[发明专利]一种适用于SKA天线的主面面型测量调整方法及装置

说明书

本发明涉及一种适用于SKA天线的主面面型测量调整方法及装置，该方法包括：在主面的外侧下方预留设计坐标已知的基准点，在主面的每块三角形面板上布设测量点；根据基准点和测量点的三维坐标，计算所有三角形面板上测量点在设计坐标系下的坐标；若主面的面型精度不满足要求，则进行以下调整：分别计算将三角形面板上所有测量点与主面设计曲面做最小二乘拟合前后每块三角形面板的3个调整点到主面设计曲面的法向偏差V_a和V_b，将每块三角形面板的3个调整点按照向量V_b‑V_a调整螺栓高度；迭代地进行面型精度判别和调整步骤，直至面型精度满足要求。本发明可避免单个调整点偏差对面型精度的影响，使面板上所有测量点的偏差值最小，以达到最优调整。

技术领域

本发明涉及一种适用于SKA天线的主面面型测量调整方法及装置，属于天线技术领域。

背景技术

SKA(Square Kilometre Array，平方公里阵列望远镜)天线包含主、副两个反射面，主要用于通讯雷达、天文观测和深空探测等方面。其中，SKA反射面表面最常见的是抛物面形状，而不同的功能对SKA天线提出了不同的型面要求，这就要求可以快速准确地调整SKA反射面，以满足不同的功能需求。

申请公布号为CN105977649A的中国发明专利申请文件公开了一种面向赋形面的大型抛物面天线主动面板调整量的快速确定方法，该方法是通过建立模型来确定反射面所有主动面板的节点信息，然后根据每块主动面板的节点信息，基于最小二乘原理计算与赋形面拟合均方根误差最小的目标曲面方程，确定主动面板与目标曲面的对应节点，并根据促动器支撑节点和主动面板与目标曲面的对应节点，计算促动器调整量，直至满足要求。但是，由于该方法应用于四边形面板，而四边形面板由位于4个角的4个调整点支撑，由于四边形面板可看做空间4个点支撑1个平面，属于过度约束，任意一个点偏差都会导致该面产生变形，因此当调整四边形面板其中任意一个调整点时，该四边形面板极有可能发生变形；只能用所有面板的调整点同时计算面型精度，再依据调整点到设计模型(理论曲面)的偏差进行调整，过程较为复杂。另外，由于该方法采用的最小二乘是完全自由的，即同时计算测量点的6个转换参数，即平移量X、Y、Z和旋转角Rx、Ry、Rz，可能会导致面型最优时测量点偏出设计曲面，即在XOY平面内产生平移；经过最小二乘计算后，直接将调整点的偏差值作为调整量，导致单个调整点的偏差对面型精度的影响较大，不能完全达到理想曲面。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于SKA天线的主面面型测量调整方法及装置，用于解决SKA天线的面板调整不能达到理想曲面的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于SKA天线的主面面型测量调整方法，步骤如下：

准备步骤：在主面的外侧下方预留N个设计坐标已知的基准点，测量所有基准点的三维坐标；

精度判别步骤：在主面的每块三角形面板上布设M个测量点，测量所有三角形面板测量点的三维坐标；将N个基准点作为公共点，将所有三角形面板上测量点的三维坐标转换为设计坐标系下的坐标；计算主面的面型精度，若不满足精度要求，则进行以下调整步骤：

计算每块三角形面板的3个调整点到主面设计曲面的法向偏差Va；将每块三角形面板上所有测量点与主面设计曲面做最小二乘拟合，计算经最小二乘拟合后每块三角形面板的3个调整点到主面设计曲面的法向偏差Vb；将每块三角形面板的3个调整点按照向量Vb-Va调整螺栓高度；

调整后，迭代地进行精度判别步骤和调整步骤，直至主面的面型精度满足要求。