阮国伟，杨再华，易旺民，刘 涛，范百兴

（1.北京卫星环境工程研究所，北京 100094；2.中国人民解放军信息工程大学，郑州 450092）

0 引言

为保证航天器上安装的敏感仪器、组件及其他设备在飞行期间能够正常工作，在地面安装时应将它们调整到必须的几何精度[1]。目前，航天器的精度检测大多采用基于精测基准镜的光学准直测量方法[2]，即：在被测设备上安装一个精测基准镜，利用经纬仪测量系统测量基准镜之间的相对关系[3]。但是，随着航天器结构布局的愈加复杂，传统的测量方法无法满足一些特殊的测量需求。陶力等使用激光雷达开展了卫星发动机精度测量方法的研究[4]，本文在此基础上将激光雷达的应用拓展到所有隐藏点的测量，并对测量数据进行了分析。

1 测量系统

激光雷达测量系统是一种非接触式球坐标系测量系统。其测量原理是一束聚焦的红外激光投向被测目标，此时在被测目标上产生大量的反射光束，再将入射激光返回雷达所经历的时间与复制的入射激光通过内置且已知长度的光纤所用的时间进行比对，得出被测目标与激光雷达的距离，并根据激光雷达扫描头部光栅码盘测得的球坐标系下的俯仰角EⅠ和偏航角AZ最终得到目标点的坐标：

本文的测试实验采用了美国Metris 公司的MV330 激光雷达，其测量范围30 m，静态测量精度10 µm/m。实验中采用第三方软件Spatial Analyzer（SA）来实现对激光雷达的测量控制以及测量数据的收集和分析。

2 基于激光雷达的隐藏点测量方法

2.1 测量坐标系的建立

在进行设备精度检测前须建立测量坐标系，即建立激光雷达测量坐标系与航天器机械坐标系（一般采用与航天器对接的工艺对接框的坐标系代替）之间的关系。……