[发明专利]航天器总装精度测量计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算方法，具体地，涉及一种航天器总装精度测量计算方法。

背景技术

在航天器总装过程中，通常需要测量有效载荷、单机(如星敏、陀螺、飞轮等)与航天器基准之间以及有关载荷与载荷、单机之间的方位关系。由于航天器需要测量的待测部件往往空间狭小，结果复杂，因此普遍的做法是在这些单机或载荷上安置固定一些立方镜，以此将其姿态或光学路径转换到立方镜上。

立方镜是由6个平面度较高的镜面组成的正立方体，其中5个为工作面，一搬采用石英晶体或金属制作，表面镀有反射膜，如图1所示。其相邻两个面有着较高的垂直度，垂直度加工误差约为1″～3″。利用立方镜的三个相邻面的法线就可以构成一个纯角度坐标系，因此对部件的姿态测量就可以转换到对立方镜姿态的测量。

目前立方镜之间的方位关系都是通过经纬仪建站测量实施的。实际测量时，使用3台及以上经纬仪进行准直、互瞄等过程，将被测对象上光学立方镜反射面的法线联系起来，以此计算它们之间的角度关系，如解放军信息工程大学测绘学院的杨振等刊登的《准直测量进行高精度立方镜间关系标定》。但目前采用的计算方法繁杂且容易出错，应用范围很局限。因此有必要应用一种新的航天器总装精度测量计算方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航天器总装精度测量计算方法，其根据经纬仪的测量原理构建测站坐标系，并将立方镜的法线矢量转移到同一测站坐标系下，最终完成各个矢量关系的解算，简便且不容易出错。

根据本发明的一个方面，提供一种航天器总装精度测量计算方法，其特征在于，所述航天器总装精度测量计算方法包括以下步骤：

步骤一：定义经纬仪测量坐标系、各立方镜坐标系；

步骤二：确定航天器中立方镜方位的测量过程；

步骤三：使用单台经纬仪坐标系变换原理进行准直镜面矢量的方位计算；

步骤四：使用两台经纬仪坐标系变换原理进行互瞄方位传递的计算；

步骤五：利用坐标系变换计算立方镜之间的方位关系。

优选地，所述航天器总装精度测量计算方法结合经纬仪测量设备的特点建立测量坐标系；利用立方镜的形状特点建立立方镜坐标系；经纬仪准直测量立方镜时镜面法线矢量的表示；经纬仪互瞄测量时其各自测量坐标系的传递；最后将各经纬仪测量坐标系下的镜面矢量统一到一个测量坐标系下描述，实现立方镜的方位关系计算。

优选地，所述步骤三的单台经纬仪坐标系变换原理如下：经纬仪在准直时的坐标系定义为准直测站坐标系{A}，当其旋转θ角时将产生一个新的坐标系{B}，两个坐标系之间的变换关系为如下式：

RBA=f(θ)=cos(θ)-sin(θ)0sin(θ)cos(θ)0001.]]>

优选地，所述步骤四的两台经纬仪坐标系变换原理如下：两台经纬仪互瞄时将要进行测站坐标系的传递，按坐标系转换原理可以知道变换关系为如下式：

优选地，所述经纬仪是一种基于大地水平和自身调平进行测量的仪器。