[发明专利]卫星精度单机测量方法

说明书

本发明提供了一种卫星精度单机测量方法，其包括以下步骤：步骤一，设置一台固定不动经纬仪瞄准主基准棱镜的一个基准面，将经纬仪确定为主经纬仪，形成主经纬仪测量基准坐标系；步骤二，利用一台辅助经纬仪测量主基准棱镜的另一个基准面，将该镜面的方向矢量反映在该辅助经纬仪下，通过该经纬仪与主经纬仪对瞄，测出相对偏置角等。本发明减少了对卫星停放状态和对卫星停放架的平台要求，有效提升了精测工作效率，为型号研制节约了时间；解决了星敏感器等单机的空间安装精度测量及其安装精度的保证，为实现在轨高精度姿态测量奠定了良好基础，并已被其它型号借鉴推广。

技术领域

本发明涉及一种卫星总装过程精度测量技术领域，具体地，涉及一种卫星精度单机测量方法。

背景技术

随着卫星高分辨率的要求，星上姿态确定单机的指向精度要求也有了较大幅度的提升，这给工程实现带来了相当大的挑战，对于精度测量数据的准确度指标也已经提高到8〞，这也使得传统方法的测量系统误差不得不被关注。传统卫星的精测思想是以测出精度单机棱镜的安装情况相对于大地坐标系的偏差。为保证卫星坐标系与大地坐标系的平行关系，每次测量时都对卫星停放的状态进行严格要求，力求卫星纵轴与重力垂线平行，在此基础上用俯仰角、偏置角、滚动角3个参数描述单机安装精度。但是这也对卫星停放架的调平要求非常高，即使按照调试工艺要求的水平度0.05mm计算，对于俯仰角的精度测试结果也会引入接近9〞的误差。由于卫星纵轴与重力垂线不平行，使得被测镜面法线在水平面上的投影也会与在卫星坐标系平面内的投影存在偏差，同样会对偏置角的精确度产生一定影响，对于精度要求不高的卫星该误差可以忽略，但对于高精度测量要求的卫星来说必须要考虑这方面的因素，想办法消除。

同时，对于星敏感器等单机由于相互视场避让的要求，在整星构型布局上容易形成与主基准为三维空间夹角的情况，此时经纬仪等精测设备无法安置在等高块与气浮平台间的狭小空隙，不能完成测量工作，无法获取星敏头部数据的不同状态下变化情况。

因此，采用单机棱镜坐标系之间的夹角矩阵表达，即被测单机相对主基准的相对偏差测量法，可以给出被测单机棱镜坐标系与主基准棱镜坐标系的转换矩阵，有利于减少对卫星停放状态的严格要求和停放架的调平要求，有效提升精测工作的效率，也能快速实现精度单机的表达和传递，这也正是总体和分系统之间最佳的传递选择。

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卫星精度单机测量方法，其利用了经纬仪坐标系与大地坐标系平行的工作原理，通过高精度经纬仪测量主基准棱镜的一个被测面，形成了统一的经纬仪测量基准坐标系，其它测量经纬仪测量被测棱镜的镜面后，再通过经纬仪与主经纬仪之间的互瞄，将被测棱镜镜面的矢量信息转换到了主经纬仪坐标系下，从而实现了同次测量在统一坐标系下描述星上的各个精度棱镜指向的目标，得出了被测棱镜坐标系相对于主基准棱镜坐标系的转换矩阵，解决了被测单机与主基准在整星构型布局上成空间三维角度关系的安装精度测量，更便于单机安装精度在各系统之间的传递和表达；

同时，由于主基准棱镜选在星上，被测棱镜与主基准棱镜可随卫星姿态一同变化，因此只需保证主基准棱镜与其他棱镜是在相同的状态下进行测量即可，与卫星的具体姿态无关，减少了对卫星停放状态和对卫星停放架的平台要求，有效提升了精测工作效率，为型号研制节约了时间；解决了星敏感器等单机的空间安装精度测量及其安装精度的保证，为实现在轨高精度姿态测量奠定了良好基础，并已被其它型号借鉴推广。

根据本发明的一个方面，提供一种卫星精度单机测量方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，设置一台固定不动经纬仪瞄准主基准棱镜的一个基准面，将经纬仪确定为主经纬仪，将经纬仪调水平，瞄基准棱镜某被侧面，偏置角置零，读出俯仰角，形成主经纬仪测量基准坐标系；