一种准光馈电网络系统及误差测试方法技术方案

本申请提供了一种准光馈电网络系统，系统包括共基准框架、准光馈电网络子系统和定标子系统，共基准框架是准光馈电网络子系统和定标子系统的装配基准；准光馈电网络子系统集成于一准光框架内部，准光框架与共基准框固定连接；定标子系统集成于一定标框架内部，定标框架与共基准框固定连接；准光馈电网络系统装配精度检测使用一台激光跟踪仪，用于测量共基准框架上三个正交的基准平面建立测量坐标系，通过分别测量准光框架和定标框架上棱镜组构成的三个正交基准平面依次建立准光框架坐标系和定标框架坐标系，并通过准光框架坐标系与测量坐标系的位置关系判断装配误差。

A quasi optical feed network system and its error test method

The application provides a quasi optical feed network system, which includes a common reference frame, a quasi optical feed network subsystem and a calibration subsystem. The common reference frame is the assembly reference of the quasi optical feed network subsystem and the calibration subsystem. The quasi optical feed network subsystem is integrated in the quasi optical frame, and the quasi optical frame is fixedly connected with the common reference frame. The calibration subsystem is integrated in a certain calibration frame In the frame, the calibration frame is fixedly connected with the common reference frame; a laser tracker is used to measure the assembly accuracy of the quasi optical feed network system, which is used to measure the three orthogonal reference planes on the common reference frame to establish the measurement coordinate system. The quasi optical frame coordinate system and the calibration frame coordinate system are successively established by measuring the three orthogonal reference planes composed of the quasi optical frame and the prism group on the calibration frame The assembly error is judged by the position relationship between the quasi optical frame coordinate system and the measuring coordinate system.

【技术实现步骤摘要】
一种准光馈电网络系统及误差测试方法
本专利技术涉及航天产品集成装配精度检测
，具体地，涉及准光馈电网络系统及误差测试方法。
技术介绍
准光学馈电网络是我国下一代气象卫星探测仪效载荷最重要的组成部分，主要由准光光路系统即准光馈电网络和定标系统组成。准光学馈电网络是将准光学器件按照一定的空间位置关系排列而能够实现多频段同时馈电的方式，具有传输效率高、插入损耗小，多通道多极化以及共焦共视轴等优点。现有技术中，准光学馈电网络系统装配精度的检测，以单一棱镜作为测量基准，“以点代面”，测量误差较大，装配精度不高；子系统的拆装、调整不便，二次复原定位精度不高。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本申请实施例提供了一种准光馈电网络系统及误差测试方法。所述技术方案如下：根据本申请实施例的一个方面，提供了一种准光馈电网络系统，所述系统包括共基准框架、准光馈电网络子系统和定标子系统，所述共基准框架是所述准光馈电网络子系统和所述定标子系统的装配基准；所述准光馈电网络子系统集成于一准光框架内部，所述准光框架与所述共基准框固定连接；所述定标子系统集成于一定标框架内部，所述定标框架与所述共基准框固定连接；所述准光馈电网络系统装配精度检测使用一台激光跟踪仪，用于测量所述共基准框架上三个正交的基准平面建立测量坐标系，通过分别测量所述准光框架和所述定标框架上棱镜组构成的三个正交基准平面依次建立准光框架坐标系和定标框架坐标系，并通过所述准光框架坐标系与所述测量坐标系的位置关系判断装配误差。在一个可能的实现方式中，所述准光框架和所述定标框架各有一棱镜组，每个所述棱镜组由若干棱镜构成。在一个可能的实现方式中，所述棱镜组包括至少四个棱镜，所述棱镜安装于同一平面内，且组成所述棱镜组的各棱镜相对应的侧面法线方向一致。在一个可能的实现方式中，所述棱镜组中至少有三个棱镜体心位置连线构成直角三角形。在一个可能的实现方式中，所述准光框架上的所述棱镜组由5个棱镜组成，五个所述棱镜的理论高度一致且对应面的法线方向一致，其中四个按照矩形分布且所述棱镜的体心位于矩形的顶点，一个棱镜位于矩形内部。在一个可能的实现方式中，所述定标框架棱镜组包含四个理论高度一致且对应面法线方向一致的棱镜，其中三个形成矩形的两条边，第四个棱镜位于矩形的第三条边上。根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种准光馈电网络系统的误差测试方法，所述系统包括共基准框架、准光馈电网络子系统和定标子系统，所述共基准框架是所述准光馈电网络子系统和所述定标子系统的装配基准；所述准光框架和所述定标框架各有一棱镜组，每个所述棱镜组由若干棱镜构成；所述方法至少包括以下步骤：步骤S101，选取共基准框架上三个正交基准面A、B、C作为测量对象，以激光跟踪仪分别在三个面上采集测点，建立基准坐标系；步骤S102，选取准光框架上棱镜组作为测量对象，建立准光框架坐标系；步骤S103，选取定标框架上棱镜组作为测量对象，建立定标框架坐标系；步骤S104，将实际测量建立的基准坐标系与理论基准坐标系重合，将实际测量得到的准光框架和定标框架标系分别与其对应的理论坐标系进行比对，得到装配误差以及坐标轴的转角及位移偏差。在一个可能的实现方式中，所述步骤S101中，选取共基准框架上三个正交基准面A、B、C作为测量对象，以激光跟踪仪分别在三个面上采集8-10各测点，采用最小二乘法分别拟合平面A’、B’、C’，以三个平面的交点为坐标原点，以A’、B’平面的法线方向为Z、X轴建立基准坐标系O0-X0Y0Z0。在一个可能的实现方式中，所述步骤S102中，采用激光跟踪仪分别在棱镜组中5个棱镜的顶面采集测点，并采用最小二乘法拟合平面Az、平面Bz以及平面Cz，以平面Az、Bz、Cz的交点为坐标原点Oz，分别以Bz、Cz的法线方向为Xz轴和Yz轴，建立准光框架坐标系Oz-XzYzCz。在一个可能的实现方式中，所述步骤S103中，使用激光跟踪仪分别在棱镜组四个棱镜的顶面采集测点，每个棱镜面采集不少于四个测点，并采用最小二乘法拟合平面Ad、平面Bd以及平面Cd，以平面Ad、Bd、Cd的交点为坐标原点，分别以Bd、Cd的法线方向为Xd轴和Yd轴，建立定标框架3坐标系Od-XdYdCd。在一个可能的实现方式中，所述步骤S104中，以准光框架为例。实际测量得到的准光框架坐标系Oz-XzYzCz在其理论坐标系下的坐标(X，Y，Z)即为平移误差。而坐标轴之间的转角误差可以通过欧拉变换的转化矩阵M得到，即其中，α，β，γ分别为对应坐标轴之间的夹角。本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：本申请提供的准光馈电网络由三部分组成，共基准框架、准光框架和定标框架。其中，共基准框架作为准光框架和定标框架的装配定位基准。准光框架包含独立的准光学馈电网络子系统，且准光学馈电网络子系统各准光学元件与定标框架测量基准之间的相对位置关系已校核完毕且保持不变。定标框架包含独立的定标子系统，且各定标元器件与定标框架测量基准之间的相对位置关系已校核完毕且保持不变。准光馈电网络系统与定标系统之间装配精度即为准光框架和定标框架与共基准框架之间的装配精度。本方法将原本复杂的元器件之间的装配精度，简化为独立子系统之间的装配精度，增大了灵活性，便于独立子系统的拆装、调试。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请一个示例性实施例提供的准光馈电网络系统的结构框图；图2是本申请一个示例性实施例提供的准光框架底板棱镜组各棱镜位置示意图；图3是本申请一个示例性实施例提供的准光馈电网络系统的误差测试方法流程图；图中：1为共基准框架2为准光框架3为定标框架4为共基准框架前基准面5为共基准框架左侧基准面6为共基准框架上侧基准面7为准光框架安装底板棱镜a8为准光框架安装底板棱镜b9为准光框架安装底板棱镜c10为准光框架安装底板棱镜d11为准光框架安装底板棱镜e12为定标框架棱镜a13为定标框架棱镜b14为定标框架棱镜c15为定标框架棱镜d16为准光框架安装底板棱镜a顶面17为准光框架安装底板棱镜a左侧面18为准光框架安装底板棱镜a上侧面具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本申请提供了一种准光馈电网络系统，系统包括共基准框架、准光馈电网络子系统和定标子系统，共基准框架是准光馈电网络子系统和定标子系统的装配基准；准光馈电网络子系统集成于一准光框架内部，准光框架与共基准框固定连接；定标子系统集成于一定标框架内部，定标框架与共基准框固定连接；准光馈电网络系统装配精度检测使用一台激光跟踪仪，用于测量共基准框架上三个正交的基准平面建立测量坐标系，通过分别测量准光框架和定标框架上棱镜组构成的三个正交基准平面依次建立准光框架坐标系和定标框架坐标系，并通过准光框架坐标系与测量坐标系的位置关系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种准光馈电网络系统，其特征在于，所述系统包括共基准框架、准光馈电网络子系统和定标子系统，所述共基准框架是所述准光馈电网络子系统和所述定标子系统的装配基准；所述准光馈电网络子系统集成于一准光框架内部，所述准光框架与所述共基准框固定连接；所述定标子系统集成于一定标框架内部，所述定标框架与所述共基准框固定连接；所述准光馈电网络系统装配精度检测使用一台激光跟踪仪，用于测量所述共基准框架上三个正交的基准平面建立测量坐标系，通过分别测量所述准光框架和所述定标框架上棱镜组构成的三个正交基准平面依次建立准光框架坐标系和定标框架坐标系，并通过所述准光框架坐标系与所述测量坐标系的位置关系判断装配误差。

【技术特征摘要】
1.一种准光馈电网络系统，其特征在于，所述系统包括共基准框架、准光馈电网络子系统和定标子系统，所述共基准框架是所述准光馈电网络子系统和所述定标子系统的装配基准；所述准光馈电网络子系统集成于一准光框架内部，所述准光框架与所述共基准框固定连接；所述定标子系统集成于一定标框架内部，所述定标框架与所述共基准框固定连接；所述准光馈电网络系统装配精度检测使用一台激光跟踪仪，用于测量所述共基准框架上三个正交的基准平面建立测量坐标系，通过分别测量所述准光框架和所述定标框架上棱镜组构成的三个正交基准平面依次建立准光框架坐标系和定标框架坐标系，并通过所述准光框架坐标系与所述测量坐标系的位置关系判断装配误差。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述准光框架和所述定标框架各有一棱镜组，每个所述棱镜组由若干棱镜构成。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述棱镜组包括至少四个棱镜，所述棱镜安装于同一平面内，且组成所述棱镜组的各棱镜相对应的侧面法线方向一致。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述棱镜组中至少有三个棱镜体心位置连线构成直角三角形。5.根据权利要求1至4中任一所述的系统，其特征在于，所述准光框架上的所述棱镜组由5个棱镜组成，五个所述棱镜的理论高度一致且对应面的法线方向一致，其中四个按照矩形分布且所述棱镜的体心位于矩形的顶点，一个棱镜位于矩形内部。6.根据权利要求1至4中任一所述的系统，其特征在于，所述定标框架棱镜组包含四个理论高度一致且对应面法线方向一致的棱镜，其中三个形成矩形的两条边，第四个棱镜位于矩形的第三条边上。7.一种准光馈电网络系统的误差测试方法，其特征在于，所述系统包括共基准框架、准光馈电网络子系统和定标子系统，所述共基准框架是所述准光馈电网络子系统和所述定标子系统的装配基准；所述准光框架和所述定标框架各有一棱镜组，每个所述棱镜组由若干棱镜构成；所述方法至少包括以下步骤：步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱志鹏，邙晓斌，谢振超，李向芹，鹿昌剑，魏鹏鹏，
申请(专利权)人：上海航天计算机技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31