本發(fā)明涉及一種精度預示方法，具體地，涉及一種針對星載高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度預示方法。
背景技術：
結(jié)構(gòu)在軌變形引起星上高精度光學載荷結(jié)構(gòu)及其安裝結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，導致星上有效載荷敏感部件的指向發(fā)生變化，是影響光學遙感衛(wèi)星對地觀測分辨率、定位精度的重要因素之一，為保證有效載荷的正常工作和衛(wèi)星性能指標的實現(xiàn)，必須開展衛(wèi)星結(jié)構(gòu)在軌精度和尺寸穩(wěn)定性方面的研究，以高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向為研究對象，進行結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度預示方法研究，精確獲取結(jié)構(gòu)在軌變形對姿態(tài)敏感器指向和高精度載荷指向之間的關系，評估并降低結(jié)構(gòu)在軌變形對星載高精度載荷性能的影響，以滿足新一代高分辨率光學遙感衛(wèi)星有效載荷高成像分辨率、成像精度和姿態(tài)穩(wěn)定度的研制要求。
當前的高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)指向精度預示方法主要為在建立和修正高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形仿真分析模型的基礎上，通過導入在軌工作環(huán)境條件并進行仿真分析，提取并評估衛(wèi)星在軌工作環(huán)境對安裝結(jié)構(gòu)指向的影響。利用這種仿真方法已實現(xiàn)對衛(wèi)星星載載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向影響的分析，但是，這種方法目前還存在著一些不足，主要有以下缺點：
(1)與實際安裝結(jié)構(gòu)設計狀態(tài)相比，仿真分析模型建模過程中簡化較多，通常情況下無法準確模擬實際結(jié)構(gòu)連接特性，因而無法準確評估結(jié)構(gòu)自身特性所造成的系統(tǒng)性影響，對指向預示的準確度產(chǎn)生一定的影響；
(2)預示方法的通用性不強，無法適應不同類型的載荷安裝結(jié)構(gòu)指向仿真分析的需求，指向預示存在著一定的應用局限性。
(3)仿真分析模式單一，無法適應星上多個載荷安裝結(jié)構(gòu)互為參照的指向精度預示需求，特別是有多個姿態(tài)敏感器的情況下。
(4)在修正結(jié)構(gòu)在軌變形仿真模型的過程中，結(jié)構(gòu)自身安裝精度特性無法反映。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種針對星載高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度預示方法，其通過對高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)的精度測試試驗數(shù)據(jù)的分析和提取，將安裝結(jié)構(gòu)自身的裝配特性等作為系統(tǒng)性誤差導入仿真模型，最終實現(xiàn)高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度的精確仿真和預示。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種針對星載高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度預示方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一，運用數(shù)據(jù)處理方法對衛(wèi)星高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在星上安裝精度特征測試數(shù)據(jù)進行處理，提取該結(jié)構(gòu)在星上的精度特性；
步驟二，根據(jù)實物狀態(tài)下高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)與衛(wèi)星的安裝關系和實測提取的精度特性，建立二者之間的精度特性關系和基準坐標系轉(zhuǎn)換模型；
步驟三，將上述精度表征關系引入安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度仿真模型并對模型進行修正；
步驟四，將基準坐標系轉(zhuǎn)換關系模型引入指向精度預示的分析中，作為指向精度預示的輸入條件之一，最終實現(xiàn)精確預示高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度。
優(yōu)選地，所述步驟二獲取星載高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在衛(wèi)星上的安裝精度數(shù)據(jù)和安裝特性，通過測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，將儀器測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為安裝精度特性矩陣。
優(yōu)選地，所述安裝精度特性矩陣引入并修正指向精度仿真模型，根據(jù)整星基準坐標系建立上述安裝精度特性矩陣在整星坐標系下的轉(zhuǎn)換關系模型。
優(yōu)選地，所述指向精度仿真模型修正后進行在軌變形分析，結(jié)合整星基準坐標系下的安裝精度特性轉(zhuǎn)換關系模型，精確預示該安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
(1)考慮結(jié)構(gòu)系統(tǒng)自身的系統(tǒng)性誤差源，引入了結(jié)構(gòu)系統(tǒng)自身安裝狀態(tài)對指向精度預示的影響，接近在軌狀態(tài)下載荷安裝結(jié)構(gòu)的實際狀況，確保仿真分析精度和預示可靠性。
(2)系統(tǒng)性通用性強，適應各種類型的載荷安裝結(jié)構(gòu)，避免了定制性的指向精度預示方法，較為系統(tǒng)性和通用性。
(3)安裝精度特性轉(zhuǎn)換關系清晰明確，便于數(shù)學轉(zhuǎn)換和使用。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
圖1為本發(fā)明針對星載高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度預示方法的流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
如圖1所示，本發(fā)明針對星載高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度預示方法包括以下步驟：
步驟一，運用數(shù)據(jù)處理方法對衛(wèi)星高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在星上安裝精度特征測試數(shù)據(jù)進行處理，提取該結(jié)構(gòu)在星上的精度特性；
步驟二，根據(jù)實物狀態(tài)下高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)與衛(wèi)星的安裝關系和實測提取的精度特性，建立二者之間的精度特性關系和基準坐標系轉(zhuǎn)換模型；所述步驟二獲取星載高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在衛(wèi)星上的安裝精度數(shù)據(jù)和安裝特性，通過測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法，將儀器測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為安裝精度特性矩陣。所述安裝精度特性矩陣引入并修正指向精度仿真模型，根據(jù)整星基準坐標系建立上述安裝精度特性矩陣在整星坐標系下的轉(zhuǎn)換關系模型。
步驟三，將上述精度表征關系引入安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度仿真模型并對模型進行修正；所述指向精度仿真模型修正后進行在軌變形分析，結(jié)合整星基準坐標系下的安裝精度特性轉(zhuǎn)換關系模型，精確預示該安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度。
步驟四，將基準坐標系轉(zhuǎn)換關系模型引入指向精度預示的分析中，作為指向精度預示的輸入條件之一，最終實現(xiàn)精確預示高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度。
本發(fā)明建立衛(wèi)星在軌狀態(tài)下的星載高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)變形仿真分析模型，進行初步結(jié)構(gòu)指向精度分析。首先需要從試驗數(shù)據(jù)中識別出載荷安裝結(jié)構(gòu)連接關系及精度特征，隨后，根據(jù)該關系和特征，建立與基準坐標系間的轉(zhuǎn)換模型，獲取結(jié)構(gòu)在軌狀態(tài)下的連接關系和精度特征的數(shù)學描述。將結(jié)構(gòu)特性數(shù)學描述導入結(jié)構(gòu)指向分析模型，提取高精度載荷安裝面變形前后空間信息，根據(jù)基準坐標系建立安裝面變形前后局部坐標系，利用導入到結(jié)構(gòu)特性數(shù)學描述，對安裝面變形前后的坐標系進行修正，再根據(jù)在軌環(huán)境條件上面的結(jié)構(gòu)安裝精度特性矩陣考慮了星載高精度安裝結(jié)構(gòu)在軌實際狀態(tài)，根據(jù)安裝結(jié)構(gòu)在軌變形仿真模型和試驗數(shù)據(jù)建立整星狀態(tài)下的安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度預示模型，可以實現(xiàn)多個高精度載荷相互之間指向精度預示，為整星在軌變形指向精度預示提供精確的依據(jù)，同時為避免了由于結(jié)構(gòu)自身安裝特性對指向精度預示的干擾。
本發(fā)明通過對高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)進行精密測量，獲取結(jié)構(gòu)在衛(wèi)星基準參照中的空間描述，運用系統(tǒng)坐標系建模的方法將安裝結(jié)構(gòu)的空間描述轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學模型，提取該數(shù)學模型中安裝結(jié)構(gòu)自身的傳遞特性信息，并通過計算公式合成為指向精度仿真的輸入條件之一，利用結(jié)構(gòu)自身的特性，開展高精度載荷在軌變形指向精度預示分析。本發(fā)明主要解決高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度預示時結(jié)構(gòu)系統(tǒng)自身安裝特性對預示結(jié)果精度產(chǎn)生干擾的問題，實現(xiàn)高精度載荷安裝結(jié)構(gòu)在軌變形指向精度精確預示。
以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。