一种用于大型带翼航天飞行器的三维质心测量方法技术

一种三维质心测量方法，它涉及一种用于大型带翼航天飞行器的三维质心测量方法。本发明专利技术为了解决现有质心测量方法的高度方向质心坐标测量精度较差的问题。本发明专利技术精确测量参考点、转轴端点三维坐标，建立倾斜θ度中间转换坐标系，利用倾斜θ度中间转换坐标系与产品坐标系的位置关系和旋转矩阵T

【技术实现步骤摘要】
一种用于大型带翼航天飞行器的三维质心测量方法


[0001]本专利技术涉及一种三维质心测量方法，属于航空航天领域。

技术介绍

[0002]质心是飞行器总体设计、轨道控制、姿态控制的重要参数。质心测量准确性影响飞行器的姿态控制，质量质心的测量为飞行器的姿态控制系统提供设计输入。质心定位不准确将会导致环境干扰力矩的增加、飞行器惯性张量测量的不准确，这两方面原因都会造成控制力矩计算误差，最终形成无法纠正的姿态偏差。因此，研究飞行器三维质心测量技术具有重要意义。
[0003]大型带翼航天飞行器为非回转体结构，且只能在特定位置进行定位。在测量此类产品三维质心过程中，由于安全问题和定位问题，不能将产品侧翻90度测量高度方向上的质心位置参数，因此常采用倾斜质心测试方法测量产品高度方向上的质心位置参数。现有的倾斜质心测试方法将多次倾斜角度下的质心、转轴端点投影到平面上，通过三角形相似原理计算得到高度方向的质心坐标。该方法将三维空间下产品绕转轴轴线旋转问题简化为二维平面下产品绕转轴端点旋转问题，没有考虑转轴与水平面不平行、转轴与投影面不垂直的实际测量情况，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大型带翼航天飞行器的三维质心测量方法，其特征在于：所述一种用于大型带翼航天飞行器的三维质心测量方法是通过如下步骤实现的：步骤一、测量前，标定测量坐标系的参考坐标系的转换矩阵T
MC
、测量台倾斜工装的倾斜角度θ；步骤二、倾斜工装水平状态下安装产品，利用激光跟踪仪建立产品坐标系，在产品坐标系下测量三个参考点坐标A(x
A
，y
A
,z
A
)、B(x
B
，y
B
,z
B
)、C(x
C
,y
C
,z
C
)，以及转轴两端端点坐标E(x
E
,y
E
,z
E
)、F(x
F
,y
F
,z
F
)，建立倾斜角度θ中间转换坐标系，求解产品坐标系与倾斜角度θ中间转换坐标系的转换矩阵T
PR
；步骤三、求解测量台倾斜工装倾斜角度θ时参考点在产品坐标系中的坐标；步骤四、测量台倾斜工装水平时参考点在坐标系中的坐标为A(x
A
,y
A
,z
A
)、B(x
B
,y
B
,z
B
)、C(x
C
,y
C
,z
C
)，建立参考坐标系，求解测量台倾斜工装水平时产品坐标系与参考坐标系的转换矩阵T
PC1
；测量台倾斜工装倾斜角度θ时参考点在产品坐标系中的坐标为A(x
PA
，y
PA
,z
PA
)、B(x
PB
，y
PB
,z
PB
)、C(x
PC
,y
PC
,z
PC
)，建立参考坐标系，求解测量台倾斜工装倾斜时产品坐标系与参考坐标系的转换矩阵T
PC2
，求解步骤与T
PC1
相同；求解测量台倾斜工装水平时产品坐标系与参考坐标系的转换矩阵T
PC1
的步骤为：上述公式中b
11
表示B1的X分量，b
21
表示B1的Y分量，b
31
表示B1的Z分量，b
22
表示B2的X分量，b
32
表示B2的Y分量，b
12
表示B2的Z分量，b
13
表示B3的X分量，b
23
表示B3的Y分量，b
33
表示B3的Z分量，T
bx
表示T
b
的X分量，T
by
表示T
b
的Y分量，T
bz
表示T
b
的Z分量，B1表示参考坐标系x轴单位方向向量，B2表示参考坐标系y轴单位方向向量，B3表示参考坐标系z轴单位方向向量，T
b
表示参考坐标系原点坐标组成的位置矢量；同理，利用上式由测量台倾斜工装倾斜θ度时参考点在产品坐标系中的坐标A'(x
PA
,y
PA
,z
PA
)、B'(x
PB
,y
PB
,z
PB
)、C'(x
PC
,y
PC
,z
PC
)求解测量台倾斜工装倾斜θ度时产品坐标系与参考坐标系的转换矩阵T
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓琳，赵子娟，王军，唐文彦，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：