《電子技術(shù)應(yīng)用》
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火箭殘骸落點(diǎn)綜合態(tài)勢分析方法與應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)治理
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；2.航天科工集團(tuán)第三研究院航天海鷹衛(wèi)星運(yùn)營事業(yè)部
摘要： 隨著高密度航天發(fā)射，火箭殘骸數(shù)量呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，全面掌握火箭殘骸落點(diǎn)綜合態(tài)勢，是高效評估火箭殘骸災(zāi)害風(fēng)險和應(yīng)急指揮決策的重要依據(jù)。提出了火箭殘骸落點(diǎn)綜合態(tài)勢分析業(yè)務(wù)模型和主題域數(shù)據(jù)模型，論述了基于海量歷史殘骸落點(diǎn)數(shù)據(jù)資源，開展火箭殘骸落點(diǎn)預(yù)報精確度分析、火箭殘骸預(yù)置落點(diǎn)區(qū)域準(zhǔn)確度分析和火箭殘骸落點(diǎn)散布區(qū)域特征分析等數(shù)據(jù)挖掘分析方法，給出了航天發(fā)射殘骸落點(diǎn)“態(tài)勢一張圖”的可視化設(shè)計(jì)要素。工程實(shí)踐表明，該成果可為提高航天發(fā)射火箭殘骸風(fēng)險評估和應(yīng)急指揮決策能力提供技術(shù)支撐，應(yīng)用效益較好。
中圖分類號：V525;TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼：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、整流罩、上面級等火箭結(jié)構(gòu)體組成，并在飛行的不同階段完成其推進(jìn)使命后，自動分離成為火箭殘骸墜落。我國酒泉、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陸地預(yù)先規(guī)劃的安全落點(diǎn)區(qū)域；文昌發(fā)射場位于海邊，火箭殘骸會掉入公海預(yù)定區(qū)域；航天器入軌后分離的火箭末級和上面級等殘骸一般會進(jìn)行鈍化處理，并在再入大氣層的過程中燒蝕銷毀，少部分未燒毀器件（如較大的發(fā)動機(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)致航天器無法正常入軌情況下，則會產(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。

隨著我國經(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)，加之我國航天發(fā)射高密度常態(tài)化，商業(yè)航天發(fā)射從無到有快速發(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)急保障等方面問題備受矚目，需要更加全面、及時和準(zhǔn)確的航天發(fā)射殘骸落點(diǎn)綜合態(tài)勢信息，為開展火箭殘骸風(fēng)險分析和應(yīng)急指揮決策提供信息支持。

公開文獻(xiàn)報道主要聚焦研究火箭殘骸落點(diǎn)預(yù)報算法研究［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)時數(shù)據(jù)，討論如何通過數(shù)據(jù)挖掘和可視化分析方法，實(shí)現(xiàn)對火箭殘骸的綜合態(tài)勢分析，為航天發(fā)射火箭殘骸管理和風(fēng)險評估提供支撐。

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（模擬數(shù)據(jù)集），給出了部分應(yīng)用示例。


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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)營事業(yè)部，北京100071）


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