[發明專利]基于XML的復雜航天器跨CAD平臺設備協同布局方法

有效

• 申請號: 201710464506.1
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107391795B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 王耀東;曹鵬;馬楠;王新翔
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

基于XML的復雜航天器跨CAD平臺設備協同布局方法，步驟為：(1)在一個CAD平臺上，對航天器單機設備進行三維幾何建模；(2)對所有三維模型分別建立R坐標系；(3)通過中間格式將所有三維模型及其對應的R坐標系轉發給其他CAD平臺；(4)對不同CAD平臺的相同單機設備三維模型賦予相同的儀器設備代號；(5)利用單機設備三維模型在任一CAD平臺內進行儀器設備布局，得出每臺單機設備三維模型對應于航天器整器機械坐標系下的坐標值和轉換矩陣；(6)將轉換矩陣轉換成Euler角并存入XML格式表單；(7)在其他CAD平臺中，利用宏錄制方法獲取到相應的后臺裝配模型的函數，然后利用函數逐行讀取XML表單，進行儀器設備三維模型的裝配。

技術領域

本發明涉及一種跨三維設計CAD軟件平臺的復雜航天器儀器設備布局信息的交換方法。

背景技術

隨著大型通信衛星通信容量的增加，通信衛星載荷艙內的設備總數已經達到500臺以上。實踐中，通信衛星總體設計單位和載荷分系統單位分別使用不同的軟件平臺進行幾何樣機的設計，雙方需要對儀器設備布局的位置信息進行多輪的協調和迭代。

傳統的布局方式分為兩種：第一種，將整艙布局三維模型轉換成STEP等中間格式后進行布局信息傳遞。第二種，將整艙布局三維模型投影生成二維圖紙進行交換布局信息。但此兩種信息的交換方式均有不足之處：

第一種方法的不足之處在于：需要將整艙三維模型轉換成STEP格式，對于復雜通信衛星，數據量達到3G以上，對計算機的內存和CPU性能要求較高；需要逐臺測量位置信息，對于微小的位置變動不容易識別出來，存在出錯的風險；對于極其復雜的三維模型，在轉換以后存在數據丟失的情況，造成信息傳遞不完整。

第二種方法的不足之處在于：將整艙三維模型轉換成二維圖，效率較低，通常一塊艙板的轉換時間在0.5小時左右，如通信衛星載荷艙需要有5塊艙板的設備三維模型轉換成二維圖紙，其總耗時大約為2.5小時；二維圖紙進行布局信息檢查后，需要比對二維圖紙進行三維模型的調整，調整過程中二維、三維的信息容易出現差錯，需要人工反復的核對兩種布局信息的一致性。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種基于XML的復雜航天器跨CAD平臺設備協同布局方法，利用XML表單(一種數據庫類型的數據存儲格式)的形式，將儀器設備布局位置信息進行結構化，不同的CAD三維軟件平臺可以相互識別和讀取，并根據XML表單中設備的位置坐標和旋轉角度進行逐臺設備的自動安裝，完成跨CAD三維設計平臺儀器設備布局信息的交換，對計算機性能要求不高，還能夠快速、準確的完成衛星設備布局。

本發明的技術解決方案是：基于XML的復雜航天器跨CAD平臺設備協同布局方法，包括如下步驟：

(1)在一個CAD平臺上，對布局過程中需要的航天器單機設備三維模型進行三維幾何建模；

(2)在步驟(1)的CAD平臺上，對所有單機設備三維模型分別建立R坐標系；所述R坐標系的定義方式為：將單機設備安裝的基準孔作為R坐標系的原點O，XOY坐標平面與單機設備基準孔所在底面重合，Z軸垂直于底面并指向上；

(3)通過中間格式將所有單機設備三維模型及其對應的R坐標系轉發給其他參與協同設計的CAD平臺，并在參與協同設計的CAD平臺上轉換到相應格式的單機設備三維模型，完成單機設備三維模型的共享；所述的中間格式為STEP格式；

(4)對不同CAD平臺的相同的單機設備三維模型賦予相同的儀器設備代號；

(5)利用單機設備三維模型在任一CAD平臺內進行航天器艙內的儀器設備布局，得出每臺單機設備三維模型R坐標系的坐標原點在航天器整器機械坐標系下的坐標值(x，y，z)，以及每臺單機設備三維模型R坐標系相對于航天器整器機械坐標系的旋轉矩陣，每臺單機設備三維模型對應于航天器整器機械坐標系下不同的坐標值和坐標轉換矩陣；所述的航天器整器機械坐標系的XOY面為器箭對接面，航天器飛行方向為Z向；