本發(fā)明涉及棱鏡的測量調整方法，具體是一種衛(wèi)星基準棱鏡的安裝方法。

背景技術：

棱鏡是一種在衛(wèi)星裝配過程中經(jīng)常使用的輔助工具。其一般采用石英晶體或金屬制作，表面鍍有反射膜，制造精度高，相鄰兩個面垂直度約1″～3″，通過被用作參考坐標基準，也可固定于某部件，用作定向和定位測量的輔助測量基準?；鶞世忡R是用來代替衛(wèi)星本體坐標系，方便對精度單機進行測量的方形鏡面體。一般基準棱鏡安裝在衛(wèi)星結構穩(wěn)定、強度高的部位，如產(chǎn)品的承力筒、碳纖維桁架等?；鶞世忡R安裝要求較高，一般的安裝精度要求與指標值為±10″。

傳統(tǒng)衛(wèi)星機械基準的機械基準一般位于平臺承力筒與星箭分離面的幾何中心，一般采用經(jīng)緯儀與精測轉臺的測量調整方法。首先將精測轉臺調平，再將衛(wèi)星主結構與精測轉臺調至同軸。最后通過經(jīng)緯儀與轉臺的聯(lián)合測量完成基準棱鏡的測量調整。而某些大型桁架結構衛(wèi)星機械基準位于星體主結構的基準面，一般由兩個基準面構成衛(wèi)星機械坐標系，因此在采用傳統(tǒng)方法安裝基準棱鏡時無法使用精測轉臺調整衛(wèi)星水平，同時也無法將衛(wèi)星機械基準與精測轉臺調整至同軸。

針對上述問題，本發(fā)明提供一種衛(wèi)星基準棱鏡測量調整的方法，能夠實現(xiàn)大型桁架結構衛(wèi)星基準棱鏡的測量調整。

目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

技術實現(xiàn)要素：

針對大型桁架結構衛(wèi)星，由于其機械基準與傳統(tǒng)衛(wèi)星不同而無法使用傳統(tǒng)測量調整方法的特性，本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星基準棱鏡的安裝方法。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)：一種衛(wèi)星基準棱鏡的安裝方法,包括如下步驟：

S1、安裝基準棱鏡

將基準棱鏡用螺釘安裝至衛(wèi)星主結構上；

S2、測量棱鏡坐標系

使用兩臺光學經(jīng)緯儀分別準直基準棱鏡的+y面和+x面兩個鏡面，讀出兩臺經(jīng)緯儀的俯仰角讀數(shù)；

S3、測量衛(wèi)星機械坐標系

使用激光跟蹤儀測量大地水平，建立大地水平坐標系，然后在所建立的大地水平坐標系中使用激光跟蹤儀測量衛(wèi)星機械基準面+z面和+x面，最后使用測量的+z擬合面和+x擬合面建立衛(wèi)星機械坐標系；

S4、將棱鏡方位引入激光跟蹤儀

使用經(jīng)緯儀準直棱鏡，將經(jīng)緯儀偏置角置零，保持經(jīng)緯儀偏置角為零的同時向下轉動視準軸，在地面上適當位置放置跟蹤儀測量靶球和基座，并調整基座位置使經(jīng)緯儀恰好準直跟蹤儀靶球，將基座和靶球固定后作為固定測量點，同樣的方法固定2～3個測量點，測量點均勻分布，測量點之間不小于1m；然后使用激光跟蹤儀測量固定測量點，將測量的點投影至大地水平面上，并擬合一條直線；

S5、建立棱鏡水平坐標系

以水平面法線為+z軸、以擬合直線為+y軸建立棱鏡水平坐標系，然后在激光跟蹤儀測量軟件中得出衛(wèi)星機械坐標系在棱鏡水平坐標系下的矢量矩陣；

S6、求出棱鏡坐標系與棱鏡水平坐標系關系

通過基準棱鏡的兩個俯仰角計算出基準棱鏡坐標系在棱鏡水平坐標系下的矢量矩陣；

S7、求出基準棱鏡與衛(wèi)星機械基準的關系

通過衛(wèi)星機械坐標系在棱鏡水平坐標系下的角度矩陣和棱鏡坐標系在棱鏡水平坐標系下的角度矩陣進行矩陣轉化，得出基準棱鏡與衛(wèi)星機械基準的角度矩陣；

S8、調整基準棱鏡

按照基準棱鏡與衛(wèi)星機械基準的角度矩陣調整基準棱鏡的位置，調整后繼續(xù)重復步驟S7測量基準棱鏡與衛(wèi)星機械基準的關系，直至滿足安裝要求。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

通過經(jīng)緯儀與激光跟蹤儀的聯(lián)合測量實現(xiàn)衛(wèi)星基準棱鏡的安裝調整，滿足了大型桁架衛(wèi)星基準棱鏡測量安裝要求，可實現(xiàn)不同衛(wèi)星型號基準棱鏡的測量安裝要求。

附圖說明

圖1為衛(wèi)星結構與基準棱鏡示意圖

圖2為激光跟蹤儀與經(jīng)緯儀聯(lián)合測量調整基準棱鏡示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明實施例提供了一種衛(wèi)星基準棱鏡的安裝方法,包括衛(wèi)星主結構1、基準棱鏡2、激光跟蹤儀3、光學經(jīng)緯儀4、激光跟蹤儀與經(jīng)緯儀聯(lián)合測量點5，具體包括如下步驟：

S1、安裝基準棱鏡

如圖1所示，將基準棱鏡2用螺釘安裝至衛(wèi)星主結構1上；

S2、測量棱鏡坐標系

使用兩臺光學經(jīng)緯儀4分別準直基準棱鏡的+y面和+x面兩個鏡面(如圖2所示)，讀出兩臺經(jīng)緯儀的俯仰角讀數(shù)；

S3、測量衛(wèi)星機械坐標系

使用激光跟蹤儀測量大地水平，建立大地水平坐標系，然后在所建立的大地水平坐標系中使用激光跟蹤儀測量衛(wèi)星機械基準面+z面和+x面，最后使用測量的+z擬合面和+x擬合面建立衛(wèi)星機械坐標系；

S4、將棱鏡方位引入激光跟蹤儀

使用經(jīng)緯儀1準直棱鏡，將經(jīng)緯儀偏置角置零，保持經(jīng)緯儀偏置角為零的同時向下轉動視準軸，在地面上適當位置放置跟蹤儀測量靶球和基座，并調整基座位置使經(jīng)緯儀恰好準直跟蹤儀靶球，將基座和靶球固定后作為固定測量點，同樣的方法固定2～3個測量點，測量點均勻分布，測量點之間不小于1m；然后使用激光跟蹤儀測量固定測量點，將測量的點投影至大地水平面上，并擬合一條直線；

S5、建立棱鏡水平坐標系

以水平面法線為+z軸、以擬合直線為+y軸建立棱鏡水平坐標系，然后在激光跟蹤儀測量軟件中得出衛(wèi)星機械坐標系在棱鏡水平坐標系下的矢量矩陣；

S6、求出棱鏡坐標系與棱鏡水平坐標系關系

通過基準棱鏡的兩個俯仰角計算出基準棱鏡坐標系在棱鏡水平坐標系下的矢量矩陣；

S7、求出基準棱鏡與衛(wèi)星機械基準的關系

通過衛(wèi)星機械坐標系在棱鏡水平坐標系下的角度矩陣和棱鏡坐標系在棱鏡水平坐標系下的角度矩陣進行矩陣轉化，得出基準棱鏡與衛(wèi)星機械基準的角度矩陣；

S8、調整基準棱鏡

按照基準棱鏡與衛(wèi)星機械基準的角度矩陣調整基準棱鏡的位置，調整后繼續(xù)重復步驟S7測量基準棱鏡與衛(wèi)星機械基準的關系，直至滿足安裝要求。

至此已完成衛(wèi)星基準棱鏡的測量調整。通過本發(fā)明所述的基準棱鏡安裝調整方法已應用于某型號衛(wèi)星上，安裝后性能指標完全滿足設計要求。

通過本發(fā)明所述的制作方法解決了傳統(tǒng)基準棱鏡安裝安裝方法無法滿足衛(wèi)星型號試驗要求，實現(xiàn)大型桁架結構衛(wèi)星基準棱鏡的快速測量安裝。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質內容。