[发明专利]一种用于天线的二维指向机构的指向精度计算方法及装置

权利要求书

1.一种用于天线的二维指向机构的指向精度计算方法，其特征在于，包括：

设定全局坐标系O₀X₀Y₀Z₀，在Z₀轴上设置两个坐标转换参考点a、b，其中O₀X₀水平向右，O₀Z₀为星体安装面法向量，O₀Y₀垂直于X₀Z₀平面并符合右手定则；

将所述参考点a、b在全局坐标系中所对应的法向量经过不包含误差的齐次坐标变换矩阵变换成理论参考点c、d相对全局坐标系所对应的法向量，及将所述参考点a、b在全局坐标系中所对应的法向量经过包含误差的齐次坐标变换矩阵变换成实际参考点c’、d’相对全局坐标系所对应的法向量；

通过所述理论参考点c、d所对应的法向量得到理论指向法向量，通过实际参考点c’、d’所对应的法向量得到实际指向法向量；

通过所述理论指向法向量和所述实际指向法向量计算所述二维指向机构的指向精度；

其中，所述将所述参考点a、b在全局坐标系中所对应的法向量通过不包含误差的齐次坐标变换矩阵变换成理论参考点c、d相对全局坐标系所对应的法向量，具体计算公式为：

其中，和为所述参考点a、b在全局坐标系中所对应的法向量；为以全局坐标系为参考的坐标系1的齐次坐标变换矩阵，为以坐标系1为参考的坐标系2的齐次坐标变换矩阵，为以坐标系2为参考的坐标系3的齐次坐标变换矩阵，为以坐标系3为参考的坐标系4的齐次坐标变换矩阵，为以坐标系4为参考的坐标系5的齐次坐标变换矩阵，为参考点a所对应的法向量经过齐次坐标变换矩阵变换后得到的理论参考点c相对全局坐标系所对应的法向量，为参考点b所对应的法向量经过齐次坐标变换矩阵变换后得到的理论参考点d相对全局坐标系所对应的法向量；

通过所述理论参考点c、d所对应的法向量得到理论指向法向量的计算公式为：其中，为理论指向法向量；

所述将所述参考点a、b在全局坐标系中所对应的法向量通过包含误差的齐次坐标变换矩阵变换成实际参考点c’、d’相对全局坐标系所对应的法向量，具体计算公式为：

其中，和为实际参考点c’、d’相对全局坐标系所对应的法向量；通过实际参考点c’、d’所对应的法向量得到实际指向法向量的计算公式为：

其中，为实际指向法向量；

所述通过所述理论指向法向量和所述实际指向法向量计算所述二维指向机构的指向精度的计算公式为：

其中，Δφ为所述二维指向机构的指向精度。

2.如权利要求1所述的用于天线的二维指向机构的指向精度计算方法，其特征在于，所述包含误差的齐次坐标变换矩阵中的识差矩阵包括：所述二维指向机构的X轴驱动组件回转误差矩阵、X轴驱动组件回转引起的星体安装面加工误差矩阵、所述二维指向机构的Y轴驱动组件回转误差矩阵、Y轴驱动组件回转引起的星体安装面加工误差矩阵，其中，

所述二维指向机构的X轴驱动组件回转误差矩阵为：

其中，δ_x1、δ_y1和δ_z1分别为X轴驱动组件相对于坐标系1的X轴、Y轴和Z轴上的偏转误差；

所述X轴驱动组件回转引起的星体安装面加工误差矩阵为：

其中，d_x1、d_y1和d_z1分别为星体安装面相对于全局坐标系的X轴、Y轴和Z轴的加工误差；

所述二维指向机构的Y轴驱动组件回转误差矩阵为：

其中，δ_x2、δ_y2和δ_z2分别为Y轴驱动组件相对于坐标系3的X轴、Y轴和Z轴上的偏转误差；

所述Y轴驱动组件回转引起的星体安装面加工误差矩阵为：

其中，d_x2、d_y2和d_z2分别为星体安装面相对于全局坐标系的X轴、Y轴和Z轴上的加工误差。

3.一种用于天线的二维指向机构的指向精度计算装置，实现如权利要求1或2所述的用于天线的二维指向机构的指向精度计算方法，其特征在于，包括：

模型建立模块，建立天线模型，设定全局坐标系O₀X₀Y₀Z₀，在Z₀轴上设置两个坐标转换参考点a、b，其中O₀X₀水平向右，O₀Z₀为星体安装面法向量，O₀Y₀垂直于X₀Z₀平面并符合右手定则；

第一计算模块，将所述参考点a、b在全局坐标系中所对应的法向量经过不包含误差的齐次坐标变换矩阵变换成理论参考点c、d相对全局坐标系所对应的法向量，及将所述参考点a、b在全局坐标系中所对应的法向量经过包含误差的齐次坐标变换矩阵变换成实际参考点c’、d’相对全局坐标系所对应的法向量；

第二计算模块，通过所述理论参考点c、d所对应的法向量得到理论指向法向量，通过实际参考点c’、d’所对应的法向量得到实际指向法向量；

第三计算模块，通过所述理论指向法向量和所述实际指向法向量计算所述二维指向机构的指向精度。