[發明專利]衛星熱變形試驗相對指向變化測量系統及方法

有效

• 申請號: 202010163570.8
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111366902B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 任友良;彭海闊;王志國;林德貴;張如變;王開浚
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01C1/04;G01C11/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種衛星熱變形試驗相對指向變化測量系統，其特征在于，包括衛星本體(1)、相控陣雷達天線(2)、星敏感器(3)、星敏感器棱鏡(4)、攝影測量相機(5)、經緯儀(6)、光電自準直儀(7)、基準尺(8)、基準點(9)和數據采集及處理系統(10)；

所述衛星本體(1)與星敏感器(3)和相控陣雷達天線(2)連接，星敏感器(3)上安裝有星敏感器棱鏡(4)，星敏感器(3)與星敏感器棱鏡(4)相對靜止，相控陣雷達天線(2)前面放置有基準尺(8)；

所述攝影測量相機(5)能夠測量基準點(9)和相控陣雷達天線(2)的陣面上靶標點的空間位置并反饋給數據采集及處理系統(10)；

所述經緯儀(6)能夠測量基準點(9)在經緯儀(6)坐標系的空間位置和星敏感器棱鏡(4)鏡面法線在經緯儀(6)坐標系的矢量并反饋給數據采集及處理系統(10)；

所述光電自準直儀(7)能夠測量星敏感器棱鏡(4)自身鏡面法線的指向變化并反饋給數據采集及處理系統(10)；

所述數據采集及處理系統(10)能夠根據攝影測量相機(5)、經緯儀(6)和光電自準直儀(7)反饋的信息建立相控陣雷達天線(2)陣面法線和星敏感器棱鏡(4)鏡面法線之間的指向變化關系；

所述基準點(9)靠近相控陣雷達天線(2)設置，所述基準點(9)為多個，多個基準點(9)通過支撐架沿著相控陣雷達天線(2)長度方向和寬度方向上均勻分布設置形成基準點陣列，所述基準點(9)的位置始終保持不變；所述支撐架為隔熱支撐架；

所述光電自準直儀(7)通過測量星敏感器棱鏡(4)的光軸矢量測量星敏感器棱鏡(4)自身法線的指向變化；

所述經緯儀(6)通過測量星敏感器棱鏡(4)的光軸在經緯儀(6)坐標系的矢量與基準點(9)在經緯儀(6)坐標系的空間位置，從而得到兩者在經緯儀(6)坐標系下的關系；

所述經緯儀(6)與光電自準直儀(7)一一對應；

在進行熱變形試驗之前，通過經緯儀(6)測量基準點(9)在經緯儀(6)坐標系的空間位置和星敏感器棱鏡(4)鏡面法線在經緯儀(6)坐標系的矢量；在進行熱變形試驗之后，通過光電自準直儀(7)測量星敏感器棱鏡(4)自身鏡面法線的指向變化。

2.根據權利要求1所述衛星熱變形試驗相對指向變化測量系統，其特征在于，所述相控陣雷達天線(2)陣面上均勻設置有多個靶標點，形成靶標點陣列；所述相控陣雷達天線(2)陣面上還設置有編碼點，所述編碼點對相控陣雷達天線(2)上的一個或多個靶標點進行編碼。

3.根據權利要求1所述的衛星熱變形試驗相對指向變化測量系統，其特征在于，所述攝影測量相機(5)采用攝影測量人員手執方式，所述攝影測量人員能夠帶動攝影測量相機(5)相對于相控陣雷達天線(2)移動并拍攝相控陣雷達天線(2)不同角度的照片；

所述攝影測量相機(5)拍攝時將基準點(9)、基準尺(8)以及相控陣雷達天線(2)的靶標以及編碼點拍攝在照片之中。

4.根據權利要求1所述的衛星熱變形試驗相對指向變化測量系統，其特征在于，所述基準尺(8)設置于靠近相控陣雷達天線(2)中心位置，基準尺(8)與相控陣雷達天線(2)的長度方向或者寬度方向平行。

5.根據權利要求1所述的衛星熱變形試驗相對指向變化測量系統，其特征在于，所述光電自準直儀(7)數量為兩個，分別對星敏感器棱鏡(4)兩個正交方向矢量的俯仰角和偏轉角進行測量。

6.根據權利要求1所述的衛星熱變形試驗相對指向變化測量系統，其特征在于，所述數據采集及處理系統(10)能夠根據經緯儀(6)、光電自準直儀(7)反饋的數據計算在進行熱變形試驗之后，基準點(9)在經緯儀(6)坐標系的空間位置和星敏感器棱鏡(4)鏡面法線在經緯儀(6)坐標系的矢量變化。

7.一種衛星熱變形試驗相對指向變化測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：熱變形試驗開始前，攝影測量相機(5)測量基準點(9)和相控陣雷達天線(2)的陣面上靶標點的空間位置并反饋給數據采集及處理系統(10)；

步驟2：熱變形試驗開始前，經緯儀(6)測量基準點(9)在經緯儀(6)坐標系的空間位置和星敏感器棱鏡(4)鏡面法線在經緯儀(6)坐標系的矢量并反饋給數據采集及處理系統(10)；

步驟3：數據采集及處理系統(10)根據熱變形試驗開始前攝影測量相機(5)、經緯儀(6)和光電自準直儀(7)反饋的信息建立相控陣雷達天線(2)陣面法線和星敏感器棱鏡(4)鏡面法線之間的初始指向關系；

步驟4：熱變形試驗開始后，攝影測量相機(5)測量基準點(9)和相控陣雷達天線(2)的陣面上靶標點的空間位置并反饋給數據采集及處理系統(10)；

步驟5：光電自準直儀(7)測量星敏感器棱鏡(4)自身鏡面法線的指向變化并反饋給數據采集及處理系統(10)；

步驟6：數據采集及處理系統(10)以步驟3建立的相控陣雷達天線(2)陣面法線和星敏感器棱鏡(4)鏡面法線之間的初始指向關系為基準，再根據熱變形試驗開始后攝影測量相機(5)和光電自準直儀(7)反饋的信息建立相控陣雷達天線(2)陣面法線和星敏感器棱鏡(4)鏡面法線之間的指向變化關系。