CN116105676A - 卫星空载精度测量计算方法、系统、介质及设备 - Google Patents
卫星空载精度测量计算方法、系统、介质及设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116105676A CN116105676A CN202211655492.9A CN202211655492A CN116105676A CN 116105676 A CN116105676 A CN 116105676A CN 202211655492 A CN202211655492 A CN 202211655492A CN 116105676 A CN116105676 A CN 116105676A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- installation surface
- single machine
- satellite
- coordinate system
- mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C1/00—Measuring angles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明提供了一种卫星空载精度测量计算方法、系统、介质及设备，包括：步骤1：通过激光跟踪仪采集获取基准立方镜的镜面法线矢量；步骤2：利用立方镜不同镜面的法线矢量建立基准立方镜坐标系；步骤3：通过激光跟踪仪采集获取单机安装面法线矢量；步骤4：基于单机安装面法线矢量建立单机安装面坐标系；步骤5：在同一测量空间中测量计算基准立方镜坐标系、单机安装面坐标系之间的空间角度关系，从而得到卫星空载精度。本发明根据激光跟踪仪的测量原理构建测量坐标系，并将立方镜的镜面法线矢量与单机安装面的法线矢量统一至同一测量空间中，进而完成各个单机安装面的精度计算，简便且不容易出错。
Description
技术领域
本发明涉及测量计算技术领域，具体地，涉及一种卫星空载精度测量计算方法、系统、介质及设备。
背景技术
在卫星装配过程中，为保证各个单机在星上的安装精度，需要在空载状态(即单机未装星的状态)下测量卫星上各个单机安装面与卫星基准立方镜之间的空间角度关系。目前普遍做法是使用精测模板配合经纬仪测量系统进行精度测量。
专利文献CN107121123A(申请号：CN201710354270.6)公开了一种卫星精度单机测量方法，其包括以下步骤：步骤一，设置一台固定不动经纬仪瞄准主基准棱镜的一个基准面，将经纬仪确定为主经纬仪，形成主经纬仪测量基准坐标系；步骤二，利用一台辅助经纬仪测量主基准棱镜的另一个基准面，将该镜面的方向矢量反映在该辅助经纬仪下，通过该经纬仪与主经纬仪对瞄，测出相对偏置角等。
精测模板由基板与立方镜组成，如图1。基板底面与侧边有较好的平面度，通常不大于0.05mm，可与单机安装面紧密贴合。立方镜是由6个平面度较高的镜面组成的立方体，其相邻两个面互相垂直，角度误差不大于3″。将精测模板安装于单机安装面，即可把单机安装面的空间姿态转换到精测模板的立方镜上。
精测模板立方镜与卫星基准立方镜之间的空间角度关系通过经纬仪测量系统进行测量。实际操作时，使用3～4台经纬仪，通过准直获取各个立方镜镜面法线的角度，通过互瞄建立不同立方镜镜面法线之间的相对角度关系，最后通过计算即可获知单机安装面与卫星基准立方镜之间的空间角度关系。这种测量方法针对不同的单机安装面需要预先制作相应的精测模板，且测量过程操作比较繁琐，存在测量成本高、测量效率低的问题。因此有必要应用一种新的卫星空载状态下精度测量计算方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星空载精度测量计算方法、系统、介质及设备。
根据本发明提供的卫星空载精度测量计算方法，包括：
步骤1：通过激光跟踪仪采集获取基准立方镜的镜面法线矢量；
步骤2：利用立方镜不同镜面的法线矢量建立基准立方镜坐标系；
步骤3：通过激光跟踪仪采集获取单机安装面法线矢量；
步骤4：基于单机安装面法线矢量建立单机安装面坐标系；
步骤5：在同一测量空间中测量计算基准立方镜坐标系、单机安装面坐标系之间的空间角度关系，从而得到卫星空载精度。
优选的，将激光跟踪仪和靶球的位置固定不动，分别用激光跟踪仪获取靶球在基准立方镜中的虚像位置以及靶球实际所在位置，根据平面镜成像的原理，两个位置的连线即为基准立方镜镜面的法线矢量。
优选的，分别采集基准立方镜两个相邻镜面的法线矢量；
基准坐标系的两个轴线由基准立方镜的两个相邻镜面法线矢量确定，第三个轴线由右手法则确定。
优选的，利用激光跟踪仪在单机安装面采集若多个点位，点位数不少于3个，然后将所采集的点位拟合为一个平面，该平面法线即为单机安装面法线矢量；
分别采集单机安装面两个相邻定位面的法线矢量；
单机安装面坐标系的两个轴线由两个定位面确定，第三个轴线由右手法则确定。
根据本发明提供的卫星空载精度测量计算系统，包括：
模块M1：通过激光跟踪仪采集获取基准立方镜的镜面法线矢量；
模块M2：利用立方镜不同镜面的法线矢量建立基准立方镜坐标系；
模块M3：通过激光跟踪仪采集获取单机安装面法线矢量；
模块M4：基于单机安装面法线矢量建立单机安装面坐标系；
模块M5：在同一测量空间中测量计算基准立方镜坐标系、单机安装面坐标系之间的空间角度关系，从而得到卫星空载精度。
优选的，将激光跟踪仪和靶球的位置固定不动，分别用激光跟踪仪获取靶球在基准立方镜中的虚像位置以及靶球实际所在位置，根据平面镜成像的原理，两个位置的连线即为基准立方镜镜面的法线矢量。
优选的，分别采集基准立方镜两个相邻镜面的法线矢量；
基准坐标系的两个轴线由基准立方镜的两个相邻镜面法线矢量确定，第三个轴线由右手法则确定。
优选的，利用激光跟踪仪在单机安装面采集若多个点位，点位数不少于3个，然后将所采集的点位拟合为一个平面，该平面法线即为单机安装面法线矢量；
分别采集单机安装面两个相邻定位面的法线矢量；
单机安装面坐标系的两个轴线由两个定位面确定，第三个轴线由右手法则确定。
根据本发明提供的存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的卫星空载精度测量计算方法的步骤。
根据本发明提供的电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的卫星空载精度测量计算方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明使用激光跟踪仪根据平面镜成像的原理获取基准立方镜镜面矢量，根据激光跟踪仪的测量原理采集单机安装面获取单机安装面矢量，然后在同一测量空间中建立基准坐标系和单机安装面坐标系，最终完成各个矢量关系的解算，简便且不容易出错，应用范围广。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明中精测模板示意图；
图2为本发明中激光跟踪仪采集靶球虚像位置示意图；
图3为本发明中激光跟踪仪采集靶球实际位置示意图；
图4为本发明中获取基准立方镜的镜面法线矢量示意图；
图5为本发明中卫星空载精度测量流程图。
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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
如图5所示，本发明卫星空载精度测量计算方法包括以下步骤：
步骤1：采集获取基准立方镜的镜面法线矢量；首先使激光跟踪仪对准棱镜镜面，将靶球固定在激光反射路径上并采点，如图2。根据平面镜成像的特性，激光跟踪仪此时获取的靶球位置实际为靶球在棱镜镜面中虚像的位置。然后旋转激光跟踪仪使其直接对准靶球所在位置并采点，如图3，从而获取靶球实际位置。最后将靶球虚像位置与靶球实际位置相连，根据平面镜成像的原理，该连线即为基准立方镜镜面的法线矢量，如图4。
步骤2：建立基准坐标系；以基准立方镜两个相邻镜面的法线矢量作为基准坐标系的两个轴线，以右手法则确定基准坐标系第三个轴线的方向，进行正交化修正后，得到基准坐标系。
步骤3：采集获取单机安装面法线矢量；使用激光跟踪仪在单机安装面采集若干点位，点位应当覆盖整个单机安装面且分布均匀。使用最小二乘法将所采集点位拟合为一个平面，该平面法线即为单机安装面法线矢量。
步骤4：建立单机安装面坐标系；以单机安装面两个相邻定位面的法线矢量作为单机安装面坐标系的两个轴线，以右手法则确定单机安装面坐标系第三个轴线的方向，进行正交化修正后，得到单机安装面坐标系。
步骤5：测量计算单机安装面与卫星基准立方镜之间的空间角度关系；在同一测量空间中测量计算基准立方镜坐标系、单机安装面坐标系之间的空间角度关系。
激光跟踪仪是一种以激光作为测距手段配以反射靶球的仪器。
本发明结合激光跟踪仪测量设备的特点获取基准立方镜镜面法线矢量；利用立方镜不同镜面的的法线矢量建立基准立方镜坐标系；激光跟踪仪测量单机安装面法线矢量；通过单机安装面法线矢量建立单机安装面坐标系；最后在同一测量空间中测量计算基准立方镜坐标系、单机安装面坐标系之间的空间角度关系。本发明可用于卫星空载状态下测量卫星上各个单机安装面与卫星基准立方镜之间的空间角度关系。
实施例2：
本发明还提供一种卫星空载精度测量计算系统，所述卫星空载精度测量计算系统可以通过执行所述卫星空载精度测量计算方法的流程步骤予以实现，即本领域技术人员可以将所述卫星空载精度测量计算方法理解为所述卫星空载精度测量计算系统的优选实施方式。
根据本发明提供的卫星空载精度测量计算系统，包括：模块M1：通过激光跟踪仪采集获取基准立方镜的镜面法线矢量；模块M2：利用立方镜不同镜面的法线矢量建立基准立方镜坐标系；模块M3：通过激光跟踪仪采集获取单机安装面法线矢量；模块M4：基于单机安装面法线矢量建立单机安装面坐标系；模块M5：在同一测量空间中测量计算基准立方镜坐标系、单机安装面坐标系之间的空间角度关系，从而得到卫星空载精度。
将激光跟踪仪和靶球的位置固定不动，分别用激光跟踪仪获取靶球在基准立方镜中的虚像位置以及靶球实际所在位置，根据平面镜成像的原理，两个位置的连线即为基准立方镜镜面的法线矢量。
分别采集基准立方镜两个相邻镜面的法线矢量；基准坐标系的两个轴线由基准立方镜的两个相邻镜面法线矢量确定，第三个轴线由右手法则确定。
利用激光跟踪仪在单机安装面采集若多个点位，点位数不少于3个，然后将所采集的点位拟合为一个平面，该平面法线即为单机安装面法线矢量；分别采集单机安装面两个相邻定位面的法线矢量；单机安装面坐标系的两个轴线由两个定位面确定，第三个轴线由右手法则确定。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种卫星空载精度测量计算方法，其特征在于，包括：
步骤1：通过激光跟踪仪采集获取基准立方镜的镜面法线矢量；
步骤2：利用立方镜不同镜面的法线矢量建立基准立方镜坐标系；
步骤3：通过激光跟踪仪采集获取单机安装面法线矢量；
步骤4：基于单机安装面法线矢量建立单机安装面坐标系；
步骤5：在同一测量空间中测量计算基准立方镜坐标系、单机安装面坐标系之间的空间角度关系，从而得到单机在星上的安装精度和卫星空载精度。
2.根据权利要求1所述的卫星空载精度测量计算方法，其特征在于，将激光跟踪仪和靶球的位置固定不动，分别用激光跟踪仪获取靶球在基准立方镜中的虚像位置以及靶球实际所在位置，根据平面镜成像的原理，两个位置的连线即为基准立方镜镜面的法线矢量。
3.根据权利要求1所述的卫星空载精度测量计算方法，其特征在于，分别采集基准立方镜两个相邻镜面的法线矢量；
基准坐标系的两个轴线由基准立方镜的两个相邻镜面法线矢量确定，第三个轴线由右手法则确定。
4.根据权利要求1所述的卫星空载精度测量计算方法，其特征在于，利用激光跟踪仪在单机安装面采集若多个点位，点位数不少于3个，然后将所采集的点位拟合为一个平面，该平面法线即为单机安装面法线矢量；
分别采集单机安装面两个相邻定位面的法线矢量；
单机安装面坐标系的两个轴线由两个定位面确定，第三个轴线由右手法则确定。
5.一种卫星空载精度测量计算系统，其特征在于，包括：
模块M1：通过激光跟踪仪采集获取基准立方镜的镜面法线矢量；
模块M2：利用立方镜不同镜面的法线矢量建立基准立方镜坐标系；
模块M3：通过激光跟踪仪采集获取单机安装面法线矢量；
模块M4：基于单机安装面法线矢量建立单机安装面坐标系；
模块M5：在同一测量空间中测量计算基准立方镜坐标系、单机安装面坐标系之间的空间角度关系，从而得到卫星空载精度。
6.根据权利要求5所述的卫星空载精度测量计算系统，其特征在于，将激光跟踪仪和靶球的位置固定不动，分别用激光跟踪仪获取靶球在基准立方镜中的虚像位置以及靶球实际所在位置，根据平面镜成像的原理，两个位置的连线即为基准立方镜镜面的法线矢量。
7.根据权利要求5所述的卫星空载精度测量计算系统，其特征在于，分别采集基准立方镜两个相邻镜面的法线矢量；
基准坐标系的两个轴线由基准立方镜的两个相邻镜面法线矢量确定，第三个轴线由右手法则确定。
8.根据权利要求5所述的卫星空载精度测量计算系统，其特征在于，利用激光跟踪仪在单机安装面采集若多个点位，点位数不少于3个，然后将所采集的点位拟合为一个平面，该平面法线即为单机安装面法线矢量；
分别采集单机安装面两个相邻定位面的法线矢量；
单机安装面坐标系的两个轴线由两个定位面确定，第三个轴线由右手法则确定。
9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的卫星空载精度测量计算方法的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的卫星空载精度测量计算方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211655492.9A CN116105676A (zh) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | 卫星空载精度测量计算方法、系统、介质及设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211655492.9A CN116105676A (zh) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | 卫星空载精度测量计算方法、系统、介质及设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116105676A true CN116105676A (zh) | 2023-05-12 |
Family
ID=86255345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211655492.9A Pending CN116105676A (zh) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | 卫星空载精度测量计算方法、系统、介质及设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116105676A (zh) |
-
2022
- 2022-12-22 CN CN202211655492.9A patent/CN116105676A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109521403B (zh) | 多线激光雷达的参数标定方法及装置、设备及可读介质 | |
| US9928595B2 (en) | Devices, systems, and methods for high-resolution multi-view camera calibration | |
| JP3027609B2 (ja) | 幾何学的配列の測定方法及び装置 | |
| CN108759798B (zh) | 一种高精度航天器精度测量的实现方法 | |
| CN110780285A (zh) | 激光雷达与组合惯导的位姿标定方法、系统及介质 | |
| CN112415493A (zh) | 三维扫描激光雷达坐标误差修正方法 | |
| CN103991555A (zh) | 一种用于飞机数字化装配的自动化测量方法 | |
| WO1993007443A1 (en) | Method and system for point by point measurement of spatial coordinates | |
| US20080030498A1 (en) | System and method for integrating dispersed point-clouds of multiple scans of an object | |
| CN110501712A (zh) | 用于确定位置姿态数据的方法、装置、设备和介质 | |
| CN109883406B (zh) | 基于更少点的全站仪概略位姿的计算方法及系统 | |
| CN112684432A (zh) | 激光雷达标定方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN115561719A (zh) | 多雷达安装角度的标定方法、存储介质及电子设备 | |
| CN107727118B (zh) | 大型飞行器中的gnc分系统设备姿态测量系统标定方法 | |
| CN108225371B (zh) | 一种惯导/相机安装误差标定方法 | |
| CN113189541B (zh) | 一种定位方法、装置及设备 | |
| EP3693697A1 (en) | Method for calibrating a 3d measurement arrangement | |
| CN110044319A (zh) | 一种捷联惯导系统减振器变形的测量方法和测量装置 | |
| CN113587819A (zh) | 一种基于三路激光跟踪的大尺度空间位姿动态测量方法与测量精度验证方法 | |
| CN111220118B (zh) | 基于视觉惯性导航系统的激光测距仪及测距方法 | |
| CN116105676A (zh) | 卫星空载精度测量计算方法、系统、介质及设备 | |
| CN109489658B (zh) | 一种运动目标定位方法、装置及终端设备 | |
| Tjahjadi et al. | Single image orientation of UAV's imagery using orthogonal projection model | |
| CN115200572B (zh) | 三维点云地图构建方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN112230194B (zh) | 一种基于平移阵列的解模糊方法、设备及存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |