JPH10281780A - 月・惑星走行車両位置計測システム - Google Patents
月・惑星走行車両位置計測システムInfo
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- JPH10281780A JPH10281780A JP9088157A JP8815797A JPH10281780A JP H10281780 A JPH10281780 A JP H10281780A JP 9088157 A JP9088157 A JP 9088157A JP 8815797 A JP8815797 A JP 8815797A JP H10281780 A JPH10281780 A JP H10281780A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、月・惑星走行車両の走行位置の正
確にして高精度な計測を実現することにある。 【解決手段】月着陸機１０の位置を基準として、周回衛
星１２の周回軌道要素を特定し、月面走行車両１１と周
回衛星１２との距離を検出して、該周回軌道要素と距離
情報及び月面走行車両１１の前回位置に基づいて月面走
行車両１１の周回軌道に対する月面位置を算出する。月
面走行車両１１のピッチ姿勢角及びロール姿勢角を傾斜
計２２で検出し、太陽センサ２１で検出した太陽の方向
角と月軌道要素及び時刻データとに基づいて算出した太
陽の方位角より月面走行車両１１のヨー姿勢角を検出し
て、ピッチ姿勢角、ロール姿勢角及びヨー姿勢角と走行
距離増分とに基づいて月面走行車両１１の３次元経路履
歴を求め、上記周回軌道に対する月面位置に基づいて現
在位置を算出するように構成した。
確にして高精度な計測を実現することにある。 【解決手段】月着陸機１０の位置を基準として、周回衛
星１２の周回軌道要素を特定し、月面走行車両１１と周
回衛星１２との距離を検出して、該周回軌道要素と距離
情報及び月面走行車両１１の前回位置に基づいて月面走
行車両１１の周回軌道に対する月面位置を算出する。月
面走行車両１１のピッチ姿勢角及びロール姿勢角を傾斜
計２２で検出し、太陽センサ２１で検出した太陽の方向
角と月軌道要素及び時刻データとに基づいて算出した太
陽の方位角より月面走行車両１１のヨー姿勢角を検出し
て、ピッチ姿勢角、ロール姿勢角及びヨー姿勢角と走行
距離増分とに基づいて月面走行車両１１の３次元経路履
歴を求め、上記周回軌道に対する月面位置に基づいて現
在位置を算出するように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば月や惑星
上を自由に走行して月・惑星探査や開拓を実行するのに
供する月・惑星走行車両に係り、特に、その走行位置を
検出するのに用いる月・惑星走行車両位置計測システム
に関する。
上を自由に走行して月・惑星探査や開拓を実行するのに
供する月・惑星走行車両に係り、特に、その走行位置を
検出するのに用いる月・惑星走行車両位置計測システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、宇宙開発の分野においては、
月探査機を打ち上げて、この月探査機を月に送り込み、
この月探査機に搭載した月面走行車両を月面に降ろし
て、この月面走行車両で月面を走行して月の土等を採取
したりして、月の研究が進められている。このような月
面走行車両は、遠隔的に走行操作され、その月面上の走
行位置を、追尾受信機情報に基づいて追尾されるアンテ
ナジンバルの方位情報と、監視カメラで取得する地形情
報と、予め用意した月の地形図に基づいて解析すること
により、推定する方法が採られている。
月探査機を打ち上げて、この月探査機を月に送り込み、
この月探査機に搭載した月面走行車両を月面に降ろし
て、この月面走行車両で月面を走行して月の土等を採取
したりして、月の研究が進められている。このような月
面走行車両は、遠隔的に走行操作され、その月面上の走
行位置を、追尾受信機情報に基づいて追尾されるアンテ
ナジンバルの方位情報と、監視カメラで取得する地形情
報と、予め用意した月の地形図に基づいて解析すること
により、推定する方法が採られている。
【０００３】ところが、上記月面走行車両の位置推定方
法では、月面走行車両が月の裏側に走行移動したりする
と、その方位情報の取得が困難となるために、正確な解
析が困難となるという問題を有する。
法では、月面走行車両が月の裏側に走行移動したりする
と、その方位情報の取得が困難となるために、正確な解
析が困難となるという問題を有する。
【０００４】また、これによると、予め月の正確な地形
図を用意しなければ、高精度な走行位置を推定すること
が困難であるうえ、地形図から正確な特徴を推定するこ
とが困難であり、信頼性が劣るという問題を有する。係
る問題は、特に、今後の宇宙開発の分野において、進め
られている月を含む各種の月・惑星探査を行う場合の重
大な課題となっている。
図を用意しなければ、高精度な走行位置を推定すること
が困難であるうえ、地形図から正確な特徴を推定するこ
とが困難であり、信頼性が劣るという問題を有する。係
る問題は、特に、今後の宇宙開発の分野において、進め
られている月を含む各種の月・惑星探査を行う場合の重
大な課題となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の月面走行車両の位置推定方法では、使用態様に制約
があるうえ、信頼性が劣るという問題を有するという問
題がある。この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、構成簡易にして、月・惑星走行車両の走行位置の正
確にして高精度な計測を実現し得るようにした月・惑星
走行車両位置計測システムを提供することを目的とす
る。
来の月面走行車両の位置推定方法では、使用態様に制約
があるうえ、信頼性が劣るという問題を有するという問
題がある。この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、構成簡易にして、月・惑星走行車両の走行位置の正
確にして高精度な計測を実現し得るようにした月・惑星
走行車両位置計測システムを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、月・惑星の
周回軌道を航行して、位置情報及び周回軌道要素を送出
する周回宇宙航行体と、前記月・惑星上に位置が特定さ
れて配備され、前記周回宇宙航行体からの位置情報を受
信して、その時間履歴に基づいて該周回宇宙航行体の軌
道を特定して、前記周回宇宙航行体に周回軌道要素とし
て送信する月・惑星基地局と、前記月・惑星上を走行
し、前記周回宇宙航行体からの位置情報及び周回軌道要
素を受信する月・惑星走行車両と、この月・惑星走行車
両の車輪の回転角を検出して滑り補正を実行し、月・惑
星走行車両の走行距離増分を算出する走行距離算出手段
と、前記月・惑星走行車両の月・惑星面と略平行な直交
する第１及び第２の軸回り姿勢角を検出する傾斜角検出
手段と、前記月・惑星走行車両に対する太陽の方向角を
検出する太陽センサと、月・惑星軌道要素と時刻データ
と前記月・惑星走行車両の前回位置に基づいて太陽方向
の方位角を算出し、前記太陽センサで検出した太陽の方
向に基づいて前記第１及び第２の軸と略直交する第３の
軸回り姿勢角を算出する姿勢角算出手段と、前記走行距
離算出手段で算出した走行距離増分と前記傾斜角検出手
段で検出した第１及び第２の軸回り姿勢角と前記姿勢角
算出手段で算出した第３の軸回り姿勢角とに基づいて前
記月・惑星走行車両の３次元経路履歴を算出する経路履
歴算出手段と、前記月・惑星走行車両と前記周回宇宙航
行体との相互間の距離を算出し、前記周回宇宙航行体か
らの周回軌道要素及び月・惑星走行車両の前回位置とに
基づいて前記月・惑星走行車両の前記周回宇宙航行体の
周回軌道に対する月・惑星面上での位置を検出する位置
検出手段と、前記経路履歴算出手段で算出した３次元経
路履歴を前記位置検出手段で検出した月・惑星位置に基
づいて校正して現在位置を算出する現在位置算出手段と
を備えて月・惑星走行車両位置計測システムを構成した
ものである。
周回軌道を航行して、位置情報及び周回軌道要素を送出
する周回宇宙航行体と、前記月・惑星上に位置が特定さ
れて配備され、前記周回宇宙航行体からの位置情報を受
信して、その時間履歴に基づいて該周回宇宙航行体の軌
道を特定して、前記周回宇宙航行体に周回軌道要素とし
て送信する月・惑星基地局と、前記月・惑星上を走行
し、前記周回宇宙航行体からの位置情報及び周回軌道要
素を受信する月・惑星走行車両と、この月・惑星走行車
両の車輪の回転角を検出して滑り補正を実行し、月・惑
星走行車両の走行距離増分を算出する走行距離算出手段
と、前記月・惑星走行車両の月・惑星面と略平行な直交
する第１及び第２の軸回り姿勢角を検出する傾斜角検出
手段と、前記月・惑星走行車両に対する太陽の方向角を
検出する太陽センサと、月・惑星軌道要素と時刻データ
と前記月・惑星走行車両の前回位置に基づいて太陽方向
の方位角を算出し、前記太陽センサで検出した太陽の方
向に基づいて前記第１及び第２の軸と略直交する第３の
軸回り姿勢角を算出する姿勢角算出手段と、前記走行距
離算出手段で算出した走行距離増分と前記傾斜角検出手
段で検出した第１及び第２の軸回り姿勢角と前記姿勢角
算出手段で算出した第３の軸回り姿勢角とに基づいて前
記月・惑星走行車両の３次元経路履歴を算出する経路履
歴算出手段と、前記月・惑星走行車両と前記周回宇宙航
行体との相互間の距離を算出し、前記周回宇宙航行体か
らの周回軌道要素及び月・惑星走行車両の前回位置とに
基づいて前記月・惑星走行車両の前記周回宇宙航行体の
周回軌道に対する月・惑星面上での位置を検出する位置
検出手段と、前記経路履歴算出手段で算出した３次元経
路履歴を前記位置検出手段で検出した月・惑星位置に基
づいて校正して現在位置を算出する現在位置算出手段と
を備えて月・惑星走行車両位置計測システムを構成した
ものである。
【０００７】上記構成によれば、月・惑星基地局の位置
を基準位置情報として、周回宇宙航行体の位置情報に基
づいて周回軌道要素を特定して、周回宇宙航行体と月・
惑星走行車両との相互間の距離を算出し、周回軌道要素
を周回宇宙航行体を介して月・惑星走行車両に送信する
ことにより、該周回軌道要素と距離情報及び月・惑星走
行車両の前回位置に基づいて月・惑星走行車両の周回軌
道に対する月・惑星面上での位置を算出する。
を基準位置情報として、周回宇宙航行体の位置情報に基
づいて周回軌道要素を特定して、周回宇宙航行体と月・
惑星走行車両との相互間の距離を算出し、周回軌道要素
を周回宇宙航行体を介して月・惑星走行車両に送信する
ことにより、該周回軌道要素と距離情報及び月・惑星走
行車両の前回位置に基づいて月・惑星走行車両の周回軌
道に対する月・惑星面上での位置を算出する。
【０００８】また、傾斜角検出手段で月・惑星走行車両
の第１及び第２の軸回り姿勢角を検出し、太陽センサで
検出した太陽の方向角と月・惑星軌道要素及び時刻デー
タとに基づいて第３の軸回り姿勢角を検出し、この第１
乃至第３の軸回り姿勢角と走行距離増分に基づいて月・
惑星走行車両の３次元経路履歴を求める。そして、月・
惑星走行車両の現在位置は、月・惑星装甲車両の３次元
経路履歴と周回宇宙航行体に対する月・惑星位置に基づ
いて算出される。
の第１及び第２の軸回り姿勢角を検出し、太陽センサで
検出した太陽の方向角と月・惑星軌道要素及び時刻デー
タとに基づいて第３の軸回り姿勢角を検出し、この第１
乃至第３の軸回り姿勢角と走行距離増分に基づいて月・
惑星走行車両の３次元経路履歴を求める。そして、月・
惑星走行車両の現在位置は、月・惑星装甲車両の３次元
経路履歴と周回宇宙航行体に対する月・惑星位置に基づ
いて算出される。
【０００９】従って、月・惑星走行車両の司る走行位置
は、単なる推定でなく、３次元経路履歴に基づいて計測
し、周回宇宙航行体の１周回毎に校正されることによ
り、周回宇宙航行体の１周回に生じる誤差分だけの現在
位置を検出することが可能となり、月・惑星全域に亘っ
て高精度に計測が実現される。
は、単なる推定でなく、３次元経路履歴に基づいて計測
し、周回宇宙航行体の１周回毎に校正されることによ
り、周回宇宙航行体の１周回に生じる誤差分だけの現在
位置を検出することが可能となり、月・惑星全域に亘っ
て高精度に計測が実現される。
【００１０】また、この発明は、月・惑星走行車両と周
回宇宙航行体との距離を周回宇宙航行体の１周回におい
て、該周回宇宙航行体が可視される少なくとも３回以上
距離を算出し、最新の距離情報に基づいて前記月・惑星
走行車両の月・惑星位置を算出するように構成した。上
記構成によれば、発生する誤差が周回宇宙航行体の１周
回における誤差分だけであることにより、信頼性の高い
高精度な位置計測が可能となる。
回宇宙航行体との距離を周回宇宙航行体の１周回におい
て、該周回宇宙航行体が可視される少なくとも３回以上
距離を算出し、最新の距離情報に基づいて前記月・惑星
走行車両の月・惑星位置を算出するように構成した。上
記構成によれば、発生する誤差が周回宇宙航行体の１周
回における誤差分だけであることにより、信頼性の高い
高精度な位置計測が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発
明の一実施の形態に係る月・惑星走行車両位置計測シス
テムの構成を示すもので、月着陸機１０は、宇宙空間を
航行して月・惑星、例えば月面上に着陸する。この月着
陸機１０には、月面を自由に走行する月面走行車両１１
が搭載され、月面に着陸した後、月面走行車両１１を月
面に走行可能に降ろして、例えば月着陸機１０内より月
面走行車両１１遠隔的に走行操作可能に構成される。
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発
明の一実施の形態に係る月・惑星走行車両位置計測シス
テムの構成を示すもので、月着陸機１０は、宇宙空間を
航行して月・惑星、例えば月面上に着陸する。この月着
陸機１０には、月面を自由に走行する月面走行車両１１
が搭載され、月面に着陸した後、月面走行車両１１を月
面に走行可能に降ろして、例えば月着陸機１０内より月
面走行車両１１遠隔的に走行操作可能に構成される。
【００１２】また、月周回軌道には、位置計測用周回衛
星１２が配備される。この周回衛星１２は、位置情報、
例えば周知の距離データ及び時刻データを含むＧＰＳ信
号を上記月着陸機１０及び月面走行車両１１に送信す
る。
星１２が配備される。この周回衛星１２は、位置情報、
例えば周知の距離データ及び時刻データを含むＧＰＳ信
号を上記月着陸機１０及び月面走行車両１１に送信す
る。
【００１３】上記月着陸機１０には、図示しない送受信
機が搭載され、該送受信機で周回衛星１２からの位置情
報を受信し、先ず予め用意した月地形図に基づいて着陸
した基準位置を特定し、この基準位置を基準として、周
回衛星１２からの位置情報の時間履歴により該周回衛星
１２の周回軌道要素を検出して周回衛星１２に出力す
る。
機が搭載され、該送受信機で周回衛星１２からの位置情
報を受信し、先ず予め用意した月地形図に基づいて着陸
した基準位置を特定し、この基準位置を基準として、周
回衛星１２からの位置情報の時間履歴により該周回衛星
１２の周回軌道要素を検出して周回衛星１２に出力す
る。
【００１４】また、上記月面走行車両１０には、図２に
示すように車輪回転角検出センサ２０、太陽センサ２１
及び傾斜計２２が搭載される。このうち車輪回転角検出
センサ１０には、滑り補正部２３が接続される。
示すように車輪回転角検出センサ２０、太陽センサ２１
及び傾斜計２２が搭載される。このうち車輪回転角検出
センサ１０には、滑り補正部２３が接続される。
【００１５】滑り補正部２３は、月面がリゴリス（砂）
に覆われていることで、月面走行車両１１の月面走行に
より、その車輪と月面との間に滑りに基づく走行距離増
分ΔＳ（ｒａｄ）を算出する。この滑り補正部２３に
は、経路算出部２４が接続され、車輪回転角検出センサ
２０で検出される月面走行車両１１の車輪の回転角が入
力されると、車輪の半径をｒ、車輪の回転角度増分をΔ
Θ（ｒａｄ）、車輪と月面との滑り率をαとして、車輪
の走行に伴う月面との間で発生する滑りによる走行距離
増加分をΔＳを ΔＳ＝α×ΔΘ×２πｒ の式に基づいて算出し、経路算出部２４に出力する。但
し、月面走行車両１１の走行に伴う車輪の滑りがない場
合には、ΔＳ＝ΔΘ×２πの式に基づいて算出される。
に覆われていることで、月面走行車両１１の月面走行に
より、その車輪と月面との間に滑りに基づく走行距離増
分ΔＳ（ｒａｄ）を算出する。この滑り補正部２３に
は、経路算出部２４が接続され、車輪回転角検出センサ
２０で検出される月面走行車両１１の車輪の回転角が入
力されると、車輪の半径をｒ、車輪の回転角度増分をΔ
Θ（ｒａｄ）、車輪と月面との滑り率をαとして、車輪
の走行に伴う月面との間で発生する滑りによる走行距離
増加分をΔＳを ΔＳ＝α×ΔΘ×２πｒ の式に基づいて算出し、経路算出部２４に出力する。但
し、月面走行車両１１の走行に伴う車輪の滑りがない場
合には、ΔＳ＝ΔΘ×２πの式に基づいて算出される。
【００１６】また、上記傾斜計２２は、月面走行車両１
１の直交する二軸回りのピッチ及びロール姿勢角を検出
して上記経路算出部２４に出力する。さらに、上記太陽
センサ２１には、加算器２５の一方の入力端が接続さ
れ、月面走行車両１１に対する太陽の方向角を検出して
加算器２５に出力する。この加算器２５の他方の入力端
には、太陽方向算出部２６の出力端が接続される。
１の直交する二軸回りのピッチ及びロール姿勢角を検出
して上記経路算出部２４に出力する。さらに、上記太陽
センサ２１には、加算器２５の一方の入力端が接続さ
れ、月面走行車両１１に対する太陽の方向角を検出して
加算器２５に出力する。この加算器２５の他方の入力端
には、太陽方向算出部２６の出力端が接続される。
【００１７】この太陽方向算出部２６には、その入力端
に月軌道要素及び時刻データが入力され、該月軌道要
素、時刻データ及び月面走行車両の前回位置（後述する
現在位置算出部で算出した前回の現在位置）に基づいて
太陽方向の方位角を算出して加算器２５に出力する。加
算器２５は、太陽方向方位角から太陽センサ２１からの
太陽の方向角を減算して月面走行車両１１の上記第１及
び第２の軸と略直交する第３の軸回りのヨー姿勢角を算
出し、上記経路算出部２４に出力する。
に月軌道要素及び時刻データが入力され、該月軌道要
素、時刻データ及び月面走行車両の前回位置（後述する
現在位置算出部で算出した前回の現在位置）に基づいて
太陽方向の方位角を算出して加算器２５に出力する。加
算器２５は、太陽方向方位角から太陽センサ２１からの
太陽の方向角を減算して月面走行車両１１の上記第１及
び第２の軸と略直交する第３の軸回りのヨー姿勢角を算
出し、上記経路算出部２４に出力する。
【００１８】なお、上記月軌道要素は、例えば地上局等
を介して最新の情報が上記太陽方向算出部に入力され
る。そして、時刻データとしては、例えば月面走行車両
１１に搭載した図示しない時計手段を介して入力され
る。これら月軌道要素及び時刻データとしては、地上局
に限ることなく、他の宇宙航行体から送信されるように
構成してもよい。
を介して最新の情報が上記太陽方向算出部に入力され
る。そして、時刻データとしては、例えば月面走行車両
１１に搭載した図示しない時計手段を介して入力され
る。これら月軌道要素及び時刻データとしては、地上局
に限ることなく、他の宇宙航行体から送信されるように
構成してもよい。
【００１９】また、上記経路算出部２４には、現在位置
算出部２７が接続され、時々刻々の月面走行車両１１の
進行方向ベクトル（ピッチ、ヨー）に走行距離増分ΔＳ
をかけて算出した値を積分して、上記前回位置に基づい
て月面走行車両１１の３次元経路履歴Ｓを算出し（図３
参照）、この３次元経路履歴Ｓを現在位置算出部２７の
一方の入力端に出力する。
算出部２７が接続され、時々刻々の月面走行車両１１の
進行方向ベクトル（ピッチ、ヨー）に走行距離増分ΔＳ
をかけて算出した値を積分して、上記前回位置に基づい
て月面走行車両１１の３次元経路履歴Ｓを算出し（図３
参照）、この３次元経路履歴Ｓを現在位置算出部２７の
一方の入力端に出力する。
【００２０】現在位置算出部２７には、月面位置算出部
２８の出力端が接続され、一定の周期で月面走行車両１
１の周回軌道に対する月面位置情報が入力される。これ
により、現在位置算出部２８は、３次元経路履歴Ｓと月
面走行車両１１の周回軌道に対する月面位置情報とに基
づいて月面走行車両１１の月面における現在位置を算出
する。
２８の出力端が接続され、一定の周期で月面走行車両１
１の周回軌道に対する月面位置情報が入力される。これ
により、現在位置算出部２８は、３次元経路履歴Ｓと月
面走行車両１１の周回軌道に対する月面位置情報とに基
づいて月面走行車両１１の月面における現在位置を算出
する。
【００２１】上記月面位置算出部２８には、距離検出部
２９の出力端が接続される。距離検出部２９は、周回衛
星１２から位置情報を受信して周回衛星１２と月面走行
車両１１との距離を算出して月面位置算出部２８に出力
する。月面位置算出部２８には、周回衛星１２からの周
回軌道要素が入力され、該周回軌道要素と周回衛星１２
との間の距離情報、及び前回位置に基づいて月面走行車
両１１の周回軌道に対する月面位置を算出して、現在位
置算出部２７に出力する。
２９の出力端が接続される。距離検出部２９は、周回衛
星１２から位置情報を受信して周回衛星１２と月面走行
車両１１との距離を算出して月面位置算出部２８に出力
する。月面位置算出部２８には、周回衛星１２からの周
回軌道要素が入力され、該周回軌道要素と周回衛星１２
との間の距離情報、及び前回位置に基づいて月面走行車
両１１の周回軌道に対する月面位置を算出して、現在位
置算出部２７に出力する。
【００２２】上記距離検出部２９は、周回衛星１２の１
周回毎において、月面走行車両１１で可視可能な範囲で
３回以上、距離を検出して月面位置検出部２８に出力す
る。この月面位置検出部２８は、距離情報が入力される
度毎に、入力された最新の距離情報に基づいて月面走行
車両１１の周回軌道に対する月面位置を算出し、最新の
月面位置データを現在位置算出部２７に出力する。
周回毎において、月面走行車両１１で可視可能な範囲で
３回以上、距離を検出して月面位置検出部２８に出力す
る。この月面位置検出部２８は、距離情報が入力される
度毎に、入力された最新の距離情報に基づいて月面走行
車両１１の周回軌道に対する月面位置を算出し、最新の
月面位置データを現在位置算出部２７に出力する。
【００２３】なお、上記周回衛星１２の周回軌道要素
は、上記月着陸機１０と周回衛星１２との間の距離情報
に基づいて最新のデータに補正／更新される。上記周回
衛星１２からの位置情報としては、周知のＧＰＳ信号で
なくともよく、例えば周回衛星１２から電波を送信し
て、その電波を受信して相互間の距離を算出する距離検
出部２９を構成するようにしてもよい。また、距離検出
部２９としては、月面走行車両１０から周回衛星１２に
送信して、その反射波を受信して、相互間の距離を検出
するように構成してもよい。
は、上記月着陸機１０と周回衛星１２との間の距離情報
に基づいて最新のデータに補正／更新される。上記周回
衛星１２からの位置情報としては、周知のＧＰＳ信号で
なくともよく、例えば周回衛星１２から電波を送信し
て、その電波を受信して相互間の距離を算出する距離検
出部２９を構成するようにしてもよい。また、距離検出
部２９としては、月面走行車両１０から周回衛星１２に
送信して、その反射波を受信して、相互間の距離を検出
するように構成してもよい。
【００２４】上記構成により、月面走行車両１１は、月
面を走行すると、その走行位置毎に上述したように周回
衛星１２からの位置情報に基づいて距離検出部２９で距
離を算出して月面位置検出部２８に出力する。月面位置
算出部２８は、距離情報と周回軌道要素と前回位置に基
づいて周回衛星１２に対する月面走行車両１１の月面位
置を算出し、現在位置検出部２７に出力する。
面を走行すると、その走行位置毎に上述したように周回
衛星１２からの位置情報に基づいて距離検出部２９で距
離を算出して月面位置検出部２８に出力する。月面位置
算出部２８は、距離情報と周回軌道要素と前回位置に基
づいて周回衛星１２に対する月面走行車両１１の月面位
置を算出し、現在位置検出部２７に出力する。
【００２５】同時に、車輪回転角検出部２０は、車輪の
回転角を検出して滑り補正部２３に出力する。滑り補正
部２３は、入力した車輪の回転角情報に基づいて上述し
たように ΔＳ＝α×ΔΘ×２πｒ の演算を実行して走行距離増分ΔＳを算出して経路算出
部２４に出力する。
回転角を検出して滑り補正部２３に出力する。滑り補正
部２３は、入力した車輪の回転角情報に基づいて上述し
たように ΔＳ＝α×ΔΘ×２πｒ の演算を実行して走行距離増分ΔＳを算出して経路算出
部２４に出力する。
【００２６】また、傾斜計２２は、月面走行車両１１の
ピッチ姿勢角及びロール姿勢角を検出して上記経路算出
部２４に出力する。さらに、太陽センサ２１は、太陽の
方向角を検出して加算器２５に出力する。加算器２５に
は、太陽方向算出部２６で算出される太陽の方位角情報
が入力され、この太陽の方位角と方向角を減算処理して
月面走行車両１１のヨー姿勢角を算出し、経路算出部２
４に出力する。
ピッチ姿勢角及びロール姿勢角を検出して上記経路算出
部２４に出力する。さらに、太陽センサ２１は、太陽の
方向角を検出して加算器２５に出力する。加算器２５に
は、太陽方向算出部２６で算出される太陽の方位角情報
が入力され、この太陽の方位角と方向角を減算処理して
月面走行車両１１のヨー姿勢角を算出し、経路算出部２
４に出力する。
【００２７】ここで、上記経路算出部２４は、入力した
走行距離増分ΔＳ、ピッチ及びロール姿勢角情報、ヨー
姿勢角情報と前回位置に基づいて３次元経路履歴Ｓを算
出し、現在位置算出部２７に出力する。現在位置算出部
２７は、入力した３次元経路履歴Ｓと月面走行車両１１
の周回軌道に対する月面位置に基づいて月面走行車両１
１の月面上における現在位置を算出する。
走行距離増分ΔＳ、ピッチ及びロール姿勢角情報、ヨー
姿勢角情報と前回位置に基づいて３次元経路履歴Ｓを算
出し、現在位置算出部２７に出力する。現在位置算出部
２７は、入力した３次元経路履歴Ｓと月面走行車両１１
の周回軌道に対する月面位置に基づいて月面走行車両１
１の月面上における現在位置を算出する。
【００２８】このように、上記月・惑星走行車両位置計
測システムは、月着陸機１０の位置を基として、周回衛
星１２の位置情報に基づいて周回軌道要素を特定すると
共に、月面走行車両１１で周回衛星１２との距離を検出
し、その周回軌道要素と距離情報及び月面走行車両１１
の前回位置に基づいて月面走行車両１１の周回軌道に対
する月面位置を算出する。同時に、月面走行車両１１の
ピッチ姿勢角及びロール姿勢角を傾斜計２２で検出し、
太陽センサ２１で検出した太陽の方向角と月軌道要素及
び時刻データとに基づいて算出した太陽の方位角により
月面走行車両１１のヨー姿勢角を検出して、このピッチ
姿勢角、ロール姿勢角及びヨー姿勢角と上記走行距離増
分とに基づいて月面走行車両１１の３次元経路履歴を求
め、上記月面走行車両１１の周回軌道に対する月面位置
に基づいて月面上の現在位置を算出するように構成し
た。
測システムは、月着陸機１０の位置を基として、周回衛
星１２の位置情報に基づいて周回軌道要素を特定すると
共に、月面走行車両１１で周回衛星１２との距離を検出
し、その周回軌道要素と距離情報及び月面走行車両１１
の前回位置に基づいて月面走行車両１１の周回軌道に対
する月面位置を算出する。同時に、月面走行車両１１の
ピッチ姿勢角及びロール姿勢角を傾斜計２２で検出し、
太陽センサ２１で検出した太陽の方向角と月軌道要素及
び時刻データとに基づいて算出した太陽の方位角により
月面走行車両１１のヨー姿勢角を検出して、このピッチ
姿勢角、ロール姿勢角及びヨー姿勢角と上記走行距離増
分とに基づいて月面走行車両１１の３次元経路履歴を求
め、上記月面走行車両１１の周回軌道に対する月面位置
に基づいて月面上の現在位置を算出するように構成し
た。
【００２９】これによれば、月面走行車両１１の司る走
行位置は、単なる推定でなく、３次元経路履歴に基づい
て計測して、周回衛星１２の１周回毎に校正されること
により、多くとも周回衛星１２の１周回の時間に生じる
計測誤差分だけの誤差を含む現在位置を検出することが
可能となるために、月面全域に亘って信頼性の高い高精
度に位置計測が実現される。
行位置は、単なる推定でなく、３次元経路履歴に基づい
て計測して、周回衛星１２の１周回毎に校正されること
により、多くとも周回衛星１２の１周回の時間に生じる
計測誤差分だけの誤差を含む現在位置を検出することが
可能となるために、月面全域に亘って信頼性の高い高精
度に位置計測が実現される。
【００３０】従って、今後の宇宙開発の分野における月
探査や開拓の促進に寄与することが可能となる。なお、
上記実施の形態では、月着陸機１０を月・惑星基地局と
して構成した場合で説明したが、これに限ることなく、
月面に固定配置した固定局を月・惑星基地局として用い
て構成することも可能である。
探査や開拓の促進に寄与することが可能となる。なお、
上記実施の形態では、月着陸機１０を月・惑星基地局と
して構成した場合で説明したが、これに限ることなく、
月面に固定配置した固定局を月・惑星基地局として用い
て構成することも可能である。
【００３１】また、上記実施の形態では、周回衛星１２
を１台配備するように構成した場合で説明したが、これ
に限ることなく、複数台配備するように構成することも
可能である。この場合には、月面走行車両１１から周回
衛星１２を可視する範囲が多くなることで、さらに計測
精度の向上が図れることが期待される。
を１台配備するように構成した場合で説明したが、これ
に限ることなく、複数台配備するように構成することも
可能である。この場合には、月面走行車両１１から周回
衛星１２を可視する範囲が多くなることで、さらに計測
精度の向上が図れることが期待される。
【００３２】さらに、上記実施の形態では、月面走行車
両１１の走行位置を計測するように構成した場合で説明
したが、これに限ることなく、他の月・惑星上を走行す
る月・惑星走行車両の走行位置を計測するように構成す
ることも可能である。よって、この発明は、上記実施の
形態に限ることなく、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。
両１１の走行位置を計測するように構成した場合で説明
したが、これに限ることなく、他の月・惑星上を走行す
る月・惑星走行車両の走行位置を計測するように構成す
ることも可能である。よって、この発明は、上記実施の
形態に限ることなく、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。
【００３３】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、月・惑星走行車両の走行位置の正
確にして高精度な計測を実現し得るようにした月・惑星
走行車両位置計測システムを提供することができる。
ば、構成簡易にして、月・惑星走行車両の走行位置の正
確にして高精度な計測を実現し得るようにした月・惑星
走行車両位置計測システムを提供することができる。
【図１】この発明の一実施の形態に係る月・惑星走行車
両位置計測システムの概略構成を説明するために示した
図。
両位置計測システムの概略構成を説明するために示した
図。
【図２】図１の月面走行車両の位置計測系を示した図。
【図３】図２の経路算出部の算出の概念を示した図。
１０…月着陸機。 １１…月面走行車両。 １２…周回衛星。 ２０…車輪回転角検出センサ。 ２１…太陽センサ。 ２２…傾斜計。 ２３…滑り補正部。 ２４…経路算出部。 ２５…加算器。 ２６…太陽方向算出部。 ２７…現在位置算出部。 ２８…月面位置算出部。 ２９…距離検出部。
Claims (6)
- 【請求項１】 月・惑星の周回軌道を航行して、位置情
報及び周回軌道要素を送出する周回宇宙航行体と、 前記月・惑星上に位置が特定されて配備され、前記周回
宇宙航行体からの位置情報を受信して、その時間履歴に
基づいて該周回宇宙航行体の軌道を特定して、前記周回
宇宙航行体に周回軌道要素として送信する月・惑星基地
局と、 前記月・惑星上を走行し、前記周回宇宙航行体からの位
置情報及び周回軌道要素を受信する月・惑星走行車両
と、 この月・惑星走行車両の車輪の回転角を検出して滑り補
正を実行し、月・惑星走行車両の走行距離増分を算出す
る走行距離算出手段と、 前記月・惑星走行車両の月・惑星面と略平行な直交する
第１及び第２の軸回り姿勢角を検出する傾斜角検出手段
と、 前記月・惑星走行車両に対する太陽の方向角を検出する
太陽センサと、 月・惑星軌道要素と時刻データと前記月・惑星走行車両
の前回位置に基づいて太陽方向の方位角を算出し、前記
太陽センサで検出した太陽の方向に基づいて前記第１及
び第２の軸と略直交する第３の軸回り姿勢角を算出する
姿勢角算出手段と、 前記走行距離算出手段で算出した走行距離増分と前記傾
斜角検出手段で検出した第１及び第２の軸回り姿勢角と
前記姿勢角算出手段で算出した第３の軸回り姿勢角とに
基づいて前記月・惑星走行車両の３次元経路履歴を算出
する経路履歴算出手段と、 前記月・惑星走行車両と前記周回宇宙航行体との相互間
の距離を算出し、前記周回宇宙航行体からの周回軌道要
素及び月・惑星走行車両の前回位置とに基づいて前記月
・惑星走行車両の前記周回宇宙航行体の周回軌道に対す
る月・惑星面上での位置を検出する位置検出手段と、 前記経路履歴算出手段で算出した３次元経路履歴を前記
位置検出手段で検出した月・惑星位置に基づいて校正し
て現在位置を算出する現在位置算出手段とを具備したこ
とを月・惑星走行車両位置計測システム。 - 【請求項２】 前記位置検出手段は、月・惑星走行車両
と周回宇宙航行体との距離を周回宇宙航行体の１周回に
おいて、該周回宇宙航行体が可視される少なくとも３回
以上距離を算出し、この距離情報に基づいて前記月・惑
星走行車両の月・惑星位置を算出することを特徴とする
請求項１記載の月・惑星走行車両位置計測システム。 - 【請求項３】 前記位置検出手段は、電波によるシンジ
ングシステムを有し、レンジングシステムで距離を測距
することを特徴とする請求項１又は２記載の月・惑星走
行車両位置計測システム。 - 【請求項４】 前記周回宇宙航行体は、月・惑星の周回
軌道に複数配備されることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか記載の月・惑星走行車両位置計測システム。 - 【請求項５】 前記月・惑星基地局は、前記月・惑星走
行車両を月・惑星上に輸送する月・惑星着陸機であるこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の月・惑
星走行車両位置計測システム。 - 【請求項６】 前記月・惑星は、月であることを特徴と
する請求項１乃至５のいずれか記載の月・惑星走行車両
位置計測システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088157A JPH10281780A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 月・惑星走行車両位置計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9088157A JPH10281780A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 月・惑星走行車両位置計測システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10281780A true JPH10281780A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=13935098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9088157A Pending JPH10281780A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 月・惑星走行車両位置計測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10281780A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012167940A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Kokusai Kogyo Co Ltd | 移動体姿勢の決定方法、移動体姿勢の決定プログラム、及び移動体姿勢の決定装置 |
| CN103803101A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-05-21 | 中国北方车辆研究所 | 一种星球车运动控制方法及一种星球车移动系统宽度的确定方法 |
| CN104464015A (zh) * | 2014-10-08 | 2015-03-25 | 中国科学院国家天文台 | 遥测数据驱动的月球探测器实时监视系统和方法 |
| CN107632616A (zh) * | 2017-09-05 | 2018-01-26 | 华中科技大学 | 一种基于三维空间曲线的无人机协同路径规划方法 |
| KR20180090530A (ko) * | 2017-02-03 | 2018-08-13 | 한국항공우주연구원 | 달 탐사용 위성 측위 시스템 수신기의 미약 신호 처리 기법 |
| CN112394381A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-02-23 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 基于球卫星的全自主月面导航和数据通信方法 |
| CN112722326A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-04-30 | 南京航空航天大学 | 一种新型行星表面着陆巡视一体探测车 |
| CN113104234A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-07-13 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种实现月面钻取表取采样的着陆器 |
| CN115540878A (zh) * | 2022-09-27 | 2022-12-30 | 北京航天飞行控制中心 | 月面行驶导航方法、装置、电子设备及存储介质 |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP9088157A patent/JPH10281780A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012167940A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Kokusai Kogyo Co Ltd | 移動体姿勢の決定方法、移動体姿勢の決定プログラム、及び移動体姿勢の決定装置 |
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| CN107632616B (zh) * | 2017-09-05 | 2019-08-09 | 华中科技大学 | 一种基于三维空间曲线的无人机协同路径规划方法 |
| CN112394381A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-02-23 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 基于球卫星的全自主月面导航和数据通信方法 |
| CN112722326A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-04-30 | 南京航空航天大学 | 一种新型行星表面着陆巡视一体探测车 |
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