JP2001056235A - オンボード光学系および他の衛星の天体暦を用いる天体暦／姿勢基準決定システム - Google Patents
オンボード光学系および他の衛星の天体暦を用いる天体暦／姿勢基準決定システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】スペースクラフトに対する天体暦と姿勢とを決
定するシステムを提供する。 【解決手段】 天体暦決定サブシステム３００が、１つ
以上の基準スペースクラフトに対する天体暦データ３０
８を取得する。光学的ペイロード・ポインティング情報
３０６が、基準スペースクラフトに指向された光学的ペ
イロードに対して取得される。天体暦決定アルゴリズム
３０２により、天体暦データと光学的ペイロード・ポイ
ンティング情報３０６とに基いてスペースクラフトの天
体暦３１２が計算される。前の計測および計算の格納さ
れた結果の如き他の利用可能な情報、時間３１０、スペ
ースクラフトの姿勢３０４、非ペイロード・センサから
の情報、および測距情報を用いて、精度を強化し天体暦
計算の複雑さを軽減する。
定するシステムを提供する。 【解決手段】 天体暦決定サブシステム３００が、１つ
以上の基準スペースクラフトに対する天体暦データ３０
８を取得する。光学的ペイロード・ポインティング情報
３０６が、基準スペースクラフトに指向された光学的ペ
イロードに対して取得される。天体暦決定アルゴリズム
３０２により、天体暦データと光学的ペイロード・ポイ
ンティング情報３０６とに基いてスペースクラフトの天
体暦３１２が計算される。前の計測および計算の格納さ
れた結果の如き他の利用可能な情報、時間３１０、スペ
ースクラフトの姿勢３０４、非ペイロード・センサから
の情報、および測距情報を用いて、精度を強化し天体暦
計算の複雑さを軽減する。
Description
【０００１】（関連出願の相互引照）本願は、本願と共
に出願された「通信リンクを用いる天体暦／姿勢基準の
決定（Ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ／Ａｔｔｉｔｕｄｅ Ｒｅｆ
ｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎ
ｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｌｉｎｋｓ）」な
る名称のＴＲＷ事件簿第１１−１０００号と、「衛星間
距離および他の衛星の天体暦の知識を用いる天体暦の決
定（Ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
Ｕｓｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｒａｎ
ｇｉｎｇ ａｎｄ Ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ Ｋｎｏｗｌｅ
ｄｇｅ ｏｆ Ｏｔｈｅｒ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ）」
なる名称のＴＲＷ事件簿第１１−０９９８号と関連して
いる。
に出願された「通信リンクを用いる天体暦／姿勢基準の
決定（Ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ／Ａｔｔｉｔｕｄｅ Ｒｅｆ
ｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ Ｕｓｉｎ
ｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｌｉｎｋｓ）」な
る名称のＴＲＷ事件簿第１１−１０００号と、「衛星間
距離および他の衛星の天体暦の知識を用いる天体暦の決
定（Ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
Ｕｓｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｒａｎ
ｇｉｎｇ ａｎｄ Ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ Ｋｎｏｗｌｅ
ｄｇｅ ｏｆ Ｏｔｈｅｒ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ）」
なる名称のＴＲＷ事件簿第１１−０９９８号と関連して
いる。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は、衛星の天体暦（位
置推算表）および姿勢の決定に関する。特に、本発明
は、オンボード光学系ポインティング情報および他の衛
星の天体暦および姿勢の情報を用いて衛星の天体暦およ
び姿勢を決定することに関する。
置推算表）および姿勢の決定に関する。特に、本発明
は、オンボード光学系ポインティング情報および他の衛
星の天体暦および姿勢の情報を用いて衛星の天体暦およ
び姿勢を決定することに関する。
【０００３】
【従来の技術】姿勢および軌道の決定および制御は、ほ
とんどの衛星システムの重要な特質である。衛星の姿勢
の決定および制御サブシステム（以下本文では、「ＡＤ
ＣＳ」）が、スペースクラフト（宇宙船）の姿勢（また
はその質量中心に関する方位）を計測し維持する。ＡＤ
ＣＳは、スペース・ビークル（ｖｅｈｉｃｌｅ）に働く
外乱トルクにも拘わらず、役務の間このビークルを安定
化しかつビークルを所望の方向に指向させる。このこと
は、第一に、スペースクラフトがその姿勢をセンサを用
いて決定することを要求する。スペースクラフトの絶対
姿勢を決定するのに外部基準が用いられねばならない。
外部基準は、太陽、地球の赤外水平線、磁界および星を
含む。外部基準に基く計算間の姿勢基準を維持するた
め、衛星は、ジャイロスコープのような慣性センサを装
備する。次に、ＡＤＣＳは、反動ホィール、モーメント
制御ジャイロ、磁気トルクおよびガス・ジェットまたは
スラスタのようなアクチュエータを用いて宇宙船の姿勢
を制御しなければならない。
とんどの衛星システムの重要な特質である。衛星の姿勢
の決定および制御サブシステム（以下本文では、「ＡＤ
ＣＳ」）が、スペースクラフト（宇宙船）の姿勢（また
はその質量中心に関する方位）を計測し維持する。ＡＤ
ＣＳは、スペース・ビークル（ｖｅｈｉｃｌｅ）に働く
外乱トルクにも拘わらず、役務の間このビークルを安定
化しかつビークルを所望の方向に指向させる。このこと
は、第一に、スペースクラフトがその姿勢をセンサを用
いて決定することを要求する。スペースクラフトの絶対
姿勢を決定するのに外部基準が用いられねばならない。
外部基準は、太陽、地球の赤外水平線、磁界および星を
含む。外部基準に基く計算間の姿勢基準を維持するた
め、衛星は、ジャイロスコープのような慣性センサを装
備する。次に、ＡＤＣＳは、反動ホィール、モーメント
制御ジャイロ、磁気トルクおよびガス・ジェットまたは
スラスタのようなアクチュエータを用いて宇宙船の姿勢
を制御しなければならない。
【０００４】同様に、軌道決定および制御サブシステム
（以下本文では、「ＯＤＣＳ」と呼ぶ）としても知られ
るガイダンスおよびナビゲーション機能が、スペースク
ラフトの質量中心の位置を計測し制御する。時間の関数
としてのスペースクラフトの位置（および、任意に、速
度）は、一般に、衛星の天体暦と呼ばれる。オンボード
ＯＤＣＳは、宇宙におけるスペースクラフトの位置をセ
ンサを用いて決定する。スペースクラフトの絶対位置を
決定するためには、外部基準が用いられねばならない。
外部基準は、太陽、地球の赤外水平線、磁界および星を
含む。次に、ＯＤＣＳは、ガス・ジェットまたはスラス
タのようなアクチュエータを用いてスペースクラフトの
軌道位置を制御しなければならない。軌道の制御は、衛
星が所望の軌道を維持あるいは取得を試みるときに要求
される。軌道制御は、低地球周回軌道（以下本文では、
「ＬＥＯ」）および静止地球軌道（以下本文では、「Ｇ
ＥＯ」）保持に限定されないがこれを含む軌道における
位置の維持を達成する軌道の摂動を克服するために必要
である。星座の維持におけるような相対的な衛星位置の
維持もまた、軌道制御を必要とする。
（以下本文では、「ＯＤＣＳ」と呼ぶ）としても知られ
るガイダンスおよびナビゲーション機能が、スペースク
ラフトの質量中心の位置を計測し制御する。時間の関数
としてのスペースクラフトの位置（および、任意に、速
度）は、一般に、衛星の天体暦と呼ばれる。オンボード
ＯＤＣＳは、宇宙におけるスペースクラフトの位置をセ
ンサを用いて決定する。スペースクラフトの絶対位置を
決定するためには、外部基準が用いられねばならない。
外部基準は、太陽、地球の赤外水平線、磁界および星を
含む。次に、ＯＤＣＳは、ガス・ジェットまたはスラス
タのようなアクチュエータを用いてスペースクラフトの
軌道位置を制御しなければならない。軌道の制御は、衛
星が所望の軌道を維持あるいは取得を試みるときに要求
される。軌道制御は、低地球周回軌道（以下本文では、
「ＬＥＯ」）および静止地球軌道（以下本文では、「Ｇ
ＥＯ」）保持に限定されないがこれを含む軌道における
位置の維持を達成する軌道の摂動を克服するために必要
である。星座の維持におけるような相対的な衛星位置の
維持もまた、軌道制御を必要とする。
【０００５】ちょうど姿勢の決定が姿勢制御に必要な情
報を提供するように、ナビゲーションは衛星の天体暦を
決定するために必要な情報を提供する。ガイダンスは、
宇宙における衛星の位置を調整するプロセスを指す。こ
のため、軌道コントローラのための要件は、通常、ガイ
ダンスおよびナビゲーションに対する対応要件を結果と
してもたらす。更に、天体暦情報は、ペイロードからの
データの処理時に用いられる。軌道制御にも拘わらず、
通信または観測の仕事を行うために、アンテナまたは計
器をある方向に向ける必要がしばしばある。例えば、物
体を追跡するように設計された衛星システムにおいて
は、追跡される物体を検知する衛星の位置の情報が重要
である。追跡される物体の位置が最終的には物体を検知
する衛星の宇宙空間における位置から得られるので、追
跡の精度は、衛星の位置が知られる精度に直接依存す
る。
報を提供するように、ナビゲーションは衛星の天体暦を
決定するために必要な情報を提供する。ガイダンスは、
宇宙における衛星の位置を調整するプロセスを指す。こ
のため、軌道コントローラのための要件は、通常、ガイ
ダンスおよびナビゲーションに対する対応要件を結果と
してもたらす。更に、天体暦情報は、ペイロードからの
データの処理時に用いられる。軌道制御にも拘わらず、
通信または観測の仕事を行うために、アンテナまたは計
器をある方向に向ける必要がしばしばある。例えば、物
体を追跡するように設計された衛星システムにおいて
は、追跡される物体を検知する衛星の位置の情報が重要
である。追跡される物体の位置が最終的には物体を検知
する衛星の宇宙空間における位置から得られるので、追
跡の精度は、衛星の位置が知られる精度に直接依存す
る。
【０００６】衛星を公称的な姿勢と軌道から外すように
衛星に対して力が絶えず働いている。軌道周期より短い
かこれに等しい周期で周期的である短期軌道変化（「摂
動」としても知られる）があり、また軌道周期より長い
周期の軌道変化である長期摂動が存在する。時間と共に
増加する線形の軌道変化を表わす永年変化もまた存在す
る。衛星の軌道の摂動を生じる主な力は、太陽および
月、地球の非球形質量分布、空気抵抗、および太陽放射
圧力のような第三者から生じる。ＬＥＯにおける衛星に
働く主な非重力の１つは、空気抵抗である。抵抗は、速
度ベクトルの反対方向に働き、軌道にある衛星からエネ
ルギを殺ぐ。このようなエネルギの低減は、軌道を崩
し、抵抗の更なる増加をもたらし、最後には大気への再
突入をもたらす。
衛星に対して力が絶えず働いている。軌道周期より短い
かこれに等しい周期で周期的である短期軌道変化（「摂
動」としても知られる）があり、また軌道周期より長い
周期の軌道変化である長期摂動が存在する。時間と共に
増加する線形の軌道変化を表わす永年変化もまた存在す
る。衛星の軌道の摂動を生じる主な力は、太陽および
月、地球の非球形質量分布、空気抵抗、および太陽放射
圧力のような第三者から生じる。ＬＥＯにおける衛星に
働く主な非重力の１つは、空気抵抗である。抵抗は、速
度ベクトルの反対方向に働き、軌道にある衛星からエネ
ルギを殺ぐ。このようなエネルギの低減は、軌道を崩
し、抵抗の更なる増加をもたらし、最後には大気への再
突入をもたらす。
【０００７】過去においては、ガイダンスおよびナビゲ
ーションは厳しい地上オペレーション活動を生じるもの
であった。しかし、オンボード・コンピュータが計算能
力が強力となり、軽量となり、エネルギ効率が向上し
た。今では、衛星がオンボード・コンピュータを進歩さ
せ、自律的なガイダンスおよびナビゲーションを行うこ
とが可能である。自律的なナビゲーションの動きを可能
にする別の重要な要因は、「ナビスタ（Ｎａｖｉｓｔａ
ｒ）」のような正確なオンボード・センサの開発であ
る。残る主な問題は、信頼性が高く、堅牢でありかつコ
ストと重量において経済的である供給源から天体暦およ
び姿勢のデータをオンボード・コンピュータに提供する
問題である。
ーションは厳しい地上オペレーション活動を生じるもの
であった。しかし、オンボード・コンピュータが計算能
力が強力となり、軽量となり、エネルギ効率が向上し
た。今では、衛星がオンボード・コンピュータを進歩さ
せ、自律的なガイダンスおよびナビゲーションを行うこ
とが可能である。自律的なナビゲーションの動きを可能
にする別の重要な要因は、「ナビスタ（Ｎａｖｉｓｔａ
ｒ）」のような正確なオンボード・センサの開発であ
る。残る主な問題は、信頼性が高く、堅牢でありかつコ
ストと重量において経済的である供給源から天体暦およ
び姿勢のデータをオンボード・コンピュータに提供する
問題である。
【０００８】現在、多くの自律的な航法（ナビゲーショ
ン）が存在する。例えば、「小宇宙自律ナビゲーション
・システム（Ｍｉｃｒｏｃｏｓｍ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕ
ｓＮａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）」は、地球、
太陽および月の観測を用いて軌道、姿勢、地上観測点、
および太陽の方向を決定する。その精度は、典型的に、
ＬＥＯシステムにおいて約１００ｍないし４００ｍであ
る。別のナビゲーション補助手段は、特定の星と月の縁
部（へり）との間の角度を用いる宇宙六分儀である。こ
の宇宙六分儀は、軌道と姿勢の双方を決定し、その典型
的な精度は２５０ｍである。星の屈折は別のナビゲーシ
ョン・システムであり、軌道と姿勢の双方を決定するた
め大気中を通る星光の屈折を用いる。その典型的な精度
は、１５０ｍないし１００ｍである。更に他のシステム
は、陸標の角度計測を利用して軌道と姿勢の双方を決定
する「陸標追跡法」である。その典型的な精度は、キロ
メートル単位で計測される。
ン）が存在する。例えば、「小宇宙自律ナビゲーション
・システム（Ｍｉｃｒｏｃｏｓｍ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕ
ｓＮａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）」は、地球、
太陽および月の観測を用いて軌道、姿勢、地上観測点、
および太陽の方向を決定する。その精度は、典型的に、
ＬＥＯシステムにおいて約１００ｍないし４００ｍであ
る。別のナビゲーション補助手段は、特定の星と月の縁
部（へり）との間の角度を用いる宇宙六分儀である。こ
の宇宙六分儀は、軌道と姿勢の双方を決定し、その典型
的な精度は２５０ｍである。星の屈折は別のナビゲーシ
ョン・システムであり、軌道と姿勢の双方を決定するた
め大気中を通る星光の屈折を用いる。その典型的な精度
は、１５０ｍないし１００ｍである。更に他のシステム
は、陸標の角度計測を利用して軌道と姿勢の双方を決定
する「陸標追跡法」である。その典型的な精度は、キロ
メートル単位で計測される。
【０００９】最も一般的なナビゲーション・システム
は、ナビゲーション衛星のネットワークを使用する地球
規模の位置決定システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉ
ｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；以下本文では、「ＧＰ
Ｓ」）としても知られる「ナビスタ」である。ＧＰＳ
は、現在稼働しており、オンボードＧＰＳ受信機とＧＰ
Ｓ受信アンテナを介して軌道決定のためのスペースクラ
フトの天体暦情報を提供することができる。ＧＰＳおよ
び多重ＧＰＳアンテナを用いる姿勢の決定もまた公開さ
れている。ＧＰＳで達成可能な位置の精度は、システム
が軍事向けデータあるいは商用データをどちらを用いる
かに従って１５ｍないし１００ｍの範囲内にある。ＧＰ
Ｓ受信機は、多数のＧＰＳ衛星から信号を受信し、観察
者の位置およびその時の時間の３つの成分について同時
に解くため受信情報を用いる。このような情報は継続的
に更新されて位置と速度の情報を提供し、この情報は更
に軌道パラメータを決定するために用いられる。ＧＰＳ
配列は、略々半静止軌道高度にあり、ＬＥＯ衛星に対し
て最もよく働く。ＧＰＳは、実地において実証され、少
なくとも他の公知のナビゲーション・システムと同じ精
度にあるので、広く使用されている。
は、ナビゲーション衛星のネットワークを使用する地球
規模の位置決定システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉ
ｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ；以下本文では、「ＧＰ
Ｓ」）としても知られる「ナビスタ」である。ＧＰＳ
は、現在稼働しており、オンボードＧＰＳ受信機とＧＰ
Ｓ受信アンテナを介して軌道決定のためのスペースクラ
フトの天体暦情報を提供することができる。ＧＰＳおよ
び多重ＧＰＳアンテナを用いる姿勢の決定もまた公開さ
れている。ＧＰＳで達成可能な位置の精度は、システム
が軍事向けデータあるいは商用データをどちらを用いる
かに従って１５ｍないし１００ｍの範囲内にある。ＧＰ
Ｓ受信機は、多数のＧＰＳ衛星から信号を受信し、観察
者の位置およびその時の時間の３つの成分について同時
に解くため受信情報を用いる。このような情報は継続的
に更新されて位置と速度の情報を提供し、この情報は更
に軌道パラメータを決定するために用いられる。ＧＰＳ
配列は、略々半静止軌道高度にあり、ＬＥＯ衛星に対し
て最もよく働く。ＧＰＳは、実地において実証され、少
なくとも他の公知のナビゲーション・システムと同じ精
度にあるので、広く使用されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＧＰＳにおけ
る２つの重要な問題は、信頼性とコストである。幾何学
的な状況か、１つ以上のＧＰＳ衛星の故障か、あるいは
オンボードＧＰＳ受信機の故障により短期でもＧＰＳ衛
星の利用度を妨げるおそれがあることが、姿勢と位置の
決定についてＧＰＳに依存する高価なスペースクラフト
に対する主な問題となる。更に、宇宙用ＧＰＳ受信機
は、特に正確な位置データを求める厳密な衛星システム
が各衛星に搭載される冗長なＧＰＳ受信機を用いるた
め、非常に高価となり得る。特に制限された寿命を持つ
ダース単位の衛星からなることがある衛星群システムに
おける各衛星にとって、冗長なＧＰＳ受信機の経費は更
に実質的なものとなる。本発明における１つの動機は、
ＧＰＳのような高価な主要ナビゲーション・システムに
対するバックアップとして有効に働く方法および装置を
提供することである。
る２つの重要な問題は、信頼性とコストである。幾何学
的な状況か、１つ以上のＧＰＳ衛星の故障か、あるいは
オンボードＧＰＳ受信機の故障により短期でもＧＰＳ衛
星の利用度を妨げるおそれがあることが、姿勢と位置の
決定についてＧＰＳに依存する高価なスペースクラフト
に対する主な問題となる。更に、宇宙用ＧＰＳ受信機
は、特に正確な位置データを求める厳密な衛星システム
が各衛星に搭載される冗長なＧＰＳ受信機を用いるた
め、非常に高価となり得る。特に制限された寿命を持つ
ダース単位の衛星からなることがある衛星群システムに
おける各衛星にとって、冗長なＧＰＳ受信機の経費は更
に実質的なものとなる。本発明における１つの動機は、
ＧＰＳのような高価な主要ナビゲーション・システムに
対するバックアップとして有効に働く方法および装置を
提供することである。
【００１１】改善された衛星の姿勢および天体暦の決定
システムに対する需要は長く存在している。
システムに対する需要は長く存在している。
【００１２】本発明の目的は、現在ある衛星サブシステ
ムを利用する天体暦および姿勢決定システムを提供する
ことである。
ムを利用する天体暦および姿勢決定システムを提供する
ことである。
【００１３】本発明の別の目的は、現在ある衛星ペイロ
ード・サブシステムを利用する天体暦および姿勢決定シ
ステムを提供することである。
ード・サブシステムを利用する天体暦および姿勢決定シ
ステムを提供することである。
【００１４】本発明の別の目的は、現在ある衛星ペイロ
ード・サブシステムおよび衛星通信ネットワークの本質
的特性を利用する天体暦および姿勢決定システムを提供
することである。
ード・サブシステムおよび衛星通信ネットワークの本質
的特性を利用する天体暦および姿勢決定システムを提供
することである。
【００１５】本発明の更なる目的は、基準スペースクラ
フトの天体暦に基いてスペースクラフトに対する姿勢お
よび天体暦を決定する姿勢および天体暦決定システムを
提供することである。
フトの天体暦に基いてスペースクラフトに対する姿勢お
よび天体暦を決定する姿勢および天体暦決定システムを
提供することである。
【００１６】本発明の更に別の目的は、基準スペースク
ラフトの天体暦とペイロード光学系に対するポインティ
ング情報とに基いてスペースクラフトに対する姿勢およ
び天体暦を決定する姿勢および天体暦決定システムを提
供することである。
ラフトの天体暦とペイロード光学系に対するポインティ
ング情報とに基いてスペースクラフトに対する姿勢およ
び天体暦を決定する姿勢および天体暦決定システムを提
供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的の１以上が、ス
ペースクラフトの姿勢および天体暦の決定のための方法
および装置を提供する本発明の望ましい実施の形態によ
り、全てあるいは一部において満たされる。天体暦の決
定のため、基準スペースクラフトに対する基準の天体暦
情報が取得される。基準の天体暦情報は、クロスリンク
された基準スペースクラフトから直接に受取られること
が望ましい。例えば、（光学的ペイロード・ポインティ
ングモータに取付けられた）リゾルバがセンサ・ポイン
ティング情報を提供して、光学的なペイロード・センサ
が基準スペースクラフトに指向される。スペースクラフ
トに対する姿勢基準がスペースクラフトの姿勢決定サブ
システムから得られ、オンボード・クロックが時間情報
を供給する。次に、天体暦決定アルゴリズムが、基準天
体暦情報、光学的ペイロード・センサ・ポインティング
情報、姿勢基準および時間の情報に基いて、スペースク
ラフトの天体暦を計算する。当該天体暦決定アルゴリズ
ムは、カールマン（Ｋａｌｍａｎ）・フィルタ処理およ
び関連する天体暦の伝搬を用いることが望ましい。
ペースクラフトの姿勢および天体暦の決定のための方法
および装置を提供する本発明の望ましい実施の形態によ
り、全てあるいは一部において満たされる。天体暦の決
定のため、基準スペースクラフトに対する基準の天体暦
情報が取得される。基準の天体暦情報は、クロスリンク
された基準スペースクラフトから直接に受取られること
が望ましい。例えば、（光学的ペイロード・ポインティ
ングモータに取付けられた）リゾルバがセンサ・ポイン
ティング情報を提供して、光学的なペイロード・センサ
が基準スペースクラフトに指向される。スペースクラフ
トに対する姿勢基準がスペースクラフトの姿勢決定サブ
システムから得られ、オンボード・クロックが時間情報
を供給する。次に、天体暦決定アルゴリズムが、基準天
体暦情報、光学的ペイロード・センサ・ポインティング
情報、姿勢基準および時間の情報に基いて、スペースク
ラフトの天体暦を計算する。当該天体暦決定アルゴリズ
ムは、カールマン（Ｋａｌｍａｎ）・フィルタ処理およ
び関連する天体暦の伝搬を用いることが望ましい。
【００１８】同様に、姿勢の決定のため、基準スペース
クラフトに対する基準天体暦情報が取得される。当該基
準天体暦情報は、クロスリンクされた基準スペースクラ
フトから受取られることが望ましい。光学的ペイロード
・センサ・ポインティング情報は、ペイロード光学組立
体ステアリング・モータに負荷を与えるよう取付けられ
たリゾルバから得られ、オンボード・クロックが時間情
報を供給する。次いで、姿勢決定アルゴリズムが、基準
天体暦情報、ペイロード光学センサ・ポインティング情
報および時間情報に基いてスペースクラフトの姿勢を計
算する。天体暦と同様に、姿勢決定アルゴリズムは、カ
ールマン・フィルタ処理および姿勢伝搬法を用いること
が望ましい。
クラフトに対する基準天体暦情報が取得される。当該基
準天体暦情報は、クロスリンクされた基準スペースクラ
フトから受取られることが望ましい。光学的ペイロード
・センサ・ポインティング情報は、ペイロード光学組立
体ステアリング・モータに負荷を与えるよう取付けられ
たリゾルバから得られ、オンボード・クロックが時間情
報を供給する。次いで、姿勢決定アルゴリズムが、基準
天体暦情報、ペイロード光学センサ・ポインティング情
報および時間情報に基いてスペースクラフトの姿勢を計
算する。天体暦と同様に、姿勢決定アルゴリズムは、カ
ールマン・フィルタ処理および姿勢伝搬法を用いること
が望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は、典型的なオンボード衛星
システム１００のブロック図を示す。衛星システム１０
０は、時間の関数として衛星システム１００に対する軌
道位置を決定する天体暦決定構成要素を含んでいる。衛
星システム１００は、一方が冗長である１対のＧＰＳ受
信機１０２からその天体暦情報を取得する。本発明の基
礎となる動機の１つは、宇宙用ＧＰＳ受信機と関連する
莫大なコストを低減することにある。衛星システム１０
０からＧＰＳ受信機１０２の一方または両方を取除け
ば、結果的に実質的なコスト節減となる。
システム１００のブロック図を示す。衛星システム１０
０は、時間の関数として衛星システム１００に対する軌
道位置を決定する天体暦決定構成要素を含んでいる。衛
星システム１００は、一方が冗長である１対のＧＰＳ受
信機１０２からその天体暦情報を取得する。本発明の基
礎となる動機の１つは、宇宙用ＧＰＳ受信機と関連する
莫大なコストを低減することにある。衛星システム１０
０からＧＰＳ受信機１０２の一方または両方を取除け
ば、結果的に実質的なコスト節減となる。
【００２０】オンボード天体暦決定ソフトウエア１０３
は、オンボード・コンピュータ（即ち、プロセッサ）１
０５に結合されたメモリ１０１に常駐し、天体暦を監視
して天体暦をＧＰＳ読出し間に伝達するため提供され
る。天体暦が決定されると、この天体暦はガイダンスお
よびナビゲーション制御ソフトウエア１０７へ送られ、
このソフトウエアが決定された天体暦を所望の天体暦に
比較する。必要に応じて、スラスタ１１２とその制御回
路１１４を用いて軌道に対する調整が行われる。
は、オンボード・コンピュータ（即ち、プロセッサ）１
０５に結合されたメモリ１０１に常駐し、天体暦を監視
して天体暦をＧＰＳ読出し間に伝達するため提供され
る。天体暦が決定されると、この天体暦はガイダンスお
よびナビゲーション制御ソフトウエア１０７へ送られ、
このソフトウエアが決定された天体暦を所望の天体暦に
比較する。必要に応じて、スラスタ１１２とその制御回
路１１４を用いて軌道に対する調整が行われる。
【００２１】当該衛星システム１００はまた、スペース
クラフトの姿勢を決定する姿勢基準決定構成要素を含ん
でいる。図１に示された衛星システム１００は、例え
ば、姿勢決定のため星トラッカ１０４を含む。粗太陽セ
ンサ１０６および関連回路１０８もまた、姿勢の粗基準
決定のため含まれ、典型的には、スペースクラフトの異
常が生じ、星トラッカ１０４を用いる高精度姿勢基準が
適正に機能しないときに用いられる。
クラフトの姿勢を決定する姿勢基準決定構成要素を含ん
でいる。図１に示された衛星システム１００は、例え
ば、姿勢決定のため星トラッカ１０４を含む。粗太陽セ
ンサ１０６および関連回路１０８もまた、姿勢の粗基準
決定のため含まれ、典型的には、スペースクラフトの異
常が生じ、星トラッカ１０４を用いる高精度姿勢基準が
適正に機能しないときに用いられる。
【００２２】センサの読出し間に姿勢を進めるため、あ
るいは星に対するアクセスができないとき、慣性基準装
置１１０が含まれる。慣性基準装置１１０および星トラ
ッカ１０４からの情報は、オンボード姿勢決定ソフトウ
エア１１６によって用いられる。姿勢決定ソフトウエア
１１６は、姿勢を決定し追跡し、センサの読出し間に姿
勢を進め、姿勢情報を姿勢制御ソフトウエア１１８へ提
供する。更に、姿勢制御ソフトウエア１１８は、所望の
姿勢調整を実行する姿勢制御ハードウエアへ信号を送
る。図１に示された衛星システム１００に対する姿勢制
御ハードウエアは、反動ホイール１２０とその関連する
駆動部１２２とを含む。反動ホイール１２０の加速およ
び減速は、角度モーメントの保存による衛星本体にトル
クを誘起する。誘起されたトルクは更に、衛星本体を所
望の方向に回転させる。
るいは星に対するアクセスができないとき、慣性基準装
置１１０が含まれる。慣性基準装置１１０および星トラ
ッカ１０４からの情報は、オンボード姿勢決定ソフトウ
エア１１６によって用いられる。姿勢決定ソフトウエア
１１６は、姿勢を決定し追跡し、センサの読出し間に姿
勢を進め、姿勢情報を姿勢制御ソフトウエア１１８へ提
供する。更に、姿勢制御ソフトウエア１１８は、所望の
姿勢調整を実行する姿勢制御ハードウエアへ信号を送
る。図１に示された衛星システム１００に対する姿勢制
御ハードウエアは、反動ホイール１２０とその関連する
駆動部１２２とを含む。反動ホイール１２０の加速およ
び減速は、角度モーメントの保存による衛星本体にトル
クを誘起する。誘起されたトルクは更に、衛星本体を所
望の方向に回転させる。
【００２３】衛星は、その使用寿命にわたり、姿勢の摂
動トルクに曝される。このトルクは、太陽の圧力、大気
の抵抗、重力の勾配、地球の磁界その他の原因による。
先に述べたように、姿勢制御システムは、反動ホイール
１２０を用いてこれらのトルクを補償する。しかし、ト
ルクが時間的に平均化されなければ、反動ホイール１２
０の角速度が継続的に増加する。最後には、反動ホイー
ル１２０の角速度はある上限値を越える。モーメントの
負荷減殺要素は、典型的にはこのような問題に対処する
ために設けられる。
動トルクに曝される。このトルクは、太陽の圧力、大気
の抵抗、重力の勾配、地球の磁界その他の原因による。
先に述べたように、姿勢制御システムは、反動ホイール
１２０を用いてこれらのトルクを補償する。しかし、ト
ルクが時間的に平均化されなければ、反動ホイール１２
０の角速度が継続的に増加する。最後には、反動ホイー
ル１２０の角速度はある上限値を越える。モーメントの
負荷減殺要素は、典型的にはこのような問題に対処する
ために設けられる。
【００２４】例えば、衛星システム１００は、スペース
クラフトに対してトルクを与えるように地球の磁界と関
連して働くトルク・ロッド１２４とその各々のコントロ
ーラ１２６とを含む。磁気モータ１２８を用いて地球の
磁界を検知する。モーメント・アンローデイング・ソフト
ウエア１２７が、トルク・ロッドにおける電流を制御し
て補償トルクを生じ、このトルクが更に姿勢制御システ
ムが反動ホイール１２０の運動を減じる結果となる。
クラフトに対してトルクを与えるように地球の磁界と関
連して働くトルク・ロッド１２４とその各々のコントロ
ーラ１２６とを含む。磁気モータ１２８を用いて地球の
磁界を検知する。モーメント・アンローデイング・ソフト
ウエア１２７が、トルク・ロッドにおける電流を制御し
て補償トルクを生じ、このトルクが更に姿勢制御システ
ムが反動ホイール１２０の運動を減じる結果となる。
【００２５】全方位ＲＦ送信組立体１３０とトランスポ
ンダ１３２とは、衛星の姿勢あるいはセンサの方位とは
無関係にスペースクラフトとの通信を可能にするように
設けられる。指向性リンク・センサを含む指向性通信組
立体１３６は、他のスペースクラフトに対する相互リン
クおよび（または）地上局に対するアップリンクおよび
ダウンリンクを維持するために設けられる。指向性リン
ク・ポインティング・ソフトウエア１３４が、指向性通
信組立体１３６における指向性リンク・センサのポイン
ティングを制御する。
ンダ１３２とは、衛星の姿勢あるいはセンサの方位とは
無関係にスペースクラフトとの通信を可能にするように
設けられる。指向性リンク・センサを含む指向性通信組
立体１３６は、他のスペースクラフトに対する相互リン
クおよび（または）地上局に対するアップリンクおよび
ダウンリンクを維持するために設けられる。指向性リン
ク・ポインティング・ソフトウエア１３４が、指向性通
信組立体１３６における指向性リンク・センサのポイン
ティングを制御する。
【００２６】図２は、本発明の望ましい実施の形態によ
る天体暦決定サブシステムを組込んだ衛星通信システム
２００を示している。冗長な１対ではなく単一のＧＰＳ
受信機２０２が、主な天体暦決定のため使用される。バ
ックアップ天体暦決定サブシステムが他のスペースクラ
フトの天体暦の情報と光学的ペイロード・ポインティン
グ情報を用いて、衛星の天体暦を決定する。ＧＰＳの故
障は、ＧＰＳ受信機２０２を無用にする。従って、衛星
上の残りの機能構成要素を用いる衛星の天体暦を決定す
る別の機構が要求される。ＧＰＳ受信機２０２からの情
報は、本発明による天体暦決定システムにより行われる
天体暦決定を補強するために用いることができる。
る天体暦決定サブシステムを組込んだ衛星通信システム
２００を示している。冗長な１対ではなく単一のＧＰＳ
受信機２０２が、主な天体暦決定のため使用される。バ
ックアップ天体暦決定サブシステムが他のスペースクラ
フトの天体暦の情報と光学的ペイロード・ポインティン
グ情報を用いて、衛星の天体暦を決定する。ＧＰＳの故
障は、ＧＰＳ受信機２０２を無用にする。従って、衛星
上の残りの機能構成要素を用いる衛星の天体暦を決定す
る別の機構が要求される。ＧＰＳ受信機２０２からの情
報は、本発明による天体暦決定システムにより行われる
天体暦決定を補強するために用いることができる。
【００２７】光学的ペイロード・ポインティング制御ソ
フトウエア２１２は、コンピュータ（またはプロセッ
サ）２１４に結合されたメモリ２１３に常駐する。光学
的ペイロード組立体２０４は、データ・バス２０５によ
りコンピュータ２１４に結合される。光学的ペイロード
組立体２０４は、ジンバル駆動エレクトロニックス２０
６と、ジンバル組立体２０８と、光学的センサ組立体２
１０とを含んでいる。コンピュータ２１４は、ポインテ
ィング指令をジンバル駆動エレクトロニックス２０６へ
送り、エレクトロニックスは更に光学的センサ組立体２
１０に取付けられたジンバル組立体２０８に取付けられ
たジンバル組立体２０８を駆動する。ジンバル組立体２
０８は、方向をポインティングする光学的センサ組立体
２１０を計測し、光学的ペイロード・ポインティングデ
ータをコンピュータ２１４へ提供する。光学的センサ組
立体２１０は、光センサ２１６と、望ましくは正確な光
ペイロード・ポインティングデータを取得する高速操向
ミラー組立体２１８とを含んでいる。高速操向ミラー組
立体は、光センサの微小な指示の監視および制御、特に
誘起されたジッタリングの除去のためのレゾルバとモー
タを含んでいる。光学的ペイロード・ポインティング制
御ソフトウエア２１２は、ジンバル駆動エレクトロニッ
クス２０６へ指令を送り、光学的センサ組立体２１０を
基準スペースクラフトへ指向させる。光センサ２１６が
光スペクトルの可視部分と不可視部分（赤外線および紫
外線）の両者を検出することに注目されたい。
フトウエア２１２は、コンピュータ（またはプロセッ
サ）２１４に結合されたメモリ２１３に常駐する。光学
的ペイロード組立体２０４は、データ・バス２０５によ
りコンピュータ２１４に結合される。光学的ペイロード
組立体２０４は、ジンバル駆動エレクトロニックス２０
６と、ジンバル組立体２０８と、光学的センサ組立体２
１０とを含んでいる。コンピュータ２１４は、ポインテ
ィング指令をジンバル駆動エレクトロニックス２０６へ
送り、エレクトロニックスは更に光学的センサ組立体２
１０に取付けられたジンバル組立体２０８に取付けられ
たジンバル組立体２０８を駆動する。ジンバル組立体２
０８は、方向をポインティングする光学的センサ組立体
２１０を計測し、光学的ペイロード・ポインティングデ
ータをコンピュータ２１４へ提供する。光学的センサ組
立体２１０は、光センサ２１６と、望ましくは正確な光
ペイロード・ポインティングデータを取得する高速操向
ミラー組立体２１８とを含んでいる。高速操向ミラー組
立体は、光センサの微小な指示の監視および制御、特に
誘起されたジッタリングの除去のためのレゾルバとモー
タを含んでいる。光学的ペイロード・ポインティング制
御ソフトウエア２１２は、ジンバル駆動エレクトロニッ
クス２０６へ指令を送り、光学的センサ組立体２１０を
基準スペースクラフトへ指向させる。光センサ２１６が
光スペクトルの可視部分と不可視部分（赤外線および紫
外線）の両者を検出することに注目されたい。
【００２８】通信組立体２２０は、基準スペースクラフ
トに対する天体暦情報を受取るために設けられる。当該
通信組立体２２０は、クロスリンクを介して他のスペー
スクラフトから、あるいはアップリンクを介して地上局
から基準スペースクラフト天体暦情報を受信する受信機
を含むことが望ましい。受信機は、受信した天体暦情報
を復調して復号し、基準スペースクラフト天体暦データ
をデータ・バス２０５を介してコンピュータ２１４へ提
供する。
トに対する天体暦情報を受取るために設けられる。当該
通信組立体２２０は、クロスリンクを介して他のスペー
スクラフトから、あるいはアップリンクを介して地上局
から基準スペースクラフト天体暦情報を受信する受信機
を含むことが望ましい。受信機は、受信した天体暦情報
を復調して復号し、基準スペースクラフト天体暦データ
をデータ・バス２０５を介してコンピュータ２１４へ提
供する。
【００２９】天体暦決定ソフトウエア２２２は、コンピ
ュータ２１４へ結合されたメモリ２１３に常駐する。コ
ンピュータ２１４は、光学的ペイロード組立体２０４か
ら光学的ペイロード・ポインティングデータを受取り、
通信組立体２２０から基準スペースクラフト天体暦デー
タを受取る。天体暦決定ソフトウエア２２２における天
体暦決定指令が、光学的ペイロード・ポインティングデ
ータおよび基準スペースクラフト天体暦データとに働く
ことにより衛星の天体暦を決定する。天体暦決定ソフト
ウエア２２２は、例えば、確立された三角恒等式を用い
て衛星の天体暦を決定する。
ュータ２１４へ結合されたメモリ２１３に常駐する。コ
ンピュータ２１４は、光学的ペイロード組立体２０４か
ら光学的ペイロード・ポインティングデータを受取り、
通信組立体２２０から基準スペースクラフト天体暦デー
タを受取る。天体暦決定ソフトウエア２２２における天
体暦決定指令が、光学的ペイロード・ポインティングデ
ータおよび基準スペースクラフト天体暦データとに働く
ことにより衛星の天体暦を決定する。天体暦決定ソフト
ウエア２２２は、例えば、確立された三角恒等式を用い
て衛星の天体暦を決定する。
【００３０】望ましい実施の形態において、姿勢制御ソ
フトウエア２２４を含む姿勢基準サブシステムが、衛星
姿勢基準データを天体暦決定ソフトウエア２２２へ与
え、このソフトウエアが更に姿勢基準データを天体暦決
定に組込む。
フトウエア２２４を含む姿勢基準サブシステムが、衛星
姿勢基準データを天体暦決定ソフトウエア２２２へ与
え、このソフトウエアが更に姿勢基準データを天体暦決
定に組込む。
【００３１】天体暦決定ソフトウエア２２２は、基準ス
ペースクラフトの天体暦および光学的ペイロード・ポイ
ンティングデータを多くの時点で考慮に入れることによ
って天体暦を決定する。従って、時間データをコンピュ
ータ２１４へ送るシステム・クロック２２３が提供され
る。この時間データは、天体暦の決定に組込まれる。
ペースクラフトの天体暦および光学的ペイロード・ポイ
ンティングデータを多くの時点で考慮に入れることによ
って天体暦を決定する。従って、時間データをコンピュ
ータ２１４へ送るシステム・クロック２２３が提供され
る。この時間データは、天体暦の決定に組込まれる。
【００３２】本発明の望ましい実施の形態によるスペー
ス・ビークルに対する天体暦決定システムは、スペース
・ビークルに対して唯一機能する天体暦決定システムで
ある必要はない。スペース・ビークルに対する天体暦情
報は、地上局のような外部の存在から、あるいはスペー
ス・ビークル上の独立的な天体暦基準サブシステムから
受取られる。このような独立的な天体暦基準サブシステ
ムは、スペース・ビークルに載置するが、望ましい実施
の形態と離れて働き、例えば、オンボードＧＰＳベース
のシステムを含む。スペース・ビークルに対する天体暦
基準情報は、天体暦決定ソフトウエア２２２によりそれ
自体の天体暦決定との比較あるいは平均化のため使用さ
れる。
ス・ビークルに対する天体暦決定システムは、スペース
・ビークルに対して唯一機能する天体暦決定システムで
ある必要はない。スペース・ビークルに対する天体暦情
報は、地上局のような外部の存在から、あるいはスペー
ス・ビークル上の独立的な天体暦基準サブシステムから
受取られる。このような独立的な天体暦基準サブシステ
ムは、スペース・ビークルに載置するが、望ましい実施
の形態と離れて働き、例えば、オンボードＧＰＳベース
のシステムを含む。スペース・ビークルに対する天体暦
基準情報は、天体暦決定ソフトウエア２２２によりそれ
自体の天体暦決定との比較あるいは平均化のため使用さ
れる。
【００３３】更に、図２に示された望ましい実施の形態
による構成要素が全てスペースクラフト上に存在する
が、代替的に特定の構成要素は、通信リンクがスペース
クラフトの構成要素と地上の構成要素間の結合手段とし
て働く地上局に駐在することを理解すべきである。例え
ば、メモリ２１３とコンピュータ２１４とは、衛星通信
システム２００の残部に通信用に結合される地上局に駐
在する。
による構成要素が全てスペースクラフト上に存在する
が、代替的に特定の構成要素は、通信リンクがスペース
クラフトの構成要素と地上の構成要素間の結合手段とし
て働く地上局に駐在することを理解すべきである。例え
ば、メモリ２１３とコンピュータ２１４とは、衛星通信
システム２００の残部に通信用に結合される地上局に駐
在する。
【００３４】図３は、本発明の望ましい実施の形態によ
る天体暦決定プロセス３００を示す。スペースクラフト
に対する姿勢が取得され（３０４）、天体暦の決定（３
０２）のため提供される。光学的ペイロード・センサ
（少なくとも１つの基準スペースクラフトに向けられ
る）に対するポインティング方向情報３０６もまた取得
され、天体暦の決定のため提供される（３０２）。更
に、各基準スペースクラフトに対する天体暦情報は、ス
テップ３０８において取得され、天体暦決定（３０２）
のため提供される。最後に、時間３１０が取得され、天
体暦決定のため提供される（３０２）。天体暦決定ステ
ップ３０２は、取得されステップ３０４、３０６、３０
８、３１０において提供された入力情報に基いてスペー
スクラフトに対する天体暦を決定する。
る天体暦決定プロセス３００を示す。スペースクラフト
に対する姿勢が取得され（３０４）、天体暦の決定（３
０２）のため提供される。光学的ペイロード・センサ
（少なくとも１つの基準スペースクラフトに向けられ
る）に対するポインティング方向情報３０６もまた取得
され、天体暦の決定のため提供される（３０２）。更
に、各基準スペースクラフトに対する天体暦情報は、ス
テップ３０８において取得され、天体暦決定（３０２）
のため提供される。最後に、時間３１０が取得され、天
体暦決定のため提供される（３０２）。天体暦決定ステ
ップ３０２は、取得されステップ３０４、３０６、３０
８、３１０において提供された入力情報に基いてスペー
スクラフトに対する天体暦を決定する。
【００３５】天体暦決定ステップ３０２は、その時の天
体暦の決定の忠実度を増すために過去の情報および決定
を用いることができるように、カールマン・フィルタ処
理ステップ３１４を含むことが望ましい。更に、天体暦
決定ステップ３０２は、外部入力間の天体暦の伝搬のた
め、また任意に基準スペースクラフトの天体暦の伝搬の
ため、重力のモデル化を含む天体暦伝搬ステップ３１６
を含むことが望ましい。天体暦決定ステップ３０２の結
果は、スペースクラフトに対して決定された天体暦３１
２を含む。
体暦の決定の忠実度を増すために過去の情報および決定
を用いることができるように、カールマン・フィルタ処
理ステップ３１４を含むことが望ましい。更に、天体暦
決定ステップ３０２は、外部入力間の天体暦の伝搬のた
め、また任意に基準スペースクラフトの天体暦の伝搬の
ため、重力のモデル化を含む天体暦伝搬ステップ３１６
を含むことが望ましい。天体暦決定ステップ３０２の結
果は、スペースクラフトに対して決定された天体暦３１
２を含む。
【００３６】図４は、光学的ペイロード・ポインティン
グ方向の概念を示す図である。原点に衛星４０２を含む
３次元空間４００が示される。衛星４０２がＧＰＳ情報
を一切受信しなくとも、衛星４０２は、その天体暦を軌
道モデルを用いて伝搬することが可能である。このた
め、衛星４０２は、ある期間、それ自体の天体暦を妥当
な精度で伝搬することが可能である。更に、天体暦伝搬
技術により、衛星４０２は、見ることができるはずの他
のスペースクラフト（例えば、基準スペースクラフト４
０４）が置かれている場所を近似的に認知する。衛星４
０２は、その光学的ペイロード４０３を基準スペースク
ラフト４０４へ向ける。衛星４０２上の光学的ペイロー
ド・ポインティング・コントローラは、おそらくは光学
的ペイロード４０３の視野内で基準スペースクラフト４
０４を中心に置くことにより、ポインティング方向を微
同調させる。光学的ペイロード４０３のポインティング
角度α１およびα２は、基準スペースクラフト４０４の
方向の表示として用いられる。センサ・ポインティング
角度α１およびα２に加えて、衛星４０２は、基準スペ
ースクラフト４０４の天体暦（ｘref（ｔ）、ｙ
ref（ｔ）およびｚref（ｔ））をも取得する。この天体
暦情報は、クロスリンクを介して基準スペースクラフト
４０４から、あるいはアップリンクを介して地上局から
受信される。
グ方向の概念を示す図である。原点に衛星４０２を含む
３次元空間４００が示される。衛星４０２がＧＰＳ情報
を一切受信しなくとも、衛星４０２は、その天体暦を軌
道モデルを用いて伝搬することが可能である。このた
め、衛星４０２は、ある期間、それ自体の天体暦を妥当
な精度で伝搬することが可能である。更に、天体暦伝搬
技術により、衛星４０２は、見ることができるはずの他
のスペースクラフト（例えば、基準スペースクラフト４
０４）が置かれている場所を近似的に認知する。衛星４
０２は、その光学的ペイロード４０３を基準スペースク
ラフト４０４へ向ける。衛星４０２上の光学的ペイロー
ド・ポインティング・コントローラは、おそらくは光学
的ペイロード４０３の視野内で基準スペースクラフト４
０４を中心に置くことにより、ポインティング方向を微
同調させる。光学的ペイロード４０３のポインティング
角度α１およびα２は、基準スペースクラフト４０４の
方向の表示として用いられる。センサ・ポインティング
角度α１およびα２に加えて、衛星４０２は、基準スペ
ースクラフト４０４の天体暦（ｘref（ｔ）、ｙ
ref（ｔ）およびｚref（ｔ））をも取得する。この天体
暦情報は、クロスリンクを介して基準スペースクラフト
４０４から、あるいはアップリンクを介して地上局から
受信される。
【００３７】衛星４０２から基準スペースクラフト４０
４までの距離４０６は一般に判らない。しかし、衛星４
０２から基準スペースクラフト４０４に至る線路は、基
準スペースクラフト４０４の天体暦（ｘref（ｔ）、ｙ
ref（ｔ）およびｚref（ｔ））と、２つのセンサ・ポイ
ンティング角度α１およびα２とによって定義される。
４までの距離４０６は一般に判らない。しかし、衛星４
０２から基準スペースクラフト４０４に至る線路は、基
準スペースクラフト４０４の天体暦（ｘref（ｔ）、ｙ
ref（ｔ）およびｚref（ｔ））と、２つのセンサ・ポイ
ンティング角度α１およびα２とによって定義される。
【００３８】天体暦の決定において、スペースクラフト
は、特定の座標系を用いて３次元空間におけるその座標
を決定する。望ましい実施の形態では、図２に示される
ように、衛星通信システム２００は、独立的かつ機能的
な姿勢基準および制御システムを有する。このため、衛
星通信システム２００は、宇宙におけるその方位を知
り、その場所を決定するだけでよい。
は、特定の座標系を用いて３次元空間におけるその座標
を決定する。望ましい実施の形態では、図２に示される
ように、衛星通信システム２００は、独立的かつ機能的
な姿勢基準および制御システムを有する。このため、衛
星通信システム２００は、宇宙におけるその方位を知
り、その場所を決定するだけでよい。
【００３９】衛星の座標について解を求めるには、３つ
の未知数のみを含む３つの独立式を用いる。図４におい
て、センサ・ポインティング角度（α１およびα２）
は、基準スペースクラフト４０４の天体暦（ｘ
ref（ｔ）、ｙref（ｔ）およびｚref（ｔ））と共に決
定された。この情報は、衛星自体の姿勢の衛星の情報と
組合わされると、衛星４０２と基準スペースクラフト４
０４とを含む３次元空間を決定するには充分な情報であ
る。前記線上のスペースクラフトの正確な位置を決定す
るためには別の情報が用いられることになる。
の未知数のみを含む３つの独立式を用いる。図４におい
て、センサ・ポインティング角度（α１およびα２）
は、基準スペースクラフト４０４の天体暦（ｘ
ref（ｔ）、ｙref（ｔ）およびｚref（ｔ））と共に決
定された。この情報は、衛星自体の姿勢の衛星の情報と
組合わされると、衛星４０２と基準スペースクラフト４
０４とを含む３次元空間を決定するには充分な情報であ
る。前記線上のスペースクラフトの正確な位置を決定す
るためには別の情報が用いられることになる。
【００４０】１つの選択は、別の時点における基準スペ
ースクラフト４０４に対する光学的ペイロード・ポイン
ティング角度を計測することである。衛星４０２は基準
スペースクラフト４０４の正確な軌道が判っており、ま
た当該事例では、予期される軌道が衛星４０２の軌道と
平行でない実質的成分を持つことも判っているゆえに、
第２の光学的ペイロード・ポインティング角度の計測が
衛星４０２の座標について解を得るのに充分な情報を提
供する。このような選択については、図５において更に
示される。
ースクラフト４０４に対する光学的ペイロード・ポイン
ティング角度を計測することである。衛星４０２は基準
スペースクラフト４０４の正確な軌道が判っており、ま
た当該事例では、予期される軌道が衛星４０２の軌道と
平行でない実質的成分を持つことも判っているゆえに、
第２の光学的ペイロード・ポインティング角度の計測が
衛星４０２の座標について解を得るのに充分な情報を提
供する。このような選択については、図５において更に
示される。
【００４１】図５（Ａ）は、１つのスペースクラフトに
対する天体暦Ｓ0、Ｓ1が複数の時点における１つの基準
スペースクラフトＲ0、Ｒ1に対する光学的ペイロード・
ポインティングおよび天体暦情報を用いて決定される。
時点ｔ0においては、スペースクラフトＳ0は宇宙におけ
る第１の未知の位置（ｘ0、ｙ0、ｚ0）にあり、基準ス
ペースクラフトＲ0は第１の基準位置（ｒx0、ｒy0、ｒ
z0）にある。光学的ペイロードは基準スペースクラフト
Ｒ0に向けられ、ペイロード・ポインティング角度（α
01、α02）が計測される。基準スペースクラフトＲ0に
対する天体暦が取得される。スペースクラフトＳ0に対
する姿勢情報と組合わされる天体暦およびペイロード・
ポインティングの情報は、スペースクラフトＳ0が時点
ｔ0において位置される３次元空間における線ｌ0を実質
的に定義する。
対する天体暦Ｓ0、Ｓ1が複数の時点における１つの基準
スペースクラフトＲ0、Ｒ1に対する光学的ペイロード・
ポインティングおよび天体暦情報を用いて決定される。
時点ｔ0においては、スペースクラフトＳ0は宇宙におけ
る第１の未知の位置（ｘ0、ｙ0、ｚ0）にあり、基準ス
ペースクラフトＲ0は第１の基準位置（ｒx0、ｒy0、ｒ
z0）にある。光学的ペイロードは基準スペースクラフト
Ｒ0に向けられ、ペイロード・ポインティング角度（α
01、α02）が計測される。基準スペースクラフトＲ0に
対する天体暦が取得される。スペースクラフトＳ0に対
する姿勢情報と組合わされる天体暦およびペイロード・
ポインティングの情報は、スペースクラフトＳ0が時点
ｔ0において位置される３次元空間における線ｌ0を実質
的に定義する。
【００４２】第２の時点ｔ1において、スペースクラフ
トＳ1は宇宙における第２の未知の位置（ｘ1、ｙ1、
ｚ1）にあり、基準スペースクラフトＲ1は第２の基準位
置（ｒx1、ｒy1、ｒz1）にある。光学的ペイロードは再
び基準スペースクラフトＲ1へ向けられ、ペイロード・
ポインティング角度（α11、α12）が計測される。基準
スペースクラフトＲ1に対する天体暦が取得される。ス
ペースクラフトＳ1に対する姿勢情報と組合わされる天
体暦およびペイロード・ポインティングの情報は、スペ
ースクラフトＳ1が時点ｔ1において位置される３次元空
間における線ｌ1を実質的に定義する。
トＳ1は宇宙における第２の未知の位置（ｘ1、ｙ1、
ｚ1）にあり、基準スペースクラフトＲ1は第２の基準位
置（ｒx1、ｒy1、ｒz1）にある。光学的ペイロードは再
び基準スペースクラフトＲ1へ向けられ、ペイロード・
ポインティング角度（α11、α12）が計測される。基準
スペースクラフトＲ1に対する天体暦が取得される。ス
ペースクラフトＳ1に対する姿勢情報と組合わされる天
体暦およびペイロード・ポインティングの情報は、スペ
ースクラフトＳ1が時点ｔ1において位置される３次元空
間における線ｌ1を実質的に定義する。
【００４３】時点ｔ1におけるスペースクラフトＳ1の位
置について解を求めるため、図５（Ｂ）において５５０
で示されるように、スペースクラフトＳ1の位置の相対
的変化は、時点ｔ1において、Ｓ0から前方へ伝搬されて
線ｌ0またはｌ1における地点Ｓ0およびＳ1の相対的な接
近配置をもたらす結果となる。２つの線ｌ1、ｌ0 pro
pagatedのクロスは、時点ｔ1におけるスペースクラフト
Ｓ1の位置を示すことになる。スペースクラフトの位置
の伝搬は、状態式を含む確立された数学的手法を用いて
達成される。ある期間にわたる継続的な計測は、計算の
精度を向上することになる。前記の数学的手法により用
いられる情報は、これに限定されるものでないが付加的
なスペースクラフト・センサからの情報、重力または軌
道のモデル化、スペースクラフトの軌道面および周期の
情報、高度の情報および地上に置かれた測距情報を含
む。
置について解を求めるため、図５（Ｂ）において５５０
で示されるように、スペースクラフトＳ1の位置の相対
的変化は、時点ｔ1において、Ｓ0から前方へ伝搬されて
線ｌ0またはｌ1における地点Ｓ0およびＳ1の相対的な接
近配置をもたらす結果となる。２つの線ｌ1、ｌ0 pro
pagatedのクロスは、時点ｔ1におけるスペースクラフト
Ｓ1の位置を示すことになる。スペースクラフトの位置
の伝搬は、状態式を含む確立された数学的手法を用いて
達成される。ある期間にわたる継続的な計測は、計算の
精度を向上することになる。前記の数学的手法により用
いられる情報は、これに限定されるものでないが付加的
なスペースクラフト・センサからの情報、重力または軌
道のモデル化、スペースクラフトの軌道面および周期の
情報、高度の情報および地上に置かれた測距情報を含
む。
【００４４】スペースクラフトに対する天体暦を決定す
るための別の、望ましい選択は、複数の基準スペースク
ラフトに対する光学的ペイロード・ポインティング線を
含む。図６は、３つの基準スペースクラフト（それぞ
れ、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３）に対する３つの光学的ペイ
ロード・ポインティング（６０２、６０４および６０
６）を持つスペースクラフトＳを含む３次元空間６００
における天体暦決定シナリオを示している。スペースク
ラフトＳは、ある時点（または、充分に近い異なる時
点）における基準スペースクラフト（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ
３）の各々に対する天体暦を知っている。当該スペース
クラフトはまた、その光学的ペイロード・センサに対す
るセンサ・ポインティング角度も判る。スペースクラフ
トＳは、確立された三角法的関係および（または）状態
式に一致する天体暦の伝搬を含む数学的手法を用いてそ
の場所について解を求める。スペースクラフトの速度を
決定するには、時間的な多数の場所の決定が用いられ
る。
るための別の、望ましい選択は、複数の基準スペースク
ラフトに対する光学的ペイロード・ポインティング線を
含む。図６は、３つの基準スペースクラフト（それぞ
れ、Ｓ１、Ｓ２およびＳ３）に対する３つの光学的ペイ
ロード・ポインティング（６０２、６０４および６０
６）を持つスペースクラフトＳを含む３次元空間６００
における天体暦決定シナリオを示している。スペースク
ラフトＳは、ある時点（または、充分に近い異なる時
点）における基準スペースクラフト（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ
３）の各々に対する天体暦を知っている。当該スペース
クラフトはまた、その光学的ペイロード・センサに対す
るセンサ・ポインティング角度も判る。スペースクラフ
トＳは、確立された三角法的関係および（または）状態
式に一致する天体暦の伝搬を含む数学的手法を用いてそ
の場所について解を求める。スペースクラフトの速度を
決定するには、時間的な多数の場所の決定が用いられ
る。
【００４５】スペースクラフトについて決定される天体
暦は、ある宇宙基準に関して計測される絶対的な天体暦
であり、あるいはまた、天体暦は他の物体、例えば衛星
星座系における他の衛星に関して計測される。軌道制御
作業が他のスペースクラフトに関するあるスペースクラ
フトの位置を管理することであるシステムにおいては、
相対的天体暦照合を用いることが有利である。
暦は、ある宇宙基準に関して計測される絶対的な天体暦
であり、あるいはまた、天体暦は他の物体、例えば衛星
星座系における他の衛星に関して計測される。軌道制御
作業が他のスペースクラフトに関するあるスペースクラ
フトの位置を管理することであるシステムにおいては、
相対的天体暦照合を用いることが有利である。
【００４６】図６に示されたシナリオにおいては、（特
に、計測が実質的に同時に行われるならば）スペースク
ラフトＳがそれ自体の姿勢を知る必要はない。しかし、
スペースクラフトの姿勢、慣性基準単位情報、異なる時
点における光学的ペイロード・センサ角度の計測、測距
情報、地球のような他の物体の伝搬される天体暦および
検知された位置のような別の情報が、天体暦の計算の忠
実度を高めるために用いられる。
に、計測が実質的に同時に行われるならば）スペースク
ラフトＳがそれ自体の姿勢を知る必要はない。しかし、
スペースクラフトの姿勢、慣性基準単位情報、異なる時
点における光学的ペイロード・センサ角度の計測、測距
情報、地球のような他の物体の伝搬される天体暦および
検知された位置のような別の情報が、天体暦の計算の忠
実度を高めるために用いられる。
【００４７】図７は、天体暦の決定を示すため２次元空
間７００を示す。当例では、スペースクラフトＵの姿勢
が決定され、このため、センサ指向角度が計測されるス
ペースクラフト自体の座標系と、Ｘ軸とＹ軸により定義
される空間座標系を決定することができる。
間７００を示す。当例では、スペースクラフトＵの姿勢
が決定され、このため、センサ指向角度が計測されるス
ペースクラフト自体の座標系と、Ｘ軸とＹ軸により定義
される空間座標系を決定することができる。
【００４８】最初に、スペースクラフトＵが、その光学
的ペイロードを第１の線７０２に沿った第１の基準スペ
ースクラフトに向ける。スペースクラフトＵと第１の基
準スペースクラフトＲ１間の線路７０２に対するセンサ
角度α１が計測される。スペースクラフトＵはまた、第
１の基準スペースクラフトＲ１に対する天体暦を取得
し、これによりスペースクラフトＵはこのスペースクラ
フトＵと第１の基準スペースクラフトＲ１間の２次元空
間における線路７０２を定義することができる。スペー
スクラフトＵは、その光学的ペイロードを線路７０４に
沿った第２の基準スペースクラフトＲ２に向ける。スペ
ースクラフトＵと第２の基準スペースクラフトＲ２間の
線路７０４に対するセンサ角度α２が計測され、第２の
基準スペースクラフトＲ２の天体暦が取得される。その
結果は、図７に示される２つの未知数に対する２つの式
（７０６および７０８）であり、これは確立された三角
法の関係を用いてオンボード天体暦決定ソフトウエアに
よって容易に解かれる。
的ペイロードを第１の線７０２に沿った第１の基準スペ
ースクラフトに向ける。スペースクラフトＵと第１の基
準スペースクラフトＲ１間の線路７０２に対するセンサ
角度α１が計測される。スペースクラフトＵはまた、第
１の基準スペースクラフトＲ１に対する天体暦を取得
し、これによりスペースクラフトＵはこのスペースクラ
フトＵと第１の基準スペースクラフトＲ１間の２次元空
間における線路７０２を定義することができる。スペー
スクラフトＵは、その光学的ペイロードを線路７０４に
沿った第２の基準スペースクラフトＲ２に向ける。スペ
ースクラフトＵと第２の基準スペースクラフトＲ２間の
線路７０４に対するセンサ角度α２が計測され、第２の
基準スペースクラフトＲ２の天体暦が取得される。その
結果は、図７に示される２つの未知数に対する２つの式
（７０６および７０８）であり、これは確立された三角
法の関係を用いてオンボード天体暦決定ソフトウエアに
よって容易に解かれる。
【００４９】図８は、本発明の望ましい実施の形態によ
る姿勢決定プロセス８００を示す。基準スペースクラフ
トに向ける光学的ペイロード・センサに対するポインテ
ィング角度が求められ、この情報は姿勢決定ステップ８
０４に対して与えられる。この情報は、実質的に同時に
求められるか、あるいは慣性基準単位情報８０５が取得
され、時間的に変化する姿勢基準の変化を補償するため
に用いられる。各基準スペースクラフトに対する天体暦
の情報もまた求められ（８０６）、姿勢決定ステップ
（８０４）に対して与えられる。更に、時間情報が求め
られ（８０８）、姿勢決定ステップ（８０４）に対して
与えられる。この姿勢決定ステップ８０４は、ステップ
８０２、８０６、８０８および（必要に応じて）８０５
において求められ与えられた入力情報に基くスペースク
ラフトに対する姿勢を決定される。
る姿勢決定プロセス８００を示す。基準スペースクラフ
トに向ける光学的ペイロード・センサに対するポインテ
ィング角度が求められ、この情報は姿勢決定ステップ８
０４に対して与えられる。この情報は、実質的に同時に
求められるか、あるいは慣性基準単位情報８０５が取得
され、時間的に変化する姿勢基準の変化を補償するため
に用いられる。各基準スペースクラフトに対する天体暦
の情報もまた求められ（８０６）、姿勢決定ステップ
（８０４）に対して与えられる。更に、時間情報が求め
られ（８０８）、姿勢決定ステップ（８０４）に対して
与えられる。この姿勢決定ステップ８０４は、ステップ
８０２、８０６、８０８および（必要に応じて）８０５
において求められ与えられた入力情報に基くスペースク
ラフトに対する姿勢を決定される。
【００５０】姿勢決定ステップ８０４は、その時の姿勢
決定の忠実度を増すため過去の情報および決定を用いる
ことができるように、カールマン・フィルタ処理ステッ
プ８１２を含むことが望ましい。更に、姿勢決定ステッ
プ８０４は、外部入力間の姿勢の伝搬のための姿勢のモ
デル化を含む姿勢伝搬ステップ８１４を含むことが望ま
しい。
決定の忠実度を増すため過去の情報および決定を用いる
ことができるように、カールマン・フィルタ処理ステッ
プ８１２を含むことが望ましい。更に、姿勢決定ステッ
プ８０４は、外部入力間の姿勢の伝搬のための姿勢のモ
デル化を含む姿勢伝搬ステップ８１４を含むことが望ま
しい。
【００５１】本発明の方法および装置は、現在のスペー
スクラフトの光学的ペイロード能力およびサブシステム
を用いて、スペースクラフトに対する天体暦および姿勢
を決定する。本発明は、高価なスペースクラフトの天体
暦決定サブシステム（例えば、ＧＰＳ）に対する低コス
トの代替例を提供する。本発明は、主要天体暦および
（または）姿勢決定サブシステムとして、あるいは２次
的システムとして供することができる。本発明により生
成される天体暦および（または）姿勢の情報は、他の供
給源から得る天体暦および姿勢情報を拡張するためにも
用いられ、これにより天体暦および姿勢の決定精度を向
上する。
スクラフトの光学的ペイロード能力およびサブシステム
を用いて、スペースクラフトに対する天体暦および姿勢
を決定する。本発明は、高価なスペースクラフトの天体
暦決定サブシステム（例えば、ＧＰＳ）に対する低コス
トの代替例を提供する。本発明は、主要天体暦および
（または）姿勢決定サブシステムとして、あるいは２次
的システムとして供することができる。本発明により生
成される天体暦および（または）姿勢の情報は、他の供
給源から得る天体暦および姿勢情報を拡張するためにも
用いられ、これにより天体暦および姿勢の決定精度を向
上する。
【００５２】本発明の特定の要素、実施の形態および応
用について示し記述したが、当業者により，特に本文の
教示に照らして修正が可能であるため、本発明がこれら
に限定されないことが理解されよう。従って、頭書の請
求の範囲が本発明の趣旨および範囲内に該当するこれら
特徴を包含するような修正を網羅するものと見なされ
る。
用について示し記述したが、当業者により，特に本文の
教示に照らして修正が可能であるため、本発明がこれら
に限定されないことが理解されよう。従って、頭書の請
求の範囲が本発明の趣旨および範囲内に該当するこれら
特徴を包含するような修正を網羅するものと見なされ
る。
【図１】冗長ＧＰＳ受信機を有する典型的なオンボード
衛星システムを示す図である。
衛星システムを示す図である。
【図２】本発明の望ましい実施の形態による天体暦決定
サブシステムを組込む衛星システムを示す図である。
サブシステムを組込む衛星システムを示す図である。
【図３】本発明の望ましい実施の形態による天体暦決定
を示す図である。
を示す図である。
【図４】光学的ペイロード・ポインティング方向の概念
を示す３次元空間図である。
を示す３次元空間図である。
【図５】１つの基準スペースクラフトを用いる天体暦決
定シナリオを示す３次元空間図である。
定シナリオを示す３次元空間図である。
【図６】多数の基準スペースクラフトを用いる天体暦決
定シナリオを示す３次元空間図である。
定シナリオを示す３次元空間図である。
【図７】天体暦決定シナリオを示す２次元空間図であ
る。
る。
【図８】本発明の望ましい実施の形態による姿勢決定を
示す図である。
示す図である。
１００ オンボード衛星システム １０１ メモリ １０２ ＧＰＳ受信機 １０３ 天体暦決定ソフトウエア １０４ 星トラッカ １０５ プロセッサ（オンボード・コンピュータ） １０６ 粗太陽センサ回路 １０７ ガイダンス／ナビゲーション制御ソフトウエア １０８ 粗姿勢基準センサ処理回路 １１０ 慣性基準装置 １１２ スラスタ １１４ 制御回路 １１６ オンボード姿勢決定ソフトウエア １１８ 姿勢制御ソフトウエア １２０ 反動ホイール １２２ 駆動部 １２６ 中央制御組立体（コントローラ） １２７ モーメント・アンローデイング・ソフトウエア １２８ ３軸磁力計 １３０ 全方位ＲＦ送信組立体 １３２ トランスポンダ １３４ 指向性リンクポインティング・ソフトウエア １３６ 指向性通信組立体 ２００ 衛星通信システム ２０２ ＧＰＳ受信機 ２０４ 光学的ペイロード組立体 ２０５ データ・バス ２０６ ジンバル駆動エレクトロニックス ２０８ ジンバル組立体 ２１０ 光学的センサ組立体 ２１２ 光学的ペイロード・ポインティング制御ソフト
ウエア ２１３ メモリ ２１４ コンピュータ ２１６ 光センサ ２１８ 高速操向ミラー組立体 ２２０ 通信組立体 ２２２ 天体暦決定ソフトウエア ２２３ システム・クロック ２２４ 姿勢制御ソフトウエア ３００ 天体暦決定プロセス
ウエア ２１３ メモリ ２１４ コンピュータ ２１６ 光センサ ２１８ 高速操向ミラー組立体 ２２０ 通信組立体 ２２２ 天体暦決定ソフトウエア ２２３ システム・クロック ２２４ 姿勢制御ソフトウエア ３００ 天体暦決定プロセス
Claims (14)
- 【請求項１】 スペース・ビークルに対する天体暦を決
定する方法であって、 少なくとも１つの基準スペースクラフトに対して光学的
ペイロード・センサを向けるステップと、 前記光学的ペイロード・センサに対するポインティング
方向情報を取得するステップと、 前記基準スペースクラフトに対する基準天体暦情報を取
得するステップと、 前記ポインティング方向情報と前記基準天体暦情報とに
基いて前記スペース・ビークルに対する天体暦を決定す
るステップと、を含む方法。 - 【請求項２】 前記スペース・ビークルに対する姿勢情
報を取得するステップを更に含み、前記天体暦決定ステ
ップが、前記姿勢情報に更に基いて天体暦を決定するス
テップを含む請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 光学的ペイロード・センサを向け、ポイ
ンティング方向情報を取得し、複数の基準スペースクラ
フトに対する基準天体暦情報を取得するステップを含む
請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 時間情報を取得するステップを更に含
み、前記天体暦決定ステップが、前記時間情報に更に基
いて天体暦を決定するステップを含む請求項１記載の方
法。 - 【請求項５】 光学的ペイロード・センサを向け、ポイ
ンティング方向情報を取得し、基準天体暦情報を取得
し、複数の時点における前記基準スペースクラフトに対
する時間情報を取得するステップを含む請求項４記載の
方法。 - 【請求項６】 前記天体暦決定ステップが、前記ポイン
ティング方向情報と前記基準天体暦情報と前記決定され
た天体暦とからなるグループの少なくとも１つのグルー
プをカールマン・フィルタ処理するステップを含む請求
項５記載の方法。 - 【請求項７】 重力のモデル化からの軌道情報を取得す
るステップを更に含み、前記天体暦決定ステップが、前
記軌道情報に更に基いて天体暦を決定するステップを含
む請求項４記載の方法。 - 【請求項８】 前記基準スペースクラフトと前記スペー
ス・ビークルとの間にクロスリンクを確立するステップ
を更に含み、基準天体暦情報を取得する前記ステップ
が、前記クロスリンクを介して基準天体暦情報を取得す
るステップを含む請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 独立的な天体暦基準供給源から前記スペ
ース・ビークルに対する独立的な天体暦情報を取得する
ステップを更に含み、前記天体暦決定ステップが、前記
独立的な天体暦情報に更に基いて天体暦を決定するステ
ップを含む請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 スペース・ビークルの天体暦決定シス
テムであって、 プロセッサと、 前記プロセッサに結合され、光学的ペイロード・ポイン
ティングデータと基準スペースクラフトの天体暦データ
とを用いて天体暦を決定する天体暦決定指令を記憶する
メモリと、 前記プロセッサに結合され、少なくとも１つの基準スペ
ースクラフトに向けて、前記光学的ペイロード・ポイン
ティングデータを前記プロセッサへ与える光学的ペイロ
ード組立体と、 前記プロセッサに結合され、少なくとも１つの基準スペ
ースクラフトに対する天体暦情報を入力として受信し、
前記プロセッサに対して前記基準スペースクラフトの天
体暦データを出力する受信機と、を備える、スペース・
ビークル天体暦決定システム。 - 【請求項１１】 前記プロセッサに結合され、前記スペ
ース・ビークルに対する独立的なスペース・ビークルの
天体暦情報を前記プロセッサに与える独立的天体暦基準
サブシステムを更に備え、前記天体暦決定指令が、前記
独立的スペース・ビークル天体暦情報を更に用いて天体
暦を決定する、請求項１０記載の天体暦決定システム。 - 【請求項１２】 スペース・ビークルに対する姿勢を決
定する方法であって、 光学的ペイロード・センサを少なくとも１つの基準スペ
ースクラフトに対して向けさせるステップと、 前記光学的ペイロード・センサに対するポインティング
方向情報を取得するステップと、 前記基準スペースクラフトに対する基準天体暦情報を取
得するステップと、 前記ポインティング方向情報と前記基準天体暦情報とに
基いて前記スペース・ビークルに対する姿勢を決定する
ステップと、を含む方法。 - 【請求項１３】 前記基準スペースクラフトと前記スペ
ース・ビークルとの間にクロスリンクを確立するステッ
プを更に含み、基準天体暦情報を取得する前記ステップ
が前記クロスリンクを介して基準天体暦情報を取得する
ステップを含む請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 スペース・ビークルの姿勢決定システ
ムであって、 プロセッサと、 前記プロセッサに結合され、光学的ペイロード・ポイン
ティングデータと基準スペースクラフトの天体暦データ
とを用いて、天体暦を決定する姿勢決定指令を記憶する
メモリと、 前記プロセッサに結合され、少なくとも１つの基準スペ
ースクラフトに向け、前記光学的ペイロード・ポインテ
ィングデータを前記プロセッサへ与える光学的ペイロー
ド組立体と、 前記プロセッサに結合され、少なくとも１つの基準スペ
ースクラフトに対する天体暦情報を入力として受信し、
前記基準スペースクラフトの天体暦データを前記プロセ
ッサへ出力する受信機と、を備える姿勢決定システム。
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