CN109141468A - 真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置 - Google Patents

真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置 Download PDF

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崔桂利
姜云翔
王锴磊
王春喜
王强
赵天承
王正捷
许炜熠
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Beijing Aerospace Institute for Metrology and Measurement Technology
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China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Beijing Aerospace Institute for Metrology and Measurement Technology
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Abstract

真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置，包括光电测角单元A1、光电测角单元B3、光电测角单元C7、光电测角单元D9，其中光电测角单元A1、光电测角单元D9为单轴光电测角单元，光电测角单元B3、光电测角单元C7为双轴光电测角单元；双轴光电测角单元可以实现水平和垂直两个正交方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量，而单轴光电测角单元可以实现垂直方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量。

Description

真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置
技术领域
该技术属于姿态角的标定领域，具体涉及一种真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置。
背景技术
真空和热环境是空间飞行器在轨运行期间遇到的最重要的环境，处在高真空、太阳及地球热辐射、冷黑背景下，再加上飞行器上许多单元器设备工作要放出热量，使飞行器的受热、散热和传热状态十分复杂。因此，进行真空-热环境下的试验是空间飞行器在研制阶段最为重要的考核手段。
星载测绘***是某型卫星的有效载荷，利用该星载测绘***对地面目标进行摄影测量，以获得高清高精度的目标图像资料，在国防，农业，防灾减灾等领域有着极高的应用价值。
星载测绘***所获得的图像定位精度是图像质量的重要组成部分，在目前图像定位精度的误差链中，对真空-热环境引起的星敏感器和摄影相机视轴指向的变化误差是按照随机误差进行处理的，该部分误差目前分配值的量值占据整个姿态误差的94％的比重，但至今由于缺乏对真空–热环境下星载测绘***基准姿态角校准技术的研究，在星载测绘***的研制阶段，只能采取计算机仿真、在实验室环境对小部分参数进行模拟的方式验证技术状态，对天地一致性的考核严重缺乏，难以对有效载荷与导航***之间、冗余/复合导航***各单机之间相对姿态的长期稳定性进行全面真实的考核，无法为研制改进、在轨修正等提供有效的数据，制约了先进空间技术的发展。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置，克服现有技术的不足之处，准确测量出有效载荷与导航***之间基准姿态角的相互关系，弥补了星载测绘***由于地面标定环境与实际工况存在差异，造成地面标定结果与实际真值存在偏差的缺陷。
本发明的技术方案如下：一种真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置，包括光电测角单元A、光电测角单元B、光电测角单元C、光电测角单元D，其中光电测角单元A、光电测角单元D为单轴光电测角单元，光电测角单元B、光电测角单元C为双轴光电测角单元；光电测角单元A、光电测角单元B 共同完成对相机基准棱体的三维角度测量，光电测角单元C、光电测角单元D共同完成对星敏感器基准棱体的三维角度测量；光电测角单元A、光电测角单元B、光电测角单元C、光电测角单元D均通过测试电缆连接测量电控柜。
所述双轴光电测角单元可以实现水平和垂直两个正交方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量，而单轴光电测角单元可以实现垂直方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量。
且光电测角单元A、光电测角单元B、光电测角单元C、光电测角单元D均安装在各自的安装支座上。
安装支座安装在底板上。
标定时，需将被测星载立体测绘***与所述真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置共同放置在真空热环境试验罐中，而测量电控柜位于真空热环境试验罐之外。
本发明的显著效果在于：
(1)由于校准装置和被测星载测绘***同时处在真空-热环境试验罐中，充分模拟了测绘***工作的真实环境。因此可以避免由环境变换引起的测量误差。
(2)由于采用了光电测角单元，光电测角单元其控制***可以实现自动对准，自动读数，自动计算，可以极大的提高测量准确度和测量效率。
(3)光电测角单元采用了主动控温技术，减小环境温度的变化对测角单元的影响，提高了测量结果的准确性与数据的可靠性。
附图说明
图1为本发明辅助装置
图2为本发明所述的真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置示意图
图2中：1测角单元A、2相机基准棱体、3光电测角单元B、4测试电缆、5 底板、6星敏感器基准棱体、7光电测角单元C、8安装支座、9光电测角单元 D、10测量电控柜。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置，包括光电测角单元A1、光电测角单元B3、光电测角单元C7、光电测角单元D9，其中光电测角单元A1、光电测角单元D9为单轴光电测角单元，光电测角单元B3、光电测角单元C7为双轴光电测角单元；双轴光电测角单元可以实现水平和垂直两个正交方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量，而单轴光电测角单元可以实现垂直方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量。
光电测角单元A1、光电测角单元B3共同完成对相机基准棱体2的三维角度测量，光电测角单元C7、光电测角单元D9共同完成对星敏感器基准棱体6的三维角度测量；光电测角单元A1、光电测角单元B3、光电测角单元C7、光电测角单元D9均通过测试电缆4连接测量电控柜10，且光电测角单元A1、光电测角单元B3、光电测角单元C7、光电测角单元D9均安装在各自的安装支座8上，而安装支座安装在底板5上。
如图2所示，标定时，需将被测星载立体测绘***与所述真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置共同放置在真空热环境试验罐11中，而测量电控柜10位于真空热环境试验罐11之外。

Claims (5)

1.一种真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置，其特征在于：包括光电测角单元A1、光电测角单元B3、光电测角单元C7、光电测角单元D9，其中光电测角单元A1、光电测角单元D9为单轴光电测角单元，光电测角单元B3、光电测角单元C7为双轴光电测角单元；光电测角单元A1、光电测角单元B3共同完成对相机基准棱体2的三维角度测量，光电测角单元C7、光电测角单元D9共同完成对星敏感器基准棱体6的三维角度测量；光电测角单元A1、光电测角单元B3、光电测角单元C7、光电测角单元D9均通过测试电缆4连接测量电控柜10。
2.根据权利要求1所述的一种真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置，其特征在于：所述双轴光电测角单元可以实现水平和垂直两个正交方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量，而单轴光电测角单元可以实现垂直方向上，小角度范围内被测反光面的微小转动进行测量。
3.根据权利要求1所述的一种真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置，其特征在于：且光电测角单元A1、光电测角单元B3、光电测角单元C7、光电测角单元D9均安装在各自的安装支座8上。
4.根据权利要求3所述的一种真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置，其特征在于：安装支座安装在底板5上。
5.根据权利要求4所述的一种真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置，其特征在于：标定时，需将被测星载立体测绘***与所述真空热环境中星载测绘***基准姿态角的标定装置共同放置在真空热环境试验罐11中，而测量电控柜10位于真空热环境试验罐11之外。
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