[发明专利]一种卫星天线混合测量分析的方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空，特别是一种卫星天线混合测量分析的方法。

背景技术

随着航空航天及电子通讯技术的迅猛发展，对各种雷达及通讯天线的性能要求越来越高，高性能的天线测量技术成为天线的研制生产过程中的一个十分重要的因素。星载天线具有很高的工作频率，波长甚至达到毫米量级，这对星载天线的加工提出了极高的技术要求，尤其是大幅度的提高了天线面型加工精度及天线的整星安装精度要求。

目前，卫星天线混合测量分析的方法是集成了电子经纬仪、激光雷达及激光跟踪仪等三种测量设备，既拥有跟踪仪、激光雷达等的高精度、高效率的特点，又能够实现立方镜准直，能在进行面型测量的同时将天线面的安装基准转移到立方镜上，既能保证测量精度又可提高测量效率。测量过程中需要通过各仪器之间进行互瞄或测量空间点，然后对观测值进行平差解算，标定各电子经纬仪/全站仪之间的相对位置关系及其空间姿态；然后用已经完成系统标定的电子经纬仪/全站仪对空间点测量，获取目标点的角度或距离观测值，依据观测值及已知的各仪器之间的相对位置关系解算空间点的三维坐标。

天线的面型精度是衡量评价天线质量的重要指标，它不仅直接影响天线的口面效率，从而决定该天线可工作的最短波长，而且影响天线方向图的主瓣宽度和旁瓣结构。天线表面精度要求与工作频率有关系，工作频率越高．对表面精度的要求就越严，一般要求表面精度是天线工作波长的1/16～1/32，而测量精度要达到表面精度的l/3～l/5，对于星载天线而言，天线的加工精度一般要求为0.05mm～0.1mm，对面型的测量及安装精度要达到0.02～0.05mm。因此对星载天线面型测量的精度要求是非常苛刻的。近年来，针对星载天线生产实际需求，出现了天线生产需求与检测能力方面的严重矛盾，表现为：一方面加工精度高，检测难度达；另一方面，生产任务紧，检测效率低。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种卫星天线混合测量分析的方法，可有效解决在卫星天线测量过程中采用多种测量设备共同测量，降低检测难度，提高检测效率的问题。

本发明解决的技术方案是，利用电子经纬仪测量在天线安装和检测过程中进行立方镜准直测量，激光雷达测量天线型面的扫描测量，激光跟踪仪测量空间点位等，实现多种测量设备共同完成卫星天线的测量，采用“6自由度测站三维网”的联合标定的算法，利用测站坐标系与测量坐标系之间的转换关系，直接列出各种观测值误差方程，以克服传统算法的缺点，提高算法的适应能力，据此，本发明采用以下步骤实现：

1、联合标定：对电子经纬仪、激光雷达、激光跟踪仪进行联合标定，统一到统一的测量坐标系，包括整置仪器，电子经纬仪进行互瞄测量，并对基准尺进行交会测量，测量控制点，对测量数据进行标定解算，采用“6自由度测站三维网”平差；

2、根据第1步联合标定结算结果，包括电子经纬仪立方镜准直测量和立方镜转移测量，采用多台电子经纬仪构成的测量系统，并通过准直测量确定星体坐标系与立方镜坐标系的转换关系；激光雷达扫描面型测量，利用计算机软件选择不同的多边面型区域，然后输入加密方式，点击测量，计算出该多边形区域内需要测量的点，实现对卫星天线混合测量。

本发明方法简单，易操作，初值获取快，对初值精确程度要求低，迭代次数少，收敛速度快，理论上是最优解，算法适应能力强，测量效率高、速度快，精度高。

附图说明

图1为本发明的测量方法流程图。

图2为本发明中使用的电子经纬仪、跟踪仪、激光雷达与卫星天线放置图。

图3为本发明联合标定观测点坐标图。

图4为本发明电子经纬仪、跟踪仪、激光雷达联合标定示意图。

图5为本发明观测点坐标与观测值的关系图。

图6为本发明准直测量电子经纬仪与定位销设置位置示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1-6所示，本发明在具体实施中，是由以下步骤实现：

第一步：多种测量设备进行联合标定，联合标定的意义在于将参与测量的电子经纬仪、激光雷达、激光跟踪仪统一到统一的测量坐标系，联合标定的具体子步骤为：

卫星天线混合测量系统的测量设备包括电子经纬仪、激光雷达、激光跟踪仪，测量设备按照顺序进行位置标定：