机械工程学报

作者：周芮, 刘延芳, 曹姝清, 武海雷, 齐乃明

单位：1. 哈尔滨工业大学航天学院 哈尔滨 150001;2. 上海航天控制技术研究所 上海 201109;3. 上海市空间智能控制技术重点实验室 上海 201109

关键词：航天器相对运动,系统标定,运动模拟,位姿测量；

基金：国家自然科学基金(52272390)、黑龙江省自然科学基金优秀青年(YQ2022A009)、上海市青年科技英才扬帆计划(20YF1417300)和上海市青年科技英才扬帆计划(19YF1420200)资助项目。

为满足航天器相对位姿测量技术的验证需求，需要在地面实现目标航天器与追踪航天器之间相对位置和姿态运动模拟，并获取实时位姿数据。航天器相对运动模拟与相对位姿测量评估系统，采用双机械臂和二维导轨实现对目标航天器与追踪航天器相对运动的模拟；通过激光跟踪仪完成标定，建立了目标航天器及追踪航天器两个运动平台的基座、末端及工具的坐标系和基准坐标系，并给出各坐标系间的转换关系。此外，利用“棋盘格”标定板对航天器相对位姿测量系统进行标定，得到相机参数及目标模型靶标工具坐标系、相机工具坐标系与运动平台末端坐标系间的转换关系。航天器相对运动模拟试验结果表明，相对运动位置模拟精度优于3 mm、角度模拟精度优于0.2°；航天器相对位姿测量技术验证试验表明，航天器相距2 m时，相对位置测量最大误差小于0.045 m，角度测量最大误差小于0.417°。试验结果表明，航天器相对运动模拟精度能够满足航天器相对位姿测量评估需求。

来源：2023年第13期

《机械工程学报》期刊编辑部

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