航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法，其包括以下步驟：步驟一：定義經(jīng)緯儀測(cè)量坐標(biāo)系、各立方鏡坐標(biāo)系；步驟二：確定航天器中立方鏡方位的測(cè)量過(guò)程；步驟三：使用單臺(tái)經(jīng)緯儀坐標(biāo)系變換原理進(jìn)行準(zhǔn)直鏡面矢量的方位計(jì)算；步驟四：使用兩臺(tái)經(jīng)緯儀坐標(biāo)系變換原理進(jìn)行互瞄方位傳遞的計(jì)算；步驟五：利用坐標(biāo)系變換計(jì)算立方鏡之間的方位關(guān)系。本發(fā)明根據(jù)經(jīng)緯儀的測(cè)量原理構(gòu)建測(cè)站坐標(biāo)系，并將立方鏡的法線矢量轉(zhuǎn)移到同一測(cè)站坐標(biāo)系下，最終完成各個(gè)矢量關(guān)系的解算，簡(jiǎn)便且不容易出錯(cuò)。
【專利說(shuō)明】航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種計(jì)算方法，具體地，設(shè)及一種航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在航天器總裝過(guò)程中，通常需要測(cè)量有效載荷、單機(jī)（如星敏、巧螺、飛輪等）與航 天器基準(zhǔn)之間W及有關(guān)載荷與載荷、單機(jī)之間的方位關(guān)系。由于航天器需要測(cè)量的待測(cè)部 件往往空間狹小，結(jié)果復(fù)雜，因此普遍的做法是在該些單機(jī)或載荷上安置固定一些立方鏡， W此將其姿態(tài)或光學(xué)路徑轉(zhuǎn)換到立方鏡上。
[0003] 立方鏡是由6個(gè)平面度較高的鏡面組成的正立方體，其中5個(gè)為工作面，一搬采用 石英晶體或金屬制作，表面鍛有反射膜，如圖1所示。其相鄰兩個(gè)面有著較高的垂直度，垂 直度加工誤差約為1"?3"。利用立方鏡的=個(gè)相鄰面的法線就可W構(gòu)成一個(gè)純角度坐 標(biāo)系，因此對(duì)部件的姿態(tài)測(cè)量就可W轉(zhuǎn)換到對(duì)立方鏡姿態(tài)的測(cè)量。
[0004] 目前立方鏡之間的方位關(guān)系都是通過(guò)經(jīng)紳儀建站測(cè)量實(shí)施的。實(shí)際測(cè)量時(shí)，使用3 臺(tái)及W上經(jīng)紳儀進(jìn)行準(zhǔn)直、互瞄等過(guò)程，將被測(cè)對(duì)象上光學(xué)立方鏡反射面的法線聯(lián)系起來(lái)， W此計(jì)算它們之間的角度關(guān)系，如解放軍信息工程大學(xué)測(cè)繪學(xué)院的楊振等刊登的《準(zhǔn)直測(cè) 量進(jìn)行高精度立方鏡間關(guān)系標(biāo)定》。但目前采用的計(jì)算方法繁雜且容易出錯(cuò)，應(yīng)用范圍很局 限。因此有必要應(yīng)用一種新的航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方 法，其根據(jù)經(jīng)紳儀的測(cè)量原理構(gòu)建測(cè)站坐標(biāo)系，并將立方鏡的法線矢量轉(zhuǎn)移到同一測(cè)站坐 標(biāo)系下，最終完成各個(gè)矢量關(guān)系的解算，簡(jiǎn)便且不容易出錯(cuò)。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法，其特征在于，所 述航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法包括W下步驟：
[0007] 步驟一：定義經(jīng)紳儀測(cè)量坐標(biāo)系、各立方鏡坐標(biāo)系；
[000引步驟二：確定航天器中立方鏡方位的測(cè)量過(guò)程；
[0009] 步驟使用單臺(tái)經(jīng)紳儀坐標(biāo)系變換原理進(jìn)行準(zhǔn)直鏡面矢量的方位計(jì)算；
[0010] 步驟四：使用兩臺(tái)經(jīng)紳儀坐標(biāo)系變換原理進(jìn)行互瞄方位傳遞的計(jì)算；
[0011] 步驟五：利用坐標(biāo)系變換計(jì)算立方鏡之間的方位關(guān)系。
[0012] 優(yōu)選地，所述航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法結(jié)合經(jīng)紳儀測(cè)量設(shè)備的特點(diǎn)建立測(cè)量 坐標(biāo)系；利用立方鏡的形狀特點(diǎn)建立立方鏡坐標(biāo)系；經(jīng)紳儀準(zhǔn)直測(cè)量立方鏡時(shí)鏡面法線矢 量的表示；經(jīng)紳儀互瞄測(cè)量時(shí)其各自測(cè)量坐標(biāo)系的傳遞；最后將各經(jīng)紳儀測(cè)量坐標(biāo)系下的 鏡面矢量統(tǒng)一到一個(gè)測(cè)量坐標(biāo)系下描述，實(shí)現(xiàn)立方鏡的方位關(guān)系計(jì)算。
[0013] 優(yōu)選地，所述步驟=的單臺(tái)經(jīng)紳儀坐標(biāo)系變換原理如下：經(jīng)紳儀在準(zhǔn)直時(shí)的坐標(biāo) 系定義為準(zhǔn)直測(cè)站坐標(biāo)系{A}，當(dāng)其旋轉(zhuǎn)0角時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)新的坐標(biāo)系巧}，兩個(gè)坐標(biāo)系之 間的變換關(guān)系為如下式：
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法，其特征在于，所述航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方 法包括以下步驟： 步驟一：定義經(jīng)煒儀測(cè)量坐標(biāo)系、各立方鏡坐標(biāo)系； 步驟二：確定航天器中立方鏡方位的測(cè)量過(guò)程； 步驟三：使用單臺(tái)經(jīng)煒儀坐標(biāo)系變換原理進(jìn)行準(zhǔn)直鏡面矢量的方位計(jì)算； 步驟四：使用兩臺(tái)經(jīng)煒儀坐標(biāo)系變換原理進(jìn)行互瞄方位傳遞的計(jì)算； 步驟五：利用坐標(biāo)系變換計(jì)算立方鏡之間的方位關(guān)系。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法，其特征在于，所述航天器總 裝精度測(cè)量計(jì)算方法結(jié)合經(jīng)煒儀測(cè)量設(shè)備的特點(diǎn)建立測(cè)量坐標(biāo)系；利用立方鏡的形狀特點(diǎn) 建立立方鏡坐標(biāo)系；經(jīng)煒儀準(zhǔn)直測(cè)量立方鏡時(shí)鏡面法線矢量的表示；經(jīng)煒儀互瞄測(cè)量時(shí)其 各自測(cè)量坐標(biāo)系的傳遞；最后將各經(jīng)煒儀測(cè)量坐標(biāo)系下的鏡面矢量統(tǒng)一到一個(gè)測(cè)量坐標(biāo)系 下描述，實(shí)現(xiàn)立方鏡的方位關(guān)系計(jì)算。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟三的 單臺(tái)經(jīng)煒儀坐標(biāo)系變換原理如下：經(jīng)煒儀在準(zhǔn)直時(shí)的坐標(biāo)系定義為準(zhǔn)直測(cè)站坐標(biāo)系{A}， 當(dāng)其旋轉(zhuǎn)9角時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)新的坐標(biāo)系{B}，兩個(gè)坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系為如下式：
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟四的 兩臺(tái)經(jīng)煒儀坐標(biāo)系變換原理如下：兩臺(tái)經(jīng)煒儀互瞄時(shí)將要進(jìn)行測(cè)站坐標(biāo)系的傳遞，按坐標(biāo) 系轉(zhuǎn)換原理可以知道變換關(guān)系為如下式：
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法，其特征在于，所述經(jīng)煒儀是 一種基于大地水平和自身調(diào)平進(jìn)行測(cè)量的儀器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟五采 用四臺(tái)經(jīng)煒儀分別準(zhǔn)直兩個(gè)立方鏡的各自相鄰兩個(gè)鏡面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的航天器總裝精度測(cè)量計(jì)算方法，其特征在于，所述兩個(gè)立方 鏡為基準(zhǔn)立方鏡和單機(jī)立方鏡。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104504240SQ201410710525
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】李強(qiáng), 凌敏, 六四偉, 車臘梅 申請(qǐng)人:上海衛(wèi)星裝備研究所