技术摘要：
本发明实施例提供一种高空气球安全控制和定位回收装置及方法，其中，高空气球安全控制和定位回收装置，包括：供电单元、切割单元、卫星信息接收和发送单元、定位信息采集单元和控制单元。通过设置独立的卫星通信链路，实现与地面卫星管理站的信息交互，实现高空气球数  全部
背景技术：
高空气球又称高空科学气球，是指在平流层飞行的无动力浮空器，是开展高空科 学观测或实验及高空极限探险的一种运载工具。近些年来，随着材料、测控等技术的发展， 高空气球探测在基础学科、航天、环境等领域发挥着越来越大的作用，被广泛应用于各种科 学研究。 现有技术中高空气球在飞行时，采用视距链路作为主份通信链路，飞行结束时发 送切割器切割指令，分离球体和吊舱，吊舱在降落伞的减速下，降落至地面。由于高空气球 飞行高度较高，一次试验飞行距离较远，视距链路由于作用距离有限和周围山体地面设施 遮挡，会在吊舱落地前1-5km时链路丢失，吊舱位置数据无法回传，导致吊舱回收困难。考虑 到视距链路可能出现中断故障的问题，增加定时钟作为备份切割设备。在高空气球发放前 设置计时时间，高空气球放飞后，定时钟到达计时时间后，激活切割器，分离球体和吊舱。但 由于定时钟设置好时间后，不重新启动，计时时间无法延长或缩短，高空气球的飞行时长无 法人工控制，并且使用的电子定时钟，抗冲击为10g加速度，大于阈值会有误动风险。 因此，如何提供一种高空气球安全控制和定位回收装置及方法，使其能够实现位 于地面的控制人员自主控制球体与吊舱的切割分离，在吊舱落地后实时回传吊舱定位信息 以便吊舱回收，成为亟待解决的问题。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种高空气球安全控制和定位回收装 置及方法。 第一方面，本发明实施例提供一种高空气球安全控制和定位回收装置，包括：供电 单元、切割单元、卫星信息接收和发送单元、定位信息采集单元和控制单元； 所述供电单元用于向切割单元、卫星信息接收和发送单元、定位信息采集单元和 控制单元供电，并接收控制单元发送的切割供电指令； 所述切割单元与控制单元连接，在供电单元供电后，完成对高空气球连接绳缆的 切割，并向控制单元反馈切割信息； 所述卫星信息接收和发送单元与控制单元连接，用于接收地面卫星管理站的控制 指令并发送给控制单元，以及将接收到的由控制单元发送的信息传达给地面卫星管理站； 所述定位信息采集单元与控制单元连接，用于获取高空气球的定位信息，并将所 述定位信息发送给控制单元。 可选的，所述高空气球安全控制和定位回收装置， 所述供电单元，包括设备锂电池和切割锂电池； 4 CN 111547224 A 说　明　书 2/9 页 所述设备锂电池用于向卫星信息接收和发送单元、定位信息采集单元和控制单元 供电； 切割锂电池用于在接收控制单元发送的切割供电指令后，向切割单元供电。 可选的，所述高空气球安全控制和定位回收装置， 所述切割单元，包括继电器和切割器； 所述切割单元在供电单元供电后，继电器打开，电流流向切割器，激发火药爆炸， 完成对所述高空气球连接绳缆的切割，并向控制单元反馈切割信息。 可选的，所述高空气球安全控制和定位回收装置， 所述卫星信息接收和发送单元，包括铱星模块； 所述铱星模块与控制单元连接，用于通过卫星通信链路接收地面卫星管理站的控 制指令发送给控制单元，以及通过卫星通信链路将接收到的由控制单元发送的信息传达给 地面卫星管理站。 可选的，所述高空气球安全控制和定位回收装置， 所述铱星模块输出GPS射频信号，与GPS模块共用一根天线。 可选的，所述高空气球安全控制和定位回收装置， 所述控制单元，接收定位信息采集单元发送的所述高空气球的定位信息后，每隔 固定时间通过所述卫星信息接收和发送单元向地面卫星管理站回传所述高空气球的定位 信息。 可选的，所述高空气球安全控制和定位回收装置， 所述供电单元，还包括保温板； 所述保温板设置于设备锂电池和切割锂电池外，对所述设备锂电池和切割锂电池 进行包裹； 还包括保温层，所述保温层设置于供电单元、卫星信息接收和发送单元、定位信息 采集单元和控制单元外，仅留一个孔洞用于使天线穿过。 可选的，所述高空气球安全控制和定位回收装置， 所述保温层的制作材料为保温材料； 所述保温材料包括：聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、酚醛泡沫、聚氯乙烯泡沫和聚乙 烯泡沫中的一种或多种。 第二方面，本发明实施例提供一种高空气球安全控制和定位回收系统， 包括上述高空气球安全控制和定位回收装置，还包括地面卫星管理站和移动终 端； 所述地面卫星管理站通过互联网服务器与移动终端相连，所述移动终端通过地面 卫星管理站完成与所述高空气球安全控制和定位回收装置的信息交互，实现高空气球数据 信息的实时获取和命令信息的上传。 第三方面，本发明实施例提供一种基于上述高空气球安全控制和定位回收装置实 现的高空气球安全控制和定位回收方法，包括， 飞行中的高空气球卫星信息接收和发送单元接收到地面卫星管理站发送的切割 控制指令，并将所述切割控制指令发送给控制单元； 控制单元接收到切割控制指令后，向供电单元发送切割供电指令； 5 CN 111547224 A 说　明　书 3/9 页 所述供电单元接收到控制单元发送的切割供电指令后，向切割单元供电； 所述切割单元在供电单元供电后，完成对高空气球连接绳缆的切割，并向控制单 元反馈切割信息； 控制单元接收到切割信息后，接收定位信息采集单元发送的高空气球位置信息， 并向卫星信息接收和发送单元发送所述切割信息和所述高空气球位置信息； 卫星信息接收和发送单元将所述切割信息和所述高空气球位置信息反馈给地面 卫星管理站。 本发明实施例提供一种高空气球安全控制和定位回收装置及方法，通过设置独立 的卫星通信链路，实现与地面卫星管理站的信息交互，实现高空气球数据信息的实时获取 和命令信息的上传，位于地面的控制人员能够实时检测高空气球飞行状态并自主控制球体 与吊舱的切割分离，能够通过吊舱在落地后实时回传吊舱定位信息确定吊舱的位置，以便 与对吊舱进行回收。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根 据这些附图获得其他的附图。 图1为本发明实施例提供的高空气球安全控制和定位回收装置结构示意图； 图2为本发明实施例提供的装置保温结构示意图； 图3为本发明实施例提供的高空气球安全控制和定位回收系统结构示意图； 图4为本发明实施例提供的高空气球安全控制和定位回收系统数据传输示意图； 图5为本发明实施例提供的高空气球安全控制和定位回收方法流程图。