题目：卫星垂直对接数字化集成管控平台设计与实现

随着卫星结构日益复杂、性能要求不断提高，对总装精度和周期的要求也越来越高，传统的卫星舱段装配方法采用的是工装和工艺补偿来保证各个零部件之间的协调关系，采用吊车与牵引车配合，实现舱段装配对接。然而，这种装配方法已经不能适应卫星舱段对接的需求，卫星舱段对接越来越依赖于数字化测量技术。与此同时，现代卫星装配技术正逐渐朝着数字化、自动化、柔性化方向发展，这是航天航空装配领域发展的必然趋势。本文分析了数字化测量系统的发展现状，并总结了其在大部件装配对接过程中的应用情况。本文对卫星垂直对接数字化集成管控平台进行了总体设计，研究了数字化集成管控平台的集成技术，并重点研究了卫星舱段对接过程中位姿拟合算法和装配仿真技术。
首先，结合卫星舱段的装配工艺对装配序列进行了规划，通过分析数字化集成管控平台的组成，提出了基于测量系统的数据采集与分析的总体框架和技术架构。在此基础上构建了对接基准坐标系，提出了基于关键测量特性的测点规划方法，集成了控制系统和iGPS测量系统，实现了iGPS测量系统的实时测量的研究。
其次，本文根据大部件位姿的定义与计算方法，结合卫星实际的装配流程，提出了基于三维模型和关系标定两种位姿求解算法，通过前往卫星舱段对接现场进行实验，获取了大量的实验数据，同时验证了算法的正确性和稳定性。本文还提出了卫星舱段装配仿真的技术方案，研究了仿真过程中干涉检查等关键技术，对卫星舱段对接过程进行可视化仿真，实现基于实时测量数据和机械信息进行对接过程实时仿真，便于对对接过程进行监控。
最后，本文基于MFC应用程序框架，集成OpenCASCAE几何内核、MATLAB计算引擎、iGPS数字化测量系统和控制系统的二次开发包对卫星舱段对接数字化集成管控平台进行了设计和实现，并结合卫星舱段装配对接的应用场景给出了数字化装配系统的实际应用过程。