[发明专利]基于XML的复杂航天器跨CAD平台设备协同布局方法

说明书

基于XML的复杂航天器跨CAD平台设备协同布局方法，步骤为：(1)在一个CAD平台上，对航天器单机设备进行三维几何建模；(2)对所有三维模型分别建立R坐标系；(3)通过中间格式将所有三维模型及其对应的R坐标系转发给其他CAD平台；(4)对不同CAD平台的相同单机设备三维模型赋予相同的仪器设备代号；(5)利用单机设备三维模型在任一CAD平台内进行仪器设备布局，得出每台单机设备三维模型对应于航天器整器机械坐标系下的坐标值和转换矩阵；(6)将转换矩阵转换成Euler角并存入XML格式表单；(7)在其他CAD平台中，利用宏录制方法获取到相应的后台装配模型的函数，然后利用函数逐行读取XML表单，进行仪器设备三维模型的装配。

技术领域

本发明涉及一种跨三维设计CAD软件平台的复杂航天器仪器设备布局信息的交换方法。

背景技术

随着大型通信卫星通信容量的增加，通信卫星载荷舱内的设备总数已经达到500台以上。实践中，通信卫星总体设计单位和载荷分系统单位分别使用不同的软件平台进行几何样机的设计，双方需要对仪器设备布局的位置信息进行多轮的协调和迭代。

传统的布局方式分为两种：第一种，将整舱布局三维模型转换成STEP等中间格式后进行布局信息传递。第二种，将整舱布局三维模型投影生成二维图纸进行交换布局信息。但此两种信息的交换方式均有不足之处：

第一种方法的不足之处在于：需要将整舱三维模型转换成STEP格式，对于复杂通信卫星，数据量达到3G以上，对计算机的内存和CPU性能要求较高；需要逐台测量位置信息，对于微小的位置变动不容易识别出来，存在出错的风险；对于极其复杂的三维模型，在转换以后存在数据丢失的情况，造成信息传递不完整。

第二种方法的不足之处在于：将整舱三维模型转换成二维图，效率较低，通常一块舱板的转换时间在0.5小时左右，如通信卫星载荷舱需要有5块舱板的设备三维模型转换成二维图纸，其总耗时大约为2.5小时；二维图纸进行布局信息检查后，需要比对二维图纸进行三维模型的调整，调整过程中二维、三维的信息容易出现差错，需要人工反复的核对两种布局信息的一致性。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于XML的复杂航天器跨CAD平台设备协同布局方法，利用XML表单(一种数据库类型的数据存储格式)的形式，将仪器设备布局位置信息进行结构化，不同的CAD三维软件平台可以相互识别和读取，并根据XML表单中设备的位置坐标和旋转角度进行逐台设备的自动安装，完成跨CAD三维设计平台仪器设备布局信息的交换，对计算机性能要求不高，还能够快速、准确的完成卫星设备布局。

本发明的技术解决方案是：基于XML的复杂航天器跨CAD平台设备协同布局方法，包括如下步骤：

(1)在一个CAD平台上，对布局过程中需要的航天器单机设备三维模型进行三维几何建模；

(2)在步骤(1)的CAD平台上，对所有单机设备三维模型分别建立R坐标系；所述R坐标系的定义方式为：将单机设备安装的基准孔作为R坐标系的原点O，XOY坐标平面与单机设备基准孔所在底面重合，Z轴垂直于底面并指向上；

(3)通过中间格式将所有单机设备三维模型及其对应的R坐标系转发给其他参与协同设计的CAD平台，并在参与协同设计的CAD平台上转换到相应格式的单机设备三维模型，完成单机设备三维模型的共享；所述的中间格式为STEP格式；

(4)对不同CAD平台的相同的单机设备三维模型赋予相同的仪器设备代号；

(5)利用单机设备三维模型在任一CAD平台内进行航天器舱内的仪器设备布局，得出每台单机设备三维模型R坐标系的坐标原点在航天器整器机械坐标系下的坐标值(x，y，z)，以及每台单机设备三维模型R坐标系相对于航天器整器机械坐标系的旋转矩阵，每台单机设备三维模型对应于航天器整器机械坐标系下不同的坐标值和坐标转换矩阵；所述的航天器整器机械坐标系的XOY面为器箭对接面，航天器飞行方向为Z向；