刘娇龙，胡 杭，黄兴龙，张德昇

(中国人民解放军66133部队，北京 100043)

1 引言

空飘气球是指在平流层以下飞行的无动力浮空器，气球使用氦气或氢气填充，可用绳索固定在地面或物体上，也可于空中飘飞[1]。空飘气球有镀铝膜、捆束、透明、彩色等多种类型，其主要来源于节日庆典释放、空飘广告宣传、科学试验、侦察搜索等过程中的投放，在投放后可上升至几千米甚至上万米高空，并在浮力和风的作用下长时间稳定飞行。

空飘气球虽然在社会生产生活中具有重要用途，但违规投放的空飘气球将会对社会公共安全带来巨大威胁。一是严重干扰航空运输安全。随意释放的空飘气球飞行航迹缺少约束，不受控制，可能与航行中的飞机发生碰撞，或近距离接触并吸入发动机，造成发动机故障，严重影响飞行安全。二是威胁国家和个人隐私安全。利用空间技术，空飘气球可实现对国家机密地域的侦察窥探，或对公民住宅进行监测拍摄，容易被不法分子利用，产生失密现象[2]。三是造成人民生命财产安全损失。飘落坠毁的气球残余掉入城市、居民区等人口聚集区域，容易发生撞击、燃烧、爆炸等事件，极易造成人员伤亡，社会影响十分恶劣。因此，建立空飘气球飞行轨迹模型，研究空飘气球的运动轨迹，特别是预测分析其释放后飞行轨迹，对于维护航空飞行安全、国家隐私安全和人民生命财产安全，都具有重要的现实意义。

文献[3-4]建立了系留气球的数学模型，研究了在风场作用下气球的升空过程，分析了气球轨迹、水平漂移距离等参数变化规律，以指导系留气球的释放控制过程。……