[发明专利]一种再入轨飞行器在竖直状态下的联合标定方法

说明书

一种再入轨飞行器在竖直状态下的联合标定方法，包括以下步骤：在飞行器竖直状态下，架设测量设备；使用激光跟踪仪测量飞行器机体测量基准点，建立飞行器机体坐标系；在测量设备上设置激光跟踪仪及电子经纬仪共用的测量点位，并记录所有测量点位中心的实测坐标值；将所述测量点位在机体坐标下的坐标值导入已组好网的电子经纬仪系统内，使用最小二乘转换将经纬仪测量坐标系与机体坐标系下对齐；对齐机体坐标系与标定测量坐标系后，进行准直测量，直至标定结束；能够测量再入轨飞行器上的复杂的电子经纬仪光路不可达的区域的点位坐标值。

技术领域

本发明涉及飞机装配领域，特别涉及一种再入轨飞行器在竖直状态下的联合标定方法。

背景技术

目前，基于立方镜准直测量的位姿测量技术广泛应用于航空航天等领域，该技术将星敏的光学、力学、电学等特性归算到立方镜坐标下，通过立方镜实现坐标系的快速恢复和重建。立方镜准直测量主要是采用电子经纬仪自准直测量，常规准直测量方法，包括步骤如下：

1、设置测量场，并并使得经纬仪准直光路与立方镜镜面垂直；

2、使用多台仪器进行空间角度交会，确定各个仪器站点间的相互位置关系，解算出测量坐标系；

3、后续测量出飞行器外形基准点，将测量坐标系与飞行器坐标系匹配对齐。

上述现有标定方法中有如下局限性：

1、飞行器测量基准点位于机翼上的隔热瓦外形孔内或其他电子经纬仪仪器光路不可达区域时，常用经纬仪测量时，需移动仪器使得光路能达测量点位，移动仪器对准测量点位时，使得测量过程的协调性不高，影响标定精度；

2、电子经纬仪进行点位测量精度较低，以常用测量精度为±0.5″的电子经纬仪为例，大量工程测试表明，5m距离上点位误差最大为：±0.1mm，10m距离上点位误差最大为：±0.2mm，而常用激光跟踪仪在10m距离上点位误差最大为：±0.075mm。

3、上述方法不能完全适用于带机翼的再入轨飞行器。

综上所述，由于再入轨飞行器分为筒体和本体两部分，导航成品间的位置关系复杂，高度差较大，以至于导航系统较其他航天或航空飞行器导航系统复杂很多，使用电子经纬仪组网按常用方法进行标定测量时，无法精确测量再入轨飞行器在竖直状态下的机身测量基准点，无法保证标定导航系统成品间位姿的解算精度。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种再入轨飞行器在竖直状态下的联合标定方法，使用激光跟踪仪和电子经纬仪联合建立飞行器机体的坐标系并标定飞行器机体的坐标，解决了上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种再入轨飞行器在竖直状态下的联合标定方法，包括以下步骤：

步骤S1：在飞行器竖直状态下，架设测量设备；

步骤S2：使用激光跟踪仪测量飞行器机体测量基准点，建立飞行器机体坐标系；

步骤S3：在测量设备上设置激光跟踪仪及电子经纬仪共用的测量点位，并记录所有测量点位中心的实测坐标值；

步骤S4：将所述测量点位在机体坐标下的坐标值导入已组好网的电子经纬仪系统内，使用最小二乘转换将经纬仪测量坐标系与机体坐标系下对齐；

步骤S5：对齐机体坐标系与标定测量坐标系后，进行准直测量，直至标定结束。

为了更好地实现本方案，进一步地，所述激光跟踪仪测量时需配合T_CAM、T_PROBE一起测量隔热瓦或光路不可直达区域内的机体测量基准点。