[發(fā)明專利]在軌零重力狀態(tài)下大型柔性天線形面的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910053504.2
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109883387B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 張鵬嵩;蔣山平;楊林華;張博倫;王劭溥;王丹藝;張磊;龔潔
• 申請（專利權）人: 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01R29/10;G01R31/00
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1.在軌零重力狀態(tài)下大型柔性天線形面精度的確定方法，包括以下步驟：

(1)通過模擬空間環(huán)境熱變形測量試驗，獲取真空低溫環(huán)境下在各溫度場工況的不卸載狀態(tài)的天線形面靶標點云集P_3i(X_3i,Y_3i,Z_3i)相對于真空常溫不卸載狀態(tài)的天線靶標點云集P_1i(X_1i,Y_1i,Z_1i)的熱變形法向位移量值dP_3i；

(2)將各溫度場工況下的dP_3i與常壓常溫零重力卸載狀態(tài)的天線形面測量點云集P_0i(X_0i,Y_0i,Z_0i)疊加，獲取各溫度場工況下卸載狀態(tài)的天線形面靶標點云集P_4i＝P_0i+dP_3i；

(3)采用最小二乘擬合法，通過各溫度場工況下天線零重力卸載狀態(tài)的天線形面的坐標點云集P_4i，獲取在軌高低溫工況天線零重力擬合形面，其中用標準方程來表示大型柔性天線的標準拋物面，并根據(jù)實際應用需求，以測量點距標準拋物面法向均方根偏差最小擬合求得最佳吻合拋物面，

式中F為拋物面焦距，dP_4i為測量點距擬合拋物面的法向偏差，P_4i(x_4i,y_4i,z_4i)為天線上的實際測量點坐標，P′_4i(x′_4i,y′_4i,z′_4i)為天線上的實際測量點在擬合拋物面上的投影點坐標，

其中，大型柔性天線熱變形法向位移量值dP_3i獲取流程：

通過模擬空間環(huán)境下熱變形測量獲得天線在真空常溫下的測量點云坐標為P_1i(X_1i,Y_1i,Z_1i)，在溫度工況下，天線對應靶標點的坐標變化到P_3i(X_3i,Y_3i,Z_3i)，通過天線基準點，將上述兩組測量點云統(tǒng)一在同一天線坐標系下；

其中，P_3i與P_1i相比除了Z向軸向的位移量，還存在沿X向反射器切向和Y向徑向的位移量，計算熱變形后測量點P_3i相對于真空常溫形面測量點P_1i的熱變形法向位移量值dP_3i流程如下：

(a)通過測量點P_3i作天線的豎直切平面AOB，由于天線的拋物面形面為母線賦型，天線是圓周對稱的，作為基準面是允許進行繞Z軸轉動的；將測量點P_1i繞反射器Z軸轉動，測量點P_1i與豎直切平面AOB的交點為坐標點P_2i，則P_2i和P_3i位于同一平面內(nèi)；

(b)坐標點P_2i與測量點P_3i之間的Z向位移量為dP_i，dP_i由兩部分組成，一部分為天線肋單純Z向變形量dP_2i，一部分為由于天線肋沿長度方向變形Δρ引起的Z向變形dP_1i，則大型柔性天線熱變形法向位移量值dP_3i，及其熱變形均方根按如下公式計算得到：

dP_1i＝Δρ·tanθ (1)

dP_2i＝dP_i-dP_1i (2)

dP_3i＝dP_2i·cosθ (3)

其中，坐標點P_2i與測量點P_1i相對于坐標原點O的投影距離ρ1與ρ2是相同的，表示為(X21+Y21)1/2，測量點P_3i相對于坐標原點O的投影距離ρ3表示為(X23+Y23)1/2，θ為天線肋在豎直切平面AOB內(nèi)的偏轉角；求解法向誤差的過程中通過Δρ＝ρ1-ρ3，已經(jīng)考慮到了靶標點X和Y向的位移量。

2.如權利要求1所述的方法，其中，各溫度場工況為空間環(huán)境外熱流模擬工況。