[发明专利]一种卫星精密基准桁架结构装置的精测方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种卫星精密基准桁架结构装置的精测方法。

背景技术

卫星精密基准桁架结构装置运用在某卫星上，为相关载荷设备提供高稳定、高精度安装平台。在精密基准桁架结构装置的总装过程中，需对其上安装的设备进行角度精度和位置精度的测量。

目前卫星总装过程中对整星基准的建立是通过将卫星对接环的机械基准转变为光学基准，该过程是将卫星安装于基准转换平台，利用平台上机械接口与立方镜的高精度关系将卫星的机械基准转换为光学基准。建立整星坐标原点是通过利用激光跟踪仪扫描卫星对接环圆周及对接面拟合出对接环中心点作为整星坐标系原点。对星上设备的角度精度测量是利用电子经纬仪对设备上的立方镜进行光学准直以测得设备的安装朝向与整星基准的关系；对星上设备的位置精度测量是利用激光跟踪仪测量精测靶球相对关系获得星上设备位置。传统测量中，角度精度测量和位置精度测量分别测量，不联合建立坐标系。

某卫星由于在轨任务要求，要求其设备的安装具有较高的角度精度和位置精度。其中，在角度精度测量方面，经纬仪测量精度高，激光跟踪仪精度测量精度低。在位置精度测量方面，激光跟踪仪测量精度高，经纬仪测量精度低。因此，为获得满足卫星要求的精度，需要对角度精测和位置精测进行联合建系。某卫星的精密基准桁架结构装置为新型结构，没有传统用来建立坐标系的对接环，因此需要根据精密基准桁架结构装置的本身特点建立坐标系，并通过精密基准桁架结构装置上精测点的布置完成对精密基准桁架结构装置的精测。

发明内容

本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种卫星精密基准桁架结构装置的精测方法，该方法针对精密基准桁架结构装置的结构特点，建立了机械坐标系，并设计了精测基座，安装处于该机械坐标系原点的接头组件上，然后在该精测基座上安装立方镜和激光跟踪仪靶球，采用激光跟踪仪靶球与立方镜的联合测量方法，对桁架结构装置上的各点进行位置测量。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种卫星精密基准桁架结构装置的精测方法，其特征在于：进行精密测量的卫星精密基准桁架结构装置为29根复合材料杆通过15个接头组件连接构成，其中，15个接头组件分别为接头组件0～接头组件14；

对所述卫星精密基准桁架结构装置进行精密测量包括以下步骤：

(1)、选取接头组件0的中心作为坐标原点o建立机械坐标系，其中，在所述机械坐标系内，设定所述坐标原点o指向接头组件6的中心的方向为+X方向，设定所述坐标原点o指向接头组件1的中心的方向为+Y方向，与所述+X方向和+Y方向遵循右手准侧的方向为+Z方向；

(2)、将金属圆柱通过车加工得到精测基座102，其具体加工过程如下：

在金属圆柱的上下底面之间开设贯通沉孔，所述沉孔的上段部分的孔径和深度分别为r1和h1，所述沉孔的下段部分的孔径和深度分别为r2和h2，其中，r1>r2，且所述沉孔的上段部分为激光跟踪仪的T型靶座105的销柱的配合孔；设定所述金属圆柱的上底面为平面c1023；在所述金属圆柱的侧面上车加工出平面a1021和平面b1022；其中，平面a1021与平面c1023垂直相交；平面b1022与所述平面c1023相互平行，且与平面a1021垂直相交；

(3)、在接头组件0上安装埋件101，并在所述埋件上安装步骤(2)加工得到的精测基座102，其中，所述精测基座102上的平面c1023的法线方向与步骤(1)中设定的X方向平行；

(4)、在步骤(3)固定安装的精测基座102上安装立方镜103、激光跟踪仪T型靶座105和激光跟踪仪靶球106；

(5)、建立激光跟踪仪测试坐标系，具体过程如下：

(5a)、所述激光跟踪仪测试坐标系的坐标原点为o1，利用激光跟踪仪测量安装在接头组件0上的靶球106，得到坐标原点o1的位置数据；

(5b)、在接头组件1、2、3、4中选取两个接头组件，并在所述选取的接头组件上安装埋件和步骤(2)加工得到的精测基座，在所述精测基座上安装激光跟踪仪T型靶座和激光跟踪仪靶球，其中，所述选取的两个接头组件和接头组件0不在同一条直线上；

(5c)、利用激光跟踪仪测量步骤(5b)安装的两个靶球，得到两个安装点的位置数据，分别确定为点A和点B，其中，设定原点o1指向点A和点B的方向分别为+X1轴方向和+Y1轴方向，与所述+X1轴方向和+Y1轴方向遵循右手准则的方向为+Z1轴方向，由所述原点o1、X1轴、Y1轴和Z1轴构成激光跟踪仪测试坐标系；