【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天领域，尤其涉及一种基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，可应用于雷达电轴和机械轴标定。
技术介绍
1、目前，对于星载机扫雷达，雷达一般安装在星体平台上为卫星提供目标测量信息。而机扫雷达通常利用二维驱动机构带动雷达天线运动来实现搜索、跟踪和测量。由于雷达天线和二维驱动机构的安装存在误差，导致二维驱动机构运动的机械轴和雷达测量的电轴之间存在误差。因此，面向雷达系统测试标定的应用需求，需要进行雷达电轴和机械轴标定。然而，传统电轴机械轴标定方法无法满足高精度测角和电轴机械轴偏差标定的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，通过视觉测量、经纬仪测量等多种测量手段，结合公共点转换，精确测量目标在雷达机械轴坐标系中的位置，最后根据雷达对目标位置的测量结果，计算出雷达电轴和机械轴角度偏差以及雷达测角误差，实现雷达高精度测角标定和雷达电轴与雷达机械轴偏差的高精度标定。
2、为了实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，包括：
4、在微波暗室中搭建电轴机械轴标定系统，模拟目标的喇叭天线安装于二维扫描架，十字靶标贴在喇叭天线前面，十字靶标中心位置与喇叭天线法线重合，雷达天线机构安装在t型工装上，立方棱镜安装在雷达天线机构底座上；
5、水平放置雷达天线机构与t型工装的装配体，雷达天线法线朝上，在t型工装侧面黏贴靶标点，使用两台经纬仪测
6、在二维扫描架的正前方，垂直放置雷达天线机构与t型工装的装配体，雷达天线法线朝向二维扫描架，在雷达天线边缘处和t型工装的背面黏贴靶标点，控制雷达天线机构转动方位轴和俯仰轴，使用单相机测量系统获得t型工装侧面和背面靶标点在雷达机械轴坐标系中的位置；
7、将t型工装背面靶标点坐标作为公共点，推算出雷达机械轴坐标系与棱镜坐标系的转换关系；
8、喇叭天线辐射目标回波信号，雷达接收目标回波信号并控制机构跟踪喇叭，同时输出喇叭天线在雷达机械轴坐标系中的俯仰角和方位角，控制二维扫描架将喇叭天线移动到不同位置，使用两台经纬仪测量喇叭天线和雷达天线背面靶标点在经纬仪测量坐标系中的位置，记录雷达机械轴坐标系中的俯仰角和方位角的测量值；
9、将t型工装背面靶标点坐标作为公共点，将喇叭天线在经纬仪测量坐标系中的位置转移到雷达机械轴坐标系的位置，再根据几何关系映射到机构的俯仰角和俯仰角得到标校值，计算雷达俯仰角和方位角测量值与标校值的误差，误差均值即为电轴偏离雷达机械轴的误差，误差方差即为雷达测角精度。
10、可选地，二维扫描架移动带动喇叭天线沿水平和高低方向运动。
11、可选地，所述立方棱镜坐标系按照如下方式建立：
12、架设两台经过相互瞄准过的经纬仪，瞄准基准尺，在经纬仪测量系统添加尺度信息，建立经纬仪测量系统；
13、在经纬仪测量系统中使用两台经纬仪对立方棱镜进行准直，确定立方棱镜坐标系与两台经纬仪的位姿关系，利用两台经纬仪测量棱镜十字丝，确定棱镜坐标系的原点，在经纬仪测量系统中建立棱镜坐标系。
14、可选地，使用单相机测量系统获得t型工装侧面和背面靶标点在雷达机械轴坐标系中的位置，包括：
15、使用单相机测量系统监测天线边缘处的靶标点运动的位置，以及t型工装侧面靶标点和背面靶标点的位置；
16、利用天线边缘处的靶标点运动的位置分别拟合两个圆，过圆心垂直于圆平面的直线为雷达机械轴，两条直线的交点为雷达机械轴坐标系原点，获得t型工装侧面和背面靶标点在雷达机械轴坐标系中的位置。
17、可选地，所述将t型工装背面靶标点坐标作为公共点，推算出雷达机械轴坐标系与棱镜坐标系的几何关系，具体包括；
18、选取同时具有雷达机械轴坐标系和棱镜坐标系的3个以上公共点，列出每个公共点的误差方程，通过最小二乘原理计算雷达机械轴坐标系与棱镜坐标系的转换参数，根据转换后坐标位置与实测坐标位置的误差，剔除误差大的公共点，将剩余的公共点通过最小二乘原理计算雷达机械轴坐标系与棱镜坐标系的转换参数。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：
20、本专利技术的一种基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，实现了雷达高精度测角标定和电轴偏离雷达机械轴误差的高精度标定，还获得雷达机械轴坐标系与棱镜坐标系的转换关系，具有测量精度高，测量结果覆盖全面的优点，为系统补偿提供准确全面的数据。
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1.一种基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，其特征在于，二维扫描架移动带动喇叭天线沿水平和高低方向运动。
3.如权利要求1所述的基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，其特征在于，所述立方棱镜坐标系按照如下方式建立：
4.如权利要求1所述的基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，其特征在于，使用单相机测量系统获得T型工装侧面和背面靶标点在雷达机械轴坐标系中的位置，包括：
5.如权利要求1所述的基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，其特征在于，所述将T型工装背面靶标点坐标作为公共点，推算出雷达机械轴坐标系与棱镜坐标系的几何关系，具体包括；
【技术特征摘要】
1.一种基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，其特征在于，二维扫描架移动带动喇叭天线沿水平和高低方向运动。
3.如权利要求1所述的基于联合测量的高精度电轴机械轴标定方法，其特征在于，所述立方棱镜坐标系按照如下方式建立：
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【专利技术属性】
技术研发人员：张衡，邵晟，彭耀霖，刘庆波，黄勇，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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