[發明專利]一種衛星精密基準桁架結構裝置的精測方法

有效

• 申請號: 201510010195.2
• 申請日: 2015-01-08
• 公開（公告）號: CN104567681B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 劉質加;齊衛紅
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 范曉毅

技術領域

本發明涉及測量技術領域，特別涉及一種衛星精密基準桁架結構裝置的精測方法。

背景技術

衛星精密基準桁架結構裝置運用在某衛星上，為相關載荷設備提供高穩定、高精度安裝平臺。在精密基準桁架結構裝置的總裝過程中，需對其上安裝的設備進行角度精度和位置精度的測量。

目前衛星總裝過程中對整星基準的建立是通過將衛星對接環的機械基準轉變為光學基準，該過程是將衛星安裝于基準轉換平臺，利用平臺上機械接口與立方鏡的高精度關系將衛星的機械基準轉換為光學基準。建立整星坐標原點是通過利用激光跟蹤儀掃描衛星對接環圓周及對接面擬合出對接環中心點作為整星坐標系原點。對星上設備的角度精度測量是利用電子經緯儀對設備上的立方鏡進行光學準直以測得設備的安裝朝向與整星基準的關系；對星上設備的位置精度測量是利用激光跟蹤儀測量精測靶球相對關系獲得星上設備位置。傳統測量中，角度精度測量和位置精度測量分別測量，不聯合建立坐標系。

某衛星由于在軌任務要求，要求其設備的安裝具有較高的角度精度和位置精度。其中，在角度精度測量方面，經緯儀測量精度高，激光跟蹤儀精度測量精度低。在位置精度測量方面，激光跟蹤儀測量精度高，經緯儀測量精度低。因此，為獲得滿足衛星要求的精度，需要對角度精測和位置精測進行聯合建系。某衛星的精密基準桁架結構裝置為新型結構，沒有傳統用來建立坐標系的對接環，因此需要根據精密基準桁架結構裝置的本身特點建立坐標系，并通過精密基準桁架結構裝置上精測點的布置完成對精密基準桁架結構裝置的精測。

發明內容

本發明的目的克服現有技術的不足，提供一種衛星精密基準桁架結構裝置的精測方法，該方法針對精密基準桁架結構裝置的結構特點，建立了機械坐標系，并設計了精測基座，安裝處于該機械坐標系原點的接頭組件上，然后在該精測基座上安裝立方鏡和激光跟蹤儀靶球，采用激光跟蹤儀靶球與立方鏡的聯合測量方法，對桁架結構裝置上的各點進行位置測量。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

一種衛星精密基準桁架結構裝置的精測方法，其特征在于：進行精密測量的衛星精密基準桁架結構裝置為29根復合材料桿通過15個接頭組件連接構成，其中，15個接頭組件分別為接頭組件0～接頭組件14；

對所述衛星精密基準桁架結構裝置進行精密測量包括以下步驟：

(1)、選取接頭組件0的中心作為坐標原點o建立機械坐標系，其中，在所述機械坐標系內，設定所述坐標原點o指向接頭組件6的中心的方向為+X方向，設定所述坐標原點o指向接頭組件1的中心的方向為+Y方向，與所述+X方向和+Y方向遵循右手準側的方向為+Z方向；

(2)、將金屬圓柱通過車加工得到精測基座102，其具體加工過程如下：

在金屬圓柱的上下底面之間開設貫通沉孔，所述沉孔的上段部分的孔徑和深度分別為r1和h1，所述沉孔的下段部分的孔徑和深度分別為r2和h2，其中，r1>r2，且所述沉孔的上段部分為激光跟蹤儀的T型靶座105的銷柱的配合孔；設定所述金屬圓柱的上底面為平面c1023；在所述金屬圓柱的側面上車加工出平面a1021和平面b1022；其中，平面a1021與平面c1023垂直相交；平面b1022與所述平面c1023相互平行，且與平面a1021垂直相交；

(3)、在接頭組件0上安裝埋件101，并在所述埋件上安裝步驟(2)加工得到的精測基座102，其中，所述精測基座102上的平面c1023的法線方向與步驟(1)中設定的X方向平行；

(4)、在步驟(3)固定安裝的精測基座102上安裝立方鏡103、激光跟蹤儀T型靶座105和激光跟蹤儀靶球106；

(5)、建立激光跟蹤儀測試坐標系，具體過程如下：

(5a)、所述激光跟蹤儀測試坐標系的坐標原點為o1，利用激光跟蹤儀測量安裝在接頭組件0上的靶球106，得到坐標原點o1的位置數據；

(5b)、在接頭組件1、2、3、4中選取兩個接頭組件，并在所述選取的接頭組件上安裝埋件和步驟(2)加工得到的精測基座，在所述精測基座上安裝激光跟蹤儀T型靶座和激光跟蹤儀靶球，其中，所述選取的兩個接頭組件和接頭組件0不在同一條直線上；

(5c)、利用激光跟蹤儀測量步驟(5b)安裝的兩個靶球，得到兩個安裝點的位置數據，分別確定為點A和點B，其中，設定原點o1指向點A和點B的方向分別為+X1軸方向和+Y1軸方向，與所述+X1軸方向和+Y1軸方向遵循右手準則的方向為+Z1軸方向，由所述原點o1、X1軸、Y1軸和Z1軸構成激光跟蹤儀測試坐標系；