本申请涉及一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试装置、方法，其中，所述方法包括：安装测试所需要的离子推力器、精测镜、电子经纬仪测量系统；建立所述精测镜的坐标系；测量所述离子推力器上安装法兰平面的法向矢量；测量所述离子推力器上栅极组件同心圆平面的法向矢量；根据所述安装法兰平面法向矢量与所述栅极组件同心圆平面法向矢量，得到所述离子推力器的矢量偏角；根据测试结果，调整所述离子推力器的矢量偏角。本申请能够为无矢量调节机构的航天器，在AIT阶段装配离子推力器时辅助测试离子推力器的推力矢量偏角，确保离子推力器推力矢量符合设计需求，提升航天器在轨可靠度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天电推进，更为具体来说，本专利技术涉及一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试装置、方法。
技术介绍
1、离子推力器因比冲高、寿命长等特点广泛应用于航天器空间推进，其推力矢量偏角是考核离子推力器的重要指标之一。传统测量离子推力器矢量偏角的方法是将离子推力器放置在真空舱内，在规定的真空度下，通过法拉第阵盘测试离子推力器羽流，从而得到矢量偏角。离子推力器在真空舱内测量矢量偏角时，真空舱系统具备工作条件和测试后恢复过程周期长，试验原材料成本高昂，而且测量精度易受真空舱内测试工装精度影响。本测试方法可在具备一定洁净度的洁净间内进行，测试流程简单，测试精度高，成本低，可在测试过程直接调节产品精度，大大缩短了测试周期。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试装置、方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试装置，该装置包括：离子推力器、精测镜、电子经纬仪测量系统，其中：
3、所述精测镜通过安装法兰安装在所述离子推力器上，用来拟合平面的法向矢量；
4、所述电子经纬仪测量系统配合所述离子推力器与所述精测镜进行装配，并且配合所述精测镜建立坐标系及拟合平面的法向矢量。</p>5、根据一种优选实施方式，所述电子经纬仪测量系统包括电子经纬仪、靶标和基准尺。
6、根据一种优选实施方式的另一方面，本申请实施例提供了一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，该方法包括：
7、步骤1，安装测试所需要的离子推力器、精测镜、电子经纬仪测量系统；
8、步骤2，建立所述精测镜的坐标系；
9、步骤3，测量所述离子推力器上安装法兰平面的法向矢量；
10、步骤4，测量所述离子推力器上栅极组件同心圆平面的法向矢量；
11、步骤5，根据所述安装法兰平面法向矢量与所述栅极组件同心圆平面法向矢量，得到所述离子推力器的矢量偏角；
12、步骤6，根据测试结果，调整所述离子推力器的矢量偏角。
13、根据一种优选实施方式，所述安装测试所需要的离子推力器、精测镜、电子经纬仪测量系统，包括：
14、将所述精测镜安装在所述离子推力器的所述安装法兰上，并在安装法兰上均匀粘贴多个靶标；
15、调节所述电子经纬仪测量系统使所述离子推力器和所述精测镜在可测范围内，调节所述电子经纬仪测量系统时，要求电子经纬仪能够同时观测到所述精测镜和所述安装法兰上的多个靶标参考点。
16、根据一种优选实施方式，所述建立所述精测镜的坐标系，包括：
17、电子经纬仪通过互瞄和准直操作，建立以所述电子经纬仪为参考的所述精测镜的坐标系，后续参数坐标值均以所述精测镜的坐标系为参考。
18、根据一种优选实施方式，所述测量所述离子推力器上安装法兰平面的法向矢量，包括：
19、通过电子经纬仪测量所述安装法兰上粘贴的多个靶标位置，根据测得的靶标坐标值拟合出所述安装法兰在所述精测镜下的平面和平面法向矢量。
20、根据一种优选实施方式，所述测量所述离子推力器上栅极组件同心圆平面的法向矢量，包括：
21、选取所述栅极组件上最边缘(所在同心圆直径最大)的孔为所述栅极组件的基准孔，所述栅极组件最中心的一个孔为定位孔；
22、通过所述电子经纬仪测量系统获得所述基准孔和所述定位孔在所述精测镜坐标系下的空间坐标，根据所述基准孔的空间坐标值拟合出一个圆平面，再根据所述圆平面的圆心坐标与所述定位孔的坐标建立一个矢量，该矢量即为所述栅极组件的法向矢量。
23、根据一种优选实施方式，所述根据所述安装法兰平面法向矢量与所述栅极组件同心圆平面法向矢量，得到所述离子推力器的矢量偏角，包括：
24、测量的所述安装法兰平面法向矢量与所述栅极组件同心圆平面法向矢量之间的夹角即为所述离子推力器的矢量偏角。
25、根据一种优选实施方式，所述根据测试结果，调整所述离子推力器的矢量偏角，包括：
26、依据测试的结果，调整所述离子推力器与航天器星板的安装，尽可能将所述离子推力器的矢量偏角降至最小。
27、本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
28、在本申请实施例中，所述一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试装置，包括：离子推力器、精测镜、电子经纬仪测量系统，其中：所述精测镜通过安装法兰安装在所述离子推力器上，用来拟合平面的法向矢量；所述电子经纬仪测量系统配合所述离子推力器与所述精测镜进行装配，并且配合所述精测镜建立坐标系及拟合平面的法向矢量。所述一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，包括：步骤1，安装测试所需要的离子推力器、精测镜、电子经纬仪测量系统；步骤2，建立所述精测镜的坐标系；步骤3，测量所述离子推力器上安装法兰平面的法向矢量；步骤4，测量所述离子推力器上栅极组件同心圆平面的法向矢量；步骤5，根据所述安装法兰平面法向矢量与所述栅极组件同心圆平面法向矢量，得到所述离子推力器的矢量偏角；步骤6，根据测试结果，调整所述离子推力器的矢量偏角。本申请所述的一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试装置、方法，采用非接触式测试方法，不会对所述离子推力器的栅极组件造成污染和破坏，并且能够为无矢量调节机构的航天器，在ait阶段装配离子推力器时辅助测试离子推力器的推力矢量偏角，测试结果可用于调节所述离子推力器与航天器的装配，避免由于所述离子推力器矢量偏角过大导致的在轨使用风险，确保离子推力器的推力矢量符合设计需求，提升航天器在轨可靠度，优化所述离子推力器的使用策略。
29、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
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【技术保护点】
1.一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试装置，其特征在于，包括：离子推力器、精测镜、电子经纬仪测量系统，其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试装置，其特征在于，所述电子经纬仪测量系统包括电子经纬仪、靶标和基准尺。
3.一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，其特征在于，所述安装测试所需要的离子推力器、精测镜、电子经纬仪测量系统，包括：
5.根据权利要求3所述的一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，其特征在于，所述建立所述精测镜的坐标系，包括：
6.根据权利要求3所述的一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，其特征在于，所述测量所述离子推力器上安装法兰平面的法向矢量，包括：
7.根据权利要求3所述的一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，其特征在于，所述测量所述离子推力器上栅极组件同心圆平面的法向矢量，包括：
8.根据权利要求3所述的一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，其特征在于，所述根据所述安装法兰平面法向矢量与所述栅极组件同心圆平面法向矢量，得到所述离子推力器的矢量偏角，包括：
9.根据权利要求3所述的一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，其特征在于，所述根据测试结果，调整所述离子推力器的矢量偏角，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试装置，其特征在于，包括：离子推力器、精测镜、电子经纬仪测量系统，其中：
2.根据权利要求1所述的一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试装置，其特征在于，所述电子经纬仪测量系统包括电子经纬仪、靶标和基准尺。
3.一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，其特征在于，所述安装测试所需要的离子推力器、精测镜、电子经纬仪测量系统，包括：
5.根据权利要求3所述的一种基于精测镜的离子推力器矢量偏角测试方法，其特征在于，所述建立所述精测镜的坐标系，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：颜能文，陈娟娟，王东升，孟伟，谷增杰，代鹏，耿海，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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