一种基于激光跟踪仪和并联调姿平台的太阳翼自动对接方法

摘要

一种基于激光跟踪仪和并联调姿平台的太阳翼高精度自动对接方法，该方法利用激光跟踪仪和并联调姿平台相配合，优化传统太阳翼的对接工艺方法，降低太阳翼对接过程中对操作技能的依赖，提高对接效率，并进一步提高太阳翼对接时的精度。

主权项

一种基于激光跟踪仪和并联调姿平台的太阳翼高精度自动对接方法，所述并联调姿平台包括可调支撑、脚轮、静平台、电动缸、动平台、圆形的航天器适配器，静平台下方布置有四个脚轮，用于调节静平台高度的可调支撑位于静平台四角位置下方的脚轮外侧，航天器适配器固定连接在圆形的动平台上，六个电动缸两两一组安装在动平台和静平台之间，每组电动缸上方通过两个相连的球铰固定在动平台下方，每组电动缸下方通过两个相连的胡克铰固定在静平台上方，两个相连球铰的中间位置分别对应航天器适配器圆周的三等分位置，在位姿调整的初始状态下，六个电动缸的长度相同，三组胡克铰的中间位置构成的圆与圆形动平台同轴；其特征在于：所述方法具有以下步骤：M1：模拟墙调姿到位，作为星体调姿的目标位置；M2：激光跟踪仪就位，建立测量坐标系1(O₁‑X₁Y₁Z₁)；M3：利用激光跟踪仪测量模拟墙基准座基座中心孔坐标；M4：计算模拟墙压紧座中心孔坐标之间的相对关系，方法如下：根据不共线的三个点组成一个平面的原理，选取三个不共线的压紧点(A，B，C)组成一个平面ABC，选取点A为坐标原点，取其中一条线段AB为X轴，过点A垂直于平面ABC为Z轴，根据右手螺旋法则得到Y轴，根据三个点之间的距离得到三个点的坐标值A(0,0,0)、B(L₁,0,0)、C(L₂cosα,L₂sinα,0)；M5：拟合模拟墙压紧座坐标在测量坐标系1下的关系T1；M6：设置地标点、利用激光跟踪仪测量地标点；M7：建立大地坐标系(O₀‑X₀Y₀Z₀)；M8：拟合测量坐标系1在大地坐标系下的关系T_{测量1‑大地}；M9：因星体需就位，模拟墙、激光跟踪仪暂时撤离；M10：确保转运通道无障碍后，星体就位，大致在原模拟墙停放位置；M11：激光跟踪仪再次就位，建立测量坐标系2(O₁'‑X₁'Y₁'Z₁')；M12：拟合测量坐标系2在大地坐标系下的关系T_{测量2‑大地}；M13：计算测量坐标系2在测量坐标1下的关系T4＝T_{测量2‑大地}/T_{测量1‑大地}；M14：测量星体压紧座基座中心孔坐标，与模拟墙压紧座基座中心孔坐标一致；M15：拟合星体压紧座坐标在测量坐标系2下的关系T2；M16：测量动平台靶球座；M17：建立动平台坐标系(O₃‑X₃Y₃Z₃)；M18：拟合动平台坐标系在测量坐标系2下的关系T3，即初始位置；M19：计算星体压紧座坐标系在动平台坐标系下的关系T0，T0＝T2/T3，T0在调姿过程中是定值，即对于同一卫星，压紧座相对于动平台的相对位置关系恒定；M20：计算模拟墙调姿完毕时对应的动平台坐标系在测量坐标系2下的关系T5＝T0*T1*T4，即目标位置；M21：调姿平台根据T3和T5，进行路径规划，完成星体调姿过程。