[发明专利]卫星热变形试验相对指向变化测量系统及方法

权利要求书

1.一种卫星热变形试验相对指向变化测量系统，其特征在于，包括卫星本体(1)、相控阵雷达天线(2)、星敏感器(3)、星敏感器棱镜(4)、摄影测量相机(5)、经纬仪(6)、光电自准直仪(7)、基准尺(8)、基准点(9)和数据采集及处理系统(10)；

所述卫星本体(1)与星敏感器(3)和相控阵雷达天线(2)连接，星敏感器(3)上安装有星敏感器棱镜(4)，星敏感器(3)与星敏感器棱镜(4)相对静止，相控阵雷达天线(2)前面放置有基准尺(8)；

所述摄影测量相机(5)能够测量基准点(9)和相控阵雷达天线(2)的阵面上靶标点的空间位置并反馈给数据采集及处理系统(10)；

所述经纬仪(6)能够测量基准点(9)在经纬仪(6)坐标系的空间位置和星敏感器棱镜(4)镜面法线在经纬仪(6)坐标系的矢量并反馈给数据采集及处理系统(10)；

所述光电自准直仪(7)能够测量星敏感器棱镜(4)自身镜面法线的指向变化并反馈给数据采集及处理系统(10)；

所述数据采集及处理系统(10)能够根据摄影测量相机(5)、经纬仪(6)和光电自准直仪(7)反馈的信息建立相控阵雷达天线(2)阵面法线和星敏感器棱镜(4)镜面法线之间的指向变化关系；

所述基准点(9)靠近相控阵雷达天线(2)设置，所述基准点(9)为多个，多个基准点(9)通过支撑架沿着相控阵雷达天线(2)长度方向和宽度方向上均匀分布设置形成基准点阵列，所述基准点(9)的位置始终保持不变；所述支撑架为隔热支撑架；

所述光电自准直仪(7)通过测量星敏感器棱镜(4)的光轴矢量测量星敏感器棱镜(4)自身法线的指向变化；

所述经纬仪(6)通过测量星敏感器棱镜(4)的光轴在经纬仪(6)坐标系的矢量与基准点(9)在经纬仪(6)坐标系的空间位置，从而得到两者在经纬仪(6)坐标系下的关系；

所述经纬仪(6)与光电自准直仪(7)一一对应；

在进行热变形试验之前，通过经纬仪(6)测量基准点(9)在经纬仪(6)坐标系的空间位置和星敏感器棱镜(4)镜面法线在经纬仪(6)坐标系的矢量；在进行热变形试验之后，通过光电自准直仪(7)测量星敏感器棱镜(4)自身镜面法线的指向变化。

2.根据权利要求1所述卫星热变形试验相对指向变化测量系统，其特征在于，所述相控阵雷达天线(2)阵面上均匀设置有多个靶标点，形成靶标点阵列；所述相控阵雷达天线(2)阵面上还设置有编码点，所述编码点对相控阵雷达天线(2)上的一个或多个靶标点进行编码。

3.根据权利要求1所述的卫星热变形试验相对指向变化测量系统，其特征在于，所述摄影测量相机(5)采用摄影测量人员手执方式，所述摄影测量人员能够带动摄影测量相机(5)相对于相控阵雷达天线(2)移动并拍摄相控阵雷达天线(2)不同角度的照片；

所述摄影测量相机(5)拍摄时将基准点(9)、基准尺(8)以及相控阵雷达天线(2)的靶标以及编码点拍摄在照片之中。

4.根据权利要求1所述的卫星热变形试验相对指向变化测量系统，其特征在于，所述基准尺(8)设置于靠近相控阵雷达天线(2)中心位置，基准尺(8)与相控阵雷达天线(2)的长度方向或者宽度方向平行。

5.根据权利要求1所述的卫星热变形试验相对指向变化测量系统，其特征在于，所述光电自准直仪(7)数量为两个，分别对星敏感器棱镜(4)两个正交方向矢量的俯仰角和偏转角进行测量。

6.根据权利要求1所述的卫星热变形试验相对指向变化测量系统，其特征在于，所述数据采集及处理系统(10)能够根据经纬仪(6)、光电自准直仪(7)反馈的数据计算在进行热变形试验之后，基准点(9)在经纬仪(6)坐标系的空间位置和星敏感器棱镜(4)镜面法线在经纬仪(6)坐标系的矢量变化。

7.一种卫星热变形试验相对指向变化测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：热变形试验开始前，摄影测量相机(5)测量基准点(9)和相控阵雷达天线(2)的阵面上靶标点的空间位置并反馈给数据采集及处理系统(10)；

步骤2：热变形试验开始前，经纬仪(6)测量基准点(9)在经纬仪(6)坐标系的空间位置和星敏感器棱镜(4)镜面法线在经纬仪(6)坐标系的矢量并反馈给数据采集及处理系统(10)；

步骤3：数据采集及处理系统(10)根据热变形试验开始前摄影测量相机(5)、经纬仪(6)和光电自准直仪(7)反馈的信息建立相控阵雷达天线(2)阵面法线和星敏感器棱镜(4)镜面法线之间的初始指向关系；

步骤4：热变形试验开始后，摄影测量相机(5)测量基准点(9)和相控阵雷达天线(2)的阵面上靶标点的空间位置并反馈给数据采集及处理系统(10)；

步骤5：光电自准直仪(7)测量星敏感器棱镜(4)自身镜面法线的指向变化并反馈给数据采集及处理系统(10)；

步骤6：数据采集及处理系统(10)以步骤3建立的相控阵雷达天线(2)阵面法线和星敏感器棱镜(4)镜面法线之间的初始指向关系为基准，再根据热变形试验开始后摄影测量相机(5)和光电自准直仪(7)反馈的信息建立相控阵雷达天线(2)阵面法线和星敏感器棱镜(4)镜面法线之间的指向变化关系。