一种试验场高精度实时定姿、定位系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种试验场气浮台实时定姿、定位系统及方法，系统中转动平台安装在气浮台上，且转动平台的转轴与气浮台的姿态平台转轴重合，T

【技术实现步骤摘要】
一种试验场高精度实时定姿、定位系统及方法


[0001]本专利技术涉及试验场高精度实时定姿、定位方法，属于姿态控制


技术介绍

[0002]探月三期探测器系统由轨道器、着陆器、上升器、返回器组成，将完成月面采样返回任务。轨返组合体作为追踪航天器，上升器作为目标航天器进行人类首次环月轨道无人自主交会对接：交会任务中将采用弱撞击抓捕式对接机构实施对接任务；在完成对接形成对接组合体后，月面采样样品将由上升器转移至返回器。探月三期交会对接任务具有空间环境复杂、对接条件要求严格、对控制方案可靠性要求高、新研设备多、涉及样品转移操作任务等特点。因而物理试验是验证各新设备的关键技术途径。
[0003]月球轨道交会对接试验是嫦娥五号任务的关键地面试验之一，用于验证控制系统方案算法和对接机构等新设备、新方法、新算法、新流程。试验中气浮台是模拟轨道器和上升器运动学与动力学的模拟器，第三方对气浮台控制系统的高精度定位定姿，是完成气浮台控制试验和试验性能指标考核不可或缺的技术方法，包括定姿精度、定位精度、姿态控制精度等。
[0004]实验室现有方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种试验场气浮台实时定姿、定位系统，其特征在于包括激光跟踪仪、T
‑
probe、转动平台、激光跟踪仪配套的测试软件模块、控制计算机；转动平台安装在气浮台上，且转动平台的转轴与气浮台的姿态平台转轴重合，T
‑
probe固定安装在转动平台上，初始安装后，T
‑
probe滚动和俯仰的零位与气浮台的姿态平台所在平面平行，通过控制转动平台运动，能够使T
‑
probe一直面对激光跟踪仪；激光跟踪仪用于测量T
‑
probe的位置和姿态，将测量结果发送给控制计算机；转动平台实时测得自身转轴转角θ
z
，发送给控制计算机；控制计算机，根据气浮台本体坐标系下T
‑
probe与单轴转动平台转轴的距离r0和转动平台转轴的转角θ
z
将T
‑
probe在真北坐标系下的位置(xc,yc,zc)转换为气浮台在真北坐标系下的位置；根据零位姿态转换矩阵T
c
→0、转动平台零位时T
‑
probe真北坐标系下的姿态与气浮台在真北坐标系下的测量姿态之间的转换矩阵T0→
d
，将T
‑
probe在真北坐标系下的姿态A
c1
转换为气浮台在真北坐标系下的姿态，所述零位姿态转换用于表示T
‑
probe在真北坐标系下的姿态A
c2
与转动平台零位时T
‑
probe在真北坐标系下的姿态A
c2
之间转换关系。2.根据权利要求1所述的一种试验场高精度实时定姿、定位系统，其特征在于所述T
‑
probe的滚动、俯仰、偏航可视角度均为[
‑
22.5
°
～22.5
°
]。3.基于权利要求1所述系统的一种试验场气浮台实时定姿、定位方法，其特征在于包括如下步骤：S1、搭建权利要求1所述的试验场实时定姿、定位系统；S2、在激光跟踪仪配套的测试软件模块中建立真北坐标系；S3、激光跟踪仪配套的测试软件模块中建立气浮台本体坐标系，标定气浮台本体坐标系下T
‑
probe与单轴转动平台转轴的距离r0；S4、定义零位姿态转换矩阵θ
z
为单轴转动平台的旋转角度；S5、采用激光跟踪仪，测量T
‑
probe在真北坐标系下的位置(xc,yc,zc)和姿态A
c1
，用A
c2
＝T
c
→0A
c1
得到转动平台零位时T
‑
probe在真北坐标系下的姿态A
c2
；S6、标定转动平台零位时T
‑
probe在真北坐标系下的姿态与气浮台在真北坐标系下的姿态之间的转换矩阵T0→
d
；S7、根据气浮台本体坐标系下T
‑
probe与单轴转动平台转轴的距离r0，将T
‑
probe在真北坐标系下的位置(xc,yc,zc)转换为气浮台在真北坐标系下的位置；S8、根据转动平台零位时T
‑
probe真北坐标系下的姿态与气浮台在真北坐标系下的测量姿态之间的转换矩阵T0→
d
，将T...

【专利技术属性】
技术研发人员：段文杰，贾永，汤亮，胡海霞，滕宝毅，邢琰，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：