[发明专利]航天器装配精度受重力和温度影响的补偿方法

权利要求书

1.一种基于被测设备基准立方镜的航天器装配精度受重力和温度影响的补偿方法，包括进行重力变形影响补偿时，在航天器总装过程中在航天器结构板一侧上的被测设备设置位置附近固定设置一个零重力基准立方镜，采用四台经纬仪布站的方式，分别在加装配重块前后测量零重力基准立方镜相对于位于航天器结构板上另一侧参考基准立方镜的姿态矩阵，计算得到因被测设备重量产生的航天器结构板的扭曲修正矩阵，根据扭曲修正矩阵对被测设备基准立方镜的姿态矩阵进行修正；还包括进行温度变形影响补偿时，在设置被测设备的航天器结构板上粘贴加热测温装置，对关键部位进行加热，加热从室温20℃开始，温度每升高10℃后温度保持10分钟，在该状态下测量被测设备基准立方镜相对于航天器结构板另一侧上设置的参考基准立方镜的姿态矩阵，一直升高到90℃，最后根据得到的姿态矩阵与温度数据，拟合得到矩阵函数，航天器在太空运行时，根据在轨温度、矩阵函数以及20℃时重力补偿后的被测设备基准立方镜的姿态矩阵，可以对温度变形进行修正得到航天器在轨运行时被测设备基准立方镜的姿态矩阵。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述重力变形影响补偿步骤包括：

1)在航天器结构板一侧上待安装待测设备的位置设置一块零重力基准立方镜；

2)架设带有准直功能的经纬仪T1、T2分别准直航天器结构板另一侧上设置的参考基准立方镜的两个相互正交的反射面，架设带有准直功能的经纬仪T3、T4分别准直零重力基准立方镜的两个相互正交的反射面，经纬仪T1分别与经纬仪T2、T3、T4互瞄构成测量网络；

3)在没有待测设备和配重块的状态下，测量零重力基准立方镜相对于参考基准立方镜的姿态矩阵A₁；

4)经纬仪T3、经纬仪T4在准直状态下，安装配重块，采集经纬仪T3、经纬仪T4的准直数据，计算零重力基准立方镜相对于参考基准立方镜的姿态矩阵A₂；根据安装配重块前后的姿态矩阵计算得到结构板的扭曲修正矩阵

5)将零重力基准立方镜和配重块拆下，安装被测设备；

6)架设带有准直功能的经纬仪T3、经纬仪T4分别准直被测设备基准立方镜的两个相互正交的反射面，经纬仪T3、T4与经纬仪T1重新互瞄构成测量网络；

7)采集准直数据，计算得到被测设备基准立方镜相对于参考基准立方镜的姿态矩阵B₂，用扭曲修正矩阵C对B₂进行修正，得到在失重状态下被测设备基准立方镜相对参考基准立方镜的姿态矩阵B₁＝C^-1·B₂。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述的温度变形影响补偿步骤包括：

1)在航天器结构板上安装被测设备，并粘贴加热测温装置，加热测温装置包括加热片和测温元件，加热片设置在航天器结构板对其温度进行加热控制，并通过测温元件测量温度，温度可控制在20-90℃；

2)架设带有准直功能的经纬仪T1、T2分别准直航天器结构板一侧上设置的参考基准立方镜的两个相互正交的反射面，架设带有准直功能的经纬仪T3、T4分别准直航天器结构板另一侧上设置的被测设备基准立方镜的两个相互正交的反射面，经纬仪T2、T3、T4与经纬仪T1互瞄构成测量网络；

3)在室温20℃下，采集经纬仪准直数据，计算得到被测设备基准立方镜相对于参考基准立方镜的姿态矩阵B₂’；

4)通过加热测温装置对航天器结构板进行加热，分别在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃时稳定10分钟，并采集经纬仪T3、T4的准直角度，计算得到被测设备基准立方镜相对于参考基准立方镜的姿态矩阵B₃、B₄、B₅、B₆、B₇、B₈、B₉；

5)根据温度和测量得到的姿态矩阵拟合得到矩阵函数f(tn，Bn)，以便在航天器在轨运行过程中，根据测量得到的航天器结构温度以及矩阵函数，拟合得到被测设备基准立方镜相对参考基准立方镜的姿态矩阵。