一种提升激光通信指向精度安装方法技术

本发明专利技术公开了一种提升激光通信指向精度安装方法，属于航天器激光通信技术领域，其涉及的激光采用两个星敏感器作为定姿元件，两个星敏互为备份，激光安装在倾斜支架上，该方法包括：步骤S1：热控前处理；步骤S2：各部件之间进行组装；步骤S3：热控后处理；步骤S4：模拟转接支架、星敏安装面在轨温度控制；S5：使用经纬仪标定星敏棱镜与激光棱镜之间位置关系；步骤S6：对星敏棱镜和激光棱镜进行坐标转换，激光利用坐标换算后的姿态四元数进行指向建链，本发明专利技术通过利用刚性结构件固定星敏与激光相对位置，激光直接转化星敏姿态四元数进行指向，同时采用热控措施保障激光与星敏间坐标换算同一性，提升了激光通信在轨指向精度。提升了激光通信在轨指向精度。提升了激光通信在轨指向精度。

【技术实现步骤摘要】
一种提升激光通信指向精度安装方法


[0001]本专利技术涉及航天器激光通信
，尤其涉及一种提升激光通信指向精度安装方法。

技术介绍

[0002]航天器空间通信技术分为微波通信和激光通信，激光通信由于抗干扰能力强、通信容量大、质量功耗低，已逐渐成为航天领域研究热点。建链时间是反映激光性能的一项重要指标，激光通信视场角在微弧度量级，提高初始指向精度，可降低激光捕获时间。指向姿态信息由搭载平台提供，平台指向精度受外界和自身因素影响，外界因素包括卫星温度不均匀、发射主动段振动等引起的安装面精度变形，自身因素包括飞轮扰振、SADA驱动太阳帆板振动、反射面天线运动等影响。星体振动会影响通信质量，同时导致激光与星体安装矩阵系数与地面标定不一致，降低指向精度，增加在轨捕获时间。
[0003]当前抑制星体振动方案有被动隔振、主动减振、算法抑制等措施。被动隔振结构简单，易于实现，对高频振动具有很好的抑制作用。主动隔振受限于卫星质量、体积、功耗，在卫星上应用较少。算法抑制内嵌于激光精跟踪，对低频振动具有很好的抑制作用。校正激光安装矩阵系数方法有星地标较、星间标较、恒星标较。但卫星在轨运行中，蜂窝板形变不可预测，引起星敏指向偏差，不利于快速建链。
[0004]针对现有激光被动减振中由于蜂窝板变形引起的激光、星敏与星体安装矩阵变化，导致激光建链时间增长以及多次在轨标较的风险问题，如何提供一种提升激光通信指向精度安装方法，成为了本领域技术人员亟需解决的重要技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种提升激光通信指向精度安装方法，针对现有激光被动减振中由于蜂窝板变形引起的激光、星敏与星体安装矩阵变化，导致激光建链时间增长、以及多次在轨标较的风险，该方法通过利用结构件将星敏与激光固接，通过减振器与星体连接，将指向精度与星体解耦，提升指向精度，缩短激光建链时间且无需多次标定。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术公开了一种提升激光通信指向精度安装方法，其涉及的转动式激光采用两个星敏感器作为定姿元件，两个星敏互为备份，为满足所述激光俯仰角需求，该所述激光安装在20
°
倾角的倾斜支架上；
[0008]该方法包括以下步骤：
[0009]步骤S1；热控前处理：
[0010]步骤S1.1所述星敏与星敏支架进行热控处理；
[0011]步骤S1.2转接支架进行热控处理，所述转接支架热控实施中，加热带黏贴在工字型中部；
[0012]步骤S2：各部件之间进行组装；
[0013]步骤S2.1：所述星敏与所述星敏支架进行组装；
[0014]步骤S2.2：减振器与所述转接支架安装：
[0015]步骤S2.2.1：所述倾斜支架与所述转接支架安装；
[0016]步骤S2.3：所述星敏支架与所述转接支架安装、以及垫片与所述倾斜支架安装；
[0017]步骤S3：热控后处理，所述激光、所述星敏、所述转接支架整体做热控处理，减小螺栓安装处漏热；
[0018]步骤S4：所述转接支架(3)、星敏支架(7)模拟在轨闭环温度控制；
[0019]步骤S5：上述步骤S4工况稳定后，使用经纬仪标定星敏棱镜与激光棱镜之间位置关系；
[0020]步骤S6：对所述星敏棱镜和所述激光棱镜进行坐标转换，所述激光利用坐标换算后的姿态四元数进行指向建链。
[0021]进一步的，所述转接支架、所述星敏支架的材质均为铝基碳化硅材料，其中所述转接支架采用工字型结构。
[0022]进一步的，所述减振器的材质为粘弹性阻尼材料。
[0023]进一步的，上述步骤S2.3中，所述垫片采用玻璃钢或者聚酰亚胺材料。
[0024]进一步的，上述步骤S4：在轨温度控制工况中，所述转接支架控温为19.5℃～20.5℃，星敏安装面控温为19.5℃～20.5℃。
[0025]在上述技术方案中，本专利技术提供的一种提升激光通信指向精度安装方法，有益效果：
[0026]该方法与现有技术相比，首先，星敏姿态四元数与星体变形、振动进行解耦；其次，转接支架、星敏支架在轨全寿命周期内精密控温，使得在轨过程中星敏与激光间坐标变换与地面测试一致；
[0027]另外，激光与星敏固定在刚性转接支架，激光直接利用星敏姿态四元数进行指向，无需通过星体坐标换算，减小中间误差；
[0028]该方法通过利用刚性结构件固定星敏与激光相对位置，激光直接转化星敏姿态四元数进行指向，同时采用热控措施保障激光与星敏间坐标换算同一性，提升了激光通信在轨指向精度。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术公开的一种提升激光通信指向精度安装方法实施例激光安装示意图；
[0031]图2是本专利技术公开的一种提升激光通信指向精度安装方法实施例安装流程图；
[0032]图3是本专利技术公开的一种提升激光通信指向精度安装方法实施例减振器安装示意图；
[0033]图4是本专利技术公开的一种提升激光通信指向精度安装方法实施例倾斜支架与垫片
安装示意图。
[0034]附图标记说明：
[0035]1、蜂窝板；2、减振器；3、转接支架；4、倾斜支架；5、垫片；6、激光；7、星敏支架；8、星敏；9、星敏棱镜；10、激光棱镜；
[0036]21、减振器轴套；22、下橡胶减振器；23、下减振器橡胶外壳；24、上减振器橡胶外壳；25、上橡胶减振器；26、减振器垫片；27、螺栓平垫片；28、螺栓弹垫片；29、螺栓；
[0037]31、转接支架中部；32、转接支架上下部。
具体实施方式
[0038]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细介绍。
[0039]参见图1所示；
[0040]专利技术一种提升激光通信指向精度安装方法，其涉及的转动式激光6采用两个星敏感器作为定姿元件，两个星敏8互为备份，为满足激光俯仰角需求，该激光安装在20
°
倾角倾斜支架4上；该安装方法具体的包括：蜂窝板1、减振器2、转接支架3、倾斜支架4、垫片5、激光6、星敏支架7、星敏8、星敏棱镜9、激光棱镜10的安装；
[0041]蜂窝板1成型前在减振器安装处预埋哑铃型螺母埋件；
[0042]星敏支架7选用高导热、低膨胀率、高强度的铝基碳化硅材料，星敏支架黏贴加热带；
[0043]星敏遮光罩和星敏电箱根据目标轨道热流特点，选择性进行散热面设计，一般在散热面黏贴F46薄膜镀铝第二次表面镜或喷涂低吸收发射比热控白漆，并在星敏安装面黏贴热敏电阻；
[0044]转接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升激光通信指向精度安装方法，其特征在于，其涉及的转动式激光(6)采用两个星敏感器作为定姿元件，两个星敏(8)互为备份，为满足所述激光(6)俯仰角需求，该所述激光(6)安装在20
°
倾角的倾斜支架(4)上；该方法包括以下步骤：步骤S1；热控前处理；步骤S1.1所述星敏(8)与星敏支架(7)进行热控处理；步骤S1.2转接支架(3)进行热控处理，所述转接支架(3)热控实施中，加热带黏贴在工字型中部(31)；步骤S2：各部件之间进行组装；步骤S2.1：所述星敏(8)与所述星敏支架(7)进行组装；步骤S2.2：减振器(2)与所述转接支架(3)安装：步骤S2.2.1：所述倾斜支架(4)与所述转接支架(3)安装；步骤S2.3：所述星敏支架(7)与所述转接支架(3)安装、以及垫片(5)与所述倾斜支架(4)安装；步骤S3：热控后处理，所述激光(6)、所述星敏(8)、所述转接支架(3)整体做热控处理，减小螺栓安装处漏热；步骤S4：所述转接支架(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴优，石有胜，于盟，孔林，龚泽宇，邢斯瑞，张雷，韦树波，陈茂胜，
申请(专利权)人：长光卫星技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：