JPH0976999A - 人工衛星システム - Google Patents

人工衛星システム

Info

Publication number
JPH0976999A
JPH0976999A JP7234546A JP23454695A JPH0976999A JP H0976999 A JPH0976999 A JP H0976999A JP 7234546 A JP7234546 A JP 7234546A JP 23454695 A JP23454695 A JP 23454695A JP H0976999 A JPH0976999 A JP H0976999A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
artificial satellite
angle
correction value
satellite system
signal
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.)
Pending
Application number
JP7234546A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Takahashi
文穂 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP7234546A priority Critical patent/JPH0976999A/ja
Publication of JPH0976999A publication Critical patent/JPH0976999A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Navigation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低高度領域から高精度なロール角計測を可能
とし、衛星の軽量化や単純構成化、及び低価格化を実現
する。 【解決手段】 コマンド・データ入力部3は衛星側から
軌道高度データが入力されると、その軌道高度データを
信号処理器4に送出する。信号処理器4はコマンド・デ
ータ入力部3からの軌道高度データを基に1/2tan
θまたは1/tanθを計算する。ディジタル信号処理
部25の姿勢角生成処理機能はアナログ信号処理部23
のコンパレータからの地球パルスとエンコーダ・ディジ
タル部24からの衛星中心基準信号及び1パルス角度増
分信号とから角度データを計算し、これら角度データか
ら算出したロール出力を信号処理器4からの値を基に1
/2tanθ倍または1/tanθ倍してシグナルコン
ディショナ28に渡す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は人工衛星システムに
関し、特に人工衛星システムにおいて人工衛星の姿勢制
御に使用されるミラー振動型地球センサに関する。
【0002】
【従来の技術】ミラー振動型地球センサにおいては、図
2に示すように、振動ミラー51とエンコーダ52と光
学系53とから構成されており、地球ディスクAの瞬時
視野A1からの走査結果(赤外線)を振動ミラー51と
光学系53とを介して図示せぬ赤外線検出器に出力して
いる。
【0003】ここで、地球センサ5は地球ディスクAに
対しては上下2本の走査線(North side s
can,South side scan)で走査を行
っており、2本の走査線各々の走査結果を基に人工衛星
のピッチ各及びロール角を計測している。
【0004】すなわち、地球センサ5では、図3に示す
ように、エンコーダ52のリファレンスパルスの位置
(衛星中心基準)から上記の2本の走査線と地球ディス
クAの地平線との接点(地球エッジ位置)までの角度距
離Lji(j=1,2、i=1,2,3,4)を計測して
いる。
【0005】この計測結果に基づいて姿勢角出力を生成
し、姿勢角出力を基に姿勢誤差がある状態から姿勢誤差
がない状態としている。この時の地球ディスクの状態を
図4に示す。図4において、Rは地球視半径を、rはロ
ール出力を、pはピッチ出力を、θはスキャン緯度を夫
々示している。
【0006】これら図3及び図4を基に、ピッチ出力p
は、 p=1/4・(Lj1−Lj2−Lj3+Lj4) ……(1) という式で生成され、ロール出力rは、 r=[(1−a2 1/2 /8a]・(ΣL2i−ΣL1i) ……(2) という式で生成される。ここで、aはsinθであり、
Σはi=1〜4の総和である。
【0007】上述した地球センサについては、「Dev
elopment of Precision Ear
th Sensor for ETS−VI Sate
llite」(高橋文穂他著、NEC Res.& D
evelop.,No.97,April 1990)
に詳述されている。
【0008】従来のミラー振動型地球センサは、上記の
(1)式及び(2)式のロール/ピッチ角計測論理式に
おいて、静止軌道高度(35786km)から見た東西
方向のスキャン緯度が約27°(tanθ=1/2)ま
たは45°(tanθ=1)となるセンサが実用化され
ている。
【0009】この場合、図2に示す瞬時視野A1は地球
上で赤道面から夫々±3.82°、±6.07°離れた
線上を走査することになるが、このキャント角は光学系
の設計上の制約や信号処理系の簡便さ、及び太陽・月と
の干渉等を総合的に勘案し、現状ではtanθ=1/2
またはtanθ=1のセンサが実用化されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の静止高
度用ミラー振動型地球センサでは、ハードウェア構成上
からtanθ=1/2またはtanθ=1の固定値を採
用している。したがって、衛星がトランスファ高度から
静止高度まで変化するようなトランスファ軌道では、例
えばtanθ=1/2に設定された地球センサでは、 r=(1/4)・(ΣL2i−ΣL1i)・(1/2tanθ) ……(3) という式からロール出力rが計算される。
【0011】但し、 θ=sin-1(3.82/α) ……(4) α=sin-1[R/(R+h)] ……(5) である。
【0012】すなわち、tanθ=1/2に設定された
地球センサでは、静止高度用地球センサで計測された値
の(1/2tanθ)倍が真のロール角計測値となる。
よって、実効的には計測誤差となってしまうため、トラ
ンスファ軌道高度において静止高度用地球センサにより
高精度なロール角計測を行うことができない。
【0013】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、低高度領域から高精度なロール角計測を行うこと
ができ、衛星の軽量化や単純構成化、及び低価格化を実
現することができる人工衛星システムを提供することに
ある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明による人工衛星シ
ステムは、振動ミラーを用いて人工衛星のロール軸及び
ピッチ軸まわりの姿勢角誤差を検出するミラー振動型地
球センサを用いた人工衛星システムであって、前記人工
衛星の高度データを入力する入力手段と、前記入力手段
から入力された前記高度データに対応したロール角の補
正値を計算する計算手段と、前記ミラー振動型地球セン
サからのロール角信号を前記補正値で補正する手段とを
備えている。
【0015】本発明による他の人工衛星システムは、振
動ミラーを用いて人工衛星のロール軸及びピッチ軸まわ
りの姿勢角誤差を検出するミラー振動型地球センサを用
いた人工衛星システムであって、前記人工衛星の高度デ
ータを入力する入力手段と、前記入力手段から入力され
た前記高度データに対応したロール角の補正値を計算す
る計算手段と、前記ミラー振動型地球センサからのロー
ル角信号を前記補正値で補正する手段とを前記ミラー振
動型地球センサに備えている。
【0016】
【発明の実施の形態】まず、本発明の作用について以下
に述べる。
【0017】コマンド・データ入力部に衛星側から入力
された人工衛星の高度データに対応したロール角の補正
値を信号処理器で計算し、この補正値で従来の静止高度
用ミラー振動型地球センサのディジタル信号処理部で生
成されたロール角計測値を補正する。
【0018】これによって、低高度領域から高精度なロ
ール角計測を行うことが可能となり、衛星の軽量化や単
純構成化、及び低価格化が実現可能となる。
【0019】次に、本発明の一実施例について図面を参
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。図において、ミラー振動型地球セン
サ1は従来の静止高度用ミラー振動型地球センサ2と、
コマンド・データ入力部3と、信号処理器4とから構成
されている。
【0020】静止高度用ミラー振動型地球センサ2は振
動機構系21と、赤外光学パッケージ22と、アナログ
信号処理部23と、エンコーダ・ディジタル部24と、
ディジタル信号処理部25と、駆動制御部26と、モー
ド制御部27と、シグナルコンディショナ28とから構
成されている。
【0021】振動機構系21はスキャン機構部と角度エ
ンコーダ部とからなり、スキャン機構部は図示せぬ走査
ミラーを8Hzで振動させ、角度エンコーダ部は走査ミ
ラーが規定角度回転する毎に、1パルス角度増分信号を
出力する。
【0022】赤外光学パッケージ22は赤外光学部と赤
外線検出器とからなり、赤外光学部は振動機構系21を
介して地球から赤外線を入力し、赤外線検出器は赤外光
学部が入力した赤外線を検出してその赤外線を電気信号
に変換する。
【0023】アナログ信号処理部23はアンプ及びコン
パレータからなり、アンプは宇宙→地球→宇宙と瞬時視
野が往復運動する毎に、地球及び宇宙のエッジで約±1
Vのアナログ信号を出力するよう増幅し、コンパレータ
は規定電圧で地球パルスCh.S,Ch.Nを生成す
る。
【0024】エンコーダ・ディジタル部24は振動機構
系21の角度エンコーダ部からの衛星中心基準信号及び
1パルス角度増分信号をディジタル信号に変換してディ
ジタル信号処理部25に出力する。
【0025】ディジタル信号処理部25は姿勢角生成処
理機能とモード切換処理機能とからなる。姿勢角生成処
理機能はアナログ信号処理部23のコンパレータからの
地球パルスCh.S,Ch.Nとエンコーダ・ディジタ
ル部24からの衛星中心基準信号及び1パルス角度増分
信号とから計測ロジックにしたがってロール/ピッチ姿
勢角信号を生成し、モード切換処理機能はモード制御部
27の制御によりNスキャン(North side
scan)及びSスキャン(South side s
can)の切換処理を行う。
【0026】駆動制御部26は振動機構系21のスキャ
ン機構部の駆動制御を行う。すなわち、駆動制御部26
は振動機構系21のスキャン機構部に対する定常モード
振幅(±15°)及び捕捉モード振幅(±25°)の切
換制御と、スタータ制御とを行う。
【0027】モード制御部27は衛星側からのモードコ
マンドに応じてディジタル信号処理部25に対してNス
キャン/Sスキャンモードの切換制御を行うとともに、
駆動制御部26に対して定常モード/捕捉モードの切換
制御を行う。
【0028】シグナルコンディショナ28はディジタル
信号処理部25の姿勢角生成処理機能で生成された姿勢
角データを衛星側とのインタェースに合せた信号にデー
タ変換し、テレメトリ信号、ロール/ピッチ信号、ステ
ータス信号として夫々衛星側に送出する。
【0029】コマンド・データ入力部3は地上からのコ
マンドまたは衛星側から軌道高度データが入力される
と、その軌道高度データを信号処理器4に送出する。信
号処理器4はコマンド・データ入力部3からの軌道高度
データhを基に、上記の(4)式及び(5)式からθを
算出し、その算出結果から1/2tanθまたは1/t
anθを計算し、その値をディジタル信号処理部25及
びシグナルコンディショナ28に渡す。
【0030】ディジタル信号処理部25の姿勢角生成処
理機能はアナログ信号処理部23のコンパレータからの
地球パルスCh.S,Ch.Nと、エンコーダ・ディジ
タル部24からの衛星中心基準信号及び1パルス角度増
分信号とから地球エッジ位置から衛星中心位置までの角
度データ(距離)L11〜L14,L21〜L24を計算し、こ
れら角度データL11〜L14,L21〜L24及び信号処理器
4からの1/2tanθまたは1/tanθを基に、
(3)式から真のロール角計測値を計算する。
【0031】尚、信号処理器4で計算される1/2ta
nθまたは1/tanθの計算結果は必ずしもミラー振
動型地球センサ1内部で処理することが不可欠ではない
ので、ミラー振動型地球センサ1の計測値情報を姿勢制
御系(図示せず)に入力する段階で、姿勢制御系自身が
衛星高度情報を基に算出した1/2tanθまたは1/
tanθの計算結果をミラー振動型地球センサ1からの
ロール角信号に乗ずることで、真のロール角計測値を計
算することも可能である。
【0032】このように、コマンド・データ入力部3に
衛星側から入力された人工衛星の高度データに対応した
ロール角の補正値を信号処理器4で計算し、この補正値
でディジタル信号処理部25で生成されたロール角計測
値を補正することによって、低高度領域(概ね数千k
m)から高精度なロール角計測を行うことができ、衛星
の軽量化や単純構成化、及び低価格化を実現することが
できる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力された人工衛星の高度データに対応したロール角の補
正値を計算し、この補正値でミラー振動型地球センサに
よるロール角計測値を補正することによって、低高度領
域から高精度なロール角計測を行うことができ、衛星の
軽量化や単純構成化、及び低価格化を実現することがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】従来のミラー振動型地球センサの動作原理を示
す図である。
【図3】図2のエンコーダからの計測信号を示す図であ
る。
【図4】従来の姿勢誤差がある時から姿勢誤差がない時
への姿勢制御を説明する図である。
【符号の説明】
1 ミラー振動型地球センサ 2 静止高度用ミラー振動型地球センサ 3 コマンド・データ入力部 4 信号処理器 21 振動機構系 22 赤外光学パッケージ 23 アナログ信号処理部 24 エンコーダ・ディジタル部 25 ディジタル信号処理部 28 シグナルコンディショナ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 振動ミラーを用いて人工衛星のロール軸
    及びピッチ軸まわりの姿勢角誤差を検出するミラー振動
    型地球センサを用いた人工衛星システムであって、前記
    人工衛星の高度データを入力する入力手段と、前記入力
    手段から入力された前記高度データに対応したロール角
    の補正値を計算する計算手段と、前記ミラー振動型地球
    センサからのロール角信号を前記補正値で補正する手段
    とを有することを特徴とする人工衛星システム。
  2. 【請求項2】 前記計算手段は、前記地球上で赤道面か
    ら±3.82°離れた線上を走査する時にスキャン緯度
    θに応じて1/2tanθを補正値として計算するよう
    構成したことを特徴とする請求項1記載の人工衛星シス
    テム。
  3. 【請求項3】 前記計算手段は、前記地球上で赤道面か
    ら±6.07°離れた線上を走査する時にスキャン緯度
    θに応じて1/tanθを補正値として計算するよう構
    成したことを特徴とする請求項1記載の人工衛星システ
    ム。
  4. 【請求項4】 振動ミラーを用いて人工衛星のロール軸
    及びピッチ軸まわりの姿勢角誤差を検出するミラー振動
    型地球センサを用いた人工衛星システムであって、前記
    人工衛星の高度データを入力する入力手段と、前記入力
    手段から入力された前記高度データに対応したロール角
    の補正値を計算する計算手段と、前記ミラー振動型地球
    センサからのロール角信号を前記補正値で補正する手段
    とを前記ミラー振動型地球センサに有することを特徴と
    する人工衛星システム。
  5. 【請求項5】 前記計算手段は、前記地球上で赤道面か
    ら±3.82°離れた線上を走査する時にスキャン緯度
    θに応じて1/2tanθを補正値として計算するよう
    構成したことを特徴とする請求項4記載の人工衛星シス
    テム。
  6. 【請求項6】 前記計算手段は、前記地球上で赤道面か
    ら±6.07°離れた線上を走査する時にスキャン緯度
    θに応じて1/tanθを補正値として計算するよう構
    成したことを特徴とする請求項4記載の人工衛星システ
    ム。
JP7234546A 1995-09-13 1995-09-13 人工衛星システム Pending JPH0976999A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7234546A JPH0976999A (ja) 1995-09-13 1995-09-13 人工衛星システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7234546A JPH0976999A (ja) 1995-09-13 1995-09-13 人工衛星システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0976999A true JPH0976999A (ja) 1997-03-25

Family

ID=16972723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7234546A Pending JPH0976999A (ja) 1995-09-13 1995-09-13 人工衛星システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0976999A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103226019A (zh) * 2013-04-28 2013-07-31 北京控制工程研究所 一种用于双扫描红外地球敏感器的扫描镜组件

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6280200A (ja) * 1985-10-03 1987-04-13 日本電気株式会社 スキヤン型地球センサ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6280200A (ja) * 1985-10-03 1987-04-13 日本電気株式会社 スキヤン型地球センサ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103226019A (zh) * 2013-04-28 2013-07-31 北京控制工程研究所 一种用于双扫描红外地球敏感器的扫描镜组件

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4746085A (en) Method for determining the earth's magnetic field and a satellite's attitude for attitude control
JPH065171B2 (ja) 宇宙船カメラ像整合装置
JP2598820Y2 (ja) カメラ搭載人工衛星のイメージ航法支援装置
US4075701A (en) Method and circuit arrangement for adapting the measuring range of a measuring device operating with delta modulation in a navigation system
US6417798B1 (en) Method and apparatus for position and attitude control of a satellite
US5107434A (en) Three-axis spacecraft attitude control using polar star sensor
JPS62502079A (ja) デュアルスピン衛星用の姿勢制御装置
BG107622A (bg) Следяща система за плоска мобилна антенна система
US5265034A (en) Feedback controlled optics with wavefront compensation
US3992106A (en) Error cancelling scanning optical angle measurement system
US4801202A (en) Method and apparatus for radiometer star sensing
US3370460A (en) Optical-inertial navigation system
JPH0976999A (ja) 人工衛星システム
KR100499810B1 (ko) 별 감지부와 자이로스코프를 결합한 통합 항법 시스템
Ortiz et al. Functional demonstration of accelerometer-assisted beacon tracking
US3701200A (en) Gyroscopic instrument
JPS6280200A (ja) スキヤン型地球センサ
JPH04237038A (ja) 画像撮像動作補正システム
JP3044941B2 (ja) 人工衛星のアンテナ指向方向制御装置
KAMEL et al. GOES IM image motion compensation system
JP2798938B2 (ja) 三軸姿勢制御装置
Kamel et al. Spacecraft camera image registration
Ansari et al. Charge-coupled device imaging system for precision beam steering in laser communications
JPH10244997A (ja) 人工衛星の姿勢制御装置
JPH01237411A (ja) 恒星センサ