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电子经纬仪是高精度的角度测量传感器，可以进行简单的角度测量，也可使用多台(两台或以上)组成交会测量系统实现高精度的三坐标测量。经纬仪测量系统在装配校准测量中优势突出，而且其自准直角度测量功能是其他测量系统所无法替代的，因此被各航天大国广泛应用于航天器的总装精测中。
论文根据我国航天工业的发展特点和航天器总装精测技术的现实需求，总结了国内外典型大尺寸工业测量系统的最新进展;分析了经纬仪工业测量系统的国内外研究现状及其在航天器总装精测中的优势和不足;提出了研究开发基于电子经纬仪的航天器总装精测系统——MetroSAT，以提升航天器总装精测的效率、可靠性和规范化。论文的研究工作围绕MetroSAT系统所涉及的多经纬仪测站定向与坐标解算模型、坐标系构建与几何分析、航天器总装精测关键技术、系统集成开发与精度测试等方面展开，主要研究内容如下:
对多台经纬仪的测站定向模型和坐标解算模型进行了深入研究，提出了基于统一测站三维网平差法的测站定向模型和最小二乘法坐标解算模型，以实现MetroSAT系统高精度的三维坐标测量。
航天器精测过程中涉及大量的坐标系变换、坐标系构建和几何分析，总结了通过平移、旋转、缩放、轴对准和公共点转换等方法生成坐标系的原理;对常见的几何形体拟合与形体坐标系构建方法进行了研究，以实现MetroSAT系统通用的数据分析功能。
总结了航天器总装精测过程中常用的准直测量与立方镜坐标系的建立、整星设计坐标系建立、整星设计坐标系转移至整星立方镜坐标系、部件装星精度测试的原理与方法，对部分测量流程和方法提出了改进建议;同时针对部分具体型号的特定精测方法进行了总结与介绍，如安装接口公差检验、星载天线总装测量、航天相机安装测量、航天器交会对接地面验证试验等。通过对以上精测技术的研究和总结，以实现MetroSAT系统的航天器专用测量和精测数据分析功能。
最后，介绍了MetroSAT系统的软硬件构成、软件体系架构、功能模块和开发实现过程;对系统进行了测站定向精度测试、坐标重复测量精度测试、长度测量精度测试、与Axyz系统软件对比测试和立方镜标定精度测试，验证了系统的精度和可靠性。