FR2611266A1 - Dispositif et procede de localisation de vues au sol prises d'un satellite - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF DE LOCALISATION DE VUES AU SOL A PARTIR D'UN SATELLITE, ET PROCEDE CORRESPONDANT. ON EFFECTUE DES PRISES DE VUE DU POINT N EN TROIS (EVENTUELLEMENT DEUX) INSTANTS DIFFERENTS T, T, T; A CHAQUE FOIS ON MESURE L'ANGLE F ENTRE LE POINT N, LE SATELLITE S ET UNE DIRECTION D DETERMINEE PAR UN CAPTEUR SOLAIRE; LA CONNAISSANCE DE LA POSITION DU SATELLITE ET DE CETTE DIRECTION PERMET DE DETERMINER LES INTERSECTIONS R DES CONES DE SOMMET S, D'ANGLE AU SOMMET 360-2F ET D'AXE PASSANT PAR LE SOLEIL C ET LE SATELLITE S AVEC LA PLANETE T; LE POINT N APPARTIENT SEUL A R, R ET R. APPLICATION AUX PRISES DE VUE PAR SATELLITES.
Description
DISPOSITIF ET PROCEDE DE LOCALISATION DE VUES AU SOL PRISES
D'UN SATELLITE
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet un dispositif de localisation de vues au sol prises d'un satellite. Elle a aussi pour objet le procédé utitisant ce dispositif.
D'UN SATELLITE
DESCRIPTION
La présente invention a pour objet un dispositif de localisation de vues au sol prises d'un satellite. Elle a aussi pour objet le procédé utitisant ce dispositif.
La localisation de vues au sol prises par un satellite en orbite autour d'une planète pose en effet un problème car l'orientation de ce satellite ne peut cotre évaluée avec une précision suffisante dans un repère fixe qu'au prix d'une addition de détecteurs stellaires coûteuse, alors que la position de son centre de masses décrit une orbite que l'on peut déterminer beaucoup plus précisément.
Hormis les cas où la localisation des vues est évidente par suite de la présence d'une particularité géographique ou d'occupation humaine, on est donc réduit, selon l'art antérieur, à prendre ces vues tout en notant simultanément L'orientation de
L'instrument de prises de vues dans un repère ayant le satellite pour origine et des axes orientés vers des points de position connue appartenant au ciel du satellite. On mesure donc des angles entre L'axe de visée de l'instrument et L'axe orienté du satellite vers chaque point de repère. La position du satellite par rapport à la planète permet alors de calculer L'intersection de L'axe de visée et de la surface de la planète, c'est-à-dire d'obtenir la localisation souhaitée.
L'instrument de prises de vues dans un repère ayant le satellite pour origine et des axes orientés vers des points de position connue appartenant au ciel du satellite. On mesure donc des angles entre L'axe de visée de l'instrument et L'axe orienté du satellite vers chaque point de repère. La position du satellite par rapport à la planète permet alors de calculer L'intersection de L'axe de visée et de la surface de la planète, c'est-à-dire d'obtenir la localisation souhaitée.
Un système employé auparavant consiste à prendre comme points de repère le Soleil et la Terre. Les détecteurs d'horizon
Terrestre sont imprécis (0,10 environ) et conduisent à des incertitudes de localisation supérieures au kilomètre. Un perfectionnement apparat souhaitable.
Terrestre sont imprécis (0,10 environ) et conduisent à des incertitudes de localisation supérieures au kilomètre. Un perfectionnement apparat souhaitable.
D'après un autre système antérieur, les points de repère sont deux étoiles. La précision est bonne mais les détecteurs coûteux, car la détermination de la position des étoiles de référence nécessite du matériel et du logiciel complexes à bord du satellite.
La présente invention permet de contourner ces inconvénients grâce à l'emploi unique d'un détecteur solaire qui est à la fois précis et peu coûteux et qui, si nécessaire, est utilisé en simultanéité avec des mesures gyrometriques ; on effectue plusieurs prises de la même vue à autant d'instants differents.
La connaissance de la position du satellite vis-å-vis de La planète permet de déterminer La position du point de la prise de vue par des calculs d'intersection de cônes suivant le procédé objet de l'invention.
Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de localisation de vues au sol d'une planète tournant autour du
Soleil par un satellite équipé d'un instrument de Frises de vues à axe de visée, caractérisé en ce qu'il comprend : - un capteur solaire fournissant des déterminations de direction
du Soleil, dans un système d'axes lié au satellite, en des
instants de détermination solaire, - un moyen pour determiner la direction de l'axe de visée de
l'instrument, dans un système d'axes lié au satellite, en des
instants de prises de vues, - un moyen pour déterminer des angles de visées entre la
direction d'axes de visée de l'instrument aux instants de
prises de vues et la direction du Soleil aux instants de prises
de vues, - un moyen pour déterminer la position du satellite, dans un
système d'axes lié à la planète, aux instants de prises de
vues, - un moyen pour déterminer la direction du Soleil, dans un
système d'axes lié à la planète, aux instants de prises de
vues.
Soleil par un satellite équipé d'un instrument de Frises de vues à axe de visée, caractérisé en ce qu'il comprend : - un capteur solaire fournissant des déterminations de direction
du Soleil, dans un système d'axes lié au satellite, en des
instants de détermination solaire, - un moyen pour determiner la direction de l'axe de visée de
l'instrument, dans un système d'axes lié au satellite, en des
instants de prises de vues, - un moyen pour déterminer des angles de visées entre la
direction d'axes de visée de l'instrument aux instants de
prises de vues et la direction du Soleil aux instants de prises
de vues, - un moyen pour déterminer la position du satellite, dans un
système d'axes lié à la planète, aux instants de prises de
vues, - un moyen pour déterminer la direction du Soleil, dans un
système d'axes lié à la planète, aux instants de prises de
vues.
Le capteur solaire peut posséder un champ de vision spatial ou plan. Dans ce dernier cas, il est nécessaire de placer dans le satellite une cellule de mesures gyrométriques placée dans le satellite pour fournir, dans un système d'axes lié au satelLite, la direction du Soleil en des instants de prises de vues différents des instants de détermination solaire.
L'invention concerne également un procédé de localisation de vues au sol d'une planete par un tel dispositif.
Si on connaSt l'altitude de La vue à localiser et si on dispose d'un capteur de l'orientation du satellite par rapport à la planète, ce procédé consiste à : - effectuer au moins une détermination de direction solaire en
au moins un instant de détermination solaire, - effectuer deux prises de la même vue en deux instants de prises
de vues différents, - déterminer deux angles de visée entre la direction d'axes de
visée et la direction solaire, à chaque instant de prises de
vues, - localiser la vue à l'aide des opérations suivantes ::
calcul de L'intersection dans un système d'axes lié à la
planète de deux cônes dont, pour chaque instant de prises de
vues, le sommet est le satellite, Le demi-angle au sommet est
le supplémentaire de l'angle de visée, et L'axe est la
direction solaire,
sélection de deux points de l'intersection ayant une altitude
à l'altitude de la vue,
choix d'un de ces deux points à l'aide d'une détermination
approchée, par le capteur d'orientation, de la direction
d'axes de visée, dans un système d'axes lié à la planète, en
un des instants de prises de vues.
au moins un instant de détermination solaire, - effectuer deux prises de la même vue en deux instants de prises
de vues différents, - déterminer deux angles de visée entre la direction d'axes de
visée et la direction solaire, à chaque instant de prises de
vues, - localiser la vue à l'aide des opérations suivantes ::
calcul de L'intersection dans un système d'axes lié à la
planète de deux cônes dont, pour chaque instant de prises de
vues, le sommet est le satellite, Le demi-angle au sommet est
le supplémentaire de l'angle de visée, et L'axe est la
direction solaire,
sélection de deux points de l'intersection ayant une altitude
à l'altitude de la vue,
choix d'un de ces deux points à l'aide d'une détermination
approchée, par le capteur d'orientation, de la direction
d'axes de visée, dans un système d'axes lié à la planète, en
un des instants de prises de vues.
Dans le cas contraire, il consiste à : - effectuer au moins une détermination de direction solaire en
au moins un instant de détermination solaire, - effectuer trois prises de la même vue en trois instants de
prises de vues différents, - déterminer trois angles de visée entre la direction du Soleil
et la direction d'axes de visée aux trois instants de prises de
vues, - localiser la vue par un calcul d'intersection, dans un système
d'axes lié à la planète, de trois canes dont, pour chaque
instant de prises de vues, le sommet est le satellite, le demi
angle au sommet est le supplémentaire de l'angle de visee et
L'axe est la direction solaire.
au moins un instant de détermination solaire, - effectuer trois prises de la même vue en trois instants de
prises de vues différents, - déterminer trois angles de visée entre la direction du Soleil
et la direction d'axes de visée aux trois instants de prises de
vues, - localiser la vue par un calcul d'intersection, dans un système
d'axes lié à la planète, de trois canes dont, pour chaque
instant de prises de vues, le sommet est le satellite, le demi
angle au sommet est le supplémentaire de l'angle de visee et
L'axe est la direction solaire.
Quand le capteur solaire a un champ de vision spatial, les instants de prises de vues et de détermination solaire peuvent coïncider.
Les figures suivantes, donnees en annexe à titre uniquement illu5tratif, permettent une compréhension plus immédiate de l'invention
- les figures 1, 1A et 1B representent respectivement un mode possible de réalisation de L'invention, un schéma des notations utilisées pour expliquer le mode de prise de vues, et un dispositif pouvant remplacer un dispositif équivalent de la figure 1,
- la figure 2 représente l'exécution d'un procédé de localisation selon L'invention,
- la figure 3 représente I'exécution d'un procédé analogue au précédent et également inclus dans l'invention.
- les figures 1, 1A et 1B representent respectivement un mode possible de réalisation de L'invention, un schéma des notations utilisées pour expliquer le mode de prise de vues, et un dispositif pouvant remplacer un dispositif équivalent de la figure 1,
- la figure 2 représente l'exécution d'un procédé de localisation selon L'invention,
- la figure 3 représente I'exécution d'un procédé analogue au précédent et également inclus dans l'invention.
On décrit, à l'aide de la figure 1, une réalisation possible du dispositif de localisation conforme à l'invention.
Le satellite S est équipe d'un capteur solaire 10 constitué d'une barrette plane 11 de cellules solaires 12 fixées sur le satellite S de marnière à embrasser un champ de vision en forme de secteur angulaire plan d'angle d'ouverture A. Le Soleil
C, au cours des rotations du satellite S le long de son orbite, traverse périodiquement ce champ de vision et est alors repére, après avoir traversé un système optique 9, par certaines cellules solaires 12 de la barrette 11 qui fournissent un ensemble d'informations vers une channe de traitement 13 par une ligne 14.
C, au cours des rotations du satellite S le long de son orbite, traverse périodiquement ce champ de vision et est alors repére, après avoir traversé un système optique 9, par certaines cellules solaires 12 de la barrette 11 qui fournissent un ensemble d'informations vers une channe de traitement 13 par une ligne 14.
En fonction des cellules solaires 12 sensibilisées, la channe de traitement 13 fournit une direction solaire, référencee par D , par une ligne 15 à un calculateur embarqué 18, qui est également relié à une horloge de bord 16 par une autre ligne 17 et qui relève donc L'instant de détermination solaire t ou la direction c solaire D est fournie.
0
Il existe sur le marché des capteurs solaires 10 susceptibles de fournir une très bonne résolution angulaire (quelques millièmes ou centièmes de degré) pour un champ de vision tres étroit, tels que celui vendu par la firme matira
Espace sous le nom commercial Senseur Solaire Digital.
Il existe sur le marché des capteurs solaires 10 susceptibles de fournir une très bonne résolution angulaire (quelques millièmes ou centièmes de degré) pour un champ de vision tres étroit, tels que celui vendu par la firme matira
Espace sous le nom commercial Senseur Solaire Digital.
Le capteur solaire 10 ne permet cependant de déterminer la direction solaire D dans un système d'axe lié au satellite S, c tel que celui référence X. Y et Z sur la figure 1B, qu'aux
S S instants ou Le Soleil C traverse le champ de vision du capteur solaire 10 et qui ne co;ncident généralement pas avec les instants de prises de vues. Il est cependant nécessaire de pouvoir disposer de cette direction en ces instants de prises de vues. C'est pourquoi le satellite S est équipé d'une cellule de mesures gyrométriques 20 qui détecte tes vitesses angulaires du satellite S suivant ses trois axes au cours de ta rotation du satellite S dans ' son entraînement orbital.Les vitesses angulaires du satellite S sont ensuite fournies au calculateur 18 par une ligne 22 qui les intègre en fonction du temps pour en déduire les composantes de la direction du Soleil dans les axes liés au satellite S à partir des valeurs initiales de la direction solaire D fournies par le capteur solaire 10, et ceci
0 jusqu'à ce que le Soleil C traverse de nouveau le champ de vision du capteur solaire 10 et que La mesure de direction du Soleil puisse être actualisée.
S S instants ou Le Soleil C traverse le champ de vision du capteur solaire 10 et qui ne co;ncident généralement pas avec les instants de prises de vues. Il est cependant nécessaire de pouvoir disposer de cette direction en ces instants de prises de vues. C'est pourquoi le satellite S est équipé d'une cellule de mesures gyrométriques 20 qui détecte tes vitesses angulaires du satellite S suivant ses trois axes au cours de ta rotation du satellite S dans ' son entraînement orbital.Les vitesses angulaires du satellite S sont ensuite fournies au calculateur 18 par une ligne 22 qui les intègre en fonction du temps pour en déduire les composantes de la direction du Soleil dans les axes liés au satellite S à partir des valeurs initiales de la direction solaire D fournies par le capteur solaire 10, et ceci
0 jusqu'à ce que le Soleil C traverse de nouveau le champ de vision du capteur solaire 10 et que La mesure de direction du Soleil puisse être actualisée.
La figure 1 représente également le mode de prises de vues. Un instrument de prises de vues 30 est fixé au satellite et il comprend un axe de visée V qui balaye un secteur angulaire plan. Le système est alors à un instant de prises de vues t et L'axe de visée est noté V ; la rotation du satellite S depuis
L'instant de détermination solaire t a pour conséquence la c modification de la direction solaire D dans un système d'axes
0 lié au satellite ; on référence cette direction solaire modifiée, et suivie par le calculateur embarqué 18 au cours du temps, par
D sur la figure 1A.
L'instant de détermination solaire t a pour conséquence la c modification de la direction solaire D dans un système d'axes
0 lié au satellite ; on référence cette direction solaire modifiée, et suivie par le calculateur embarqué 18 au cours du temps, par
D sur la figure 1A.
L'axe de visée V aboutit en un point N qui est donc photographié et que l'on va localiser à l'aide du procédé decrit plus loin.
Un declencheur 32 de l'instrument de prises de vues 30 commande celui-ci par L'intermédiaire d'une ligne 31 et communique au calculateur 18 la direction de l'axe de visée V par rapport au satellite S par une ligne 33 ainsi que les vues prises par l'instrument 30. L'horloge de bord 16 indique l'instant de prises de vues t au calculateur 18 qui transmet alors, par une ligne de sortie 34, les directions solaire D et de l'axe de visee V dans un système d'axes lie au satellite S, ainsi que l'instant t de la prise de vue du point N à un émetteur 35 muni d'une antenne.
Ces informations sont alors captées par un appareil récepteur 36. On represente le cas plausible où la planète T n'est autre que la Terre et où l'appareil récepteur 36, de même que ceux dont la description va suivre, fait partie d'une station terrestre. Une ligne d'acheminement 37 véhicule alors les informations captées vers un calculateur terrestre 38 qui calcule l'angle de visée F (figure 1A) entre la direction solaire D et
i i
La direction de l'axe de visée V . Selon un mode de réalisation équivalent, ce calcul d'angle est effectué par le calculateur embarqué 18 et la va leur obtenue est transmise au calculateur terrestre 38.
i i
La direction de l'axe de visée V . Selon un mode de réalisation équivalent, ce calcul d'angle est effectué par le calculateur embarqué 18 et la va leur obtenue est transmise au calculateur terrestre 38.
La mise en oeuvre du procédé objet de l'invention impose en outre de connattre, par rapport à un système d'axes lié à. la planète T, tel que X , Y et Z , la position du satellite S
T T T et la direction solaire D (direction satellite S-Soleil C) à l'instant t de la prise de vues dans un système d'axes lié à la planete T.
T T T et la direction solaire D (direction satellite S-Soleil C) à l'instant t de la prise de vues dans un système d'axes lié à la planete T.
On peut répondre à la premiere condition à L'aide de radiophares au sol 39 ou d'un système de satellites 40 en orbite qui Suivent Le satellite S et sont en nombre suffisant pour fournir, par recoupement, la position du satellite S à tout moment à un système de repérage 41. La direction solaire D peut, elle, etre simplement stockée sous forme d'éphémérides dans une mémoire 42.
Pour comprendre L'invention, il est capital de remarquer que, surtout pour des satellites à orbite assez basse et pourvus d'une grande vitesse de rotation autour de la planète
T, la direction du satellite S vers Le Soleil C n'évolue que très lentement dans un système d'axes inertiel : dans le cas d'un satellite S autour de La Terre, à quelques centaines de kilomètres d'altitude, l'angle occupé par son orbite dans le ciel du Soleil est tout à fait négligeable, et la seule perturbation provient de La rotation de La Terre autour du Soleil, qui est Légèrement inférieure à un degre par jour alors que la durée de la révolution du satellite S est typiquement de l'ordre de cent minutes, voire inférieure. L'intervalle de temps entre une détermination de direction solaire et une prise de vue est encore plus petit.
T, la direction du satellite S vers Le Soleil C n'évolue que très lentement dans un système d'axes inertiel : dans le cas d'un satellite S autour de La Terre, à quelques centaines de kilomètres d'altitude, l'angle occupé par son orbite dans le ciel du Soleil est tout à fait négligeable, et la seule perturbation provient de La rotation de La Terre autour du Soleil, qui est Légèrement inférieure à un degre par jour alors que la durée de la révolution du satellite S est typiquement de l'ordre de cent minutes, voire inférieure. L'intervalle de temps entre une détermination de direction solaire et une prise de vue est encore plus petit.
On peut donc considérer que la direction du satellite S vers le Soleil C ne varie pas, dans un système d'axes inertiel, entre l'instant de détermination solaire t et l'instant de
0 prises de vues t . L'approximation de localisation que cela implique est de l'ordre d'une dizaine de mètres-en pratique. En revanche, l'exécution du procédé est très simplifiée puisque le calculateur terrestre 38 n'a pas à connaire l'instant de détermination solaire t et calcule simplement, à l'instant t.,
0 i la direction du satellite S vers le Soleil C dans un système lié à la planète T à l'aide des éphémérides.
0 prises de vues t . L'approximation de localisation que cela implique est de l'ordre d'une dizaine de mètres-en pratique. En revanche, l'exécution du procédé est très simplifiée puisque le calculateur terrestre 38 n'a pas à connaire l'instant de détermination solaire t et calcule simplement, à l'instant t.,
0 i la direction du satellite S vers le Soleil C dans un système lié à la planète T à l'aide des éphémérides.
Deux lignes 43 et 44 permettent d'acheminer vers le calculateur terrestre 38 les informations requises de la part du système de repérage 41 et de la mémoire 42. Il peut alors calculer, dans un système d'axes lié à la planète T, les points du cône orienté vers la planète T dont, à L'instant de La prise de vues t , le sommet est le satellite S, l'axe est la direction solaire D dans le système d'axes lié à ta planète T, et le demiangle au sommet Gi le supplémentaire de l'angle de visée Fi. Cet angle, qui a été calculé à L'aide d'informations recueillies dans un système d'axes lié au satellite S, est le même dans le système d'axes lié à la planete T.
Les opérations de prises de vues et de calcul sont ensuite répétées pour en deduire la localisation du point N par intersection de c8nes, comme on va L'expliquer plus Loin. Entretemps, un nombre quelconque de déterminations de direction solaire a pu avoir lieu selon la largeur du champ de vision du capteur solaire 10 et la loi de modification d'attitude du satellite S. Il est toutefois préférable que ces déterminations soient suffisamment rapprochées pour ne pas Laisser rostre les imprécisions dues à la cellule de mesures gyrométriques 20.
Le dispositif décrit ici n'est certes pas le seul envisageable. De nombreuses modifications de détail et d'aménagement des moyens de l'invention peuvent être proposes sans cependant sortir de l'espace revendiqué. On peut en particulier, pour permettre des déterminations de direction solaire plus rapprochées, disposer deux barrettes 11 de cellules solaires 12 embrassant des champs de vision plans et perpendiculaires (de tels couples de barrettes sont egalement commercialisés par Matra Espace, de même que par MBB), ou même un capteur solaire à champ de vision embrassant un angle solide AS dans l'espace. Un tel capteur est formé d'un réseau plan 11', ou mosaique plane, de cellules solaires 12.Il est représenté, avec ses pièces adjacentes, par la référence 10' sur la figure 1B. Il se forme alors une véritable image du Soleil sur la mosaique, et on peut suivre la direction solaire D pendant un
0 temps relativement long, au cours duquel aucune mesure gyrométrique n'est nécessaire.
0 temps relativement long, au cours duquel aucune mesure gyrométrique n'est nécessaire.
La cellule de mesures gyrométriques 20 et la ligne 22 ne sont donc pas indispensables à la mise en oeuvre de
L'invention si on se contente de vouloir localiser des points N' pour lesquels les prises de vues sont effectuées quand le Soleil se trouve dans le champ de vision du capteur à mosaique 10' : les instants de détermination solaire t et de prise de vue t sont O alors simultanes.
L'invention si on se contente de vouloir localiser des points N' pour lesquels les prises de vues sont effectuées quand le Soleil se trouve dans le champ de vision du capteur à mosaique 10' : les instants de détermination solaire t et de prise de vue t sont O alors simultanes.
De toute manière, il est intéressant de prévoir un capteur solaire fixe de manière à éliminer un dispositif mécanique d'orientation et d'asservissement de pointage vers le
Soleil C, tres encombrant sur le satellite et complexe du point de vue de la realisation comme de l'utilisation.
Soleil C, tres encombrant sur le satellite et complexe du point de vue de la realisation comme de l'utilisation.
Le transfert du plus grand nombre possible de moyens matériels sur Terre est généralement recherché et répond au même désir d'alléger et de simplifier le satellite, qui pourrait cependant transporter un équivalent du calculateur terrestre 38 et la mémoire 42 et recevoir les informations des radiophares au sol 39 et des satellites en orbite 40, alors que dans la réalisation décrite il ne comporte guère que des appareils déjà nécessaires pour assurer d'autres fonctions.
Enfin, la position du satellite aux instants de prises de vues peut être obtenue par éphémérides ou calculs, comme pour
la position du Soleil.
la position du Soleil.
La figure 2 represente, dans un repère lié à la planète T, le satellite S dont la position en trois instants de prises de vues différents t1, t et t est en S , S et S et qui
2 3 1 2 3 parcourt autour de la planète T une orbite, dont le plan est de faible inclinaison et qui est repérée par ses traces B , B et
1 2 B successives sur la planète T au cours de plusieurs
3 révolutions ; les points à La verticale du satellite sont respectivement PS1, PS et PS
2 3
Le satellite est équipé de l'instrument de prises de vues 10 balayant une bande de terrain de largeur constante de part et d'autre de la trace de l'orbite. Les vues sont ensuite transmises au sol où le dépouillement est effectué.On se place dans le cas où une particularité intéressante a été relevée au point N qu'il s'agit maintenant de localiser après trois prises de vues successives aux instants de prises de vues t , t et t 2 3
A cet effet, des directions solaires D. D et D ont 2 3 pu etre déterminées par le capteur solaire 10 en des instants de détermination de direction solaire généralement antérieurs aux instants de prises de vues t1, t2 et t3 qui sont notés t01, t02 et t03. Le satellite se trouvait alors respectivement en S01, S02 et S .Dans le cas d'un satellite à capteur solaire 10' à champ
03 de vision spatial et dépourvu de cellule de mesures gyrométriques 20, il est toutefois nécessaire que t01:t1, t t et t =t
O2 2 03 3
On a également vu comment, à l'ai de de mesures gyrométriques, les directions solaires D1, D2 et D3 ainsi determinees et fixes dans un système d'axes inertiel pouvaient être retrouvees à tout instant dans un système d'axes lié au satellite malgre les modifications d'attitude ou d'orientation de celui-ci.
2 3 1 2 3 parcourt autour de la planète T une orbite, dont le plan est de faible inclinaison et qui est repérée par ses traces B , B et
1 2 B successives sur la planète T au cours de plusieurs
3 révolutions ; les points à La verticale du satellite sont respectivement PS1, PS et PS
2 3
Le satellite est équipé de l'instrument de prises de vues 10 balayant une bande de terrain de largeur constante de part et d'autre de la trace de l'orbite. Les vues sont ensuite transmises au sol où le dépouillement est effectué.On se place dans le cas où une particularité intéressante a été relevée au point N qu'il s'agit maintenant de localiser après trois prises de vues successives aux instants de prises de vues t , t et t 2 3
A cet effet, des directions solaires D. D et D ont 2 3 pu etre déterminées par le capteur solaire 10 en des instants de détermination de direction solaire généralement antérieurs aux instants de prises de vues t1, t2 et t3 qui sont notés t01, t02 et t03. Le satellite se trouvait alors respectivement en S01, S02 et S .Dans le cas d'un satellite à capteur solaire 10' à champ
03 de vision spatial et dépourvu de cellule de mesures gyrométriques 20, il est toutefois nécessaire que t01:t1, t t et t =t
O2 2 03 3
On a également vu comment, à l'ai de de mesures gyrométriques, les directions solaires D1, D2 et D3 ainsi determinees et fixes dans un système d'axes inertiel pouvaient être retrouvees à tout instant dans un système d'axes lié au satellite malgre les modifications d'attitude ou d'orientation de celui-ci.
Quand les prises de vues ont été effectuées, le calculateur terrestre 38 calcule dans un système d'axes lié à la planète T les points de cônes orientés vers la planete T et définis, pour chaque instant de prise de vue t , t et t , de la 1 2 3 façon suivante : - le sommet du cône est à la position du satellite à l'instant de
prise de vue considéré (par exemple S à l'instant t ),
1 1 - l'axe du cône est la direction du Soleil à l'instant de prise
de vue considéré (D pour l'instant t ), I 1 - le demi-angle au sommet du cône G est le supplémentaire de
l'angle de visée F à l'instant de prise de vue considéré (F
1 1
pour l'instant t ).
prise de vue considéré (par exemple S à l'instant t ),
1 1 - l'axe du cône est la direction du Soleil à l'instant de prise
de vue considéré (D pour l'instant t ), I 1 - le demi-angle au sommet du cône G est le supplémentaire de
l'angle de visée F à l'instant de prise de vue considéré (F
1 1
pour l'instant t ).
On a repéré ces cônes par leurs intersections respectives R , R et R sur la surface de la planète T. Elles se 1 2 3 recoupent généralement en quatre points N, X, Y et Z mais seul le point N est commun aux trois intersections R , R et R . En fait, I 2 3 le calculateur terrestre 38 ne se préoccupe pas de ces intersections en elles-mêmes, car il ne possede pas de carte hypsométrique de la planète T ; il calcule directement les coordonnées du point N par rapport à la planète T, c'est-à-dire non seulement sa localisation (latitude, longitude) mais encore son altitude.
Les trois prises de vues sont généralement effectuées sur des portions d'orbite de traces D1, D2 et D3 correspondant à des révolutions successives ou non autour de la planète T ; elles peuvent également être effectuées quand le satellite est à la verticale de trois points PS' PS' et PS' appartenant à La 2 t 3 même portion d'orbite de traces D . Il faut cependant éviter que les prises de vues soient effectuées quand les emplacements des satellites S1, S et S ainsi que les directions du Soleil D , D 2 3 1 2 et D sont trop proches, ce qui pourrait donner d'importantes
3 incertitudes lors du calcul numérique.Un tel inconvénient se traduit physiquement par des intersections R1, R ou R3 presque 2 tangentes au point N ; il est alors nécessaire d'effectuer d'autres prises de vues.
3 incertitudes lors du calcul numérique.Un tel inconvénient se traduit physiquement par des intersections R1, R ou R3 presque 2 tangentes au point N ; il est alors nécessaire d'effectuer d'autres prises de vues.
Le procédé tel qu'il est illustré sur la figure 2 peut cependant être simplifié quand L'altitude du point N est connue à l'avance. C'est ce qu'illustre la figure 3.
Suivant cette variante du procédé, on se contente de deux prises de vues aux deux instants t et t . Ces prises de
1 2 vues sont effectuées de la même façon que précédemment et ne sont donc pas décrites davantage.
1 2 vues sont effectuées de la même façon que précédemment et ne sont donc pas décrites davantage.
L'intersection des deux cônes ainsi obtenue est une courbe référencée K et qui présente deux points N et Y å
l'altitude considérée. Il existe donc à ce stade une indétermination. On la résout à l'aide de capteurs d'orientation grossiers (d'une précision de l'ordre du degré) du satellite S par rapport à la planète T, référencés par 50 sur la figure 1, c'est-å-dire de l'orientation du système d'axes lié au satellite
S par rapport au système d'axes lié à la planète T.Ils sont disposés sur Le satellite S et communiquent leur information au moyen d'une ligne 51 au calculateur embarqué 18 qui effectue alors un calcul approché de l'orientation de l'axe de visée V par rapport à La planète T à l'aide également des informations fournies par le déclencheur 32, et communique le résultat au calculateur terrestre 38 par L'émetteur 35 et Le récepteur 36. En particulier, les capteurs d'orientation 50 permettent de déterminer (respectivement J ) entre ta projection W (W ) d'un
2 1 2 axe lié à la planète T et de la projection V'1 (V'2) de l'axe de visee V ou V2 sur la surface de la planete T. La connaissance d'un seul de ces angles J ou J est en principe nécessaire, et
1 2 elle permet de pointer la projection V' ou V' de l'axe de visée 1 2 avec une precision suffisante vers le point N pour désigner celui-ci et le distinguer du point Y.
l'altitude considérée. Il existe donc à ce stade une indétermination. On la résout à l'aide de capteurs d'orientation grossiers (d'une précision de l'ordre du degré) du satellite S par rapport à la planète T, référencés par 50 sur la figure 1, c'est-å-dire de l'orientation du système d'axes lié au satellite
S par rapport au système d'axes lié à la planète T.Ils sont disposés sur Le satellite S et communiquent leur information au moyen d'une ligne 51 au calculateur embarqué 18 qui effectue alors un calcul approché de l'orientation de l'axe de visée V par rapport à La planète T à l'aide également des informations fournies par le déclencheur 32, et communique le résultat au calculateur terrestre 38 par L'émetteur 35 et Le récepteur 36. En particulier, les capteurs d'orientation 50 permettent de déterminer (respectivement J ) entre ta projection W (W ) d'un
2 1 2 axe lié à la planète T et de la projection V'1 (V'2) de l'axe de visee V ou V2 sur la surface de la planete T. La connaissance d'un seul de ces angles J ou J est en principe nécessaire, et
1 2 elle permet de pointer la projection V' ou V' de l'axe de visée 1 2 avec une precision suffisante vers le point N pour désigner celui-ci et le distinguer du point Y.
Comme la détermination de l'angle J et J2 peut être effectuée à tout moment et ne necessite que des calculs assez simples, cette variante du procedé doit être préférée à la première des qu'elle est possible.
Claims (10)
1. Dispositif de localisation de vues au sot d'une planète (T) tournant autour d'un Soleil (C) par un satellite (S) équipé d'un instrument de prises de vues (10) à axe de visée (V), caractérisé en ce qu il comprend : - un capteur solaire (10, 10') fournissant des déterminations de
direction du Soleil (Do), dans un système d'axes lié au
satellite, en des instants de détermination solaire (tu), - un moyen (32) pour déterminer la direction de L'axe de visée
(V;) de l'instrument, dans un système d'axes lié au satellite,
en des instants de prises de vues (t.), - un moyen (18 ou 38, 20) pour déterminer des angles de visées
(F;;) entre la direction d'axes de visée de l'instrument aux
instants de prises de vue et la direction du Soleil aux
instants de prises de vues, - un moyen (41) pour déterminer la position du satellite, dans un
système d'axes lié à la planète, aux instants de prises de
vues, - un moyen (42) pour déterminer la direction du Soleil, dans un
système d'axes lié à la planète aux instants de prises de vues.
2. Dispositif de localisation de vues au sol suivant la revendication 1, caractérisé en ce que Le moyen pour déterminer les angles de visée (F ) comprend une cellule de mesures gyrométriques (20) placée dans le satellite pour fournir, dans un système d'axes lié-au satellite, la direction du Soleil en des instants de prises de vues différents des instants de détermination solaire.
3. Dispositif de localisation de vues au sol suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel les moyens (41 et 42) pour déterminer la position du satellite aux instants de prises de vues et la direction du Soleil aux instants de prises de vues sont placés sur Terre, le capteur solaire ( 10, 10') et le moyen (32) pour déterminer la direction de L'axe de visée de L'instrument sont placés dans le satellite, caractérisé en ce que le moyen pour determiner les angles de visée (F ) comprend un calculateur terrestre (38) placé sur Terre, et en ce qu'il comprend en outre un système émetteur-récepteur (35, 36) pour communiquer au calculateur terrestre (38) la direction d'axe de visee de L'instrument (30) et la direction du soleil dans un système d'axes lié au satellite et aux instants de prises de vues.
4. Dispositif de localisation de vues au sol suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le capteur solaire (10') comprend un reseau plan (11') de cellules solaires (12) ayant un champ de vision embrassant un angle solide.
5. Dispositif de localisation de vues au sol suivant l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le capteur solaire (10) comprend au moins une barrette (11) de cellules solaires (12) ayant un champ de vision en secteur angulaire plan.
6. Dispositif de localisation de vues au sol suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le satellite comprend un capteur d'orientation (50) du satellite par rapport à la planète.
7. Procédé de localisation de vues au sol par un dispositif suivant la revendication 6, et dans lequel on connaft l'altitude d'une vue à localiser sur la planète, caractérisé en ce qu'il consiste à - effectuer au moins une détermination de direction du Soleil en
au moins un instant de détermination solaire, - effectuer deux prises de la même vue en deux instants de prises
de vues différents, - determiner deux angles de visée entre la direction d'axes de
visée et la direction du Soleil, à chaque instant de prise de
vue, - localiser la vue à L'aide des opérations suivantes
calcul de l'intersection dans un système d'axes lie à la
planète de deux cônes dont, pour chaque instant de prise de
vue, le sommet est le satellite, le demi-angle au sommet (G )
est le supplémentaire de l'angle de visée (F;), et l'axe est
la direction du Soleil (Di),
sélection de deux points (N, Y) de L'intersection ayant une
altitude à l'altitude de la vue,
choix d'un de ces deux points à l'aide d'une détermination
approchée, par le capteur d'orientation (50), de la direction
d'axes de visée (F ), dans un système d'axes lié à la planète
(T), en un des instants (t ) de prises de vues.
8. Procédé de localisation de vues au sol par un dispositif suivant L'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il consiste à - effectuer au moins une détermination de direction du Soleil en
au moins un instant de détermination solaire, - effectuer trois prises de la meme vue en trois instants de
prises de vues différents, - déterminer trois angles de visée (F1, F , F ) entre la 23
direction du Soleil et la direction d'axes de visée aux trois
instants de prises de vues, - localiser la vue par un calcul d'intersection, dans un système
d'axes lié à la planète (T), de trois cônes dont, pour chaque
instant de prise de vue, le sommet est le satellite (S , S
2
S3), le demi-angle au sommet (G1, G2, G3) est le supplémentaire
de l'angle de visée et l'axe est la direction du Soleil (D
D2, D3).
23
9. Procédé de localisation de vues au sol par un dispositif suivant les revendications 4 et 6, et dans lequel on cannant l'altitude d'une vue à localiser sur la planète, caractérisé en ce qu'il consiste à - effectuer deux prises de la meme vue en deux instants de prises
de vues différents, - effectuer deux déterminations de direction du Soleil en deux
instants de détermination solaire coincidant avec les instants
de prises de vues, - déterminer deux angles de visee entre la direction d'axe de
visee et la direction du Soleil à chaque instant de prise de
vue, - localiser la vue à l'aide des opérations suivantes ::
calcul de L'intersection, dans un système d'axes lié à la
planète (T), de deux cônes dont, pour chaque instant de prise de vue, le sommet est le satellite (S1, . S ), le demi-angle au
2
sommet (G1, G2) est le supplémentaire de l'angle de visée
(F1, F2, F ), et l'axe est la direction du Soleil (D1, D2, 3
D3),
3
sélection des deux points (N,Y) de l'intersection ayant une
altitude à l'altitude de la vue,
choix d'un de ces deux points à l'aide d'une détermination
approchée, par le capteur d'orientation (50) de la direction
d'axe de visee (F1), dans un système d'axes lié à la planète
(T), en un des instants (t ) de prises de vues.
10. Procédé de localisation de vue au sol par un un dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à - effectuer trois prises de la même vue en trois instants de
prises de vues différents, - effectuer trois déterminations de direction du Soleil en trois
instants de détermination solaire co;ncidant avec les instants
de prises de vues, localiser la vue par un calcul d'intersection, dans un système
d'axes lié à la planète (T), trois cônes dont, pour chaque
instant de prises de vues, le sommet est le satellite, le demi
angle au sommet est le supplémentaire de l'angle de visee et
l'axe est la direction du soleil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8702129A FR2611266B1 (fr) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Dispositif et procede de localisation de vues au sol prises d'un satellite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8702129A FR2611266B1 (fr) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Dispositif et procede de localisation de vues au sol prises d'un satellite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2611266A1 true FR2611266A1 (fr) | 1988-08-26 |
| FR2611266B1 FR2611266B1 (fr) | 1989-05-26 |
Family
ID=9348070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8702129A Expired FR2611266B1 (fr) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Dispositif et procede de localisation de vues au sol prises d'un satellite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2611266B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106441237A (zh) * | 2015-08-10 | 2017-02-22 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种光学遥感卫星相机成像参数在轨自主调整方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105651260A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-08 | 航天恒星科技有限公司 | 遥感卫星几何定位方法及系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56119879A (en) * | 1980-02-27 | 1981-09-19 | Hitachi Ltd | Collecting method for satellite picture |
| JPS59228180A (ja) * | 1983-06-10 | 1984-12-21 | Hitachi Ltd | レ−ダ画像模擬方式 |
| WO1986001593A1 (fr) * | 1984-08-21 | 1986-03-13 | Hughes Aircraft Company | Satellite topographique ayant un sous-systeme de determination d'attitude par detection stellaire |
-
1987
- 1987-02-19 FR FR8702129A patent/FR2611266B1/fr not_active Expired
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56119879A (en) * | 1980-02-27 | 1981-09-19 | Hitachi Ltd | Collecting method for satellite picture |
| JPS59228180A (ja) * | 1983-06-10 | 1984-12-21 | Hitachi Ltd | レ−ダ画像模擬方式 |
| WO1986001593A1 (fr) * | 1984-08-21 | 1986-03-13 | Hughes Aircraft Company | Satellite topographique ayant un sous-systeme de determination d'attitude par detection stellaire |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 5, no. 196 (P-93)[868], 12 décembre 1981; & JP-A-56 119 879 (HITACHI SEISAKUSHO K.K.) 19-09-1981 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 9, no. 105 (P-354)[1828], 9 mai 1985; & JP-A-59 228 180 (HITACHI SEISAKUSHO K.K.) 21-12-1984 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106441237A (zh) * | 2015-08-10 | 2017-02-22 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种光学遥感卫星相机成像参数在轨自主调整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2611266B1 (fr) | 1989-05-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |