JPH07208979A - スタ―センサ - Google Patents
スタ―センサInfo
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- JPH07208979A JPH07208979A JP6001580A JP158094A JPH07208979A JP H07208979 A JPH07208979 A JP H07208979A JP 6001580 A JP6001580 A JP 6001580A JP 158094 A JP158094 A JP 158094A JP H07208979 A JPH07208979 A JP H07208979A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- star
- photodetector
- star sensor
- lens unit
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/785—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system
- G01S3/786—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system the desired condition being maintained automatically
- G01S3/7867—Star trackers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、小形・軽量化にして、省電力化を
図り得、かつ、環境温度と無関係に高精度な測定を実現
することにある。 【構成】光検出器１３を熱膨脹率の異なる第１及び第２
の支持具１１，１２を介在してレンズ部１０に配設する
ように構成して、環境感度が変化した場合においても初
期の配置距離が確保し得るようにして、所期の目的を達
成したものである。
図り得、かつ、環境温度と無関係に高精度な測定を実現
することにある。 【構成】光検出器１３を熱膨脹率の異なる第１及び第２
の支持具１１，１２を介在してレンズ部１０に配設する
ように構成して、環境感度が変化した場合においても初
期の配置距離が確保し得るようにして、所期の目的を達
成したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、星の方向を
検出して人工衛星の姿勢を検知するのに用いられるスタ
―センサに関する。
検出して人工衛星の姿勢を検知するのに用いられるスタ
―センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、スタ―センサは図２に示すよう
に、レンズ部１の光軸Ａ上の焦点面上に対して光検出器
２が配置され、このレンズ部１を通して星２の光が光検
出器３に集光されて星像２ａが撮像される。これによ
り、光検出器３は星像２ａの位置を検出し、その位置検
出信号を信号処理回路４に出力する。この信号処理回路
４は位置検出信号からレンズ部１の光軸Ａに対する星２
の角度位置を求めて、該星２の方向を検出し、図示しな
い演算部に出力する。ここに、演算部は星２の方向から
スタ―センサの搭載された衛星の姿勢を算出する。
に、レンズ部１の光軸Ａ上の焦点面上に対して光検出器
２が配置され、このレンズ部１を通して星２の光が光検
出器３に集光されて星像２ａが撮像される。これによ
り、光検出器３は星像２ａの位置を検出し、その位置検
出信号を信号処理回路４に出力する。この信号処理回路
４は位置検出信号からレンズ部１の光軸Ａに対する星２
の角度位置を求めて、該星２の方向を検出し、図示しな
い演算部に出力する。ここに、演算部は星２の方向から
スタ―センサの搭載された衛星の姿勢を算出する。
【０００３】図３はこのような従来のスタ―センサを示
すもので、レンズ部１には複数の単レンズ１ａが鏡筒１
ｂを用いて所定の間隔を有して配設される。そして、こ
のレンズ部１の基部には有底筒状の支持部材５が配設さ
れ、この支持部材５の底面における焦点面上には上記光
検出器３が配設される。
すもので、レンズ部１には複数の単レンズ１ａが鏡筒１
ｂを用いて所定の間隔を有して配設される。そして、こ
のレンズ部１の基部には有底筒状の支持部材５が配設さ
れ、この支持部材５の底面における焦点面上には上記光
検出器３が配設される。
【０００４】ところが、上記スタ―センサでは、宇宙空
間の如き寒暖の差の激しいと、支持部材５が熱変形した
り、単レンズ１ａの屈折率が変化したり、あるいは鏡筒
１ｂが熱変形したりして、光検出器３とレンズ部１との
配置位置が変化するという問題を有している。
間の如き寒暖の差の激しいと、支持部材５が熱変形した
り、単レンズ１ａの屈折率が変化したり、あるいは鏡筒
１ｂが熱変形したりして、光検出器３とレンズ部１との
配置位置が変化するという問題を有している。
【０００５】そこで、従来は、別体のヒ―タあるいは放
熱板等の温度調整装置を配設して、例えば、±５°Ｃ程
度に温度制御することにより環境温度の変化に対処して
いた。
熱板等の温度調整装置を配設して、例えば、±５°Ｃ程
度に温度制御することにより環境温度の変化に対処して
いた。
【０００６】しかしながら、上記のように温度調整装置
を備えたものでは、その構成部品の増加により、重量が
嵩むと共に、大型となるうえ、消費電力が嵩むという問
題を有していた。
を備えたものでは、その構成部品の増加により、重量が
嵩むと共に、大型となるうえ、消費電力が嵩むという問
題を有していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のスタ―センサでは、温度制御しなければならないた
め、その構成部品が多くなるので、重量が嵩んで、大型
となるうえ、消費電力が嵩むという問題を有していた。
来のスタ―センサでは、温度制御しなければならないた
め、その構成部品が多くなるので、重量が嵩んで、大型
となるうえ、消費電力が嵩むという問題を有していた。
【０００８】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、小形・軽量化にして、省電力化を図り得、かつ、
環境温度と無関係に高精度な測定を実現し得るようにし
たスタ―センサを提供することを目的とする。
ので、小形・軽量化にして、省電力化を図り得、かつ、
環境温度と無関係に高精度な測定を実現し得るようにし
たスタ―センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、星の光を集
光して星像を焦点面に撮像するレンズ部と、このレンズ
部の焦点面に対応して前記星像の位置を検出する光検出
器を配置してなるもので、熱膨脹率の異なる２種類以上
の材料を組合わせた支持部材とを備えてスタ―センサを
構成したものであ。
光して星像を焦点面に撮像するレンズ部と、このレンズ
部の焦点面に対応して前記星像の位置を検出する光検出
器を配置してなるもので、熱膨脹率の異なる２種類以上
の材料を組合わせた支持部材とを備えてスタ―センサを
構成したものであ。
【００１０】
【作用】上記構成によれば、支持部材は、環境温度の変
化にともなって、熱膨脹係数の異なる２種類以上の材料
がそれぞれ熱変形するが、その変形量が互いに打消され
て実質的な変形量がない。従って、光検出器は、環境温
度の変化と無関係にレンズ部の焦点面に対応して位置決
めされた状態が保持される。これにより、従来のように
温度調整装置を備えることがなくなり、可及的に小形・
軽量化の確保が実現できる。
化にともなって、熱膨脹係数の異なる２種類以上の材料
がそれぞれ熱変形するが、その変形量が互いに打消され
て実質的な変形量がない。従って、光検出器は、環境温
度の変化と無関係にレンズ部の焦点面に対応して位置決
めされた状態が保持される。これにより、従来のように
温度調整装置を備えることがなくなり、可及的に小形・
軽量化の確保が実現できる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係
るスタ―センサを示すもので、図中１０は鏡筒１０ａ内
に複数の単レンズ１０ｂを配設してなるレンズ部であ
る。このレンズ部１０の基部には例えば、長さ寸法Ｌ1
で、線膨脹率α1 を有した金属材料で筒状に形成した第
１の支持具１１の一端部が取着され、この第１の支持具
１１内には長さ寸法Ｌ2 で線膨脹率α2 を有した金属材
料で有底筒状に形成した第２の支持具１２が組合わせ配
設される。そして、この第２の支持具１２の底面部にお
けるレンズ部１０の焦点面上には光検出器１３が配設さ
れる。
照して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例に係
るスタ―センサを示すもので、図中１０は鏡筒１０ａ内
に複数の単レンズ１０ｂを配設してなるレンズ部であ
る。このレンズ部１０の基部には例えば、長さ寸法Ｌ1
で、線膨脹率α1 を有した金属材料で筒状に形成した第
１の支持具１１の一端部が取着され、この第１の支持具
１１内には長さ寸法Ｌ2 で線膨脹率α2 を有した金属材
料で有底筒状に形成した第２の支持具１２が組合わせ配
設される。そして、この第２の支持具１２の底面部にお
けるレンズ部１０の焦点面上には光検出器１３が配設さ
れる。
【００１２】ここで、上記第１及び第２の支持具１１，
１２の線膨脹率α1 ，α2 及び、その長さ寸法Ｌ1 ，Ｌ
2 は、レンズ部１０の焦点距離をｆすると、環境温度が
温度Ｔ（°Ｃ）に変化した場合、その温度変化にともな
って、その焦点距離が ｆ＋Δｆ・Ｔ …(1) に変化する。一方、光検出器１３の変位は、第１及び第
２の支持具１１，１２がそれぞれ変化して Ｌ1 （１＋α1 ・Ｔ）−Ｌ2 （１＋α2 ・Ｔ） …(2) に変化する。そして、これら(1) ，(2) 式より ｆ＝Ｌ1 −Ｌ2 …(3) Δｆ＝Ｌ1 α1 −Ｌ2 α2 …(4) の式が成立するように、第１及び第２の支持具１１，１
２の線膨脹率α1 ，α2及び、その長さ寸法Ｌ1 ，Ｌ2
が設定される。
１２の線膨脹率α1 ，α2 及び、その長さ寸法Ｌ1 ，Ｌ
2 は、レンズ部１０の焦点距離をｆすると、環境温度が
温度Ｔ（°Ｃ）に変化した場合、その温度変化にともな
って、その焦点距離が ｆ＋Δｆ・Ｔ …(1) に変化する。一方、光検出器１３の変位は、第１及び第
２の支持具１１，１２がそれぞれ変化して Ｌ1 （１＋α1 ・Ｔ）−Ｌ2 （１＋α2 ・Ｔ） …(2) に変化する。そして、これら(1) ，(2) 式より ｆ＝Ｌ1 −Ｌ2 …(3) Δｆ＝Ｌ1 α1 −Ｌ2 α2 …(4) の式が成立するように、第１及び第２の支持具１１，１
２の線膨脹率α1 ，α2及び、その長さ寸法Ｌ1 ，Ｌ2
が設定される。
【００１３】例えば、焦点距離ｆが９．４５ｍｍで、
０．５μｍ／°Ｃ温度変化するレンズ部１０に対して光
検出器１３を配設する場合、第１の支持具１１を線膨脹
率２３．９×１０（／°Ｃ）のアルミニュウム、第２の
支持具１２を線膨脹率８．５×１０のチタンで形成する
と、上記(3) ，(4) 式よりＬ1 が２７．２５ｍｍ，Ｌ2
が１７．８０ｍｍに設定される。
０．５μｍ／°Ｃ温度変化するレンズ部１０に対して光
検出器１３を配設する場合、第１の支持具１１を線膨脹
率２３．９×１０（／°Ｃ）のアルミニュウム、第２の
支持具１２を線膨脹率８．５×１０のチタンで形成する
と、上記(3) ，(4) 式よりＬ1 が２７．２５ｍｍ，Ｌ2
が１７．８０ｍｍに設定される。
【００１４】上記構成により、レンズ部１０と光検出器
１３の位置関係は、環境温度が変化した場合、その第１
及び第２の支持具１１，１２の長さ寸法Ｌ1 ，Ｌ2 が熱
変形しても、上述したように変位量Δｆが実質的に変化
しないことで、焦点距離ｆが保たれる。
１３の位置関係は、環境温度が変化した場合、その第１
及び第２の支持具１１，１２の長さ寸法Ｌ1 ，Ｌ2 が熱
変形しても、上述したように変位量Δｆが実質的に変化
しないことで、焦点距離ｆが保たれる。
【００１５】このように、上記スタ―センサは光検出器
１３を熱膨脹率の異なる第１及び第２の支持具１１，１
２を介在してレンズ部１０に配設するように構成したこ
とにより、環境感度が変化した場合においても初期の配
置距離が確保されるため、高精度な測定が実現できる。
また、これによれば、従来のように温度調整装置を備え
ることがなくなることにより、可及的に小形・軽量化が
図れたうえ、省電力化が図れる。
１３を熱膨脹率の異なる第１及び第２の支持具１１，１
２を介在してレンズ部１０に配設するように構成したこ
とにより、環境感度が変化した場合においても初期の配
置距離が確保されるため、高精度な測定が実現できる。
また、これによれば、従来のように温度調整装置を備え
ることがなくなることにより、可及的に小形・軽量化が
図れたうえ、省電力化が図れる。
【００１６】なお、上記実施例では、光検出器１３を異
なった熱膨脹率を有する第１及び第２の支持具１１，１
２で支持するように構成したが、これに限ることなく、
異なった熱膨脹率を有した３種類以上の材料を組合わせ
構成することも可能で、同様の効果が期待できる。
なった熱膨脹率を有する第１及び第２の支持具１１，１
２で支持するように構成したが、これに限ることなく、
異なった熱膨脹率を有した３種類以上の材料を組合わせ
構成することも可能で、同様の効果が期待できる。
【００１７】また、上記実施例では、光検出器１３をレ
ンズ部１０の焦点面上に配設した場合で説明したが、こ
れに限ることなく、予め、光検出器１３をレンズ部１０
の焦点面上から所定の距離離間した位置に配設するよう
に構成するスタ―センサにおいても適用可能である。さ
らに、この光検出器１３の配置位置を、予め環境温度に
より所定の変化をするように構成するスタ―センサにお
いても適用可能である。よって、この発明は上記実施例
に限ることなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の変形を実施し得ることは勿論のことであ
る。
ンズ部１０の焦点面上に配設した場合で説明したが、こ
れに限ることなく、予め、光検出器１３をレンズ部１０
の焦点面上から所定の距離離間した位置に配設するよう
に構成するスタ―センサにおいても適用可能である。さ
らに、この光検出器１３の配置位置を、予め環境温度に
より所定の変化をするように構成するスタ―センサにお
いても適用可能である。よって、この発明は上記実施例
に限ることなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の変形を実施し得ることは勿論のことであ
る。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、小形・軽量化にして、省電力化を図り得、かつ、環
境温度と無関係に高精度な測定を実現し得るようにした
スタ―センサを提供することができる。
ば、小形・軽量化にして、省電力化を図り得、かつ、環
境温度と無関係に高精度な測定を実現し得るようにした
スタ―センサを提供することができる。
【図１】この発明の一実施例に係るスタ―センサを示す
断面図。
断面図。
【図２】この発明の適用されるスタ―センサの使用例を
説明するために示した図。
説明するために示した図。
【図３】従来のスタ―センサを示す断面図。
１０…レンズ部。 １０ａ…鏡筒。 １０ｂ…単レンズ。 １１…第１の支持具。 １２…第２の支持具。 １３…光検出器。
Claims (1)
- 【請求項１】 星の光を集光して星像を焦点面に撮像す
るレンズ部と、このレンズ部の焦点面に対応して前記星
像の位置を検出する光検出器を配置してなるもので、熱
膨脹率の異なる２種類以上の材料を組合わせた支持部材
とを具備したことを特徴とするスタ―センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6001580A JP2965844B2 (ja) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | スタ―センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6001580A JP2965844B2 (ja) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | スタ―センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07208979A true JPH07208979A (ja) | 1995-08-11 |
| JP2965844B2 JP2965844B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=11505463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6001580A Expired - Fee Related JP2965844B2 (ja) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | スタ―センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2965844B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102564419A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-07-11 | 北京控制工程研究所 | 一种星敏感器探头组合体 |
| CN103837126A (zh) * | 2012-11-22 | 2014-06-04 | 施浒立 | 以天体位置作为标校基准的三维空间方向角测量装置及方法 |
| RU2541494C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Комбинированная оптико-электронная система |
| CN104443441A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-03-25 | 上海卫星工程研究所 | 轨道转移飞行器星敏感器偏低温独立热控装置 |
| WO2020191572A1 (zh) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 清华大学 | 光变异常的实时高灵敏早期识别方法及装置 |
-
1994
- 1994-01-12 JP JP6001580A patent/JP2965844B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102564419A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-07-11 | 北京控制工程研究所 | 一种星敏感器探头组合体 |
| CN103837126A (zh) * | 2012-11-22 | 2014-06-04 | 施浒立 | 以天体位置作为标校基准的三维空间方向角测量装置及方法 |
| RU2541494C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") | Комбинированная оптико-электронная система |
| CN104443441A (zh) * | 2014-10-31 | 2015-03-25 | 上海卫星工程研究所 | 轨道转移飞行器星敏感器偏低温独立热控装置 |
| WO2020191572A1 (zh) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 清华大学 | 光变异常的实时高灵敏早期识别方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2965844B2 (ja) | 1999-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |