JPH0650767A - 光学センサ軌道上アライメント計測装置 - Google Patents
光学センサ軌道上アライメント計測装置Info
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- JPH0650767A JPH0650767A JP4100083A JP10008392A JPH0650767A JP H0650767 A JPH0650767 A JP H0650767A JP 4100083 A JP4100083 A JP 4100083A JP 10008392 A JP10008392 A JP 10008392A JP H0650767 A JPH0650767 A JP H0650767A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 59
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003702 image correction Methods 0.000 description 2
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】宇宙飛翔体に搭載して運用する光学センサのア
ライメント変動を、軌道上で連続的かつ高精度で検出す
る計測装置の提供。 【構成】レーザ光を光学センサ内の光軸と相対関係を有
する複数方向（図１では２方向）へ出射するレーザ光出
射部４と、出射された複数方向のレーザ光を光学センサ
内の光学要素たる走査ミラー１と、反射型集光光学系を
構成する主鏡５，副鏡６，ミラー７ａ，７ｂを介して受
光する２個の受光素子８ａ，８ｂと、受光素子８ａ，８
ｂの信号を処理し、光学セサ内の光軸のアライメント変
動データを送出する回路部９とを備える。
ライメント変動を、軌道上で連続的かつ高精度で検出す
る計測装置の提供。 【構成】レーザ光を光学センサ内の光軸と相対関係を有
する複数方向（図１では２方向）へ出射するレーザ光出
射部４と、出射された複数方向のレーザ光を光学センサ
内の光学要素たる走査ミラー１と、反射型集光光学系を
構成する主鏡５，副鏡６，ミラー７ａ，７ｂを介して受
光する２個の受光素子８ａ，８ｂと、受光素子８ａ，８
ｂの信号を処理し、光学セサ内の光軸のアライメント変
動データを送出する回路部９とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学センサ軌道上アラ
イメント計測装置に関し、特に宇宙飛翔体に搭載する光
学センサのアライメントを光学的に計測する光学センサ
軌道上アライメント計測装置に関する。
イメント計測装置に関し、特に宇宙飛翔体に搭載する光
学センサのアライメントを光学的に計測する光学センサ
軌道上アライメント計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】宇宙飛翔体に搭載する光学センサは、ユ
ーザニーズである高空間分解能，高波長分解能，高精度
化および多機能化を実現するため、ますます大型化しつ
つあり、また前述した高性能を確保するため、光学的ア
ライメントの保持が重要となっている。
ーザニーズである高空間分解能，高波長分解能，高精度
化および多機能化を実現するため、ますます大型化しつ
つあり、また前述した高性能を確保するため、光学的ア
ライメントの保持が重要となっている。
【０００３】光学センサ内のアライメントは、レンズ，
鏡および分光器等の光学要素からなる光学系の光軸精度
および観測光の光電変換を行う検出部を正しい状態に保
持する機械的取付精度を確保することである。
鏡および分光器等の光学要素からなる光学系の光軸精度
および観測光の光電変換を行う検出部を正しい状態に保
持する機械的取付精度を確保することである。
【０００４】このようなアライメントは、宇宙飛翔体の
打上げ前に、打上げ時の機械環境や軌道上の熱環境をシ
ミュレーションし、打上時の機械環境によるオフセット
変動，軌道上の熱環境による歪のシミュレーション測定
を光学センサ単体で行うが、高性能化から生ずる高精度
のアライメント精度要求を実現するためには非常に剛性
の高い保持構造を必要とし、重量に制約のある宇宙飛翔
体光学センサでは精度の確保が難かしい。
打上げ前に、打上げ時の機械環境や軌道上の熱環境をシ
ミュレーションし、打上時の機械環境によるオフセット
変動，軌道上の熱環境による歪のシミュレーション測定
を光学センサ単体で行うが、高性能化から生ずる高精度
のアライメント精度要求を実現するためには非常に剛性
の高い保持構造を必要とし、重量に制約のある宇宙飛翔
体光学センサでは精度の確保が難かしい。
【０００５】また、一般には、宇宙飛翔体へ取付後は、
光学センサ内のアライメント測定は測定の困難さから行
われていない。
光学センサ内のアライメント測定は測定の困難さから行
われていない。
【０００６】また、宇宙飛翔体／光学センサの観測方向
が地球である場合には、地球に対する視線方向（ポイン
ティング方向）については、幾何学的条件の確定してい
る地上の物標，いわゆるグランドトルース（ｇｒｏｕｎ
ｄ ｔｒｕｔｈ）を用いた画像補正処理を行っている
が、アライメント変動がランダムであったり、また短周
期的の場合は補正が困難であった。
が地球である場合には、地球に対する視線方向（ポイン
ティング方向）については、幾何学的条件の確定してい
る地上の物標，いわゆるグランドトルース（ｇｒｏｕｎ
ｄ ｔｒｕｔｈ）を用いた画像補正処理を行っている
が、アライメント変動がランダムであったり、また短周
期的の場合は補正が困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の宇宙飛翔体搭載
の光学センサは、宇宙飛翔体の構体の機械歪や熱歪によ
る光学センサ内のアライメント変動がランダムであった
り、あるいは短周期的な場合には、地上のグランドトル
ースによる画像補正処理ではアライメント変動補正が困
難であったという問題点があった。
の光学センサは、宇宙飛翔体の構体の機械歪や熱歪によ
る光学センサ内のアライメント変動がランダムであった
り、あるいは短周期的な場合には、地上のグランドトル
ースによる画像補正処理ではアライメント変動補正が困
難であったという問題点があった。
【０００８】また光学センサ内に設置した恒星センサを
利用すれば、光学系１５と検出部１４ａ，１４ｂを含む
光学センサの外部に対する方向は測定できるが、光学セ
ンサ内部での変動を測定することはできなかったという
問題点があった。
利用すれば、光学系１５と検出部１４ａ，１４ｂを含む
光学センサの外部に対する方向は測定できるが、光学セ
ンサ内部での変動を測定することはできなかったという
問題点があった。
【０００９】図４では、宇宙飛翔体構体１１が歪んだ場
合に、光学センサ構体１２が歪み、その結果検出部１４
ａ，１４ｂの観測光軸１３ａ，１３ｂが、歪のない時の
光軸に対してずれてしまう様子を示し、この時恒星セン
サがこのずれ（アライメント変動）を検出できないこと
を模式的に示している。
合に、光学センサ構体１２が歪み、その結果検出部１４
ａ，１４ｂの観測光軸１３ａ，１３ｂが、歪のない時の
光軸に対してずれてしまう様子を示し、この時恒星セン
サがこのずれ（アライメント変動）を検出できないこと
を模式的に示している。
【００１０】本発明の目的は上述した問題点を解決し、
実際に光学センサの検出部が観測している視線方向を、
軌道上において検出する光学センサ軌道上アライメント
計測装置を提供することにある。
実際に光学センサの検出部が観測している視線方向を、
軌道上において検出する光学センサ軌道上アライメント
計測装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の装置は、宇宙飛
翔体に搭載する光学センサの、前記宇宙飛翔体の打上げ
後の軌道上におけるアライメント変動にもとづく光軸変
動を計測する光学センサ軌道上アライメント計測装置で
あって、前記光学センサの光軸を含み前記光軸と一定の
相対関係を保持すべき複数方向にレーザ光を出射するレ
ーザ光出射部と、前記レーザ光出射部から出射した複数
方向のレーザ光を受光する複数の受光素子と、前記複数
の受光素子による前記宇宙飛翔体の打上げ前と打上後の
軌道上における前記レーザ光との受光出力の位置差分に
もとづいて前記光軸変動を計測し、そのデータを地上局
に送出する回路部とを備えた構成を有する。
翔体に搭載する光学センサの、前記宇宙飛翔体の打上げ
後の軌道上におけるアライメント変動にもとづく光軸変
動を計測する光学センサ軌道上アライメント計測装置で
あって、前記光学センサの光軸を含み前記光軸と一定の
相対関係を保持すべき複数方向にレーザ光を出射するレ
ーザ光出射部と、前記レーザ光出射部から出射した複数
方向のレーザ光を受光する複数の受光素子と、前記複数
の受光素子による前記宇宙飛翔体の打上げ前と打上後の
軌道上における前記レーザ光との受光出力の位置差分に
もとづいて前記光軸変動を計測し、そのデータを地上局
に送出する回路部とを備えた構成を有する。
【００１２】また本発明の装置は、前記複数の受光素子
のそれぞれが、４象限に等分割して成る受光面を有する
ものとした構成を有する。
のそれぞれが、４象限に等分割して成る受光面を有する
ものとした構成を有する。
【００１３】さらに、本発明の装置は、前記アライメン
ト変動が、前記光学センサにおけるランダムおよび短周
期の変動を対象とする構成を有する。
ト変動が、前記光学センサにおけるランダムおよび短周
期の変動を対象とする構成を有する。
【００１４】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。光学センサは、走査ミラー１を介して地球から
の観測光を反射型集光光学系２にて集光し、検出部３で
結像された光を光電変換する機械走査型放射計を例とし
ている。
る。図１は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。光学センサは、走査ミラー１を介して地球から
の観測光を反射型集光光学系２にて集光し、検出部３で
結像された光を光電変換する機械走査型放射計を例とし
ている。
【００１５】レーザ光出射部４から出射された２つの出
射レーザ光のうち、１つは反射型集光光学系２の副鏡６
の裏に取り付けたミラー７ａおよび走査ミラー１を介し
て受光素子８ａに導かれる。また、もう１つの出射レー
ザ光は、ミラー７ｂ，主鏡５および副鏡６を介し、観測
光の検出部の横に設置された受光素子８ｂに導かれる。
射レーザ光のうち、１つは反射型集光光学系２の副鏡６
の裏に取り付けたミラー７ａおよび走査ミラー１を介し
て受光素子８ａに導かれる。また、もう１つの出射レー
ザ光は、ミラー７ｂ，主鏡５および副鏡６を介し、観測
光の検出部の横に設置された受光素子８ｂに導かれる。
【００１６】受光素子部８ａ，８ｂは、本実施例では、
図２に示すように、４つの象限に４分割された受光面を
もつ光ダイオードとして構成される。この受光素子８
ａ，８ｂで受光したレーザビーム径１０の位置に対応し
て４分割された光ダイオードのそれぞれの出力の変化か
ら、反射光の角度変化を検出する。図２に対応する受光
素子８ａ，８ｂの出力を図３に示す。
図２に示すように、４つの象限に４分割された受光面を
もつ光ダイオードとして構成される。この受光素子８
ａ，８ｂで受光したレーザビーム径１０の位置に対応し
て４分割された光ダイオードのそれぞれの出力の変化か
ら、反射光の角度変化を検出する。図２に対応する受光
素子８ａ，８ｂの出力を図３に示す。
【００１７】光学センサの打上前のアライメント調整時
には、出射レーザ光が受光素子８ａ，８ｂの中心に、そ
れぞれ導入するよう調整しておけば、打上げ後軌道上で
生じたアライメント変動は、走査ミラーのアライメント
ずれについては、受光素子８ａにより、また反射型集光
光学系２および検出部３のアライメントずれは受光素子
８ｂの出力によりそれぞれ検出できる。受光素子８ａ，
８ｂの出力は、回路部９に入力し、必要があれば角度換
算信号として地上への伝送系へ送出される。
には、出射レーザ光が受光素子８ａ，８ｂの中心に、そ
れぞれ導入するよう調整しておけば、打上げ後軌道上で
生じたアライメント変動は、走査ミラーのアライメント
ずれについては、受光素子８ａにより、また反射型集光
光学系２および検出部３のアライメントずれは受光素子
８ｂの出力によりそれぞれ検出できる。受光素子８ａ，
８ｂの出力は、回路部９に入力し、必要があれば角度換
算信号として地上への伝送系へ送出される。
【００１８】また、このデータは、光学センサ内にオー
トフォカス・オートアライメント機能を有する場合、そ
の制御用信号として使用できる。
トフォカス・オートアライメント機能を有する場合、そ
の制御用信号として使用できる。
【００１９】なお、図１における受光素子８ｂについて
は、検出部３が特にアレイ素子を利用する場合には、検
出部３を利用することによっても代替可能である。
は、検出部３が特にアレイ素子を利用する場合には、検
出部３を利用することによっても代替可能である。
【００２０】こうして、軌道上におけるアライメント調
整が可能となる。
整が可能となる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、宇宙飛翔
体搭載の光学センサにおいて、打上げ後の軌道上におけ
る光学センサ内の光学系光軸や検出部取付によるアライ
メント変動を複数のレーザ光と、このレーザ光を受ける
受光素子とにより検出し、地上局へ伝送することによ
り、光学センサ内のランダム及び短周期のアライメント
変動に伴なう観測の視線方向（ポインティング方向）お
よび光学性能の変化による画像歪の補正を行うことがで
きるという効果を有する。
体搭載の光学センサにおいて、打上げ後の軌道上におけ
る光学センサ内の光学系光軸や検出部取付によるアライ
メント変動を複数のレーザ光と、このレーザ光を受ける
受光素子とにより検出し、地上局へ伝送することによ
り、光学センサ内のランダム及び短周期のアライメント
変動に伴なう観測の視線方向（ポインティング方向）お
よび光学性能の変化による画像歪の補正を行うことがで
きるという効果を有する。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】図１の受光素子８ａ，８ｂの受光面構成を示す
平面図である。
平面図である。
【図３】図１の受光素子８ａ，８ｂの出力側を示す図で
ある。
ある。
【図４】宇宙飛翔体搭載光学センサのアライメント変動
のない状態を示す側面図（Ａ）およびアライメント変動
を生じた状態を示す側面図（Ｂ）である。
のない状態を示す側面図（Ａ）およびアライメント変動
を生じた状態を示す側面図（Ｂ）である。
１ 走査ミラー ２ 反射型集光光学系 ３ 検出部 ４ レーザ光出射部 ５ 主鏡 ６ 副鏡 ７ ミラー ８ａ，８ｂ 受光素子 ９ 回路部 １０ レーザビーム径 １１ 宇宙飛翔体構体 １２ 光学センサ構体 １３ａ，１３ｂ 観測光軸 １４ａ，１４ｂ 検出部 １５ 光学系
Claims (3)
- 【請求項１】 宇宙飛翔体に搭載する光学センサの、前
記宇宙飛翔体の打上げ後の軌道上におけるアライメント
変動にもとづく光軸変動を計測する光学センサ軌道上ア
ライメント計測装置であって、前記光学センサの光軸を
含み前記光軸と一定の相対関係を保持すべき複数方向に
レーザ光を出射するレーザ光出射部と、前記レーザ光出
射部から出射した複数方向のレーザ光を受光する複数の
受光素子と、前記複数の受光素子による前記宇宙飛翔体
の打上げ前と打上後の軌道上における前記レーザ光との
受光出力の位置差分にもとづいて前記光軸変動を計測
し、そのデータを地上局に送出する回路部とを備えるこ
とを特徴とする光学センサ軌道上アライメント計測装
置。 - 【請求項２】 前記複数の受光素子のそれぞれが、４象
限に等分割して成る受光面を有するものであることを特
徴とする請求項１記載の光学センサ軌道上アライメント
計測装置。 - 【請求項３】 前記アライメント変動が、前記光学セン
サにおけるランダムおよび短周期の変動を対象とするこ
とを特徴とする請求項１記載の光学センサ軌道上アライ
メント計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4100083A JPH0650767A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 光学センサ軌道上アライメント計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4100083A JPH0650767A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 光学センサ軌道上アライメント計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0650767A true JPH0650767A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=14264552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4100083A Withdrawn JPH0650767A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 光学センサ軌道上アライメント計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650767A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014076991A1 (ja) | 2012-11-13 | 2014-05-22 | 三菱電機株式会社 | 指向軸推定装置 |
| WO2015122349A1 (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-20 | 三菱電機株式会社 | 指向変動計測システム、人工衛星及び指向変動計測方法 |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP4100083A patent/JPH0650767A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014076991A1 (ja) | 2012-11-13 | 2014-05-22 | 三菱電機株式会社 | 指向軸推定装置 |
| JP5872062B2 (ja) * | 2012-11-13 | 2016-03-01 | 三菱電機株式会社 | 指向軸推定装置 |
| US9726571B2 (en) | 2012-11-13 | 2017-08-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Pointing axis estimation device |
| WO2015122349A1 (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-20 | 三菱電機株式会社 | 指向変動計測システム、人工衛星及び指向変動計測方法 |
| JPWO2015122349A1 (ja) * | 2014-02-13 | 2017-03-30 | 三菱電機株式会社 | 指向変動計測システム、人工衛星及び指向変動計測方法 |
| EP3106831A4 (en) * | 2014-02-13 | 2017-11-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Orientation variation measurement system, satellite, and orientation variation measurement method |
| US10054427B2 (en) | 2014-02-13 | 2018-08-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Orientation variation measurement system, satellite, and orientation variation measurement method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |