CN102735210A - 天线装配检测方法 - Google Patents

Abstract

一种天线装配检测方法，所述的天线以天线塔体作为基本结构，天线塔体的每个面上分别安装一组副反射器组件，每组副反射器组件下方安装与其对应的馈源组件，上述各部分在装配平台上完成装配；方法依托的检测***为激光跟踪仪***、经纬仪***和激光雷达***，通过布置空间标定点，实施空间标定过程，确定三种检测***间坐标转换关系；其中一种检测***对装配平台进行测量，确定其与装配基准坐标系转换关系，进而完全确定所有检测***与装配基准坐标系转换关系；在安装各部件时，根据其安装要求及测量特性，选用实施强度更低、采样效率更高的检测手段。

Description

天线装配检测方法

技术领域

本发明涉及一种天线装配位姿检测技术，应用了多测量设备集成技术，对反射器组件姿态测量提出了实时监视测量。

背景技术

对于天线类含曲面零件的产品，装配阶段的传统检测手段一般为经纬仪检测法。应用多台经纬仪构建空间测量网，完成装配阶段全过程的检测。

天线***，一般由反射组件(主、副反射器)、溃源支座组件、支撑组件等几部分组成。当天线***组件多(图1所示，以天线塔体和天线塔顶板作为基本结构，在其上安装5组副反射器组件及5组馈源支座组件。整体结构为一五边形结构，在五个面上分别安装相应的副反射器组件以及在其下方与之对应的馈源支座组件。)、结构紧凑、天线自身尺寸相对不大的情况下，装配过程中，检测手段选取、仪器空间布局、实施过程控制等极其关键。按照传统测量思路，装配流程如下图2，全过程均采用经纬仪***实施。各组件均与装配基准存在位置关系，为兼顾测量精度和效率，传统方法中需充分考虑仪器空间布局，实际中至少使用四台经纬仪，对装配工位空间提出极高要求，测量人员需求相对较多。经纬仪为人工瞄准采样，拾取效率低，操作强度大。

在关键的反射组件装配阶段，传统方法是选用了测量→调整→测量的事后评定解算的检测方法。正式装配前已经解算出反射组件与立方镜基准间位置关系，通过每次测量立方镜实际位置，解算出反射组件实际位置及姿态；通过分析，计算出组件待调整方向及调整量，采取相应措施；接着再测量，再分析，再调整......，直至满足要求。应用该方法，为了保证产品处于空间测量网的测量范围内，需要不断搬移仪器，反复建站，并且在测量中调整一次，就需重新解算一次，无法对调整操作实施过程干预，测量过程耗时耗力，效率低下。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种天线装配检测方法，该方法能够减轻操作强度，提高装配效率。

本发明的技术解决方案是：一种天线装配检测方法，所述的天线以天线塔体作为基本结构，天线塔体的每个面上分别安装一组副反射器组件，每组副反射器组件下方安装与其对应的馈源组件，上述各部分在装配平台上完成装配；其特征在于：方法依托的检测***为激光跟踪仪***、经纬仪***和激光雷达***，方法步骤如下：

(1)为上述三种检测***设计配套的测量附件，测量附件由测量球和测量工装组成；所述的激光跟踪仪***采用测量反射球、经纬仪***采用带靶心的球体、激光雷达***采用实心球作为测量球；上述三种测量球的球体直径一致，测量工装统一；

(2)在测量空间内布置4～7个空间标定点，避免空间标定点位于同一直线或者同一平面上；所述的测量空间各个方向的尺寸不小于检测对象同一方向的最大尺寸；

(3)使用上述三种检测***对步骤(2)中布置的空间标定点依次进行采样，得到空间标定点在不同的检测***自身机器坐标系下的坐标值；通过坐标转换方式，确定三种检测***间的坐标转换关系；

(4)利用激光跟踪仪在装配平台上拾取基准构建特征点，得到各个基准构建特征点在激光跟踪仪***自身坐标系下的坐标值，按照装配基准坐标系定义方式，利用基准构建特征点建立装配基准坐标系，进而确定激光跟踪仪***自身机器坐标系与装配基准坐标系的关系；

(5)根据步骤(3)确定的三种检测***间的坐标转换关系以及步骤(4)确定的激光跟踪仪***机器坐标系与装配基准坐标系的关系，确定经纬仪***、激光雷达***分别与装配基准坐标系的关系；

(6)在装配平台上安装天线塔体支撑板，利用激光跟踪仪***拾取天线塔体支撑板上至少三个不在同一直线上点的坐标值，构建一个支撑板平面；利用步骤(4)确定的激光跟踪仪***机器坐标系与装配基准坐标系的关系，确定支撑板平面与装配基准坐标系的关系，调整天线塔体支撑板，直至支撑板平面与装配基准坐标系的关系符合天线装配要求；

(7)在天线塔体支撑板上装配天线塔顶板，利用激光雷达***对天线塔顶板上安装在特征点处的实心球采样，利用步骤(5)中确定的激光雷达***与装配基准坐标系的关系，确定天线塔顶板的特征点在装配基准坐标系下的坐标值，将该坐标值与理论要求值进行比较，若不一致则调整天线塔顶板，直至符合天线装配要求；

(8)在天线塔顶板上安装反射器组件，测量天线塔顶板上立方镜，确定立方镜坐标系与经纬仪***实际位置关系；根据反射器组件上立方镜与装配基准坐标系的理论位置关系以及经纬仪***与装配基准坐标系的关系，确定立方镜坐标系与经纬仪***的理论位置关系；将立方镜坐标系与经纬仪***的实际位置关系与理论位置关系比较，若不一致则调整反射器组件，直至符合天线装配要求；

(9)在天线塔体支撑板上安装馈源组件，利用激光跟踪仪对馈源组件上的特征体进行拾取，利用步骤(4)确定的激光跟踪仪***机器坐标系与装配基准坐标系的关系，确定特征体与装配基准坐标系的关系，调整馈源组件，直至满足天线装配要求。

所述的利用经纬仪***在天线塔顶板上安装反射器组件步骤如下：

(6.1)在反射器组件上安装立方镜，在装配过程中反射器组件与立方镜空间位置关系固定；

(6.2)根据反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w相对装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀的理论坐标转换关系，经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃与装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀间的关系，反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w与立方镜坐标系O_c-x_cy_cz_c间的关系，推算出立方镜坐标系O_c-x_cy_cz_c相对经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃的理论坐标转换关系；

(6.3)根据立方镜坐标系的x_c轴相对经纬仪机器坐标系x₃、y₃、z₃轴的理论夹角A_z ⁰、B_z ⁰、Y_z ⁰，以及经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃下的两条准直方向的理论向量，确定经纬仪对应的理论垂直角和水平角观测值；

(6.4)根据步骤(3)中的理论垂直角和水平角观测值调整经纬仪视准角度；

(6.5)观测经纬仪对应的准直图像，通过图像中准直十字线与瞄准十字线间的偏离方向及大小调整反射器组件，直至上述两十字线重合。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)选取了三种检测***，通过布置空间标定点，实施空间标定过程，确定三种检测***间坐标转换关系；其中一种检测***对装配平台进行测量，确定其与装配基准坐标系转换关系，进而完全确定所有检测***与装配基准坐标系转换关系；在安装各部件时，根据其安装要求及测量特性，选用实施强度更低、采样效率更高的检测手段；

(2)在反射器组件装配时，解算出立方镜相对经纬仪***坐标系理论位置关系，计算出与立方镜理论位置对应的经纬仪姿态参数，预先将仪器调置成该状态，通过观测立方镜准直图像，实现对立方镜姿态的实时监视，避免了装配中反复解算过程，提高了装配效率。

附图说明

图1为本发明检测对象示意图；

图2为传统装配检测流程图；

图3为本发明装配检测流程图；

图4为天线塔体支撑板装配过程测量示意图

图5为立方镜-经纬仪坐标系转换关系示意图

图6为经纬仪准直图像示意图

具体实施方式

下面结合附图详细介绍本发明的实现过程。一种天线装配检测方法，方法使用的检测对象如图1所示，即天线以天线塔体作为基本结构，天线塔体由天线塔体支撑板1和天线塔顶板2组成，天线塔体的每个面上分别安装一组副反射器组件3，每组副反射器组件下方安装与其对应的馈源组件4，上述各部分在装配平台上完成装配；图1中给出的是天线塔体为五面体，当为其它多面体也同样适用。方法依托的检测***为激光跟踪仪***、经纬仪***和激光雷达***，具体流程如图3所示，方法步骤如下：

一、工装设计

(1)为上述三种检测***设计配套的测量附件，测量附件由测量球和测量工装组成。激光跟踪仪***采用测量反射球、经纬仪***采用带靶心的球体、激光雷达***采用实心球作为测量球；上述三种测量球的球体直径一致，测量工装统一(测量工装样式相同，尺寸一致，保证测量球体与其接触部位贴合时，球体中心坐标稳定、唯一。)

二、空间标定

(2)在测量空间内布置4～7个空间标定点，采用将测量工装粘贴在固定位置的方式。空间标定点布置遵循以下原则：避免位于同一直线或者同一平面上；所述的测量空间各个方向的尺寸不小于检测对象同一方向的最大尺寸；各空间标定点尽量避免位于检测***的边界测量区域。

如本例中天线安装载体为装配平台，装配基准由装配平台上的特征体来实现。装配过程中，装配平台既是安装载体，又是安装基准，可以考虑将空间标定点布置在装配平台的支撑架上，原因在于：一，支撑架尺寸与天线结构尺寸相当；二，整个装配过程中空间标定点与装配平台为一体，在确定空间标定点与装配基准空间位置关系后，两者间位置关系可视为固化，通过对空间标定点坐标值测量，快速、准确复现装配基准。

(3)使用上述三种检测***对步骤(2)中布置的空间标定点依次进行采样，得到空间标定点在不同的检测***自身坐标系下的坐标值。例如：激光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁下标定点坐标值P₁(X₁₁，Y₁₁，Z₁₁)，P₂((X₁₂，Y₁₂，Z₁₂)...P_n(X_1n，Y_1n，Z_1n)；激光雷达机器坐标系o₂-x₂y₂z₂下标定点坐标值P₁(X₂₁，Y₂₁，Z₂₁)，P₂(X₂₂，Y₂₂，Z₂₂)...P_n(X_2n，Y_2n，Z_2n)；经纬仪机器坐标系o₃-x₃y₃z₃下标定点坐标值P₁(X₃₁，Y₃₁，Z₃₁)，P₂((X₃₂，Y₃₂，Z₃₂)...P_n(X_3n，Y_3n，Z_3n)。根据最小二乘法，解算出***间坐标转换关系。坐标转换公式为：

F＝RM+T    (1)

F-目标坐标系下坐标值，R-坐标转换矩阵，M-原坐标系下坐标值，T-坐标平移参数。F、M两者可以相互转换，如由式(1)可推导出：M＝R^-1(F-T)，两者关系是相对的，一般将转换得到的坐标系称为目标坐标系，习惯上以F表示，原坐标系以M表示，如上式一般记为：F＝R^-1(M-T)。

以激光跟踪仪***和激光雷达***坐标转换为例：通过算法解算出以激光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁为目标坐标系，激光雷达机器坐标系o₂-x₂y₂z₂为原坐标系的坐标转换方程式：

F₁＝R_2-1M₂+T_2-1    (2)

即 $\left[\begin{array}{c}{X}_{1i}\\ Y_{1i}\\ Z_{1i}\end{array}\right]=R_{2-1}\left[\begin{array}{c}{x}_{2i}\\ y_{2i}\\ z_{2i}\end{array}\right]+T_{2-1},i=\mathrm{1,2}...n---\left(3\right)$

$R_{2-1}=\left[\begin{array}{ccc}{\cos \mathrm{\α}}_x& {\cos \mathrm{\α}}_y& {\cos \mathrm{\α}}_z\\ {\cos \mathrm{\β}}_x& {\cos \mathrm{\β}}_y& {\cos \mathrm{\β}}_z\\ {\cos \mathrm{\γ}}_x& {\cos \mathrm{\γ}}_y& {\cos \mathrm{\γ}}_z\end{array}\right]---\left(4\right)$

$T_{2-1}=\left[\begin{array}{c}{X}_{2-1}\\ Y_{2-1}\\ Z_{2-1}\end{array}\right]---\left(5\right)$

R_2-1——激光雷达机器坐标系o₂-x₂y₂z₂相对激光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁的坐标轴方向余弦矩阵，即旋转量；

T_2-1-激光雷达机器坐标系o₂-x₂y₂z₂相对激光光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁的坐标原点平移矩阵；

α_x、β_x、γ_x-激光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁的X轴分别与激光雷达机器坐标系o₂-x₂y₂z₂的X、Y、Z三轴所成夹角；

α_y、β_y、γ_y——激光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁的Y轴分别与激光雷达机器坐标系o₂-x₂y₂z₂的X、Y、Z三轴所成夹角；

α_z、β_z、γ_z——激光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁的Z轴分别与激光雷达机器坐标系o₂-x₂y₂z₂的X、Y、Z三轴所成夹角。

同样可得到经纬仪机器坐标系o₃-x₃y₃z₃相对激光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁的坐标转换方程式：F₁＝R_3-1M₃+T_3-1，表述形式同式(3)、(4)、(5)。经纬仪机器坐标系o₃-x₃y₃z₃相对激光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁的坐标轴方向余弦矩阵为R_3-1，坐标原点平移矩阵矩T_3-1。

(4)利用激光跟踪仪在装配平台上拾取基准构建特征点，得到各个基准构建特征点在激光跟踪仪***自身坐标系下的坐标值，按照装配基准坐标系定义方式，利用基准构建特征点建立装配基准坐标系，进而确定激光跟踪仪***自身坐标系与装配基准坐标系的关系。

例如，对装配平台表面采样，构建平面P₁(在装配平台上拾取点作为基准构建特征点，点的拾取原则一般要求分布均匀、采样点的覆盖区域与装配平台表面尺寸大致相当)。

O₀-x₀y₀z₀的定义方式：对装配平台上坐标轴方向的两个基准孔采样，孔心连线构建直线L₁；对平台上同圆的多个基准孔采样构建圆，以圆心作为坐标原点O₀；按照点-线-面的方式构建装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀；激光跟踪仪***自身坐标系O₁-x₁y₁z₁已知，O₀-x₀y₀z₀与O₁-x₁y₁z₁的转换关系可由激光跟踪仪***自带的测量软件解算求得。例如测量软件可以采用Spacial Analyze。坐标系转换关系表述形式同式(3)、(4)、(5)，激光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁相对装配基准坐标系激光跟踪仪机器坐标系o₀-x₀y₀z₀的坐标轴方向余弦矩阵为R_1-0，坐标原点平移矩阵矩T_1-0。

(5)根据步骤(3)确定的三种检测***间的坐标转换关系以及步骤(4)确定的激光跟踪仪***自身坐标系与装配基准坐标系的关系，确定经纬仪***、激光雷达***分别与装配基准坐标系的关系。

例如已知经纬仪机器坐标系o₃-x₃y₃z₃相对激光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁的坐标转换方程式：F₁＝R_3-1M₃+T_3-1，激光跟踪仪机器坐标系o₁-x₁y₁z₁相对装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀的坐标转换方程式：F₀＝R_1-0M₁+T_1-0，则经纬仪机器坐标系o₃-x₃y₃z₃相对装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀的坐标转换方程式可按下式推导：

F₀＝R_1-0(R_3-1M₃+T_3-1)+T_1-0    (6)

同理，激光雷达机器坐标系o₂-x₂y₂z₂相对装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀的坐标转换方程式可按下式推导：

F₀＝R_1-0(R_2-1M₃+T_2-1)+T_1-0    (7)

三、装配

(6)装配平台上安装天线塔体支撑板。在装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀下，利用激光跟踪仪***拾取天线塔体支撑板上至少三个不在同一直线上点的坐标值，构建一个支撑板平面P₂(附图4所示)；根据要求，支撑板平面P₂与装配平台上表面P₁夹角控制在a±0.02°，则可通过测量软件评价平面P₁与P₂的实际角度，根据实际情况确定是否进行调整，至符合装配要求。

(7)天线塔体支撑板上装配天线塔顶板。使用激光雷达***对安装在天线塔顶板下表面的实心球采样，利用步骤(5)中确定的激光雷达***与装配基准坐标系的关系，复现装配基准坐标系。在装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀下，得到采样实心球体中心的坐标值Q’₁(X₁，Y₁，Z₁)，Q’₂((X₂，Y₂，Z₂)...Q’_n(X_n，Y_n，Z_n)，将该坐标值与理论坐标值Q₁(X₁，Y₁，Z₁)，Q₂((X₂，Y₂，Z₂)...Q_n(X_n，Y_n，Z_n)进行比较，得到各点的坐标偏差DQ₁、DQ₂...DQ_n，根据要求，坐标偏差控制在±0.2mm以内。如坐标偏差不符合要求，则继续调整，至符合装配要求。

(8)天线塔顶板上安装反射器组件。航天产品测量中常用到立方镜法。将测量用立方镜安装在反射器组件上，在装配过程中两者空间位置关系固定。事先用三坐标测量机等仪器对立方镜三个相邻面采样，构建出三个理论上垂直的相交平面P3、P4、P5，按照面-面-面的方式构建立方镜坐标系O_c-x_cy_cz_c，其中坐标原点O_c为立方镜几何中心。对反射器组件上三个特征孔实施采样，得到其孔心坐标值Q_w1(X_w1，Y_w1，Z_w1)、Q_w2(X_w2，Y_w1，Z_w2)、Q_w3(X_w3，Y_w3，Z_w3)，与反射器工件坐标系下的理论值

进行坐标系空间拟合，即可构建出反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w。在立方镜坐标系O_c-x_cy_cz_c及反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w均构建出来后，可利用测量软件解算出两者间坐标转换关系，F_w＝R_c-wM_c+T_c-w，R_c-w为反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w相对立方镜坐标系O_c-x_cy_cz_c的坐标轴方向余弦矩阵R_c-w，T_c-w为坐标原点平移矩阵矩。(前述的坐标系空间拟合、转换关系解算可由常用测量软件如PC-DIMS等)

在天线塔顶板安装中，并不直接测量组件，通过测量立方镜坐标O_c-x_cy_cz_c，建立经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃与立方镜坐标O_c-x_cy_cz_c之间的关系，根据已知的反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w与立方镜坐标系O_c-x_cy_cz_c间的关系，经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃与装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀间的关系，解算出反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w与装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀间的坐标转换关系，从而得到反射器特征点(如焦点)相对装配基准的空间位置关系。其中，经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃与立方镜坐标O_c-x_cy_cz_c之间的关系解算过程如下：附图5所示，经纬仪5、6分别与立方镜7的两相邻面精确准直，设经纬仪对立方镜准直有观测量v₁、v₂、a₁、a₂，其中v₁、v₂是两个面垂直角的观测值；a₁、a₂是两个面水平角观测值，两台仪器互瞄分别有水平角观测量a₁₂、a₂₁。在经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃下，设对于两条准直方向的向量分别为z₁(i₁，j₁，k₁)和z₂(i₂，j₂，k₂)，对应的立方镜坐标轴为x_c、y_c、z_c，则分别有

$\left.\begin{array}{cc}{i}_1={\cos v}_1\·{\cos \mathrm{\β}}_1& i_2={\cos v}_2\·{\cos \mathrm{\β}}_1\\ j_1={\cos v}_1\·{\sin \mathrm{\β}}_1& j_2={\cos v}_2\·{\sin \mathrm{\β}}_2\\ k_1={\sin v}_1& k_2={\sin v}_2\end{array}\right\}---\left(8\right)$

其中，β₁＝a₁₂-a₁，β₂＝180°-(a₂-a₂₁)。设ω是空间准直向量z₁与z₂的夹角，若ω＝90°，则cosω＝cos(z₁·z₂)＝sinv₁sinv₂+cosv₁cosv₂cos(β₂-β₁)＝0。可将上述两向量作为空间直角坐标系的两条坐标轴，将z₁与z₂作叉乘，即可得到第三条坐标轴z₃。则两坐标系的旋转矩阵关系如下：

$R_{c-3}=\left[\begin{array}{ccc}{\cos A}_x& {\cos A}_y& {\cos A}_z\\ {\cos B}_x& {\cos B}_y& {\cos B}_z\\ {\cos Y}_x& {\cos Y}_y& {\cos Y}_z\end{array}\right]$

$=\left[\begin{array}{ccc}{i}_1& i_2& {\cos A}_z\\ j_1& j_2& {\cos B}_z\\ k_1& k_2& {\cos Y}_z\end{array}\right]$

其中，A_z、B_z、Y_z分别指立方镜坐标系的x_c轴相对经纬仪机器坐标系x₃、y₃、z₃轴的夹角；A_y、B_y、Y_y分别指立方镜坐标系的y_c轴相对经纬仪机器坐标系x₃、y₃、z₃轴的夹角；A_x、B_x、Y_x分别指立方镜坐标系的z_c轴相对经纬仪机器坐标系x₃、y₃、z₃轴的夹角。立方镜坐标系O_c-x_cy_cz_c相对经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃的原点平移矩阵矩T_c-3，可通过经纬仪机器坐标系下直接测量立方镜上的十字刻线得到。

以反射器组件特征点中的焦点相对装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀的空间位置解算为例，简述装配中的基本测量过程。已知焦点

测在反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w下的坐标值(X_wi，Y_wi，Z_wi)(一般由设计图纸给出)，根据F_w＝R_c-wM_c+T_c-w，可得： $F_c=R_{c-w}^{-1}(M_w-T_{c-w})$

已知F₀＝R_1-0(R_3-1M₃+T_3-1)+T_1-0，

F₃＝R_c-3M_c+T_c-3

可得： $F_{0i}=R_{1-0}\left\{R_{3-1}\right[R_{c-3}\left(R_{c-w}^{-1}(M_{\mathrm{wi}}-T_{c-w})\right)+T_{c-3}]+T_{3-1}\}+T_{1-0}$

得到焦点

在装配基准坐标系下的坐标值，同理可得到其它特征点(如顶点)相对装配基准的实际空间位置关系，与各自装配基准下的理论坐标值进行比较，根据要求，坐标偏差控制在±0.2mm以内。如坐标偏差不符合要求，则继续调整，至符合装配要求。

装配过程中，需要将测量和调整结合，反复实施测量→调整→测量过程。本方法中对该过程进行了改进，具体过程如下：

a.已知反射器组件特征点相对装配基准的理论坐标值，可以推算出反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w相对装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀的理论坐标转换关系，已知经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃与装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀间的关系，反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w与立方镜坐标系O_c-x_cy_cz_c间的关系，则可以推算出立方镜坐标系O_c-x_cy_cz_c相对经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃的理论坐标转换关系，得到两者理论坐标转换矩阵：

$R_{c-3}^0=\left[\begin{array}{ccc}{i}_1^0& i_2^0& {\cos A}_z^0\\ j_1^0& j_2^0& {\cos B}_z^0\\ k_1^0& k_2^0& {\cos Y}_z^0\end{array}\right],$ (

为理论转换矩阵对应的理论向量值)

b.根据

等向量理论值及公式(8)，可以计算出经纬仪5、6对应的理论垂直角、水平角观测值

c.按照上一步骤解算的理论值，对经纬仪视准角度进行对应的调整。

d.观测经纬仪5、6对应的准直图像(附图6所示)，通过图像中准直十字线8与瞄准十字线9间的偏离方向及大小，定性分析出反射器组件应调整的方向及大小进行调整，直至满足要求。

e.指导操作者对组件进行调整。

(9)在天线塔体支撑板上安装馈源支座组件，利用激光跟踪仪对馈源组件上的特征孔进行采样。利用步骤(4)确定的激光跟踪仪***自身坐标系与装配基准坐标系的关系，复现装配基准坐标系。在装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀下，得到采样实心球体中心的坐标值K’₁(X₁，Y₁，Z₁)，K’₂((X₂，Y₂，Z₂)...K’_n(X_n，Y_n，Z_n)，将该坐标值与理论坐标值K₁(X₁，Y₁，Z₁)，K₂((X₂，Y₂，Z₂)...K_n(X_n，Y_n，Z_n)进行比较，得到各点的坐标偏差DK₁、DK₂...DK_n，根据要求，坐标偏差控制在±0.2mm以内。如坐标偏差不符合要求，则继续调整，至符合装配要求。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (2)

1.一种天线装配检测方法，所述的天线以天线塔体作为基本结构，天线塔体的每个面上分别安装一组副反射器组件，每组副反射器组件下方安装与其对应的馈源组件，上述各部分在装配平台上完成装配；其特征在于：方法依托的检测***为激光跟踪仪***、经纬仪***和激光雷达***，方法步骤如下：

(1)为上述三种检测***设计配套的测量附件，测量附件由测量球和测量工装组成；所述的激光跟踪仪***采用测量反射球、经纬仪***采用带靶心的球体、激光雷达***采用实心球作为测量球；上述三种测量球的球体直径一致，测量工装统一；

(2)在测量空间内布置4～7个空间标定点，避免空间标定点位于同一直线或者同一平面上；所述的测量空间各个方向的尺寸不小于检测对象同一方向的最大尺寸；

(3)使用上述三种检测***对步骤(2)中布置的空间标定点依次进行采样，得到空间标定点在不同的检测***自身坐标系下的坐标值；通过坐标转换方式，确定三种检测***间的坐标转换关系；

(4)利用激光跟踪仪在装配平台上拾取基准构件特征点，得到各个基准构件特征点在激光跟踪仪***自身坐标系下的坐标值，按照装配基准坐标系定义方式，利用基准构件特征点建立装配基准坐标系，进而确定激光跟踪仪***自身坐标系与装配基准坐标系的关系；

(5)根据步骤(3)确定的三种检测***间的坐标转换关系以及步骤(4)确定的激光跟踪仪***自身坐标系与装配基准坐标系的关系，确定经纬仪***、激光雷达***分别与装配基准坐标系的关系；

(6)根据步骤(4)确定的激光跟踪仪***自身坐标系与装配基准坐标系的关系、步骤(5)中确定的激光雷达***、经纬仪***分别与装配基准坐标系的关系，利用激光跟踪仪***在装配平台上安装天线塔体支撑板、利用激光雷达***在天线塔体支撑板上装配天线塔顶板、利用经纬仪***在天线塔顶板上安装反射器组件，利用激光跟踪仪***在天线塔体支撑板上安装馈源组件，使各部分安装符合天线装配要求。

2.根据权利要求1所述的天线装配检测方法，其特征在于：所述的利用经纬仪***在天线塔顶板上安装反射器组件步骤如下：

(6.1)在反射器组件上安装立方镜，在装配过程中反射器组件与立方镜空间位置关系固定；

(6.2)根据反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w相对装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀的理论坐标转换关系，经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃与装配基准坐标系O₀-x₀y₀z₀间的关系，反射器工件坐标系O_w-x_wy_wz_w与立方镜坐标系O_c-x_cy_cz_c间的关系，推算出立方镜坐标系O_c-x_cy_cz_c相对经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃的理论坐标转换关系；

(6.3)根据立方镜坐标系的x_c轴相对经纬仪机器坐标系x₃、y₃、z₃轴的理论夹角A_z ⁰、B_z ⁰、Y_z ⁰，以及经纬仪机器坐标系O₃-x₃y₃z₃下的两条准直方向的理论向量，确定经纬仪对应的理论垂直角和水平角观测值；

(6.4)根据步骤(3)中的理论垂直角和水平角观测值调整经纬仪视准角度；

(6.5)观测经纬仪对应的准直图像，通过图像中准直十字线与瞄准十字线间的偏离方向及大小调整反射器组件，直至上述两十字线重合。

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