一种基于星光测量的姿态测量仪精度校准装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于星光测量的姿态测量仪精度校准装置及方法，所述的装置包括GPS接收机、双头星敏测姿装置、自调平伺服跟踪台和刚性基座，被校准设备为姿态测量仪；所述的方法包括以下步骤：第1步，将所述的校准装置及被校设备安装在动基座上，保证装置周围较空旷无遮挡，以便于GPS天线顺利接收GPS卫星信号；第2步，开机后，各单机设备开始工作；第3步，校准控制计算机分别对自调平伺服跟踪台上的方位轴、俯仰轴和横滚轴码盘进行采样；第4步，根据姿态转换算法计算得出调平台基座六面体的姿态矩阵。本发明专利技术通过敏感天文星相对地球上某点的姿态，测姿精度高，动态性能能够满足要求，能够达到对高精度姿态测量系统校准的目的。

A precision calibration device and method of attitude measuring instrument based on starlight measurement

【技术实现步骤摘要】
一种基于星光测量的姿态测量仪精度校准装置及方法
本专利技术属于动态环境下姿态角度的计量校准领域，具体涉及一种基于星光测量的姿态测量仪精度校准装置及方法。
技术介绍
姿态测量仪能够在动态环境下建立三维姿态基准，可用于海态情况下船上的定姿的工作，但对于姿态测量仪的校准尚没有成熟的技术，目前只能在实验室环境下利用摇摆台模拟动基座的环境，但对于实际的海态试验环境，舰船的运动是多种运动的复杂综合形式，还包含很多随机因素，因此，有必要开展在实际使用船体上姿态测量仪的计量校准。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：利用高精度的星光测量装置，通过星光测量，计算其底座的三维姿态角，设计为一种姿态测量仪提供一种姿态角的校准方法，解决姿态测量仪校准的难题。本专利技术的技术方案如下：一种基于星光测量的姿态测量仪精度校准装置，包括GPS接收机、双头星敏测姿装置、自调平伺服跟踪台和刚性基座，被校准设备为姿态测量仪；所述的GPS接收机，包括天线吸盘座、GPS天线和GPS接收处理卡，GPS天线通过螺纹安装在天线吸盘座顶部，GPS接收处理卡嵌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于星光测量的姿态测量仪精度校准装置，其特征在于：包括GPS接收机、双头星敏测姿装置、自调平伺服跟踪台和刚性基座(15)，被校准设备为姿态测量仪(1)；/n所述的GPS接收机，包括天线吸盘座(16)、GPS天线(17)和GPS接收处理卡，GPS天线(17)通过螺纹安装在天线吸盘座(16)顶部，GPS接收处理卡嵌入在双头星敏测姿装置的处理计算机里；/n所述的双头星敏测姿装置，包括星敏感器A(3)、星敏感器B(4)、星敏基准六面体(5)、星敏基座(6)，其中，星敏感器A(3)、星敏感器B(4)和星敏基准六面体(5)通过螺钉紧固在星敏基座(6)上；双头星敏测姿装置输出的姿态即为星敏基准六面体...

【技术特征摘要】
1.一种基于星光测量的姿态测量仪精度校准装置，其特征在于：包括GPS接收机、双头星敏测姿装置、自调平伺服跟踪台和刚性基座(15)，被校准设备为姿态测量仪(1)；
所述的GPS接收机，包括天线吸盘座(16)、GPS天线(17)和GPS接收处理卡，GPS天线(17)通过螺纹安装在天线吸盘座(16)顶部，GPS接收处理卡嵌入在双头星敏测姿装置的处理计算机里；
所述的双头星敏测姿装置，包括星敏感器A(3)、星敏感器B(4)、星敏基准六面体(5)、星敏基座(6)，其中，星敏感器A(3)、星敏感器B(4)和星敏基准六面体(5)通过螺钉紧固在星敏基座(6)上；双头星敏测姿装置输出的姿态即为星敏基准六面体(5)的姿态；
所述的自调平伺服跟踪台，包括方位伺服跟踪轴(7)、调平台面六面体(8)、调平台俯仰框(9)、调平台横滚框(10)、横滚轴码盘(11)、调平台基座(12)、调平台基座六面体(13)和俯仰轴码盘(14)；
所述的方位伺服跟踪轴(7)，包括方位电机和方位码盘，控制系统控制方位电机带动方位伺服跟踪轴(7)顶部的双头星敏测姿装置相对调平台俯仰框(9)旋转，方位码盘实时测出旋转角度；
所述的调平台俯仰框(9)侧面安装有调平台面六面体(8)，保证调平台面六面体(8)对应面的法线与俯仰轴平行，通过螺钉紧固；
所述的调平台俯仰框(9)通过俯仰轴系与调平台横滚框(10)连接；调平台俯仰框(9)远离俯仰轴系的一端安装有电机和丝杠，控制系统控制电机旋转，电机带动丝杠起落，使调平台俯仰框(9)沿俯仰轴系旋转运动；俯仰轴系的一端安装有俯仰轴码盘(14)，用来实时测量俯仰轴旋转角度；
所述的调平台横滚框(10)通过横滚轴系与调平台基座(12)连接；调平台横滚框(10)远离横滚轴系的一端安装有电机和丝杠，控制系统控制电机旋转，电机带动丝杠起落，使调平台横滚框(10)沿横滚轴系旋转运动；横滚轴系的一端安装有横滚轴码盘(11)，用来实时测量横滚轴旋转角度；所述的自调平伺服跟踪台俯仰和横滚轴系正交，方位轴系与俯仰轴系正交；
所述的调平台基座(12)的侧面安装有调平台基座六面体(13)，保证调平台基座六面体(13)对应面的法线与横滚轴平行，通过螺钉紧固；
所述的自调平伺服跟踪台装配完成后，调整其放置基座，使调平台横滚框(10)的底面处于水平状态，调整俯仰和横滚轴系，使调平台俯仰框(9)顶部仪器安装面处于水平状态，标定调平台面六面体(8)和调平台基座六面体(13)的姿态，使其姿态一致，记录下该状态下横滚轴码盘(11)和俯仰轴码盘(14)的角度值，记为“零位”。


2.如权利要求1所述的一种基于星光测量的姿态测量仪精度校准装置，其特征在于：所述的双头星敏测姿装置，固定在自调平伺服跟踪台的方位伺服跟踪轴(7)的顶部，自调平伺服跟踪台的调平台基座(12)底部固定在刚性基座(15)上，GPS接收机的GPS天线(17)通过天线吸盘座(16)吸附在整套装置的旁边，距离双头星敏测姿装置不超过1m。


3.如权利要求1所述的一种基于星光测量的姿态测量仪精度校准装置，其特征在于：所述的双头星敏测姿装置安装到自调平伺服跟踪台后，标定星敏基准六面体(5)和调平台面六面体(8)的安装姿态，使其水平双向一致；转动伺服跟踪方位轴轴系，当星敏基准六面体(5)和调平台面六面体(8)的方位一致时，记录下方位码盘的角度值，记作方位“零位”值；当方位轴、俯仰轴和横滚轴码盘角度处于“零位”角度时，保证星敏基准六面体(5)、调平台面六面体(8)和调平台基座六面体(13)三者的三维姿态一致。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李永刚，周玉堂，熊琨，王春喜，赵功伟，商秋芳，张忠武，
申请(专利权)人：北京航天计量测试技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11