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CN108759868A - 卫星载荷星敏一体式安装结构的天线指向热变形测量方法 - Google Patents

卫星载荷星敏一体式安装结构的天线指向热变形测量方法 Download PDF

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CN108759868A
CN108759868A CN201810637264.6A CN201810637264A CN108759868A CN 108759868 A CN108759868 A CN 108759868A CN 201810637264 A CN201810637264 A CN 201810637264A CN 108759868 A CN108759868 A CN 108759868A
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CN
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star
antenna
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thermal deformation
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Application number
CN201810637264.6A
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Inventor
赵旭枫
庞亚飞
张春雨
吴远波
朱华
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Shanghai Institute of Satellite Engineering
Original Assignee
Shanghai Institute of Satellite Engineering
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明提供一种卫星载荷星敏一体式安装结构的天线指向热变形测量方法，利用光电自准直仪测角系统对星敏感器指向在不同温度载荷下的角度变化的实时测量，即可得到天线阵面指向相对于星敏感器指向的变化。本发明的最高精度为角秒级，能满足天线阵面在轨热变形指向变化精度测量要求，而且，缩短了数据分析环节，减少了过程误差，数据更加精确真实，后续可针对性的做出补偿手段。

Description

卫星载荷星敏一体式安装结构的天线指向热变形测量方法
技术领域
本发明涉及一种卫星载荷星敏一体式安装结构的天线指向热变形测量方法。
背景技术
卫星天线阵面在轨工作时由于热变形所引起的平面度变化和阵面指向相对于星敏感器指向的变化直接影响天线的工作性能。因此必须在地面研制阶段对卫星在轨的热变形进行准确预示。
以往，为获取在轨天线阵面指向相对于星敏感器指向的变化，采用摄影测量系统与经纬仪测量系统结合的测量方法，对天线阵面进行热变形试验。此试验过程，在地面模拟温度加载初始状态和平衡状态的工况对天线阵面指向进行测量，无法获取温度加载全过程的阵面指向变化数据，不能真实模拟天线阵面在轨变形指向变化，而且，这样的方法在获取星敏感器安装面相对于天线阵面的指向变化时，需要建立公共坐标系，将摄影测量数据转移到经纬仪坐标系下统一计算，过程繁琐，增加了误差环节，此测量方法获取的数据无法进行针对性的补偿解决。
发明内容
为获取在轨天线阵面指向相对于星敏感器指向的变化，本申请人通过采用摄影测量系统对卫星载荷星敏一体式安装的结构的天线阵面进行测量；采用经纬仪测量系统对安装在卫星结构上星敏感器进行测量，进行在轨天线阵面不同温度工况下的原始试验，获知天线阵面指向相对于星敏感器指向的变化可通过星敏感器指向的角度变化表达，针对此结论，本发明提出了一种卫星载荷星敏一体式安装结构的天线阵面在轨热变形指向变化的实时测量方法，利用光电自准直仪测角系统对星敏感器指向在不同温度载荷下的角度变化的实时测量，得知天线阵面指向相对于星敏感器指向的变化。
所述卫星载荷星敏一体式安装中卫星星敏感器安装支架与卫星载荷一体设计与制造。
本发明具有以下有益效果：
本发明的测量方法的最高精度为角秒级，能满足天线阵面在轨热变形指向变化精度测量要求，而且，缩短了数据分析环节，减少了过程误差，数据更加精确真实，后续可针对性的做出补偿手段。
本发明能够真实模拟天线在轨不同温度加载下的全过程状态变化，解决以往只能测量初始和平衡状态下阵面指向变化情况的不足，数据更加全面可信。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的原始试验示意图；
图2为本发明的测角系统测量试验示意图。
图3为本发明实施例中原始试验的流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施作详细说明，实施具体步骤以本发明技术方案为前提下进行，这里给出详细的实施方式和具体的操作过程。
本发明提供一种针对卫星载荷星敏一体式安装的结构卫星载荷星敏一体式安装结构的天线指向热变形测量方法。如图1和图3所示，为获取在轨天线阵面指向相对于星敏感器指向的变化，通过采用摄影测量系统对卫星载荷星敏一体式安装的结构的天线阵面进行测量，以及采用经纬仪测量系统对安装在卫星结构上星敏感器进行测量，进行在轨天线阵面不同温度工况下的原始试验，获知天线阵面指向相对于星敏感器指向的变化可通过星敏感器指向的角度变化表达，针对此结论，提出了一种实时测量方法，如图2所示，利用光电自准直仪测角系统对星敏感器指向在不同温度载荷下的角度变化的实时测量，得知天线阵面指向相对于星敏感器指向的变化。所述的角度变化包括俯仰角τ1和偏摆角δ1的变化。
所述卫星载荷星敏一体式安装中卫星星敏感器安装支架与卫星载荷一体设计与制造。
所述原始试验包括：
1)天线平面度测量：
在天线正面粘贴靶标，通过数字摄影法对对施加温度载荷前后的天线阵面平面度进行测量与计算。摄影测量系统通过高分辨率的数字像机对被测物摄影，采用回光反射标志得到物体的准二值数字影像，经计算机图像处理后可以得到精确的X、Y、Z坐标。它是通过不同位置的相机对目标同时测量产生了多余观测量，从而可以解算出相机间的位置和姿态关系，以及目标点的三维坐标。天线阵面的平面度测量采用单台相机多次拍摄获取靶标图像的方法进行测量。
2)星敏感器安装面相对于天线阵面的指向变化测量：
在天线阵面附近设置固定基准板，固定基准板上粘贴公共靶标，天线阵面法向通过数字摄影测量确定，星敏感器安装面指向采用电子经纬仪测量，同时用经纬仪和摄影相机测量公共靶标，将摄影测量数据转移到经纬仪坐标系下，从而计算出星敏感器安装面与天线阵面的角度变化。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (4)

1.一种卫星载荷星敏一体式安装结构的天线指向热变形测量方法，其特征在于，利用光电自准直仪测角系统对星敏感器指向在不同温度载荷下的角度变化的实时测量，即可得到天线阵面指向相对于星敏感器指向的变化。
2.根据权利要求1所述的卫星载荷星敏一体式安装结构的天线指向热变形测量方法，其特征在于，该方法适用于卫星载荷星敏一体式安装结构，即卫星星敏感器安装支架与卫星载荷一体设计与制造。
3.根据权利要求1所述的卫星载荷星敏一体式安装结构的天线指向热变形测量方法，其特征在于，所述光电自准直仪测角系统用于实时测量温度加载全过程的星敏感器指向矢量的俯仰角和偏摆角变化。
4.根据权利要求1所述的卫星载荷星敏一体式安装结构的天线指向热变形测量方法，其特征在于，所述星敏感器指向变化为因卫星平台、载荷及星敏感器安装支架引起的星敏感器指向矢量的俯仰角和偏摆角变化。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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