CN108609207B - 一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法 - Google Patents

一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法，通过单板侧挂式布局方式，辅以背打孔固定安装及抽屉式移送手段实现总装，具体包括以下步骤：考察探测器平台结构设计，明确高分辨率相机可用布局资源及总装空间；考察高分辨率相机平台坐标系定义，明确相机在轨工作物像关系；结合相机安装两自由设计状态，确定相机安装脚具体布局位置；采用抽屉式方式，在探测器结构侧板II拆除条件下，借助工装完成相机总装的到位移送；在探测器高分辨率相机安装结构隔板异侧采用安装板通孔配置、相机安装脚螺孔方式完成相机固连安装。本发明在保证高分辨率相机有效在轨工作的前提下，完成了深空精密光学类载荷的布局及总装。

Description

一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法
技术领域
本发明涉及火星探测工程领域，具体地，涉及一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法。
背景技术
火星探测工程是当前深空探测领域的重要热点内容之一。任务的实现是在其他工程系统支持下，以火星探测器为探测主体，配以相应的科学载荷对火星物理环境实施探测，以获得第一手的探测成果。其中，作为实现火星表面精细形貌特征的重要手段及重要载荷之一，火星探测器高分辨率相机在轨表现显得尤为重要。
按照常规地球卫星的单机布局方案，光学类载荷的安装布局一般以“积木式”为主，卫星平台留出较为充裕的布局空间，可以在卫星发射主动段为光学类载荷提供稳定的力学环境，同时可与光学类载荷光机设计相匹配，避免卫星平台结构变形对成像造成影响。
发明内容
本发明提供了及一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法，通过单板侧挂式布局方式，辅以背打孔固定安装及“抽屉式”移送手段实现总装，有效规避了火星探测器平台布局空间条件苛刻、传统总装移送及固定手段难以实现等技术难题，在保证高分辨率相机有效在轨工作的前提下，完成了深空精密光学类载荷的布局及总装。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法，通过单板侧挂式布局方式，辅以背打孔固定安装及抽屉式移送手段实现总装，具体包括以下步骤：
S1、考察探测器平台结构设计，明确高分辨率相机可用布局资源及总装空间；
S2、考察高分辨率相机平台坐标系定义，明确相机在轨工作物像关系，形成相机物像匹配约束；
S3、以探测器高分辨率相机安装结构隔板为基础，对侧挂布局合理及设计代价进行权衡，充分考虑力、热环境下对相机在轨工作的影响，结合相机安装两自由设计状态，确定相机安装脚具体布局位置；
S4、采用抽屉式方式，在探测器结构侧板II拆除条件下，借助工装完成相机总装的到位移送；
S5、在探测器高分辨率相机安装结构隔板异侧采用安装板通孔配置、相机安装脚螺孔方式完成相机固连安装。
为了与相机三固定点结构设计相匹配，侧挂式布局方法可充分运用结构力学开展布局，有效规避了探测器结构承力筒+平行六面体结构设计所带来的布局局限性。同时，探测器平台结构设计，无法实现高分辨率相机以吊装手段移送到位，采用创新“抽屉式”移送方式实现总装。再者，相机三固定点的安装由于结构的遮拦难以操作，采用探测器高分辨率相机安装结构隔板配以通孔，相机安装脚螺孔手段以解决单机固定时的干涉问题。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明直接面向火星探测任务，过程中充分考虑了深空探测任务的技术特点及难点，与近地航天任务相比，利用探测器平台结构设计及高分辨率相机系统设计的有利条件，进行了二者的强耦合匹配设计，在不增加资源及复杂度情况下，满足了科学探测任务需求。本发明提出后，将有力地促进和拓展火星探测任务为代表的其他深空探测任务中大体量光学类载荷布局工程手段，增大了深空探测任务产出效能。
附图说明
图1本发明涉及的一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法示意图(布局位置)
图2本发明涉及的一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法示意图(固定方式)
图3本发明涉及的一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法示意图(总装方式。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-图3所示，本发明实施例提供了一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法，包括如下步骤：
步骤1：充分考察和研究探测器平台载荷布局及总装结构设计特点，对高分辨率相机可用布局资源进行统计和梳理，完成侧挂式布局方式利弊分析，明确侧挂布局的可行性；
步骤2：从火星探测任务科学目标、探测要素出发，了解高分辨率相机主要工程设计参数及关键指标，对以TDI推扫方式下对布局方位的要求进行了分析，形成相机物像匹配约束；
步骤3：以探测器高分辨率相机安装结构隔板为基础，对侧挂布局合理及设计代价进行权衡，充分考虑力、热环境下对相机在轨工作的影响，结合相机安装两自由设计状态，确定相机安装脚具体布局位置；
步骤4：考虑到探测器平台结构设计状态，在探测器结构顶板无法拆卸进而不能采用吊入方式将相机移送到位的情况下，创新性提出“抽屉式”方式，在探测器结构侧板II拆除条件下，运用移送工装将相机至于布局位置；
步骤5：由于探测器高分辨率相机安装结构隔板及结构承力筒的存在，加之相机本体遮挡，相机内侧安装脚无法采用通孔正装方式，进而利用安装板异侧操作空间较大，可置安装板通孔，相机螺孔的方式进行背装，完成相机固定安装工作。
本发明所提出的一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法，不同于传统卫星的光学类载荷布局及总装方法，如采用“积木式”方式进行布局及总装。本方法充分考虑了火星环绕器资源限制(布局空间及结构设计)，通过与相机在轨工作模式及要求进行匹配耦合设计，解决了资源约束下大体量光学类载荷的布局问题，满足高分分辨率相机在轨工作要求。
本发明原理简单，思路新颖，过程清晰，既体现了技术应用的成熟度，也展示了应用的灵活性和创新性，是后续火星探测任务及其他深空探测任务中，布局资源约束下实现大体量光学类载荷布局及总装的重要解决途径，与实际工程结合密切，具有很高的工程指导及直接应用价值。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (1)

1.一种火星探测器高分辨率相机布局及总装方法，其特征在于，通过单板侧挂式布局方式，辅以背打孔固定安装及抽屉式移送手段实现总装，具体包括以下步骤：
S1、考察探测器平台结构设计，明确高分辨率相机可用布局资源及总装空间；
S2、考察高分辨率相机平台坐标系定义，明确相机在轨工作物像关系，形成相机物像匹配约束；
S3、以探测器高分辨率相机安装结构隔板为基础，对侧挂布局的合理性及设计代价进行权衡，充分考虑力、热环境下对相机在轨工作的影响，结合相机安装两自由度设计状态，确定相机安装脚具体布局位置；探测器结构包括：探测器结构侧板Ⅰ、探测器结构侧板Ⅱ以及探测器结构侧板Ⅲ，所述探测器结构侧板Ⅱ设置在探测器结构侧板Ⅰ与探测器结构侧板Ⅲ之间；
S4、采用抽屉式方式，在探测器结构侧板II拆除条件下，借助工装完成相机总装的到位移送；
S5、在探测器高分辨率相机安装结构隔板一侧采用安装板通孔配置、相机安装脚螺孔方式完成相机固连安装。
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