[发明专利]一种高精度天线反射镜位姿形状测量方法

权利要求书

1.一种高精度天线反射镜位姿形状测量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将高精度天线反射镜及安装高精度天线反射镜的安装板固定放置在稳定平台上，在高精度天线反射镜的周围2m范围内架设激光干涉测量系统；

(2)开机预热激光干涉测量系统不少于30min，预热完毕后，校准激光干涉测量系统的测角误差和测距误差；

(3)采用激光干涉点坐标测量方法，通过12.7mm球棱镜测量得到安装板上M个基准孔在激光干涉测量系统坐标系O_C-X_CY_CZ_C下的空间坐标值(xai，yai，zai)，其中，i＝1～M，M≥4；

(4)根据安装板上的基准孔在激光干涉测量系统坐标系下的空间坐标值和预设的在反射镜安装坐标系下的理论坐标值(Xai，Yai，Zai)，采用基准转换方法，建立反射镜安装坐标系O_m-X_mY_mZ_m；

(5)根据步骤(4)得到的反射镜安装坐标系，将高精度天线反射镜及安装板在反射镜安装坐标系下的数字化理论模型导入测量工程，实现实际测量与理论模型在反射镜安装坐标系下的统一；

(6)采用激光干涉测试系统点坐标激光测量方式，通过直径12.7mm球棱镜分别直接接触高精度天线反射镜上直径小于1mm的基准孔周边任意镜面位置，测量获得与反射镜基准孔数量对应的N个球棱镜中心坐标(xbj，ybj，zbj)；其中，j＝1～N，N＝4～6；

(7)根据步骤(6)得到的与反射镜基准孔数量对应的N个球棱镜中心坐标和步骤(5)建立的数字化理论模型，将所测球棱镜中心坐标在反射镜安装坐标系下沿反射镜面理论模型的法向负方向偏移球棱镜的半径偏差6.35mm形成一组反射镜表面实测点(xcj，ycj，zcj)；

(8)根据步骤(6)得到的与反射镜基准孔数量对应的N个球棱镜中心坐标和步骤(5)建立的数字化理论模型，将所测球棱镜中心坐标沿反射镜面的法向负方向向镜面投影形成一组表面理论点即虚拟基准点(Xcj，Ycj，Zcj)；

(9)将步骤(7)中的反射镜表面实测点与步骤(8)中的虚拟基准点进行对应点基准转换，获得高精度天线反射镜实际安装位置相对于数字化理论模型的位移、转角的位置姿态参数；

(10)采用激光干涉测试系统，以空间扫描测量方式通过直径12.7mm球棱镜接触反射镜表面，在表面均匀连续移动并等间距扫描采集获得球棱镜中心空间坐标；

(11)对比扫描球棱镜中心点轨迹上的点在反射镜安装坐标系的空间坐标值与数字化理论模型中反射镜表面在法向的偏差，消除球棱镜半径带来的偏差，得到被测镀反射镜表面型面精度，即反射镜形状参数。

2.根据权利要求1所述的高精度天线反射镜位姿形状测量方法，其特征在于：在步骤(4)中，建立反射镜安装坐标系包括如下步骤：

(41)根据安装板基准孔在激光干涉测量系统坐标系下的测量坐标值(xai，yai，zai)和在安装坐标系下的理论坐标值(Xai，Yai，Zai)，计算得到激光干涉测量系统坐标系与安装坐标系的转换关系(D_x1，D_y1，D_z1，R_x1，R_y1，R_z1)；

(42)根据激光干涉测量系统坐标系与安装坐标系的转换关系，由激光干涉测量系统坐标系分别按顺序通过沿坐标系X平移D_x1、沿Y平移D_y1、沿Z平移D_z1、绕坐标系X旋转R_x1、绕坐标系Y旋转R_y1，绕坐标系Z旋转R_z1，最终建立反射镜安装坐标系。