[發明專利]基于六自由度激光跟蹤靶的航天器設備位姿信息測量方法

有效

• 申請號: 201711108473.3
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107782293B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 隆昌宇;易旺民;陶力;阮國偉;胡瑞欽;孟凡偉;孟少華;陳暢宇;賀文興;董愨
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于六自由度激光跟蹤靶的航天器設備位姿信息快速測量方法，包括如下步驟：

（1）在航天器設備安裝之前，將六自由度激光跟蹤靶固定在一設備立方鏡上，形成相對位姿關系固定的組合剛體，標定設備立方鏡坐標系O_ci-X_ciY_ciZ_ci與六自由度激光跟蹤靶坐標系O_bi-X_biY_biZ_bi的相對位姿關系（R_bici，T_bici）;

（2）航天器設備完成裝配后，在全部覆蓋被測設備處架設激光跟蹤儀或全站儀并調水平；

（3）通過激光跟蹤儀或全站儀對被測設備的六自由度激光跟蹤靶的角錐棱鏡進行測量，獲取各個設備六自由度激光跟蹤靶坐標系O_bi-X_biY_biZ_bi相對于激光跟蹤儀或全站儀坐標系O_L-X_LY_LZ_L的相對位姿關系（R_biL，T_biL）；

（4）結合步驟（1）中的標定結果及步驟（3）的測量結果，確定各個被測設備立方鏡坐標系O_ci-X_ciY_ciZ_ci相對于激光跟蹤儀或全站儀坐標系O_L-X_LY_LZ_L的相對位姿關系（R_ciL，T_ciL），通過坐標系傳遞運算實現不同設備坐標系間相對位姿關系（R_cicj，T_cicj）（i≠j）的測量。

2.如權利要求1所述的基于六自由度激光跟蹤靶的航天器設備位姿信息快速測量方法，其中，步驟（1）中的所述標定包括以下步驟：

a在實現激光跟蹤靶測量處架設激光跟蹤儀或全站儀并調水平，通過角錐棱鏡測量確定六自由度激光跟蹤靶坐標系O_b-X_bY_bZ_b相對于激光跟蹤儀或全站儀坐標系O_L-X_LY_LZ_L的相對位姿關系（R_bL，T_bL）；

b架設兩臺經緯儀分別對立方鏡兩個相鄰正交面進行準直測量，同時利用前方交會測量方法，結合角錐棱鏡靶球實現對現場靶標點T_i三維坐標的測量，進而確定靶標點T_i在立方鏡坐標系O_c-X_cY_cZ_c下的坐標（X_ci，Y_ci，Z_ci）；

c利用激光跟蹤儀或全站儀對現場靶標點T_i進行測量，確定靶標點T_i在激光跟蹤儀或全站儀坐標系O_L-X_LY_LZ_L下的坐標（X_Li，Y_Li，Z_Li）；

d利用步驟b、c中的部分公共靶標點T_i的測量結果，結合公共點坐標系轉換關系，實現立方鏡坐標系O_c-X_cY_cZ_c相對于激光跟蹤儀或全站儀坐標系O_L-X_LY_LZ_L位姿關系（R_cL，T_cL）確定；

e結合步驟a、d部分的測量結果，利用坐標系傳遞計算實現立方鏡坐標系O_c-X_cY_cZ_c與六自由度激光跟蹤靶坐標系O_b-X_bY_bZ_i的相對位姿關系（R_bc，T_bc）的標定。