JPS6238879Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば三軸姿勢制御衛星等に搭載さ
れ、衛星のロール、ピツチ姿勢誤差を検出する地
球センサに関する。

周知のように、地球センサはスキヤニングタイ
プとスタテイツクタイプに分類される。第１図ａ
はスキヤニングタイプを示すものであり、地球セ
ンサをダイナミツクに動作させ、その視野１１，
１２が地球１３を横切る時間等によつて衛星の姿
勢誤差情報を得るものである。即ち、センサから
は同図ｂに示す如く視野１１，１２に対して実線
あるいは点線で示す信号が出力され、これらの信
号より衛星の姿勢誤差情報が得られる、しかし、
このようにダイナミツクに地球をスキヤニングす
る機構は複雑であり動作寿命を長くすることが難
しかつた。

一方、第２図はスタテイツクタイプを示すもの
である。この地球センサでは図示せぬレンズによ
つてアパーチヤ（開口部）２１，２２，２３，２
４に地球像（一点破線で示す）を結像させ、この
地球像を前記アパーチヤ２１〜２４にそれぞれ設
けた熱赤外線検出器２５〜２８により検出する。
そして、この検出器２５〜２８の検出出力信号
（図示斜線部に相当する）の差によつて衛星の姿
勢誤差情報を得ている。即ち、検出器２５，２７
の出力信号の差によつてロール情報を得、検出器
２６，２８の出力信号によつてピツチ情報を得て
いる。しかし、この地球センサでは、地球の南極
および北極と赤道附近との熱赤外エネルギーの違
いにより、検出器２５〜２８およびアパーチヤ２
１，２４の幅Ｗを大きくすると検出信号の誤差が
大きくなる。したがつて、この幅Ｗはできるだけ
狭くされるが、幅Ｗが狭い場合は衛星高度が変化
した場合、地球像がアパーチヤ２１〜２４および
検出器２５〜２８の構成する円の直径より大きく
なつたり、小さくなつたりするため、姿勢誤差信
号が得られなくなることがある。よつて、この地
球センサは軌道高度が大きく変化する衛星には適
用することができないものであつた。

この考案は上記事情に基づいてなされたもの
で、その目的とするところは地球像が結像される
基体に複数の素子からなる第１及び第２の直線状
検出素子列を配置し、この素子列によつて得られ
る地球像に対応した信号の幅あるいは位置関係に
より衛星の姿勢誤差情報を得ることによつて、衛
星の高度が変化した場合においても正確に姿勢誤
差を検出することが可能であり、しかも動作寿命
が長く、アースプレゼンス信号（地球センサの視
野内に地球が存在することを示す地球検出信号）
を得ることができる地球センサを提供しようとす
るものである。

以下、この考案の一実施例について図面を参照
して説明する。

第３図、第４図において、３１は基体である。
この基体３１の前方にはレンズ３２が設けられ、
このレンズ３２によつて地球像が基体３１上に結
像される。この基体３１の前面部には例えば衛星
のピツチ軸方向に所定間隔離間し、且つロール軸
に平行に熱赤外線の第１及び第２の直線状検出素
子列として検出素子列３３，３４が設けられ、こ
の検出素子列３３，３４によつて前記地球像が検
出される。この検出出力信号は信号処理回路３５
に供給され、衛星の姿勢誤差に応じた信号が生成
される。即ち、ピツチ軸方向の姿勢誤差は各検出
素子列３３，３４から得られた信号幅すなわち信
号を出力している素子数の差により求められ、ロ
ール軸方向の姿勢誤差は各検出素子列３３，３４
の少なくとも一方より得られた信号の位置関係よ
り求められる。

第５図、第６図は上記地球センサの動作を説明
するものである。衛星の姿勢誤差がゼロである場
合、第５図に示す如く地球像４１は基体３１の中
央部に結像される。したがつて、各検出素子列３
３，３４より出力される０で構成される信号と１
で構成される信号（それぞれ実線および一点破線
で示す）の幅はそれぞれ等く、その位置関係も検
出素子列３３，３４の中央部に対して左右対象と
なる。これに対して、衛星に姿勢誤差がある場
合、第６図に示す如く地球像４１は基体１内を移
動して結像される。したがつて、各検出素子列３
３，３４より出力される０で構成される信号と１
で構成される信号の幅が異なり、また、その位置
関係も検出素子列３３，３４の中央部に対して左
右非対象となる。この信号により前記信号処理回
路３５では姿勢誤差信号が生成され、この信号に
よつて検出素子列３３，３４の出力信号が第５図
に示す如く等しくなるよう衛星の姿勢が制御され
る。

尚、検出素子列３３，３４はそれぞれ順に各素
子をスキヤニングして第４図、第５図に示すよう
な信号の幅および位置を時間関数として得ること
も可能であり、さらに、各検出素子列３３，３４
の出力信号をハイ、ローのビツトパターンとして
処理することも可能である。

上記構成によれば、基体３１に平行して検出素
子列３３，３４を設け、この検出素子列３３，３
４によつて地球像を検出することによつて衛星の
姿勢誤差を求めている。したがつて、従来のスタ
テイツクタイプ地球センサに比べて地球像の検出
範囲が広いため、衛星の高度が変化した場合にお
いても十分な姿勢誤差検出を行なうことが可能で
ある。

また、機械的にセンサを駆動しないため、従来
のスキヤニングタイプ地球センサに比べて動作寿
命を長くすることが可能である。

さらに、第７図はアースプレゼンス信号（地球
検出信号）を生成する回路である。即ち、各検出
素子列３３，３４の出力信号は前記信号処理回路
３５に設けらたオア回路６１を介して比較器６２
に供給される。この比較器６２には基準となる閾
値信号が設定されており、この閾値信号と前記オ
ア回路６１の出力信号が比較される。したがつ
て、地球像４１の一部が例えば検出素子列３３，
３４の何れかに結像されればアースプレゼンス信
号を得ることが可能である。このため、センンサ
の検出範囲を広くすることが可能である。

尚、この考案は上記実施例に限定されるもので
はなく、この考案を例えば衛星以外の他の飛翔体
に適用することも可能である。その他、この考案
の要旨を変えない範囲で種々変形実施可能なこと
は勿論である。

以上詳述したようにこの考案によれば、衛星の
高度が変化した場合においても正確に姿勢誤差を
検出することが可能であり、しかも動作寿命が長
くアースプレゼンス信号を得ることも可能な地球
センサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂおよび第２図はそれぞれ異なる従
来の地球センサを説明するために示す図、第３図
はこの考案に適用される検出素子列の構成を示す
図、第４図はこの考案に係わる地球センサの一実
施例を示す構成図、第５図ａ，ｂ、第６図ａ，ｂ
はそれぞれこの考案に係わる地球センサの動作を
説明するために示す図、第７図はアースプレゼン
ス信号を得るための構成を示す図である。 ３１……基体、３３，３４……検出素子列、３
５……信号処理回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 地球像が結像される基体と、この基体に互いに
   所定間隔離間し、かつ、平行に配設され、それぞ
   れが地球像の結像により信号を出力する複数の素
   子からなる第１及び第２の直線状検出素子列と、
   この第１の直線状検出素子列のうち、地球像の結
   像により信号を出力している第１の直線状検出素
   子列の素子数と前記第２の直線状検出素子列のう
   ち、地球像の結像により信号を出力している第２
   の直線状検出素子列の素子数の差から第１方向の
   姿勢誤差を検出し、前記第１及び第２の直線状検
   出素子列の少なくとも一方において、地球像の結
   像により信号を出力している検出素子の中央位置
   の当該直線状検出素子列の中央からの偏移から前
   記第１方向と直交する第２方向の姿勢誤差を検出
   する信号処理回路とを具備したことを特徴とする
   地球センサ。