[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

说明书

本发明公开了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，基于齐次坐标变换矩阵得到二维指向机构的理论指向法向量，综合考虑星体安装面的加工误差、驱动轴的回转误差等因素，得出实际指向法向量，通过理论指向法向量和实际指向法向量计算二维指向机构的指向精度。采用上述方法可简化算法，快速计算出指向精度，为二维指向机构的优化设计提供理论依据。

技术领域

本发明属于指向机构的设计领域，尤其涉及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。

背景技术

二维指向机构是实现天线实时跟踪、定位等功能的重要空间机构，其指向精度是评判星载天线指向机构能力的重要指标。

由于星载天线运动日益复杂，对指向机构的设计要求不断提高。目前，二维指向机构的指向精度的计算方法所涉及的算法都较为复杂，计算量大，花费时间长。

发明内容

本发明的目的是提供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，综合考虑了安装面的加工误差、驱动轴的回转误差等因素，且简化算法，提高计算效率。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种用于天线的二维指向机构的指向精度计算方法，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。

根据本发明一实施例，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。

根据本发明一实施例，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：