一種星載索網(wǎng)可展開天線形面精度測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種本發(fā)明設(shè)及一種天線精度測(cè)量方法，特別是索網(wǎng)式可展開天線形 面精度測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 天線反射面的形面精度是天線結(jié)構(gòu)的主要機(jī)械性能指標(biāo)之一，它與天線的最短工 作波長(zhǎng)密切相關(guān)。形面精度的好壞會(huì)直接影響到天線的工作效率。
[0003] 可展開天線是一種特殊的空間結(jié)構(gòu)，其工作環(huán)境對(duì)天線的形面精度有很高的要 求。因此，對(duì)于可展開天線的形面精度測(cè)量顯得尤為重要。
[0004] -般來(lái)說(shuō)，可展開天線形面精度測(cè)量的一種理想方法應(yīng)具有如下特點(diǎn)：
[0005] (1)測(cè)量裝置易拆裝，且測(cè)量過(guò)程可遙控進(jìn)行。
[0006] (2)測(cè)量速度盡可能快，測(cè)量周期盡可能短。該樣，可最大限度減少天線工作環(huán)境 因素對(duì)測(cè)量精度的影響。
[0007] 做測(cè)量精度盡可能高，W便獲得最真實(shí)的誤差情況。
[0008] 目前，天線形面精度測(cè)量方法大致可分為接觸式和非接觸式兩大類。接觸式測(cè)量 方法即通過(guò)與天線反射面直接接觸的某種方式來(lái)測(cè)得反射面形面精度；非接觸式測(cè)量方法 則是通過(guò)攝影、無(wú)線電、激光等現(xiàn)代技術(shù)而不必與反射面直接接觸來(lái)獲取反射面形面精度。
[0009] 接觸式測(cè)量方法主要包括樣板比較法、軟管水平儀測(cè)量法、水準(zhǔn)儀與標(biāo)尺測(cè)量法。 因其在測(cè)量過(guò)程中會(huì)與反射面接觸而產(chǎn)生較大誤差，故現(xiàn)今很少會(huì)使用接觸式測(cè)量法。
[0010] 目前，常用的非接觸式測(cè)量方法有；雙經(jīng)紳儀交會(huì)法，該方法使用兩臺(tái)經(jīng)紳儀交互 測(cè)量，其工作量大、實(shí)地測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、受溫度影響較大；激光測(cè)量法，該種方法采用激光雷達(dá) 掃描儀對(duì)天線反射面測(cè)量，它的測(cè)量速度快、精度高，但是成本高、對(duì)使用者的操作要求較 局。
[0011] 因此，綜合考慮實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性，在兼顧測(cè)量速度和精度的前提下，提出一種新型 可展開天線反射面形面精度測(cè)量方法是亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)目前可展開天線反射面形面精度測(cè)量現(xiàn)狀提出一種新型 非接觸式測(cè)量方法，可有效解決目前采用的測(cè)量方法測(cè)量精度低、成本高、工作量大W及受 環(huán)境因素影響大的問(wèn)題。
[0013] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是；一種星載索網(wǎng)可展開天線形面精度測(cè)量方法，依次包 括如下步驟：
[0014] 步驟1)在可展開天線表面均勻布置編碼點(diǎn)，編碼點(diǎn)數(shù)量大于4個(gè)；
[0015] 步驟2)在可展開天線表面每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處布置標(biāo)志點(diǎn)。
[0016] 步驟3)在天線周圍放置兩根測(cè)量標(biāo)尺，且兩測(cè)量標(biāo)尺非平行放置。
[0017] 步驟4)調(diào)整數(shù)碼相機(jī)參數(shù)；
[0018] 步驟5)手持?jǐn)?shù)碼相機(jī)繞天線一周對(duì)可展開天線進(jìn)行拍攝，拍攝照片時(shí)前一張照 片與后一張照片有公共的編碼點(diǎn)；
[0019] 步驟6)將照片導(dǎo)入攝影測(cè)量裝置，解算出每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)和編碼點(diǎn)的S維坐標(biāo)；
[0020] 步驟7)將測(cè)量得到的每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)和編碼點(diǎn)的離散點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)化為計(jì)算用 新坐標(biāo)；
[0021] 步驟8)對(duì)轉(zhuǎn)換后的新坐標(biāo)采用最小二乘法擬合算出天線的最佳吻合拋物面；
[0022] 步驟9)根據(jù)最佳吻合拋物面可求得每一個(gè)標(biāo)志點(diǎn)和編碼點(diǎn)即測(cè)量點(diǎn)處的位移誤 差，計(jì)算出天線的形面精度，計(jì)算公式如下：
[0023]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種星載索網(wǎng)可展開天線形面精度測(cè)量方法，依次包括如下步驟： 步驟1)在可展開天線表面均勻布置編碼點(diǎn)，編碼點(diǎn)數(shù)量大于4個(gè)； 步驟2)在可展開天線表面每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處布置標(biāo)志點(diǎn)； 步驟3)在天線周圍放置兩根測(cè)量標(biāo)尺，且兩測(cè)量標(biāo)尺非平行放置； 步驟4)調(diào)整數(shù)碼相機(jī)參數(shù)； 步驟5)手持?jǐn)?shù)碼相機(jī)繞天線一周對(duì)可展開天線進(jìn)行拍攝，拍攝照片時(shí)前一張照片與 后一張照片有公共的編碼點(diǎn)； 步驟6)將照片導(dǎo)入攝影測(cè)量裝置，解算出每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)和編碼點(diǎn)的三維坐標(biāo)； 步驟7)將測(cè)量得到的每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)和編碼點(diǎn)的離散點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)化為計(jì)算用新坐 標(biāo)； 步驟8)對(duì)轉(zhuǎn)換后的新坐標(biāo)采用最小二乘法擬合算出天線的最佳吻合拋物面； 步驟9)根據(jù)最佳吻合拋物面可求得每一個(gè)標(biāo)志點(diǎn)和編碼點(diǎn)即測(cè)量點(diǎn)處的位移誤差， 計(jì)算出天線的形面精度，計(jì)算公式如下：
其中δ為每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位移誤差，i為測(cè)量點(diǎn)的編號(hào)，m為測(cè)量點(diǎn)的數(shù)目。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種星載索網(wǎng)可展開天線形面精度測(cè)量方法，其特征在于：步 驟1)中，相鄰編碼點(diǎn)之間間距為400~600mm〇
3. 如權(quán)利要求1所述的一種星載索網(wǎng)可展開天線形面精度測(cè)量方法，其特征在于：步 驟3)中，兩根測(cè)量標(biāo)尺需同時(shí)被一張照片捕獲。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種星載索網(wǎng)可展開天線形面精度測(cè)量方法，其特征在于：步 驟5)中，相機(jī)距離天線1~2m，每隔20°拍攝一張照片，一次測(cè)量拍攝的照片總數(shù)不少于 20張一種星載索網(wǎng)可展開天線形面精度測(cè)量方法。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種星載索網(wǎng)可展開天線形面精度測(cè)量方法，具體包括如下步驟：天線測(cè)量前準(zhǔn)備工作，拍攝照片，導(dǎo)入測(cè)量裝置計(jì)算測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，曲面擬合，計(jì)算天線形面精度。本發(fā)明的測(cè)量方法測(cè)量效率高、速度快，對(duì)于索網(wǎng)式可展開天線一次測(cè)量時(shí)間約為一個(gè)小時(shí)；設(shè)備簡(jiǎn)便易于拆裝，前期準(zhǔn)備工作耗費(fèi)時(shí)間少；非接觸式測(cè)量，測(cè)量過(guò)程中不需要直接接觸天線反射面；測(cè)量穩(wěn)定性好，本發(fā)明方法不易受到環(huán)境因素干擾；測(cè)量精度高，最大測(cè)量誤差為0.2mm，完全可以滿足可展開天線的測(cè)量要求；測(cè)量成本與其他測(cè)量方法相比較低。
【IPC分類】G01B21-20
【公開號(hào)】CN104748714
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410404767
【發(fā)明人】楊東武, 高揚(yáng), 段寶巖
【申請(qǐng)人】西安電子科技大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2014年8月15日