动机喷焰等离子体的影响，可采用与遥测类似的方法解决。在火箭飞行试验中，按外测大纲的规定实施轨道的跟踪测量。多d头的出现和制导精度的提高，对外测的要求也相应提高。70年代的测速精度已达到0.01米/秒，测位置精度约为10米，并能跟踪测量多个目标的运动参数。

各类参数的时间统一十分重要，利用电子计算机和相应的软件能将遥测、外测所获得的信息加以贮存、整理和计算，加工成为可供使用的数据（见时间统一系统、d道数据处理）。