[发明专利]星载天线指向精度分析方法

说明书

本发明提供了一种星载天线指向精度分析方法，本发明基于齐次坐标变换矩阵对天线指向法向量进行表示，增加了算法的准确性；通过matlab数值分析软件对指向精度代数表达式进行化简，保证了表达式的简洁性，提高了指向精度分析计算精度和效率，为天线指向精度设计提供了可靠的理论依据。

技术领域

本发明涉及一种星载天线指向精度分析方法。

背景技术

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，因此需要综合考虑安装面加工误差、驱动轴回转误差、热变形误差等因素，同时需要考虑到计算效率的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种星载天线指向精度分析方法。

为解决上述问题，本发明提供一种星载天线指向精度分析方法，包括：

设定星体坐标系O₀X₀Y₀Z₀和Z₀轴上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XZ平面并符合右手定则；

根据所述星体坐标系O₀X₀Y₀Z₀和Z₀轴上两个坐标转换参考点a、b，并通过齐次坐标变换求得天线顶端的理论坐标系O₃X₃Y₃Z₃以及含误差的实际坐标系O_3’X_3’Y_3’Z_3’，得到理论参考点c、d及实际参考点c’、d’的全局坐标；

将理论参考点d与理论参考点c的坐标作差，得到天线理论指向法向量将实际参考点d’的坐标分别和实际参考点c’的坐标作差，得到天线实际指向法向量

通过天线理论指向法向量和天线实际指向法向量的点积，求得理论坐标系Z₃轴和实际坐标系Z_3’轴的夹角作为机构指向精度；

利用matlab数学分析软件计算所述机构指向精度的表达式。

进一步的，在上述方法中，设定Z₀轴上两个坐标转换参考点a、b，包括：

在全局坐标系Z₀轴上设定两个坐标转换参考点a＝[0 0 0.5]^T和b＝[0 0 1]^T。

进一步的，在上述方法中，根据所述星体坐标系O₀X₀Y₀Z₀和Z₀轴上两个坐标转换参考点a、b，并通过齐次坐标变换求得天线顶端的理论坐标系O₃X₃Y₃Z₃，包括：

确定参考坐标系O₁X₁Y₁Z₁相对于星体坐标系O₀X₀Y₀Z₀的齐次坐标变换矩阵为：

式中，X1和Z1分别为参考坐标系O₁X₁Y₁Z₁在星体坐标系X₀和Z₀方向的位移；