星敏立方镜装配位姿测量关键技术研究

发布时间：2020-06-29 13:30

【摘要】：传统的星敏立方镜位姿测量采用经纬仪准直测量方法实现,然而该方法点位测量效率较低且对测量空间要求大。据此,本文研究了融合iGPS(室内全局定位系统)的星敏立方镜装配位姿测量技术和基于激光跟踪仪的星敏立方镜装配位姿测量技术。首先,对姿态转换模型、基于公共点的转站模型及算法等进行研究,设计了星敏立方镜整体测量方案,提出了融合iGPS的星敏立方镜装配位姿测量技术,分析了该方法的测量原理、测量模型,并对综合误差进行了分析,再针对该方法设计相关实验,验证了该方法的可行性,得出姿态测量精度优于5.02″,满足星敏感器等部件装配优于10″的位姿调整需求。融合iGPS的星敏立方镜装配位姿测量技术实现了多仪器联合测量,提高了测量效率。然后,提出了基于激光跟踪仪的星敏立方镜装配位姿测量技术,阐述了该测量方法的测量原理、测量模型,并对测量综合误差行了分析。针对该方法设计了单立方镜的单站角度测量实验、多站角度测量实验及多站姿态测量实验等验证其可行性。得出单站角度测量精度优于4.17″,多站角度测量精度优于4.68″,多站姿态测量精度优于4.79″。最后,设计了三种多立方镜姿态测量实验,对测量结果进行分析。实验结果表明,融合iGPS的测量结果、基于激光跟踪仪的测量结果均与经纬仪准直的测量结果相差不大,均满足星敏感器等部件装配中的位姿调整需求。融合iGPS的测量系统与经纬仪系统都需利用经纬仪准直与互瞄来实现立方镜姿态测量;基于激光跟踪仪的星敏立方镜装配姿态测量技术为星敏立方镜测量提供了新方法,提高了星敏立方镜姿态测量效率。
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN249;V465
【图文】：

星敏感器是一种可以高精度测量飞行器，如太阳敏感器、惯性敏感器(陀螺、加性强、故障恢复能力快、没有姿态累积误飞行器均通过安装星敏感器实现姿态信为飞行器姿态测量的关键，而星敏感器态，对星敏感器姿态的测量就转换为对密加工的 10mm×10mm×10mm 石英晶体其相邻两个镜面垂直度较高，垂直度误差个相邻镜面的法线即可构成一个角度坐标经纬仪对安装在该部件上的立方镜进行两个互相垂直镜面的法线确定某两个坐图 1.2 所示。根据不同的测量需求，在实由定义各坐标轴方向。航天器在星敏感量精度优于 10″。

图 3.6 单立方镜姿态转换联合测量实验图 C、D 两相邻（A、B、C、D 四面相邻）镜面行互瞄，建立立方镜 1 的坐标系'C12F ， 和放置的 1.5 英寸靶球棱镜中心即公共点坐标，标系之间的转换关系。iGPS 系统对公共点磁结果记录在表 3-3 中。统测量计算公共点坐标y（mm） z(mm)-1613.1812 1300.2824-1306.1945 702.4274-1189.8311 632.1228-1025.1785 296.8487-1329.7098 -206.0358

【参考文献】

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1 王洪杰;王家胜;;陀螺经纬仪定向在矿井贯通联系测量中的实际应用[J];北京测绘;2015年03期

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3 张杰;王京海;石磊;牟小刚;范生宏;;一种经纬仪自准直姿态实时测量方法[J];光电工程;2015年05期

4 陶武勇;鲁铁定;吴飞;杨斌杰;;罗德里格矩阵坐标转换模型的结构总体最小二乘估计[J];工程勘察;2015年04期

5 薛明晰;陈志斌;王伟明;王晓燕;;准共轴多波长红外激光二极管的光束准直技术[J];中国激光;2014年05期

6 杨振;李广云;范百兴;任春珍;;多种互瞄条件下立方镜准直传递方法研究[J];宇航计测技术;2013年06期

7 黄桂平;钦桂勤;马开锋;;星载立体测绘相机立方镜间姿态标定[J];宇航计测技术;2013年04期

8 王智;吴国栋;;测绘相机立方镜与星敏立方镜转换矩阵的标定[J];光学精密工程;2012年01期

9 杨振;李广云;贺磊;;光学准直测量方法与精度分析[J];红外与激光工程;2011年02期

10 李超;文鸿雁;杨振;;智能全站仪的光学准直方法与精度测试[J];测绘科学;2011年05期

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4 范百兴;激光跟踪仪高精度坐标测量技术研究与实现[D];解放军信息工程大学;2013年

5 张超;基于电子经纬仪的天文测量系统及应用研究[D];解放军信息工程大学;2009年

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4 孙佳慧;数字定位激光3D投影技术研究[D];长春理工大学;2014年

5 张娅丽;基于投影匹配的姿态测量方法研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2010年

6 王飞;陀螺经纬仪高精度定向误差分析及检定的研究[D];解放军信息工程大学;2010年

7 康进峰;敏感图像识别的若干关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年

8 杨振;光学准直测量技术研究与应用[D];解放军信息工程大学;2009年

本文编号：2733924