JPS6232808B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6232808B2 JPS6232808B2 JP57070917A JP7091782A JPS6232808B2 JP S6232808 B2 JPS6232808 B2 JP S6232808B2 JP 57070917 A JP57070917 A JP 57070917A JP 7091782 A JP7091782 A JP 7091782A JP S6232808 B2 JPS6232808 B2 JP S6232808B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rectangular wave
- velocity
- spacecraft
- wave
- speed
- Prior art date
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- Expired
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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
- G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
- G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
- G01S11/10—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves using Doppler effect
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野の説明〕
本発明は、地球との交信を必要とせずパルサー
として知られる矩形波状電波発生天体を利用して
宇宙船内だけで速度を決定する装置に関する。特
に、アンテナと受信機と速度ベクトル決定装置か
ら構成される速度決定装置に関するものである。
として知られる矩形波状電波発生天体を利用して
宇宙船内だけで速度を決定する装置に関する。特
に、アンテナと受信機と速度ベクトル決定装置か
ら構成される速度決定装置に関するものである。
従来、宇宙船の速度を決定するには主に次のよ
うな手段がとられている。
うな手段がとられている。
宇宙船からの電波を地上の受信装置で受信
し、そのドツプラーシフトを計算して速度を求
める。
し、そのドツプラーシフトを計算して速度を求
める。
宇宙船と地上との電波の伝播時間を計り、そ
の時刻時刻の位置から速度を決定する。
の時刻時刻の位置から速度を決定する。
しかしの手段もの手段も、視線方向速度の
みを検出する手段なので速度ベクトルの全成分を
求めることが困難であり、さらに地球との交信を
必要とする等の欠点がある。
みを検出する手段なので速度ベクトルの全成分を
求めることが困難であり、さらに地球との交信を
必要とする等の欠点がある。
本発明は、この点を改良するもので、現在約
200個程度発見されている矩形波状電波発生天体
（パルサー）からの矩形波状に変調された電波を
宇宙船に搭載した受信装置で受信し、そのドツプ
ラーシフトを検出することによつて、任意の場所
で高精度に宇宙船の速度を決定することができる
宇宙船速度決定装置を提供することを目的とす
る。
200個程度発見されている矩形波状電波発生天体
（パルサー）からの矩形波状に変調された電波を
宇宙船に搭載した受信装置で受信し、そのドツプ
ラーシフトを検出することによつて、任意の場所
で高精度に宇宙船の速度を決定することができる
宇宙船速度決定装置を提供することを目的とす
る。
本発明は、少なくとも３個以上の矩形波状電波
発生天体（パルサー）からの電波を受信し増幅復
調する第一の手段と、この第一の手段から送出さ
れる復調矩形波とあらかじめ記憶されている上記
矩形波状電波発生天体の矩形波の周期と復調矩形
波の周期の差とからドツプラーシフトを検出する
第二の手段と、このドツプラーシフトから上記矩
形波状電波発生天体に対する視線方向速度成分を
検出し、この視線方向速度成分より自己の視線方
向速度ベクトルを算出して自己の速度を検出する
第三の手段とを含むことを特徴とする。
発生天体（パルサー）からの電波を受信し増幅復
調する第一の手段と、この第一の手段から送出さ
れる復調矩形波とあらかじめ記憶されている上記
矩形波状電波発生天体の矩形波の周期と復調矩形
波の周期の差とからドツプラーシフトを検出する
第二の手段と、このドツプラーシフトから上記矩
形波状電波発生天体に対する視線方向速度成分を
検出し、この視線方向速度成分より自己の視線方
向速度ベクトルを算出して自己の速度を検出する
第三の手段とを含むことを特徴とする。
〔実施例による説明〕
本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図は、本発明一実施例の要部ブロツク構成図であ
る。アンテナ１を受信機２に接続し、この出力を
矩形波識別部４に導く。この矩形波識別部４の出
力をドツプラーシフト検出部５に導き、この出力
を相対論による補正部６に導き、この補正部６の
出力を速度成分検出部７に導く。この速度成分検
出部７の出力をデータ蓄積部８に導き、この出力
を速度ベクトル決定部９に導き、この出力を出力
端子１０に導く。
図は、本発明一実施例の要部ブロツク構成図であ
る。アンテナ１を受信機２に接続し、この出力を
矩形波識別部４に導く。この矩形波識別部４の出
力をドツプラーシフト検出部５に導き、この出力
を相対論による補正部６に導き、この補正部６の
出力を速度成分検出部７に導く。この速度成分検
出部７の出力をデータ蓄積部８に導き、この出力
を速度ベクトル決定部９に導き、この出力を出力
端子１０に導く。
また、上記矩形波識別部４およびドツプラーシ
フト検出部５に矩形波データ記憶部１１を接続
し、この矩形波データ記憶部１１の出力を上記受
信機２に導く。
フト検出部５に矩形波データ記憶部１１を接続
し、この矩形波データ記憶部１１の出力を上記受
信機２に導く。
このような回路構成で、矩形波状に変調された
電波がアンテナ１に入力する。アンテナ１で受信
した電波は、まず受信機２で増幅、復調（検波）
される。この際受信周波数帯域は、矩形波データ
記憶部１１に記憶させてある目的天体のスペクト
ルデータｂから電波強度の最も大きい帯域を選択
する。次に、復調された矩形波ａは矩形波識別部
４の内部で目的天体のものだけが識別され、ドツ
プラーシフト検出部５でそれに対してドツプラー
シフトが検出される。この値に対して補正部６で
相対論的に補正された値が求められデータ蓄積部
８に記憶される。その補正値に対して速度成分検
出部９で宇宙船の天体視線方向の速度成分が検出
され、出力端子１０から宇宙船の速度ベクトルが
出力される。
電波がアンテナ１に入力する。アンテナ１で受信
した電波は、まず受信機２で増幅、復調（検波）
される。この際受信周波数帯域は、矩形波データ
記憶部１１に記憶させてある目的天体のスペクト
ルデータｂから電波強度の最も大きい帯域を選択
する。次に、復調された矩形波ａは矩形波識別部
４の内部で目的天体のものだけが識別され、ドツ
プラーシフト検出部５でそれに対してドツプラー
シフトが検出される。この値に対して補正部６で
相対論的に補正された値が求められデータ蓄積部
８に記憶される。その補正値に対して速度成分検
出部９で宇宙船の天体視線方向の速度成分が検出
され、出力端子１０から宇宙船の速度ベクトルが
出力される。
速度検出部９での処理の詳細について以下に述
べる。
べる。
宇宙船内で測定したパルサーのパルス周期をｔ
sとすると、 ｔs＝ｔb＋〓・ｎ／ｃ で表される。但しｔbは太陽系重心を基準とした
座標系で計つたパルス周期で、これは事前に地球
上での観測値から地球の運動による効果を差し引
いて計算した値が矩形データ記憶部１１のROM
に記憶されている。〓は求めようとする宇宙船の
速度ベクトル、ｎは宇宙船からパルサー方向への
単位ベクトルでｃは光速である。速度を求めるに
はｋ個（ｋ≧３）のパルサーについてｔsi（ｉ＝
１，２……，ｋ）を観測し、矩形波データ記憶部
１１のROMに記憶されたパルサー周期ｔbiとの差 Δｔi＝ｔsi−ｔbi を計算し、 が最小になるようにｖを一般に広く使われている
最小二乗法を用いて求める。ここで求められた〓
の絶対値｜〓｜がｃ／３より大きい場合には、相
対論による補正 を観測値ｔsiに乗ずる。（この補正計算は補正部
６で行つて再度繰り返し計算される。） なお、これらドツプラーシフトよりの宇宙船の
視線速度の求め方については宮憲一編著 株式会
社ラテイス 昭和44年６月30日発行 衛星通信工
学 第14頁乃至16頁に記載されている。
sとすると、 ｔs＝ｔb＋〓・ｎ／ｃ で表される。但しｔbは太陽系重心を基準とした
座標系で計つたパルス周期で、これは事前に地球
上での観測値から地球の運動による効果を差し引
いて計算した値が矩形データ記憶部１１のROM
に記憶されている。〓は求めようとする宇宙船の
速度ベクトル、ｎは宇宙船からパルサー方向への
単位ベクトルでｃは光速である。速度を求めるに
はｋ個（ｋ≧３）のパルサーについてｔsi（ｉ＝
１，２……，ｋ）を観測し、矩形波データ記憶部
１１のROMに記憶されたパルサー周期ｔbiとの差 Δｔi＝ｔsi−ｔbi を計算し、 が最小になるようにｖを一般に広く使われている
最小二乗法を用いて求める。ここで求められた〓
の絶対値｜〓｜がｃ／３より大きい場合には、相
対論による補正 を観測値ｔsiに乗ずる。（この補正計算は補正部
６で行つて再度繰り返し計算される。） なお、これらドツプラーシフトよりの宇宙船の
視線速度の求め方については宮憲一編著 株式会
社ラテイス 昭和44年６月30日発行 衛星通信工
学 第14頁乃至16頁に記載されている。
この方法で、３個の天体について速度ベクトル
の視線方向成分を決定すれば理論的には速度ベク
トルが求まる。しかし実用上の装置では、精度の
向上を目的として、10個以上の天体の矩形波デー
タを用い最小二乗法で速度を決定する。
の視線方向成分を決定すれば理論的には速度ベク
トルが求まる。しかし実用上の装置では、精度の
向上を目的として、10個以上の天体の矩形波デー
タを用い最小二乗法で速度を決定する。
以上説明したように本発明によれば、宇宙船内
で独自に速度を計算することができるので、天王
星や海王星などの遠い惑星や太陽系外への飛行が
可能になる。また比較的近い距離の飛行でも従来
の手段よりも高精度な軌道決定ができ、従来の装
置と併用すれば宇宙船の高信頼度軌道決定システ
ムが構成できる等の効果を有する。
で独自に速度を計算することができるので、天王
星や海王星などの遠い惑星や太陽系外への飛行が
可能になる。また比較的近い距離の飛行でも従来
の手段よりも高精度な軌道決定ができ、従来の装
置と併用すれば宇宙船の高信頼度軌道決定システ
ムが構成できる等の効果を有する。
図は本発明一実施例の要部ブロツク構成図。
１……アンテナ、２……受信機、４……矩形波
識別部、５……ドツプラーシフト検出部、６……
補正部、７……速度成分検出部、８……データ蓄
積部、９……速度ベクトル決定部、１０……出力
端子、１１……矩形波データ記憶部。
識別部、５……ドツプラーシフト検出部、６……
補正部、７……速度成分検出部、８……データ蓄
積部、９……速度ベクトル決定部、１０……出力
端子、１１……矩形波データ記憶部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも３個以上の矩形波状電波発生天体
（パルサー）からの電波を受信し増幅復調する第
一の手段と、 この第一の手段から送出される復調矩形波とあ
らかじめ記憶されている上記矩形波状電波発生天
体の矩形波の周期と復調矩形波の周期の差とから
ドツプラーシフトを検出する第二の手段と、 このドツプラーシフトから上記矩形波状電波発
生天体に対する視線方向速度成分を検出し、この
視線方向速度成分より自己の視線方向速度ベクト
ルを算出して自己の速度を検出する第三の手段と を含む宇宙船速度決定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57070917A JPS58186810A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | 宇宙船速度決定装置 |
| US06/488,342 US4647932A (en) | 1982-04-26 | 1983-04-25 | Spacecraft velocity measurement system |
| DE8383302359T DE3373359D1 (en) | 1982-04-26 | 1983-04-26 | Spacecraft velocity measurement system |
| EP83302359A EP0093014B1 (en) | 1982-04-26 | 1983-04-26 | Spacecraft velocity measurement system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57070917A JPS58186810A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | 宇宙船速度決定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58186810A JPS58186810A (ja) | 1983-10-31 |
| JPS6232808B2 true JPS6232808B2 (ja) | 1987-07-16 |
Family
ID=13445329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57070917A Granted JPS58186810A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | 宇宙船速度決定装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4647932A (ja) |
| EP (1) | EP0093014B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58186810A (ja) |
| DE (1) | DE3373359D1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3479835D1 (en) * | 1984-06-08 | 1989-10-26 | Decca Ltd | Position fixing system |
| JPH0634174B2 (ja) * | 1984-12-25 | 1994-05-02 | 中録クリエイシヨン株式会社 | 宇宙音の生成方法及び装置 |
| US5006855A (en) * | 1986-08-20 | 1991-04-09 | The Mitre Corporation | Ranging and processing system for mobile surveillance and data link |
| DE3830467A1 (de) * | 1988-09-08 | 1990-03-15 | Hoechst Ag | Feuchtmittel fuer den offsetdruck |
| AU2927301A (en) * | 2000-01-04 | 2001-07-16 | Johns Hopkins University, The | Method and apparatus for autonomous solar navigation |
| CN113375677B (zh) * | 2021-08-12 | 2021-11-02 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于脉冲星观测的航天器定速方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2770795A (en) * | 1951-03-30 | 1956-11-13 | Raytheon Mfg Co | Acoustic log |
| US3866229A (en) * | 1961-02-02 | 1975-02-11 | Hammack Calvin M | Method and apparatus for automatically determining position-motion state of a moving object |
| US3550002A (en) * | 1969-02-25 | 1970-12-22 | Us Navy | Pulsar communication systems |
| US3605095A (en) * | 1969-10-01 | 1971-09-14 | Robert A Higgins | Device for measuring relative velocities |
| US4263539A (en) * | 1977-10-04 | 1981-04-21 | Zenith Radio Corporation | Automatic antenna positioning apparatus |
| US4445119A (en) * | 1981-04-30 | 1984-04-24 | Raytheon Company | Distributed beam steering computer |
-
1982
- 1982-04-26 JP JP57070917A patent/JPS58186810A/ja active Granted
-
1983
- 1983-04-25 US US06/488,342 patent/US4647932A/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-04-26 DE DE8383302359T patent/DE3373359D1/de not_active Expired
- 1983-04-26 EP EP83302359A patent/EP0093014B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4647932A (en) | 1987-03-03 |
| EP0093014A3 (en) | 1984-12-27 |
| JPS58186810A (ja) | 1983-10-31 |
| EP0093014B1 (en) | 1987-09-02 |
| DE3373359D1 (en) | 1987-10-08 |
| EP0093014A2 (en) | 1983-11-02 |
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