JP2000247298A - Attitude/orbit control method for artificial satellite - Google Patents

Attitude/orbit control method for artificial satellite

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JP2000247298A
JP2000247298A JP11049858A JP4985899A JP2000247298A JP 2000247298 A JP2000247298 A JP 2000247298A JP 11049858 A JP11049858 A JP 11049858A JP 4985899 A JP4985899 A JP 4985899A JP 2000247298 A JP2000247298 A JP 2000247298A
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JP
Japan
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propulsion device
orbit control
orbit
north
control
Prior art date
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JP11049858A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Miyazaki
洋彰 宮崎
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To use a propulsion unit for south-north orbit control and a propulsion unit for east-west orbit control in common by concurrently injecting two pairs of propulsion units for south-north and east-west orbit control in south-north orbit control. SOLUTION: An injection time control device 20 controls the injection of a propulsion unit A and a propulsion unit B according to the orbit position. Injection signals (a) and (b) generated by the injection time control device 20 are fed to a propulsion unit drive device 21 to drive the propulsion unit A and the propulsion unit B. In east-west orbit control (acceleration maneuver), the injection signal is generated for the propulsion unit B at the maneuver position, and an acceleration maneuver is implemented. In south-north orbit control, the propulsion unit A and the propulsion unit B are concurrently injected at the orbit control position.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は人工衛星の姿勢・
軌道制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
It relates to an orbit control method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13は従来の人工衛星の姿勢・軌道制
御装置を使用した場合の推進装置の配置を示した図であ
る。図13において、1および2は南北軌道制御用推進
装置、3および4は東西軌道制御用推進装置である。
2. Description of the Related Art FIG. 13 is a diagram showing an arrangement of a propulsion device when a conventional satellite attitude / orbit control device is used. In FIG. 13, reference numerals 1 and 2 denote north-south orbit control propulsion devices, and reference numerals 3 and 4 denote east-west orbit control propulsion devices.

【0003】従来の人工衛星の姿勢・軌道制御装置は上
記のように構成されており、南北軌道制御を実施する場
合には南北軌道制御を実施する推進装置を所定の軌道位
置において所定の時間、噴射させて軌道制御を実施す
る。同様に、東西軌道制御を実施する場合には東西軌道
制御を実施する推進装置を所定の軌道位置において所定
の時間噴射させて軌道制御を実施する。
The conventional satellite attitude / orbit control device is configured as described above. When performing north-south orbit control, a propulsion device for performing north-south orbit control is operated at a predetermined orbit position for a predetermined time, Orbit control is performed by injection. Similarly, when performing the east-west orbit control, the propulsion device that performs the east-west orbit control is injected at a predetermined orbit position for a predetermined time to perform the orbit control.

【0004】図14は従来の人工衛星の姿勢・軌道制御
装置を使用した場合の推進装置の配置を示した図であ
る。図14において、1および2は南北軌道制御用推進
装置、3および4は東西軌道制御用推進装置である。5
はホイールのアンローディングおよび姿勢制御に使用さ
れる姿勢制御用推進装置である。6は姿勢制御を実施す
るために使用するホイールである。
FIG. 14 is a diagram showing an arrangement of a propulsion device when a conventional satellite attitude / orbit control device is used. In FIG. 14, reference numerals 1 and 2 denote north-south orbit control propulsion devices, and reference numerals 3 and 4 denote east-west orbit control propulsion devices. 5
Is a propulsion device for attitude control used for unloading and attitude control of the wheel. Reference numeral 6 denotes a wheel used for performing attitude control.

【0005】従来の人工衛星の姿勢・軌道制御装置は上
記のように構成されており、南北軌道制御を実施する場
合には南北軌道制御を実施する推進装置を所定の軌道位
置において所定の時間、噴射させて軌道制御を実施す
る。同様に、東西軌道制御を実施する場合には東西軌道
制御を実施する推進装置を所定の軌道位置において所定
の時間噴射させて軌道制御を実施する。姿勢制御はホイ
ールで実施する。ホイールで姿勢制御を実施した場合、
蓄積外乱成分によりホイールの角運動量が飽和するため
姿勢制御用推進装置により、ホイールのアンローディン
グを実施する。
The conventional satellite attitude / orbit control device is configured as described above. When performing north-south orbit control, a propulsion device for performing north-south orbit control is operated at a predetermined orbit position for a predetermined time, Orbit control is performed by injection. Similarly, when performing the east-west orbit control, the propulsion device that performs the east-west orbit control is injected at a predetermined orbit position for a predetermined time to perform the orbit control. Attitude control is performed with wheels. When the attitude control is performed with the wheel,
Since the angular momentum of the wheel is saturated by the accumulated disturbance component, the unloading of the wheel is performed by the propulsion device for attitude control.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の姿勢・軌道制御
装置は南北軌道制御および東西軌道制御を実施する場
合、独立の推進装置を搭載する必要があった。このた
め、推進装置の規模が大きくなり、重量、搭載性および
コスト上のデメリットがあった。
When the conventional attitude / orbit control device performs north-south orbit control and east-west orbit control, it is necessary to mount an independent propulsion device. For this reason, the scale of the propulsion device is increased, and there are disadvantages in weight, mountability, and cost.

【0007】従来の姿勢・軌道制御装置は南北軌道制御
および東西軌道制御を実施する場合、独立の推進装置を
使用する必要があった。また、ホイールのアンローディ
ングに対しても衛星の各軸に角運動量を発生するための
姿勢制御用推進装置を上記の軌道制御用の推進装置と独
立に搭載する必要があった。このため、推進装置の規模
が大きくなり、重量、搭載性およびコスト上のデメリッ
トがあった。
In the conventional attitude / orbit control device, when performing north-south orbit control and east-west orbit control, it is necessary to use an independent propulsion device. In addition, it is necessary to mount a propulsion device for attitude control for generating angular momentum on each axis of the satellite independently of the above-mentioned propulsion device for orbit control also for wheel unloading. For this reason, the scale of the propulsion device is increased, and there are disadvantages in weight, mountability, and cost.

【0008】この発明はかかる問題を解決するためにな
されたものであり、推進装置の規模を大幅に低減するこ
とを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and has as its object to significantly reduce the size of a propulsion device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】第1の発明における人工
衛星の姿勢・軌道制御方法は南北方向および東西方向に
推力を発生できる推進装置の噴射時間を軌道位置に応じ
て制御し、南北軌道制御は2対の南北・東西軌道制御用
の推進装置を同時噴射することにより実施し、また東西
軌道制御は所定の軌道位置において増速または減速する
ことにより実施する。増速マヌーバおよび減速マヌーバ
は2対の南北・東西軌道制御用の推進装置の一方を選択
することにより実施される。増速マヌーバおよび減速マ
ヌーバ実施時において発生した南北方向の速度成分によ
る軌道への影響は噴射時間制御装置により180度軌道
位置がズレたところで2対の南北・東西軌道制御用の推
進装置を同時噴射することにより除去される。
According to a first aspect of the present invention, a method for controlling the attitude and orbit of an artificial satellite controls the injection time of a propulsion device capable of generating thrust in the north-south direction and the east-west direction in accordance with the orbit position, and controls the north-south orbit. Is performed by simultaneously injecting two pairs of propulsion devices for north-south and east-west orbit control, and east-west orbit control is performed by increasing or decreasing the speed at a predetermined orbit position. Speed-up maneuver and deceleration maneuver are implemented by selecting one of two pairs of propulsion devices for north-south / east-west orbit control. The effect of the north-south velocity component on the orbit caused by the speed-up maneuver and deceleration maneuver is performed by simultaneous injection of two pairs of propulsion devices for north-south and east-west orbit control when the orbital position is shifted by 180 degrees by the injection time controller To be removed.

【0010】第2の発明における人工衛星の姿勢・軌道
制御方法は南北方向および東西方向に推力を発生できる
推進装置の噴射時間を軌道位置に応じて制御し、また、
推進装置を載せたジンバルの設定角を軌道位置に応じて
制御する。南北軌道制御は2対の南北・東西軌道制御用
の推進装置を同時噴射することにより実施し、東西軌道
制御は所定の軌道位置において増速または減速すること
により実施する。増速マヌーバおよび減速マヌーバは2
対の南北・東西軌道制御用の推進装置の一方を選択する
ことにより実施される。増速マヌーバおよび減速マヌー
バ実施時において発生した南北方向の速度成分による軌
道への影響は噴射時間制御装置により180度軌道位置
がズレたところで2対の南北・東西軌道制御用の推進装
置を同時噴射することにより除去される。ホイールに蓄
積した角運動量を所定の軌道位置でアンローディングす
る場合は2対のジンバルのジンバル角を所定の角度設定
する。角度設定後、2対の南北・東西軌道制御用の推進
装置を同時噴射することにより衛星のロール軸、ピッチ
軸およびヨー軸の回りに独立にトルクを発生できる。噴
射時間に応じた角運動量を発生するので、アンローディ
ングに必要な時間を設定する。アンローディングを実施
するために実施した南北・東西軌道制御用の推進装置の
同時噴射による軌道への影響は噴射時間制御装置により
180度軌道位置がズレたところで2対の南北・東西軌
道制御用の推進装置を同時噴射することにより除去され
る。
The satellite attitude / orbit control method according to the second invention controls the injection time of a propulsion device capable of generating thrust in north-south and east-west directions according to the orbit position.
The set angle of the gimbal on which the propulsion device is mounted is controlled according to the orbital position. The north-south orbit control is performed by simultaneously injecting two pairs of propulsion devices for north-south and east-west orbit control, and the east-west orbit control is performed by increasing or decreasing the speed at a predetermined orbit position. Speed-up maneuver and deceleration maneuver are 2
It is implemented by selecting one of the propulsion devices for paired north-south / east-west orbit control. The effect of the north-south velocity component on the orbit caused by the speed-up maneuver and deceleration maneuver is performed by simultaneous injection of two pairs of propulsion devices for north-south and east-west orbit control when the orbital position is shifted by 180 degrees by the injection time controller To be removed. When unloading the angular momentum accumulated in the wheel at a predetermined orbital position, the gimbal angles of the two pairs of gimbals are set at a predetermined angle. After setting the angle, torque can be independently generated around the roll, pitch, and yaw axes of the satellite by simultaneously injecting two pairs of propulsion devices for north / south / east / west orbit control. Since the angular momentum corresponding to the injection time is generated, the time required for unloading is set. The effect on the orbit due to the simultaneous injection of the propulsion device for north-south and east-west orbit control performed to carry out unloading is two pairs of north-south and east-west orbit control when the orbital position is shifted by 180 degrees by the injection time control device. It is removed by co-injecting the propulsion device.

【0011】第3の発明における人工衛星の姿勢・軌道
制御装置は第1の発明および第2の発明において推進装
置としてスラスタ、イオンエンジンあるいはアークジェ
ットを使用している。
The satellite attitude / orbit control device according to the third invention uses a thruster, an ion engine or an arc jet as a propulsion device in the first invention and the second invention.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
一実施例における推進装置の配置を示した図である。図
3はこの発明の一実施例を示す構成図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of a propulsion device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【0013】図1において7は南北軌道制御および東西
軌道制御を実施するために使用する推進装置(推進装置
A)である。推進装置7はその推力軸が衛星重心を通る
ように配置されている。また、南北方向および東西方向
に推力成分をもつように配置されている。同様に8も南
北軌道制御および東西軌道制御を実施するために使用す
る推進装置(推進装置B)である。推進装置8もその推
力軸が衛星重心を通るように配置されている。また、南
北方向および東西方向に推力成分をもつように配置され
ている。図3において7は南北軌道制御および東西軌道
制御を実施するための推進装置Aである。8は同様に、
南北軌道制御および東西軌道制御を実施するための推進
装置Bである。21は推進装置を駆動するための推進装
置駆動装置である。20は軌道位置に応じて推進装置A
および推進装置Bの噴射時間を制御する噴射時間制御装
置である。
In FIG. 1, reference numeral 7 denotes a propulsion device (propulsion device A) used for performing north-south orbit control and east-west orbit control. The propulsion device 7 is arranged so that its thrust axis passes through the center of gravity of the satellite. In addition, they are arranged to have thrust components in the north-south direction and the east-west direction. Similarly, reference numeral 8 denotes a propulsion device (propulsion device B) used for performing north-south orbit control and east-west orbit control. The propulsion device 8 is also arranged so that its thrust axis passes through the center of gravity of the satellite. In addition, they are arranged to have thrust components in the north-south direction and the east-west direction. In FIG. 3, reference numeral 7 denotes a propulsion device A for performing north-south orbit control and east-west orbit control. 8 is likewise
This is a propulsion device B for performing north-south orbit control and east-west orbit control. Reference numeral 21 denotes a propulsion device driving device for driving the propulsion device. 20 is a propulsion device A according to the orbital position
And an injection time control device for controlling the injection time of the propulsion device B.

【0014】次に動作について説明する。図3において
噴射時間制御装置は軌道位置に応じて推進装置Aおよび
推進装置Bの噴射を制御する。噴射時間制御装置20に
おいて生成される噴射信号イおよびロは推進装置駆動装
置21に入力され、推進装置Aおよび推進装置Bを駆動
する。図5では噴射制御装置20において生成される東
西軌道制御(増速、減速)および南北軌道制御における
推進装置Aおよび推進装置Bに対する噴射タイミングを
示している。東西軌道制御(増速マヌーバ)においては
マヌーバ位置において推進装置Bに噴射信号が生成さ
れ、増速マヌーバが実施される。スラスタは東西方向に
推力を発生するとともに南北方向にも推力を発生するた
め、このままでは軌道傾斜角に影響を与える。ただし、
マヌーバ位置から180度ズレた軌道位置において推進
装置Aおよび推進装置Bを増速マヌーバの半分の時間、
噴射することにより、上記軌道傾斜角への影響はキャン
セルされる事になる。東西軌道制御(減速マヌーバ)も
同様に実施される。南北軌道制御の場合は軌道制御位置
において推進装置Aおよび推進装置Bを同時に噴射する
ことにより実施される。
Next, the operation will be described. In FIG. 3, the injection time control device controls the injection of the propulsion devices A and B according to the orbital position. The injection signals A and B generated by the injection time control device 20 are input to the propulsion device drive device 21 to drive the propulsion devices A and B. FIG. 5 shows the injection timing for the propulsion devices A and B in the east-west orbit control (increase and deceleration) and the north-south orbit control generated by the injection control device 20. In east-west orbit control (speed-up maneuver), an injection signal is generated in the propulsion device B at the maneuver position, and speed-up maneuver is performed. The thruster generates thrust in the east-west direction and also in the north-south direction. However,
The propulsion device A and the propulsion device B are shifted by 180 degrees from the maneuver position so that the propulsion device A and the propulsion device B are half the time of the speed-up maneuver,
By injecting, the influence on the orbit inclination angle is canceled. East-west orbit control (deceleration maneuver) is also implemented. The north-south orbit control is performed by simultaneously injecting the propulsion devices A and B at the orbit control position.

【0015】実施の形態2.図2はこの発明の一実施例
における推進装置およびホイールの配置を示した図であ
る。図4はこの発明の一実施例を示す構成図である。
Embodiment 2 FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of the propulsion device and the wheels in one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【0016】まず、推進装置およびホイールの配置につ
いて述べる。図2において7は南北軌道制御および東西
軌道制御を実施するために使用する推進装置(推進装置
A)である。推進装置7は2軸ジンバル9(2軸ジンバ
ルA)に載っており、所定のジンバル角において、その
推力軸が衛星重心を通るように配置されている。また、
南北方向および東西方向に推力成分をもつように配置さ
れている。同様に8も南北軌道制御および東西軌道制御
を実施するために使用する推進装置(推進装置B)であ
る。推進装置8も2軸ジンバル10(2軸ジンバルB)
に載っており、所定のジンバル角において、その推力軸
が衛星重心を通るように配置されている。また、南北方
向および東西方向に推力成分をもつように配置されてい
る。6は姿勢制御に使用するホイールである。
First, the arrangement of the propulsion device and the wheels will be described. In FIG. 2, reference numeral 7 denotes a propulsion device (propulsion device A) used for performing north-south orbit control and east-west orbit control. The propulsion device 7 is mounted on a biaxial gimbal 9 (biaxial gimbal A), and is arranged so that its thrust axis passes through the center of gravity of the satellite at a predetermined gimbal angle. Also,
It is arranged to have thrust components in north-south direction and east-west direction. Similarly, reference numeral 8 denotes a propulsion device (propulsion device B) used for performing north-south orbit control and east-west orbit control. The propulsion device 8 is also a biaxial gimbal 10 (biaxial gimbal B).
At a predetermined gimbal angle, the thrust axis of which is arranged to pass through the center of gravity of the satellite. In addition, they are arranged to have thrust components in the north-south direction and the east-west direction. Reference numeral 6 denotes a wheel used for attitude control.

【0017】次に、構成図について述べる。図4におい
て7は南北軌道制御および東西軌道制御を実施するため
の推進装置Aである。8は同様に、南北軌道制御および
東西軌道制御を実施するための推進装置Bである。21
は推進装置を駆動するための推進装置駆動装置である。
20は軌道位置に応じて推進装置Aおよび推進装置Bの
噴射時間を制御する噴射時間制御装置である。9は推進
装置Aを載せた2軸ジンバルAである。10は推進装置
Bを載せた2軸ジンバルBである。22はジンバル駆動
装置であり、2軸ジンバルAおよび2軸ジンバルBを駆
動する。23は軌道位置に応じて2軸ジンバルAおよび
2軸ジンバルBの設定角を制御するジンバル角制御装置
である。
Next, a configuration diagram will be described. In FIG. 4, reference numeral 7 denotes a propulsion device A for performing north-south orbit control and east-west orbit control. Reference numeral 8 is a propulsion device B for implementing north-south orbit control and east-west orbit control. 21
Is a propulsion device driving device for driving the propulsion device.
Reference numeral 20 denotes an injection time control device that controls the injection time of the propulsion devices A and B according to the orbital position. 9 is a biaxial gimbal A on which the propulsion device A is mounted. Reference numeral 10 denotes a two-axis gimbal B on which a propulsion device B is mounted. A gimbal driving device 22 drives the two-axis gimbal A and the two-axis gimbal B. Reference numeral 23 denotes a gimbal angle control device that controls the set angles of the two-axis gimbal A and the two-axis gimbal B according to the orbital position.

【0018】以下では動作について説明する。まず、軌
道制御について述べる。図4において噴射時間制御装置
は軌道位置に応じて推進装置Aおよび推進装置Bの噴射
を制御する。噴射時間制御装置20において生成される
噴射信号イおよびロは推進装置駆動装置21に入力さ
れ、推進装置Aおよび推進装置Bを駆動する。図5では
噴射制御装置20において生成される東西軌道制御(増
速、減速)および南北軌道制御における推進装置Aおよ
び推進装置Bに対する噴射タイミングを示している。東
西軌道制御(増速マヌーバ)においてはマヌーバ位置に
おいて推進装置Bに噴射信号が生成され、増速マヌーバ
が実施される。推進装置は東西方向に推力を発生すると
ともに南北方向にも推力を発生するため、このままでは
軌道傾斜角に影響を与える。ただし、マヌーバ位置から
180度ズレた軌道位置において推進装置Aおよび推進
装置Bを増速マヌーバの半分の時間、噴射することによ
り、上記軌道傾斜角への影響はキャンセルされる事にな
る。東西軌道制御(減速マヌーバ)も同様に実施され
る。南北軌道制御の場合は軌道制御位置において推進装
置Aおよび推進装置Bを同時に噴射することにより実施
される。
The operation will be described below. First, the trajectory control will be described. In FIG. 4, the injection time control device controls the injection of the propulsion devices A and B according to the orbital position. The injection signals A and B generated by the injection time control device 20 are input to the propulsion device drive device 21 to drive the propulsion devices A and B. FIG. 5 shows the injection timing for the propulsion devices A and B in the east-west orbit control (increase and deceleration) and the north-south orbit control generated by the injection control device 20. In east-west orbit control (speed-up maneuver), an injection signal is generated in the propulsion device B at the maneuver position, and speed-up maneuver is performed. The propulsion device generates thrust in the east-west direction and also generates thrust in the north-south direction. However, by injecting the propulsion devices A and B at the orbital position shifted by 180 degrees from the maneuver position for half the time of the speed-up maneuver, the influence on the orbit inclination angle is canceled. East-west orbit control (deceleration maneuver) is also implemented. The north-south orbit control is performed by simultaneously injecting the propulsion devices A and B at the orbit control position.

【0019】次に、姿勢制御について述べる。姿勢制御
はホイール6により実施する。ただし、ホイール角運動
量には上限があるため、これを越える場合には外力トル
クを発生する事により、アンローディングする必要があ
る。ここでは推進装置を載せた2軸ジンバルの角度を適
切に選択し、推進装置を所定の時間噴射することにより
外力トルクを発生し、ホイールのアンローディングを実
施する。
Next, the attitude control will be described. The posture control is performed by the wheel 6. However, since the wheel angular momentum has an upper limit, if it exceeds this, it is necessary to perform unloading by generating an external torque. Here, the angle of the biaxial gimbal on which the propulsion device is mounted is appropriately selected, and an external force torque is generated by injecting the propulsion device for a predetermined time, thereby performing unloading of the wheel.

【0020】図6では2軸ジンバル角を設定し推進装置
を噴射することにより、衛星の各軸回りにトルクを発生
することができることを示している。なお、発生トルク
に噴射時間を掛けたものが角運動量となる。アンローデ
ィングを実施するために推進装置を噴射させると衛星の
南北方向に推力成分が発生するため、このままでは軌道
傾斜角に影響を与える事になる。図4のジンバル角制御
装置はアンローディングを実施した軌道位置から180
度ズレた軌道位置において発生した南北方向のインパル
ス量と等価なインパルス量が与えられ、軌道傾斜角への
影響はキャンセルされる。
FIG. 6 shows that by setting the two-axis gimbal angle and injecting the propulsion device, torque can be generated around each axis of the satellite. The angular momentum is obtained by multiplying the generated torque by the injection time. If the propulsion device is injected to perform unloading, a thrust component will be generated in the north-south direction of the satellite, and this will affect the inclination angle of the orbit. The gimbal angle control device shown in FIG.
The impulse amount equivalent to the north-south impulse amount generated at the orbital position shifted by degrees is given, and the influence on the orbit inclination angle is canceled.

【0021】図7から図12に各軸のアンローディング
実施時のジンバル角の設定と推進装置噴射タイミングを
示す。アンローディング実施時には各軸回りの角運動量
が得られるが、同時に南北方向および東西方向への速度
成分が発生する。上記のタイミング図に従えば、これら
の不必要な速度成分もキャンセルできるようになってい
る。
FIGS. 7 to 12 show the setting of the gimbal angle and the injection timing of the propulsion device when the unloading of each axis is performed. When unloading is performed, angular momentum about each axis is obtained, but at the same time, velocity components in the north-south direction and east-west direction are generated. According to the above timing diagram, these unnecessary speed components can be canceled.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明は、南北軌道制御用の推進装置
と東西軌道制御用の推進装置の共用化が可能となり、推
進装置の規模を大幅に低減できる。
According to the present invention, the propulsion device for north-south orbit control and the propulsion device for east-west orbit control can be shared, and the scale of the propulsion device can be greatly reduced.

【0023】この発明は、南北軌道制御用の推進装置と
東西軌道制御用の推進装置の共用化が可能となる。ま
た、ホイールのアンローディングも上記の推進装置によ
り実施可能であるため、推進装置の規模を大幅に低減す
ることができる。
According to the present invention, the propulsion device for north-south orbit control and the propulsion device for east-west orbit control can be shared. Further, since the unloading of the wheel can be performed by the above-described propulsion device, the scale of the propulsion device can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1を示す南北軌道制御
用および東西軌道制御用の推進装置の配置を示した図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of propulsion devices for north-south orbit control and east-west orbit control according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態2を示す南北軌道制御
用および東西軌道制御用およびホイールアンローディン
グのための推進装置、ホイールおよびジンバルの配置を
示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of propulsion devices, wheels, and gimbals for north-south orbit control, east-west orbit control, and wheel unloading, showing Embodiment 2 of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1を示す構成図を示し
たものである。
FIG. 3 is a configuration diagram showing the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態2を示す構成図を示し
たものである。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】 噴射制御装置の噴射タイミングを示す。FIG. 5 shows the injection timing of the injection control device.

【図6】 ジンバル角設定により、衛星各軸回りにトル
クが発生することを示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing that torque is generated around each satellite axis by setting a gimbal angle.

【図7】 ジンバル角設定により、ロール軸回りに正の
角運動量が発生することを示したタイミング図である。
FIG. 7 is a timing chart showing that a positive angular momentum is generated around a roll axis by setting a gimbal angle.

【図8】 ジンバル角設定により、ロール軸回りに負の
角運動量が発生することを示したタイミング図である。
FIG. 8 is a timing chart showing that a negative angular momentum is generated around a roll axis by setting a gimbal angle.

【図9】 ジンバル角設定により、ピッチ軸回りに正の
角運動量が発生することを示したタイミング図である。
FIG. 9 is a timing chart showing that a positive angular momentum is generated around a pitch axis by setting a gimbal angle.

【図10】 ジンバル角設定により、ピッチ軸回りに負
の角運動量が発生することを示したタイミング図であ
る。
FIG. 10 is a timing chart showing that a negative angular momentum is generated around a pitch axis by setting a gimbal angle.

【図11】 ジンバル角設定により、ヨー軸回りに正の
角運動量が発生することを示したタイミング図である。
FIG. 11 is a timing chart showing that a positive angular momentum is generated around the yaw axis by setting a gimbal angle.

【図12】 ジンバル角設定により、ヨー軸回りに負の
角運動量が発生することを示したタイミング図である。
FIG. 12 is a timing chart showing that a negative angular momentum is generated around the yaw axis by setting the gimbal angle.

【図13】 従来の人工衛星の姿勢・軌道制御系を使用
した場合の推進装置の配置を示したものである。
FIG. 13 shows an arrangement of a propulsion device when a conventional attitude / orbit control system of an artificial satellite is used.

【図14】 従来の人工衛星の姿勢・軌道制御系を使用
した場合の推進装置およびホイールの配置を示したもの
である。
FIG. 14 shows an arrangement of propulsion devices and wheels when a conventional satellite attitude / orbit control system is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 南北軌道制御用推進装置、2 南北軌道制御用推進
装置、3 東西軌道制御用推進装置、4 東西軌道制御
用推進装置、5 姿勢制御用推進装置、6 ホイール、
7 推進装置A、8 推進装置B、9 2軸ジンバル
A、10 2軸ジンバルB、20 噴射制御装置、21
推進装置駆動装置、22 ジンバル駆動装置、23
ジンバル角制御装置、イ 噴射時間制御信号A、ロ 噴
射信号制御信号B、ハ ジンバル角制御信号A、ニ ジ
ンバル角制御信号B、ホ 推進装置A駆動信号、ヘ 推
進装置B駆動信号、ト ジンバルA駆動信号、チ ジン
バルB駆動信号。
1 propulsion device for north-south orbit control, 2 propulsion device for north-south orbit control, 3 propulsion device for east-west orbit control, 4 propulsion device for east-west orbit control, 5 propulsion device for attitude control, 6 wheels,
7 Propulsion device A, 8 Propulsion device B, 9 2-axis gimbal A, 10 2-axis gimbal B, 20 Injection control device, 21
Propulsion device drive device, 22 Gimbal drive device, 23
Gimbal angle control device, A injection time control signal A, B injection signal control signal B, gimbal angle control signal A, gimbal angle control signal B, E propulsion device A drive signal, F propulsion device B drive signal, G gimbal A Drive signal, gimbal B drive signal.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 推力軸が衛星重心を通り、衛星の南北方
向と東西方向に推力成分をもつように衛星の2カ所に配
置された推進装置と、上記推進装置をオンオフする推進
装置駆動装置と、軌道位置に応じて上記推進装置の噴射
時間を制御する噴射時間制御装置とを備え、南北軌道制
御実施時は上記推進装置を南北軌道制御実施位置におい
て同時噴射することにより軌道制御を実施し、東西軌道
制御においては軌道位置がほぼ180度離れた2カ所に
おいて上記推進装置の一方を全体の軌道制御時間の半分
づつ噴射させることにより軌道制御を実施し、南北軌道
制御と東西軌道制御を同一の推進装置で実施することを
特徴とした人工衛星の姿勢・軌道制御方法。
1. A propulsion device disposed at two places on a satellite such that a thrust axis passes through the center of gravity of the satellite and has thrust components in the north-south direction and the east-west direction of the satellite, and a propulsion device drive device for turning on and off the propulsion device. An injection time control device that controls the injection time of the propulsion device according to the orbital position is provided.When performing north-south orbit control, the propulsion device performs the orbit control by simultaneously injecting the propulsion device at the north-south orbit control execution position. In east-west orbit control, orbit control is carried out by injecting one of the above propulsion units at half of the total orbit control time at two locations where the orbit position is almost 180 degrees apart, and the north-south orbit control and the east-west orbit control are the same. A method for controlling the attitude and orbit of an artificial satellite, which is performed by a propulsion device.
【請求項2】 推力軸が衛星重心を通り、衛星の南北方
向と東西方向に推力成分をもつように衛星の2カ所に配
置された推進装置と、上記推進装置をオンオフする推進
装置駆動装置と、軌道位置に応じて上記推進装置の噴射
時間を制御する噴射時間制御装置と、軌道位置に応じて
ジンバル角を設定するジンバル角制御装置とを備え、ジ
ンバル角および噴射時間を軌道位置に応じて制御するこ
とにより、必要とする力積および角運動量以外の力積お
よび角運動量は軌道一周において除去し、南北軌道制御
と東西軌道制御とホイールのアンローディングを同一の
推進装置で実施することを特徴とした人工衛星の姿勢・
軌道制御方法。
2. A propulsion device disposed at two places on the satellite such that the thrust axis passes through the center of gravity of the satellite and has thrust components in the north-south direction and the east-west direction of the satellite, and a propulsion device drive device for turning on and off the propulsion device. An injection time control device that controls the injection time of the propulsion device according to the orbital position, and a gimbal angle control device that sets the gimbal angle according to the orbital position. By controlling, the impulse and angular momentum other than the required impulse and angular momentum are removed in one round of the orbit, and north-south orbit control, east-west orbit control, and wheel unloading are performed by the same propulsion device. Attitude of artificial satellite
Orbit control method.
【請求項3】 上記推進装置はスラスタ、イオンエンジ
ンあるいはアークジェットであることを特徴とする請求
項1または2記載の人工衛星の姿勢・軌道制御装置。
3. The artificial satellite attitude / orbit control device according to claim 1, wherein said propulsion device is a thruster, an ion engine or an arc jet.
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WO2021171409A1 (en) * 2020-02-26 2021-09-02 三菱電機株式会社 Orbital attitude control device, satellite, orbital attitude control method, and program
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