[发明专利]一种基准姿态多传感器融合组网测量装置

说明书

本发明属于多传感器融合组网技术领域，具体涉及一种基准姿态多传感器融合组网测量装置。本发明基准姿态多传感器融合组网测量装置，包括四台测角仪、一个基准反光镜、一台测量电控柜及安装支架，从而克服现有技术手段在低温环境下相机与星敏感器基准姿态角测量的缺陷，利用光电传感器、温度传感器、加速度计等多种传感器建立一套准确、实时的空间基准姿态角测量网络，通过数据融合、组网解算，实现低温环境下基准姿态角的快速测量。

技术领域

本发明属于多传感器融合组网技术领域，具体涉及一种一种基准姿态多传感器融合组网测量装置。

背景技术

关于低温环境下空间飞行器相机与星敏感器间基准姿态角的多传感器融合组网测量方法，尚未有公开技术文献加以描述。

目前空间飞行器上相机与星敏感器间基准姿态角的测量，主要限于实验室常温静态条件下的测量，由于测量方法的关系，无法提供实时的测量结果。主要有以下几种：通过人工测量方式来进行基准姿态角的标定；实验室内通过计算机仿真、小部分参数模拟的方式设定姿态角。

人工测量是指通过架设四台经纬仪组成测量系统，每台经纬仪望远镜分别与制导单元外部基准棱体相应反射面准直。在此测量过程中，包含两台经纬仪的竖轴调平误差和人为准直对线误差，这两项误差将1：1直接带入测量数据中，严重影响测量结果的准确度。在测量两基准棱体在偏航方向上的角度差时，也将另外两台经纬仪的自身误差和对瞄误差带入测量结果中。此种测量方法测量设备的配置数量较多，仪器架设复杂，测量程序繁琐，测量误差项多等缺陷，造成测量结果的准确度降低；且仅适用于静态常温测量，不具备实时性和低温环境适应性。计算机仿真模拟是指根据以往的经验值对方位、俯仰、滚转三个轴上的关键参数进行软件模拟推算，给出模拟后的姿态角，用于后续的空间解算，但与实际误差较大，缺乏天地一致性。

传统的技术方案由于面临上述不足，因此亟需研制一种一种基准姿态多传感器融合组网测量装置，从而解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基准姿态多传感器融合组网测量装置，从而克服现有技术手段在低温环境下相机与星敏感器基准姿态角测量的缺陷，利用光电传感器、温度传感器、加速度计等多种传感器建立一套准确、实时的空间基准姿态角测量网络，通过数据融合、组网解算，实现低温环境下基准姿态角的快速测量。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种基准姿态多传感器融合组网测量装置，包括四台测角仪、一个基准反光镜、一台测量电控柜及安装支架；

一、测角仪

测角仪Ⅰ、倾角仪Ⅱ、倾角仪Ⅳ均各自包含一个双轴光电自准直仪、一个双轴倾角传感器、两个温度传感器以及一个温控模块；

测角仪Ⅲ包含两个双轴光电自准直仪、一个双轴倾角传感器、两个温度传感器以及一个温控模块；两个双轴光电自准直仪的测量光轴成一固定夹角安装，一个光电自准直仪用来准直星敏感器基准棱体，另外一个光电自准直仪用来准直测角仪Ⅱ上的基准反光镜，实现测角仪Ⅱ和测角仪Ⅲ之间方位角关系的传递；

二、基准反光镜

测角仪测量得到的相机和星敏感器基准棱体的三维姿态角通过基准反光镜方位角传递，搭建形成一个测量网络；

三、测量电控柜

测量电控柜包含电源模块、测角单元处理模块、水平测量处理模块、温控系统处理模块、姿态角融合解算模块以及人工交互模块六大模块，实现供电、数据采集、信号处理、存储、人工交互界面功能；

四、安装支架

安装支架为独立的四个支架，分别与对应的四台测角仪连接后，放置在测试间地板上，并可以在测时间地板上自由移动；