[發(fā)明專利]衛(wèi)星熱變形試驗相對指向變化測量系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010163570.8
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111366902B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發(fā)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(wèi)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

本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星熱變形試驗相對指向變化測量系統(tǒng)及方法，包括衛(wèi)星本體、相控陣雷達天線、星敏感器、星敏感器棱鏡、攝影測量相機、經(jīng)緯儀、光電自準直儀、基準尺、基準點和數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)；攝影測量相機能夠測量基準點和相控陣雷達天線的陣面上靶標點的空間位置；經(jīng)緯儀能夠測量基準點在經(jīng)緯儀坐標系的空間位置和星敏感器棱鏡鏡面法線在經(jīng)緯儀坐標系的矢量；光電自準直儀能夠測量星敏感器棱鏡自身鏡面法線的指向變化；數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)能夠根據(jù)攝影測量相機、經(jīng)緯儀和光電自準直儀反饋的信息建立相控陣雷達天線陣面法線和星敏感器棱鏡鏡面法線之間的指向變化關系。本發(fā)明提高了熱變形試驗的測量精度和效率。

技術領域

本發(fā)明涉及測量技術領域，具體地，涉及一種衛(wèi)星熱變形試驗相對指向變化測量系統(tǒng)及方法，尤其是衛(wèi)星熱變形試驗高精度相對指向變化測量系統(tǒng)及方法。

背景技術

衛(wèi)星熱變形試驗是獲取高分辨率衛(wèi)星星敏感器和載荷間由于熱載荷引起的相對指向變化有效方法，目前的相對指向測量系統(tǒng)中，使用的是經(jīng)緯儀和攝影測量相機的組合測量系統(tǒng)，由于經(jīng)緯儀系統(tǒng)的精度在10角秒以上，不能滿足高分辨率衛(wèi)星熱變形試驗角秒級指向測量精度的要求。

公開號為CN106815402A的專利文獻公開了一種全尺寸航天器結構在軌熱變形預示方法，包括：建立全尺寸航天器仿真模型；對航天器熱變形靈敏度進行分析，對航天器不同區(qū)域進行迭代分析，尋找對熱變形指標的最大影響因素；根據(jù)靈敏度分析結果完成地面測試工況的設置；設計地面試驗狀態(tài)并完成地面熱變形測試；將地面測試數(shù)據(jù)作為輸入條件帶入仿真模型，修正使模型仿真結果與測試數(shù)據(jù)保持良好吻合性；將修正好的計算模型帶入在軌溫度載荷；得到全尺寸航天器結構在軌熱變形預示數(shù)據(jù)。該方案提供的全尺寸航天器結構在軌熱變形預示方法在地面試驗中首次使用高精度光學攝影測量系統(tǒng)獲取星載天線陣面位移和平面度，首次利用高精度光學攝影測量系統(tǒng)與經(jīng)緯儀系統(tǒng)聯(lián)合獲取天線全陣面指向角度數(shù)據(jù)。但是由于經(jīng)緯儀的精度不高，不能滿足高分辨率衛(wèi)星熱變形試驗角秒級指向測量精度的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種衛(wèi)星熱變形試驗相對指向變化測量系統(tǒng)及方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種衛(wèi)星熱變形試驗相對指向變化測量系統(tǒng)，包括衛(wèi)星本體、相控陣雷達天線、星敏感器、星敏感器棱鏡、攝影測量相機、經(jīng)緯儀、光電自準直儀、基準尺、基準點和數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)；

所述衛(wèi)星本體與星敏感器和相控陣雷達天線連接，星敏感器上安裝有星敏感器棱鏡，星敏感器與星敏感器棱鏡相對靜止，相控陣雷達天線前面放置有基準尺；

所述攝影測量相機能夠測量基準點和相控陣雷達天線的陣面法線上靶標點的空間位置并反饋給數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)；

所述經(jīng)緯儀能夠測量基準點在經(jīng)緯儀坐標系的空間位置和星敏感器棱鏡鏡面法線在經(jīng)緯儀坐標系的矢量并反饋給數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)；

所述光電自準直儀能夠測量星敏感器棱鏡自身鏡面法線的指向變化并反饋給數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)；

所述數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)能夠根據(jù)攝影測量相機、經(jīng)緯儀和光電自準直儀反饋的信息建立相控陣雷達天線陣面法線和星敏感器棱鏡鏡面法線之間的指向變化關系。

優(yōu)選地，所述相控陣雷達天線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陣面上還設置有編碼點，所述編碼點對相控陣雷達天線上的一個或多個靶標點進行編碼。

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

優(yōu)選地，所述攝影測量相機采用攝影測量人員手執(zhí)方式，所述攝影測量人員能夠帶動攝影測量相機相對于相控陣雷達天線移動并拍攝相控陣雷達天線不同角度的照片；