航天器高精度角度测量系统及方法技术方案

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　　本发明专利技术提供了一种航天器高精度角度测量系统及方法，包括准直测量子系统、机械伺服子系统，机械伺服子系统包括航天器停放架等，准直测量子系统包括第一基准经纬仪等，在使用过程中，将航天器本体静置于航天器停放架上；第一基准经纬仪、第二基准经纬仪都固定安装在基准定位支架上；准直经纬仪固定在竖直运动支架上，并沿上下运动；整个竖直运动支架安装在环形转台上，环形转台实现0～360°的方位旋转，整个机械伺服系统运动将形成一个高度的柱形空间。本发明专利技术采用CCD光电自准直仪代替传统的光学经纬仪的望远镜系统，提高了测量数据的准确性和稳定性，并且具有自动读数功能。

　　本专利技术涉及一种航天器测量系统及方法，具体地，涉及一种航天器高精度角度测量系统及方法。

　　航天器总装过程中通常利用光学立方镜(正六面体)中任意3个相邻反射面构成的坐标系代表设备的角度姿态，测量设备的姿态实际测量的是立方镜反射面之间的法线见的夹角。目前国内外普遍采用是利用多台电子经纬仪联机建站的测量方法，如Leica公司的TM5100A/TM6100A等，通过多台经纬仪同时准直需要测量的立方镜镜面，然后在根据需要两两互瞄，将待测镜面矢量转移到经纬仪的测站坐标系，最后通过计算矢量关系得到镜面法线之间的夹角关系。通过优化算法，实际使用过程中可以得到约15″～20″的角度测量精度，如解放军信息工程大学测绘学院的杨振等刊登的《准直测量进行高精度立方镜间关系标定》。但是该方法在实际使用过程中，存在以下几点不足：一，使用经纬仪必须用人眼进行观测，实际测试过程中会受到不同人眼视力、待测目标距离远近、光照等因素影响，尤其是长时间进行测量时更易受到主观因素的影响，从而影响了测量精度；二，经纬仪互瞄环节较多，会造成一定的误差累积；由于互瞄时需要调节仪器焦距，不同远近不同观测人员会得到不同的测量

　　一种航天器高精度角度测量系统，其特征在于，包括准直测量子系统、机械伺服子系统，其中，机械伺服子系统包括航天器停放架、基准定位支架、环形转台、竖直运动支架、航天器本体，准直测量子系统包括第一基准经纬仪、第二基准经纬仪、准直经纬仪，在使用过程中，将航天器本体静置于航天器停放架上；第一基准经纬仪、第二基准经纬仪都固定安装在基准定位支架上；准直经纬仪固定在竖直运动支架上，并沿上下运动；整个竖直运动支架安装在环形转台上，环形转台实现0～360°的方位旋转，整个机械伺服系统运动将形成一个高度的柱形空间；准直经纬仪包括一个第一二维转台、一个光电自准直仪、一个第一双轴电子水平仪，其中第一二维转台是一种提高精密

　　1.一种航天器高精度角度测量系统，其特征在于，包括准直测量子系统、机械伺服子系统，其中，机械伺服子系统包括航天器停放架、基准定位支架、环形转台、竖直运动支架、航天器本体，准直测量子系统包括第一基准经纬仪、第二基准经纬仪、准直经纬仪，在使用过程中，将航天器本体静置于航天器停放架上；第一基准经纬仪、第二基准经纬仪都固定安装在基准定位支架上；准直经纬仪固定在竖直运动支架上，并沿上下运动；整个竖直运动支架安装在环形转台上，环形转台实现0～360°的方位旋转，整个机械伺服系统运动将形成一个高度的柱形空间；准直经纬仪包括一个第一二维转台、一个光电自准直仪、一个第一双轴电子水平仪，其中第一二维转台是一种提高精密二维转角的设备，运动形式上主要分为方位旋转和俯仰旋转，两者同时进行，但是俯仰旋转是建立在方位旋转的基础上；光电自准直仪是一种高精度的小角度测量设备，内有CCD接收发出的光，以得到待测镜面相对仪器光路的偏转角度，使用时将光管嵌入固定到第一二维转台俯仰轴上，并随之运动；第一双轴电子水平仪嵌入到第一二维转台方位轴上，提供了系统测量的水平基准；第一基准经纬仪和第二基准经纬仪包括一个第二二维转台、一个高精度平面镜、一个第二双轴电子水平仪，其中第二二维转台和电双轴电子水平仪和准直经纬仪功能一致，高精度平面镜则是用于与准直经纬仪互瞄，以实现将待测目标矢量转移到统一的基准测量坐标系下；第二双轴电子水平仪通过过渡板固定安装到第二二维转台的方位轴旋转面上，并随方位轴一起旋转；为了保证第二双轴电子水平仪工作时不超其量程，第二双轴电子水平仪在安装的时候需要一定的安装精度，一般两个方向相对方位旋转面的倾斜不超过其量程的1/20～1/10；第二双轴电子水平仪的安装精度主要是将二维转台分别在0°方向和180°方向读取第二双轴电子水平仪某一方向读数。2.一种航天器高精度角度测量系统的测星空综合集团量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，测量准备，将航天器放置在航天器停放架上，系统采用第一基准经纬仪...