[发明专利]三探头星敏指向标定方法

权利要求书

1.一种三探头星敏指向标定方法，其特征在于，由以下步骤实现：

(1)、设3个立方镜分别为Za、Zb、Zc，4台经纬仪分别为T₁、T₂、T₃、T₄，将三探头星敏放在一个固定位置，不动，4台经纬仪分别要对准直的3个立方镜两两进行准直，即用4台经纬仪分别对互相两两组合后的两个立方镜同时进行准直；

(2)、用三探头星敏指向标定测量软件，将4台经纬仪联机，编辑立方镜的名字、长、宽、高、立方镜坐标原点位置、第一准直轴向、第二准直轴向，立方镜的名字、长、宽、高，手动输入，其余在各自下拉框中选择；

(3)、利用三探头星敏指向标定系统进行标定测量，该标定测量系统由三探头星敏感器、三探头星敏指向标定测量软件和4台电子经纬仪组成，利用三探头星敏指向标定测量软件，将四台电子经纬仪对三探头星敏上要准直的两个立方镜进行准直测量，以其中一个为基准立方镜，另一个为目标立方镜，准直并记录，得准直测量数据；然后四台仪器两两互瞄，记录测量值，得互瞄测量数据；在整个测量的过程中为了保证测量精度，测量过程中不进行任何调焦，并采用多测回的方式，减弱照准误差。

(4)、利用互瞄与准直测量数据，通过测量软件准直解算功能，得到两个立方镜坐标系的旋转矩阵参数X₀，Y₀，Z₀，R_x，R_y，R_z，其中X₀，Y₀，Z₀为平移参数，R_x，R_y，R_z为旋转参数，准直解算出的参数是目标立方镜相对于基准立方镜的旋转参数。

2.根据权利要求1所述的三探头星敏指向标定方法，其特征在于，所说的准直是：四台电子经纬仪对三探头星敏上要进行准直的两个立方镜进行准直，每两台准直一个，电子经纬仪T₁、T₂对基准立方镜的两个垂直面进行准直，得到立方镜坐标系的两个坐标轴的方向，根据右手法则确定第三个坐标轴的方向，得到基准立方镜的坐标系，按上述同样方法，用电子经纬仪T₃、T₄对目标立方镜进行准直，得到目标立方镜的坐标系，准直各轴向时，采用多测回测量，减弱照准误差。

3.根据权利要求1所述的三探头星敏指向标定方法，其特征在于，所说的互瞄是：不调整焦距，保持望远镜调焦为无穷远，两经纬仪望远镜相互瞄准对方发射的平行光束，由于两望远镜均发射的平行光束，当相互瞄准对方光束时，只能保证两经纬仪望远镜视准轴保持平行关系，不能实现两望远镜视准轴共线，两望远镜视准轴平行可以保证α₁与α₂的和保持不变，达到方位传递的目的，互瞄时，多测回互瞄，减弱调焦误差。

4.根据权利要求1所述的三探头星敏指向标定方法，其特征在于，所说的准直解算是：四台经纬仪，分别有各种的测量坐标系，在其各自坐标系下，角度测量可以得到一条直线的水平方向和垂直方向，设水平角为Hz，垂直角为V，那么该直线在经纬仪坐标系下的方向余弦为：

cosα=cosV·cosHzcosβ=cosV·sinHzcosγ=sinV]]>

上式中，为了方便计算夹角，设两个准直方向的长度为单位长度，cosα、cosβ、cosγ分别为测站瞄准方向向量在X、Y、Z(X、Y、Z为四台经纬仪各自坐标系的三轴线)方向的投影；

利用四台经纬仪分别对两个任意放置的立方镜进行准直测量，其中经纬仪T₁和T₂准直立方镜1相邻的两镜面，经纬仪T₃和T₄准直立方镜2相邻两镜面，之后进行经纬仪互瞄，设对于立方镜1准直的观测量Hz_n、V_n(n＝1，2)，对于立方镜2准直的观测量分别为Hz_m、V_m(m＝3，4)，四台仪器互瞄水平角观测量为Hz_nm(n，m＝1，2，3，4)。首先对图中各经纬仪的互瞄方向进行室内方位传递的方向平差，如果互瞄仪器之间有遮挡可不进行互瞄，但必须保证经纬仪T₁、T₂和T₃、T₄之间至少有一条互瞄路线，以进行方位的传递。设在测量坐标系下各准直方向的向量为(i_t，j_t，k_t  t＝1，2，3，4)，由公式(1-1)建立方程，得到各准直方向的的方向余弦为：

i_t＝cosv_t·cosβ_t

j_t＝cosv_t·sinβ_t    t＝1，2，3，4

k_t＝sinv_t

其中β_t为各准直方向经传递后在测量坐标系下的水平角方向值，v_t为各准直方向经传递后在测量坐标系下的垂直角方向值；

对各准直方向进行坐标轴的正交性修正，由和作叉乘得到立方镜1的姿态，和作叉乘得到立方镜2的姿态，即分别有立方镜1相对于测量坐标系的旋转矩阵R₁和立方镜2相对于测量坐标系的旋转矩阵R₂。利用方向余弦坐标转换法可以方便地得到立方镜1相对于立方镜2的旋转矩阵为由此实现了两个立方镜间的姿态传递。