航天器总装精度测量方法分析

　　航天器环境 工程S PA C F C R AF T F 不氏 z1F 《 〕 N 队IF N T E N G IN 〔E R 】 N G第24 卷第6 期 2的7年 1 2 月航天器总装精度测量方法分析 杨再华(北京卫星环境工程研究所，北京 1 阅09 4 摘要: 航天器 总装梢度浏量是指测量有安装精 度要求的 仪器的坐标系相 对于整星坐 标系的 位1 和姿态.文章介绍T 总装 精度测量的两 类方法，即通过 立方镜镜 面法线和中心点测量的方 法以 及通过星 体和被测仪器上特征点测量的方 法， 文章对两类方法作了数学 分析， 并对各自 的应用作了比 较. 关键词: 精度测量; 立方镜; 特征点; 航...

　　航天器环境 工程S PA C F C R AF T F 不氏 z1F 《 〕 N 队IF N T E N G IN 〔E R 】 N G第24 卷第6 期 2的7年 1 2 月航天器总装精度测量方法分析 杨再华(北京卫星环境工程研究所，北京 1 阅09 4 摘要: 航天器 总装梢度浏量是指测量有安装精 度要求的 仪器的坐标系相 对于整星坐 标系的 位1 和姿态.文章介绍T 总装 精度测量的两 类方法，即通过 立方镜镜 面法线和中心点测量的方 法以 及通过星 体和被测仪器上特征点测量的方 法， 文章对两类方法作了数学 分析， 并对各自 的应用作了比 较. 关键词: 精度测量; 立方镜; 特征点; 航天器 中图分类号: V 4 65文献标识码: A前言文童编号: 1 673 一 1 37 9(2007)06 - - 0 3 9 0 司3 为了保证航天器的正常飞行和工作，必须在地面总装时将 航天器的壳体结 构和有精度要求的仪器设备安装调整到必需的几何精度。精度测量是航天器总装过程中的重要保证环节。 航天器总装精测主要有2种方法: 立方镜法和特征点法。 立方镜法是通过在被检测的仪器和设备上设置立方镜作为光学基准， 根据经纬仪测量被测立方镜与 基准立方镜反射面之间的关系，来确定被检测仪器和设备的安装位置和姿态; 特征点法是通过被检测仪器与基准部件上4个以上的特征点来确定被检测仪器和设备的安装位置和姿态。2 精测 方法分析 航天器总 装时， 星上仪 器的 位置和姿态都是相对于星箭对 接面上的3个销钉孔中心1、1 1、1 1 1所建 立 的 坐 标 系。 1 一 少 1 21 ， 如 图1所 示 1 ]。 立方镜法 是在星体和被测仪器上各安装一立方镜， 通过 测量山 被测立方镜中心和3个镜面法线所组成的 坐标系o b - n Z m Z 棍相 对于基准立方镜坐标系o j 一 n l m l k:的 位 置 和 姿 态 ， 从 而 计 算 出 安 装 仪器坐 标系0 2.x刀 性 2 2 相 对于 星 体 坐 标 系口 ， 一 x必 2 ， 的位置和姿态。 特征点的 测量方法是通过测量安装仪器上不在同 一平面内 的4个特征点E、 F 、 G、 H相对于星体上4个点A、 B、 C、 D 的 相对位置， 计算出2个坐标系的 相对位置和姿态。收稿日 期: 20价一 05一 16: 修回日 期: 2007:10一 1 0作者简介: 杨再华( 1 9 劝 一 )，男， 硕士学位， 现从事 航天器 总装精度浏量. 联系电 线.万方数据立方 镜 图 1 坐标系转换示意图 F i g.ITm幻 sf o n旧 a t i o n o f c o ordina t e s2. 1 立方镜法 目 前立方 镜镜面法线测量通常 采用经纬仪 布站的 方法， 通过经纬仪定 标可以 测得 立方镜中 心点的坐标，通过经纬仪 自 准直和互瞄可以测得镜面法 线 ] 。 测量时首星空综合集团先要建立基准立方镜坐标 系o j 书 lm l k， 和 整星 坐 标 系0 1一 x山 21的 关 系 ，以及 被测立方镜坐标系 o b一 nZ m夫 与安装仪器坐标系0 2一尤 刀 泛 匀的 关系。 设通过经纬仪布站测量得到基准立方镜中心点在整星坐标系 口 1一 x ly ， : ， 下的坐标为马 ( x m，与，z r e星空综合集团 ) ，镜 面 法 线 矢 量 反 、 乓、 瓜 在 整星坐标 系 0 1一 山2， 下 的方 向余弦分别为恤弘， “ 凡夕 “ 振)、 娜气 、 ， ” 气， “ 珠 ， )、(co s“、 、 ， cos汽， cos汽 。 )。 由 此 得到 基 准 镜坐 标 系o - 两 肋 k l 到 整 星 坐 标 系0 1一 必 2 1的 旋 转 矩阵 Ai:和 偏 移 矢 量 民 。 。