一种天线类无线信号装置定位调整装备目标定位方法制造方法及图纸

一种天线类无线信号装置定位调整装备目标定位方法，其特征是：它包括以下步骤：确定目标天线的目标位姿，计算A轴和C轴的位置；确定目标TCP位置距离遥测天线目标位置Pb的距离；确定x、y、z轴的位置；设备根据计算结果，驱动五个运动轴到目标位置，从而指向目标天线位姿。本发明专利技术方法简单，可用于装备的实时位置控制算法；只需要指定目标天线的位姿，就可以计算出末端TCP点和目标天线位姿共线的状态下各驱动轴的位置，避免了用户手工逐轴调整逼近目标位姿的多次操作。逼近目标位姿的多次操作。逼近目标位姿的多次操作。

【技术实现步骤摘要】
一种天线类无线信号装置定位调整装备目标定位方法


[0001]本专利技术涉及一种天线寻向类自动化装备技术，尤其是一种天线类无线信号装置定位调整装备目标定位方法，具体地说是一种用于天线类无线信号装置定位调整装备的目标天线测量方向对准方法。通过这种定位调整方法，可以将固定在定位装置上的地面接收装置(如地面遥测天线)定位调整目标天线(如箭上天线)对准的位姿，从而进行测试等工作。

技术介绍

[0002]在航空航天天线测量测试应用领域，尤其是在火箭天线出厂测试过程中，由于火箭尺寸大、天线分布范围广、数量多，为测试天线信号强度和传输质量，需要人工在地面或工作梯上部署多幅发射和接收天线，测试前需要将地面天线布置到合理位置，并在测量系统分系统加电后对测量系统无线信号强度和天线的位置情况进行确认。如果信噪比比较低，需要在现场辐射环境下对天线的位置进行调整。测量系统天线调整过程中，如果确认了目标天线的位姿，五坐标调整装备需要将末端固定的天线对准相应的位置方向，保持两者方向一致。这种方法和一般的设备调整的差别在于，一般多轴运动机构位置求解都是确定目标的位姿(位置和姿态)，然后将末端TCP点移动到目标位姿即可。但是天线寻向机构不同，并不强调距离固定，而是目标天线位置和寻向天线位置沿目标姿态共线即可。这就需要解决这种特殊需求下的运动学求解方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有的天线寻向机构难以保证目标天线位置和寻向天线位置沿目标姿态共线的问题，专利技术一种远程控制的天线类无线信号装置定位调整装备目标定位方法，解决目标天线位置和寻向天线位置沿目标姿态共线的运动学难题。
[0004]本专利技术的技术方案是：
[0005]一种天线类无线信号装置定位调整装备目标定位方法，其特征是：它包括以下步骤：
[0006](1)确定目标天线的目标位姿：其中，x
b
表示目标位置的x轴座标，y
b
表示目标位置y轴座标，z
b
表示目标位置的z轴座标；N
b
表示目标天线姿态(法向)的方向向量；l
i
表示目标姿态方向向量与x轴的夹角余弦；m
i
表示目标姿态方向向量与y轴的夹角余弦；n
i
表示目标姿态方向向量与z轴的夹角余弦；
[0007](2)计算A轴和C轴的位置；
[0008][0009](3)确定目标TCP位置距离遥测天线目标位置Pb的距离|O
eb
P
b
|；
[0010]|O
eb
P
b
|＝l
i
·
(x
b
‑
x0+l
i
·
h)+m
i
·
(y
b
‑
y0+m
i
·
h)+n
i
·
(z
b
‑
z0+n
i
·
h)；
[0011]其中：h是末端坐标系原点Oe距离A轴转轴的距离；x0、y0、z0分别是x、y、z轴初始状态的位置；
[0012](4)确定x、y、z轴的位置；
[0013][0014](5)设备根据计算结果，驱动五个运动轴到目标位置，从而指向目标天线位姿。
[0015]所述的定位调整装备包括X移动平台1、Y移动平台2、C角转动平台3、Z向升降平台4和A角转动平台5，X移动平台1安装在底座上并能沿底座作X向移动，Y移动平台2安装在X移动平台1上，并能在X移动平台1上作Y向移动，C角转动平台3安装在Y移动平台2上并能在Y移动平台2作C向即平面回转运动，Z向升降平台4安装在C角转动平台3上并能带动其上端安装的A角转动平台5作升降运动，天线安装座安装在A角转动平台5上并能在A角转动平台5的带动下作A角即垂直面内的回转，天线安装在天线安装座上。
[0016]将固定在末端上的坐标系ze轴(指向寻向天线的姿态方向向量)对准目标天线的位姿P
b
点和N
b
(目标天线的姿态方向向量)方向。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术方法简单，可用于装备的实时位置控制算法；只需要指定目标天线的位姿，就可以计算出末端TCP点和目标天线位姿共线的状态下各驱动轴的位置，避免了用户手工逐轴调整逼近目标位姿的多次操作。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的定位调整装置结构示意图。
[0020]图2是本专利技术的远程控制的天线类无线信号装置定位调整装置部署示意图。
[0021]图3是本专利技术的运动机构简图和坐标系定义示意图。
[0022]图4是本专利技术的求解策略示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0024]如图1
‑
4所示。
[0025]一种天线类无线信号装置定位调整装备目标定位方法，采用如图1所示的远程控制的天线类无线信号装置定位调整装置，该定位调整装置包括X移动平台1、Y移动平台2、C角转动平台3、Z向升降平台4和A角转动平台5，X移动平台1安装在底座上并能沿底座作X向移动，Y移动平台2安装在X移动平台1上，并能在X移动平台1上作Y向移动，C角转动平台3安装在Y移动平台2上并能在Y移动平台2作C向即平面回转运动，Z向升降平台4安装在C角转动平台3上并能带动其上端安装的A角转动平台5作升降运动，天线安装座安装在A角转动平台5上并能在A角转动平台5的带动下作A角即垂直面内的回转，天线安装在天线安装座上。天线安装部署如图2所示。
[0026]根据图2的机构建立的运动轴和坐标系如图3所示，共x、y、z、A、C这五个运动轴和末端坐标系OXYZe和基坐标系OXYZb。
[0027]本专利技术的目标是将固定在末端上的坐标系ze轴对准目标天线的位姿P
b
点和N
b
方向。
[0028]求解方法如附图4所示，具体如下：
[0029]已知目标位姿：
[0030]求解A轴和C轴的方法如式(1)：
[0031][0032]将A、C轴调整后的状态求解出来，并计算此时Oe点到目标点Pb的位置向量如公式(2)：
[0033][0034]式中，h是末端坐标系原点Oe距离A轴转轴的距离；x0、y0、z0分别是x、y、z轴初始状态的位置。
[0035]进一步计算Oe的目标位置Oeb距离目标天线目标位置Pb的距离|O
eb
P
b
|，如公式(3)所示：
[0036]|O
eb
P
b
|＝l
i
·
(x
b
‑
x0+l
i
·
h)+m
i
·
(y
b
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线类无线信号装置定位调整装备目标定位方法，其特征是：它包括以下步骤：(1)确定目标天线的目标位姿：其中，x
b
表示目标位置的x轴坐标，y
b
表示目标位置y轴坐标，z
b
表示目标位置的z轴坐标；N
b
表示目标天线姿态(法向)的方向向量；l
i
表示目标姿态方向向量与x轴的夹角余弦；m
i
表示目标姿态方向向量与y轴的夹角余弦；n
i
表示目标姿态方向向量与z轴的夹角余弦；(2)计算A轴和C轴的位置；(3)确定目标TCP位置距离遥测天线目标位置Pb的距离|O
eb
P
b
|；|O
eb
P
b
|＝l
i
·
(x
b
‑
x0+l
i
·
h)+m
i
·
(y
b
‑
y0+m
i
·...

【专利技术属性】
技术研发人员：王珉，李凡，金霞，陈文亮，熊占兵，索玉福，张帆，刘嘉琦，殷先硕，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：