JP2001099677A - Star sensor - Google Patents

Star sensor

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JP2001099677A
JP2001099677A JP28050399A JP28050399A JP2001099677A JP 2001099677 A JP2001099677 A JP 2001099677A JP 28050399 A JP28050399 A JP 28050399A JP 28050399 A JP28050399 A JP 28050399A JP 2001099677 A JP2001099677 A JP 2001099677A
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star
spin
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attitude control
attitude
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JP28050399A
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Japanese (ja)
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Kota Umagoe
宏太 馬越
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a star sensor which is provided with both functions as a star tracker function and a star scanner function. SOLUTION: An imaging element 2 such as an area CCD or the like is attached to a spacecraft in such a way that the direction of its vertical transfer and the spin direction of the spacecraft become identical. At the time, by taking into consideration the focal position or the like of an optical system, the direction of the spin of the spacecraft and the direction of the vertical transfer of the imaging element 2 are made opposite to each other. Then, when the spacecraft is in a spin-stable-posture control mode, the vertical transfer rate FV of the imaging element 2 is set at FV=ω/(θV/NV) according to the spin rate ω of the spacecraft (where θV represents the width in the vertical direction of the visual field of the imaging element 2 and NV represents the number of pixels in the vertical direction of the imaging element 2).

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】本発明は、人工衛星などの宇
宙航行体に搭載して使用されるスターセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a star sensor mounted on a space vehicle such as an artificial satellite.

【0002】[0002]

【従来の技術】人工衛星などの宇宙航行体の宇宙空間に
おける姿勢制御には、三軸安定姿勢制御またはスピン安
定姿勢制御が一般に用いられる。いずれの姿勢制御方式
にあっても、天球(慣性空間)における宇宙航行体の現
在の姿勢を知る必要があるため、三軸安定姿勢制御方式
ではスタートラッカが、スピン安定姿勢制御方式ではス
タースキャナが一般に用いられる。これらは、いずれも
天球上の星(恒星)の見かけの位置に基づいて自己の姿
勢を把握するもので、総称してスターセンサと呼ばれ
る。
2. Description of the Related Art Generally, three-axis stable attitude control or spin stable attitude control is used for attitude control of a space vehicle such as an artificial satellite in space. Regardless of the attitude control method, it is necessary to know the current attitude of the spacecraft in the celestial sphere (inertial space). Therefore, the star tracker is used in the three-axis stable attitude control method, and the star scanner is used in the spin stable attitude control method. Generally used. Each of them grasps its own attitude based on the apparent position of a star (fixed star) on the celestial sphere, and is collectively called a star sensor.

【0003】ところで、近年の深宇宙探査衛星などにあ
っては、三軸安定姿勢制御およびスピン安定姿勢制御の
両方の姿勢制御機能を備え、地球軌道上では三軸安定姿
勢制御、惑星間航行時にはスピン安定姿勢制御というよ
うに、必要に応じて姿勢制御の方式を切り替えて運用す
るものがある。
In recent years, deep space exploration satellites and the like are provided with attitude control functions of both three-axis stable attitude control and spin stable attitude control. As in the case of spin stable attitude control, there is an apparatus in which the attitude control method is switched and operated as needed.

【0004】しかしながらこの種の宇宙航行体にあって
は、スタートラッカおよびスタースキャナを個別に搭載
する必要があった。従来では、スタートラッカの果たす
機能をスタースキャナで実現するのには無理があり、逆
もまた然りであるからである。このため宇宙航行体の重
量が増加したり、スターセンサの搭載場所の確保が困難
になる、さらには視野の確保が難しくなるなどの種々の
弊害があった。
However, in this type of spacecraft, it was necessary to separately mount a star tracker and a star scanner. Conventionally, it is impossible to realize the function performed by the star tracker with the star scanner, and vice versa. For this reason, there have been various problems such as an increase in the weight of the spacecraft, difficulty in securing a mounting location for the star sensor, and difficulty in securing the field of view.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
のスターセンサには、スタートラッカまたはスタースキ
ャナとしての機能に特化したものしかなく、このため姿
勢制御方式を切り替え可能なタイプの宇宙航行体にはス
タートラッカおよびスタースキャナの両方を搭載する必
要があり、宇宙航行体の重量増などの種々の弊害を引き
起こしていた。
As described above, only the conventional star sensors are specialized in the function as a star tracker or a star scanner. Therefore, a space navigation system of a type in which the attitude control method can be switched. The body had to be equipped with both a star tracker and a star scanner, causing various adverse effects such as an increase in the weight of the spacecraft.

【0006】本発明は上記事情によりなされたもので、
その目的は、スタートラッカおよびスタースキャナの両
方の機能を兼ね備えたスターセンサを提供することにあ
る。
[0006] The present invention has been made in view of the above circumstances,
It is an object of the present invention to provide a star sensor having both functions of a star tracker and a star scanner.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、三軸安定姿勢制御モードおよびスピン安定
姿勢制御モードなる姿勢制御モードを備えた宇宙体で用
いられるスターセンサであって、天球上の星からの光を
取り込む光学系と、この光学系で取り込まれた光を撮像
して映像信号に変換するものであって、その垂直の電荷
転送方向を前記宇宙体のスピン方向と同方向にして取り
付けられた電荷蓄積型撮像素子と、スタートラッカ機能
プログラムを記憶するための領域とスタースキャナ機能
プログラムを記憶するための領域とを備えた記憶手段
と、前記宇宙体が前記三軸安定姿勢制御モードにあると
きには前記記憶手段からスタートラッカ機能プログラム
を読み出し、前記宇宙体が前記スピン安定姿勢制御モー
ドにあるときには前記記憶手段から前記スタースキャナ
機能プログラムを読み出して、該読み出された機能プロ
グラムにより、前記電荷蓄積型撮像素子から送出される
前記映像信号をもとに前記宇宙体の姿勢を同定する姿勢
同定手段と、前記宇宙体が前記スピン安定姿勢制御モー
ドにあるときに、前記姿勢同定手段に与えられる映像信
号において該宇宙体のスピン運動に起因して生じる画像
の流れをキャンセルすべく、前記電荷蓄積型撮像素子の
垂直転送速度を前記宇宙体のスピンレートに応じて可変
する垂直転送速度制御手段とを具備するようにしたもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a star sensor used in a spacecraft having an attitude control mode including a three-axis stable attitude control mode and a spin stable attitude control mode, An optical system that captures light from a star on a celestial sphere, and an image that captures light captured by the optical system and converts the captured light into a video signal. The vertical charge transfer direction is the same as the spin direction of the universe. A storage device having a charge storage type image sensor mounted in a direction, an area for storing a star tracker function program, and an area for storing a star scanner function program; and When in the attitude control mode, the start tracker function program is read from the storage means, and when the space body is in the spin stable attitude control mode, A posture identification unit that reads the star scanner function program from a storage unit, and that identifies the posture of the space body based on the video signal that is sent from the charge storage type imaging device, based on the read function program. The charge accumulation type imaging is performed to cancel a flow of an image caused by a spin motion of the space object in a video signal supplied to the attitude identification means when the space object is in the spin stable attitude control mode. Vertical transfer speed control means for changing the vertical transfer speed of the element according to the spin rate of the space body.

【0008】このような手段を講じたことにより、本発
明に係わるスターセンサは、前記宇宙体が前記三軸安定
姿勢制御モードにあるときにはスタートラッカとして、
前記宇宙体が前記スピン安定姿勢制御モードにあるとき
にはスタースキャナとして機能する。特に、スタースキ
ャナとして機能する際には宇宙体のスピン運動に起因す
る画像の流れをキャンセルする必要があり、これは、垂
直転送速度制御手段により実現される。
[0008] By taking such measures, the star sensor according to the present invention can serve as a start tracker when the space body is in the three-axis stable attitude control mode.
When the spacecraft is in the spin stable attitude control mode, it functions as a star scanner. In particular, when functioning as a star scanner, it is necessary to cancel the flow of an image caused by the spin motion of the cosmic body, and this is realized by the vertical transfer speed control means.

【0009】すなわち電荷蓄積型撮像素子を、その垂直
の電荷転送方向を前記宇宙体のスピン方向と同方向に、
かつ垂直転送の向きをスピンの向きと逆向きにして取り
付け、その垂直転送速度を宇宙体のスピンレートに応じ
て可変することで撮像素子の視野内における像の流れを
キャンセルできるようになる。したがって流れの無い星
の撮像画像を得ることが可能となり、これによりスター
トラッカ機能とスタースキャナ機能とを共存させること
が可能となる。
That is, the charge storage type image pickup device is set so that its vertical charge transfer direction is the same as the spin direction of the space body.
In addition, the vertical transfer direction is set to be opposite to the spin direction, and the vertical transfer speed is changed according to the spin rate of the cosmic body, whereby the flow of the image in the field of view of the image sensor can be canceled. Therefore, it is possible to obtain a captured image of a star with no flow, thereby enabling the star tracker function and the star scanner function to coexist.

【0010】なお、宇宙体のスピンの向きと撮像素子の
垂直転送の向きとは互いに逆向きの関係にあることが必
要であるが、これは光学系の焦点位置などとの兼ね合い
から撮像素子の取り付け向きを決めれば良い。
It is necessary that the spin direction of the space body and the vertical transfer direction of the image sensor are opposite to each other. This is because of the balance with the focal position of the optical system. You only have to decide the mounting direction.

【0011】また本発明では、天球上の星の位置情報を
データベース化したスターカタログを記憶するための領
域を前記記憶手段に備え、このスターカタログを参照し
つつ前記宇宙体の姿勢を前記姿勢同定手段に同定させる
ようにし、スタートラッカ機能とスタースキャナ機能と
でデータベースの共用化を図るようにしても良い。
Further, in the present invention, an area for storing a star catalog in which position information of stars on a celestial sphere is made into a database is provided in the storage means, and the attitude of the space object is identified by the attitude identification with reference to the star catalog. Means may be identified, and the database may be shared between the start tracker function and the star scanner function.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形
態に係わるスターセンサの構成を示すブロック図であ
る。このスターセンサは、、三軸安定姿勢制御機能およ
びスピン安定姿勢制御機能を備えた宇宙機(符号付さ
ず)に搭載して使用される。このスターセンサは、レン
ズ、フィルタ、ミラーなどを備える光学系1と、この光
学系1から取り込まれた光を電気信号に変換する撮像素
子2と、回路部3とを備える。本実施形態では、撮像素
子2としてエリアCCD(Charge Coupled DeVice)を
使用する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a star sensor according to an embodiment of the present invention. This star sensor is used by being mounted on a spacecraft (not numbered) having a three-axis stable attitude control function and a spin stable attitude control function. The star sensor includes an optical system 1 including a lens, a filter, a mirror, and the like, an image sensor 2 that converts light captured from the optical system 1 into an electric signal, and a circuit unit 3. In the present embodiment, an area CCD (Charge Coupled Device) is used as the image sensor 2.

【0013】ここで、撮像素子2は例えば宇宙機の側面
に設置され、その垂直転送方向と宇宙機のスピン方向と
が平行になるように取り付けられる。また垂直転送方向
の向きは、光学系1の焦点位置などとの兼ね合いから、
スピンの向きと互いに逆向きになるようにする。
Here, the imaging device 2 is installed, for example, on the side surface of the spacecraft, and is mounted so that the vertical transfer direction and the spin direction of the spacecraft are parallel. In addition, the direction of the vertical transfer direction is determined in consideration of the focal position of the optical system 1 and the like.
The directions of the spins are opposite to each other.

【0014】すなわち撮像素子2から送出されるアナロ
グのCCD画素信号は、回路部3の信号処理回路31を
介してA/D(アナログ/ディジタル)変換器33に与
えられてディジタル変換され、メモリ34に記憶され
る。このとき撮像素子2は、CCD駆動回路32から与
えられる垂直および水平転送クロックに同期して動作す
る。また信号処理回路31、A/D変換器33、メモリ
34にはCCD駆動回路よりタイミング信号が与えられ
る。
That is, an analog CCD pixel signal sent from the image pickup device 2 is supplied to an A / D (analog / digital) converter 33 via a signal processing circuit 31 of the circuit section 3 and is converted into a digital signal. Is stored. At this time, the image sensor 2 operates in synchronization with the vertical and horizontal transfer clocks supplied from the CCD drive circuit 32. The signal processing circuit 31, the A / D converter 33, and the memory 34 are provided with timing signals from a CCD driving circuit.

【0015】CCD駆動回路32は、制御部35から与
えられるクロック周波数信号およびCCD駆動トリガに
基づいて、垂直転送クロック、水平転送クロックおよび
タイミング信号を生成する。
The CCD drive circuit 32 generates a vertical transfer clock, a horizontal transfer clock, and a timing signal based on a clock frequency signal and a CCD drive trigger provided from the control unit 35.

【0016】制御部35は、メモリ36,37,39,
310,311に記憶された各種機能プログラムおよび
外部インタフェース部38から与えられるコマンドおよ
びテレメトリに基づき各種機能を実行する。その際、メ
モリ34に記憶された画像データが利用される。
The control unit 35 includes memories 36, 37, 39,
Various functions are executed based on various function programs stored in 310 and 311 and commands and telemetry given from the external interface unit 38. At that time, the image data stored in the memory 34 is used.

【0017】メモリ36には、制御部35におけるOS
(Operating System)などのデータ処理用プログラムが
記憶されている。メモリ37には、天球上の星の位置情
報をデータベース化したスターカタログが記憶されてい
る。このスターカタログは、後述のスタートラッカ機能
とスタースキャナ機能とで共用されるものである。
The memory 36 has an OS in the control unit 35.
(Operating System) is stored. The memory 37 stores a star catalog in which the position information of the stars on the celestial sphere is stored in a database. This star catalog is shared by a start tracker function and a star scanner function described later.

【0018】メモリ39には、このスターセンサがスタ
ートラッカとして機能する際に必要なスタートラッカ機
能プログラムが記憶される。メモリ310には、このス
ターセンサがスタースキャナとして機能する際に必要な
スタースキャナ機能プログラムが記憶される。メモリ3
11には、スタートラッカ機能とスタースキャナ機能と
で共通する機能プログラムが記憶される。
The memory 39 stores a start tracker function program required when the star sensor functions as a start tracker. The memory 310 stores a star scanner function program required when the star sensor functions as a star scanner. Memory 3
11 stores a function program common to the start tracker function and the star scanner function.

【0019】ところで、制御部35は垂直転送クロック
制御手段35aを備えている。垂直転送クロック制御手
段35aは、宇宙機がスピン安定姿勢制御モードにある
場合に、そのスピンレートに応じて撮像素子2における
垂直転送クロックのクロックレートを変更するものであ
る。
The control section 35 has a vertical transfer clock control means 35a. The vertical transfer clock control means 35a changes the clock rate of the vertical transfer clock in the image sensor 2 according to the spin rate when the spacecraft is in the spin stable attitude control mode.

【0020】上記構成のスターセンサは、従来からのス
タートラッカにスタースキャナ機能を付加したものとし
て捉えることができる。すなわち撮像素子2の駆動方法
およびデータ処理方法をプログラムで切り換えることに
より、スタートラッカ機能とスタースキャナ機能とを兼
ね備えるようにしている。このとき、撮像素子2の駆動
方法およびデータ処理方法を如何に工夫することでスタ
ートラッカにスタースキャナ機能を付加できるようにし
たかという点に本発明の基本思想があり、以下、この点
につき詳しく説明する。
The star sensor having the above configuration can be regarded as a conventional start tracker with a star scanner function added. That is, by switching the driving method and the data processing method of the image pickup device 2 by a program, a start tracker function and a star scanner function are provided. At this time, the basic idea of the present invention lies in how the driving method of the image sensor 2 and the data processing method are devised so that the star tracker function can be added to the start tracker. explain.

【0021】一般にスタートラッカは、ほぼ静止した状
態で撮像することを想定して設計されているため、宇宙
機がスピンしている場合には像がいわば流れてしまい、
本来の機能を得ることはできない。しかしながら、この
像の流れは視野内の星の位置が一定方向に一定のスピー
ドで動く為に生じるものであるので、撮像素子2をこの
スピードに合わせて同じ方向に動かせすことによりキャ
ンセルすることが可能である。ちなみに、この種のこの
像の流れは、当業者らの間では「スミア」と呼ばれる。
In general, a star tracker is designed on the assumption that an image is taken in a substantially stationary state, so that when a spacecraft is spinning, an image flows, so to speak.
The original function cannot be obtained. However, since this image flow is caused by the position of the star in the visual field moving at a constant speed in a certain direction, it can be canceled by moving the image sensor 2 in the same direction according to this speed. It is possible. By the way, this type of image flow is called "smear" by those skilled in the art.

【0022】このため本実施形態では、撮像素子2を物
理的に動かすのではなく、撮像素子2の垂直転送方向を
星の流れる方向に合わせ、かつ垂直転送速度を星の流れ
る速度と逆方向に合わせることで撮像素子2の移動を仮
想的に実現し、これにより像の流れをキャンセルするよ
うにしている。その際、視野内で星が流れる速度は宇宙
機のスピンレートに依存するため、これに応じて垂直転
送速度を可変するようにする。この垂直転送速度の可変
制御は、垂直転送クロック制御手段35aにより実行さ
れる。
For this reason, in the present embodiment, the vertical transfer direction of the image sensor 2 is adjusted to the direction in which the stars flow, and the vertical transfer speed is set to the opposite direction to the star flow, instead of physically moving the image sensor 2. The movement of the image sensor 2 is virtually realized by the adjustment, so that the flow of the image is canceled. At this time, since the speed at which the stars flow in the field of view depends on the spin rate of the spacecraft, the vertical transfer speed is varied accordingly. This variable control of the vertical transfer speed is executed by the vertical transfer clock control means 35a.

【0023】ここに、以下のパラメータを定義する。 宇宙機のスピンレート : ω[deg/sec] 撮像素子2の視野の垂直方向の幅 : θV[deg] 撮像素子2の視野の水平方向の幅 : θH[deg] 撮像素子2の垂直方向の画素数(像面の部分の画素) : NV 撮像素子2の水平方向の画素数(ダミー画素含む) : NH 撮像素子2の垂直転送クロックの周波数 : FV[Hz] 撮像素子2の水平転送クロックの周波数 : FH[Hz] 以上のパラメータ間に、式(1)および(2)の条件が
成立するときに、撮像素子2においてほぼ流れの無い像
を得ることができる。 FV=ω/(θV/NV) …… (1) FH≧FV×NH …… (2) 式(1)に関しては、一秒間に視野角がωだけ変化する
のであるから、一画素あたりの視野(θV/NV)でこれ
を割れば良いことから導かれる。式(2)は、CCD撮
像素子に関して一般に成立しなければならない条件を示
す。
Here, the following parameters are defined. Spin rate of spacecraft: ω [deg / sec] Vertical width of visual field of image sensor 2: θV [deg] Horizontal width of visual field of image sensor 2: θH [deg] Pixels of image sensor 2 in vertical direction Number (pixels on the image plane portion): NV Number of pixels in the horizontal direction of the image sensor 2 (including dummy pixels): NH Frequency of vertical transfer clock of the image sensor 2: FV [Hz] Frequency of horizontal transfer clock of the image sensor 2 : FH [Hz] When the conditions of the equations (1) and (2) are satisfied between the above parameters, an image with almost no flow can be obtained in the image sensor 2. FV = ω / (θV / NV) (1) FH ≧ FV × NH (2) In the equation (1), since the viewing angle changes by ω per second, the field of view per pixel is obtained. This is derived from the fact that this should be divided by (θV / NV). Equation (2) shows the conditions that must generally hold for a CCD image sensor.

【0024】上記の各パラメータに一般的な値を当ては
め、ω=60[deg/sec]、θV=18[deg]、θH=2
4[deg]、NV=300、NH=420とすると、FV=
1000[Hz]、FH=420000[Hz]とな
る。ここで得られるFV,FHの各値は、従来からのスタ
ートラッカにおいても十分に実現することのできる範囲
である。
By applying general values to the above parameters, ω = 60 [deg / sec], θV = 18 [deg], θH = 2
4 [deg], NV = 300, NH = 420, FV =
1000 [Hz] and FH = 420000 [Hz]. The values of FV and FH obtained here are in a range that can be sufficiently realized even with a conventional start tracker.

【0025】以上のようにして流れの無い星の像が得ら
れると、この後は従来からのスタートラッカと同様の処
理により、星の位置の算出および宇宙機の姿勢の同定を
実施することができる。すなわち、星の像の水平方向の
位置(画素の位置に対応する)と、この位置を読み出し
た時刻情報とから、図2に示す宇宙機を囲むベルト領域
の範囲の星の位置を時刻の関数として知ることができ、
これをスターカタログと比較することで、宇宙機の姿勢
を時間の関数として知ることが可能となる。なお、仮に
わずかな像の流れが生じたとしても、その影響はスター
トラッカで一般的に用いられるセントロイド計算により
対処することが可能である。
Once a starless image is obtained as described above, the star position can be calculated and the attitude of the spacecraft can be identified by the same processing as a conventional star tracker. it can. That is, from the horizontal position of the star image (corresponding to the position of the pixel) and the time information at which the position was read, the position of the star in the belt region surrounding the spacecraft shown in FIG. Can be known as
By comparing this with the star catalog, the attitude of the spacecraft can be known as a function of time. Even if a slight image flow occurs, the effect can be dealt with by a centroid calculation generally used in a star tracker.

【0026】図2においては、スターセンサの光学系1
の水平方向の視野に沿ってベルト領域が形成されること
が示される。また、撮像素子2の垂直転送方向と宇宙機
のスピン方向とが平行になっていることも示されてい
る。
In FIG. 2, the optical system 1 of the star sensor is shown.
It is shown that the belt region is formed along the horizontal field of view. It is also shown that the vertical transfer direction of the image sensor 2 and the spin direction of the spacecraft are parallel.

【0027】このように本実施形態では、エリアCCD
などの撮像素子2を、その垂直転送方向と宇宙機のスピ
ン方向とが同方向になるように宇宙機に取り付ける。そ
して、前記宇宙体が前記スピン安定姿勢制御モードにあ
るときに、撮像素子2の垂直転送速度FVを前記宇宙体
のスピンレートωに応じてFV=ω/(θV/NV)(た
だしθV=撮像素子2の視野の垂直方向の幅、NV=撮像
素子2の垂直方向の画素数)となるようにしている。
As described above, in this embodiment, the area CCD
The imaging device 2 is mounted on the spacecraft such that the vertical transfer direction is the same as the spin direction of the spacecraft. When the space body is in the spin stable attitude control mode, the vertical transfer speed FV of the image sensor 2 is changed according to the spin rate ω of the space body, FV = ω / (θV / NV) (where θV = imaging The vertical width of the field of view of the element 2, NV = the number of pixels in the vertical direction of the imaging element 2).

【0028】これらのことから、スタートラッカにスタ
ースキャナ機能を付加することができ、単体のスターセ
ンサでスタートラッカ機能とスタースキャナ機能とを兼
ね備えることが可能となる。その結果、宇宙機における
センサ部分の重量を削減でき、その分、ミッション機器
を多く搭載することができるようになる。また、センサ
部分の搭載位置の検討や、視野の確保が容易になる。さ
らに、センサ部分のトータルの製造コストを低減するこ
とも可能となる。
From the above, a star scanner function can be added to the start tracker, and a single star sensor can have both the start tracker function and the star scanner function. As a result, the weight of the sensor portion in the spacecraft can be reduced, and more mission equipment can be mounted accordingly. Further, it becomes easy to examine the mounting position of the sensor portion and to secure the visual field. Further, the total manufacturing cost of the sensor part can be reduced.

【0029】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。例えば上記実施形態では撮像素子2と
してCCDを使用したが、宇宙機の用途によってはPD
(フォトダイオード)を撮像素子2として使用しても良
い。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, a CCD is used as the image pickup device 2.
(Photodiode) may be used as the image sensor 2.

【0030】また、宇宙機のスピンレートが非常に遅い
場合には、撮像素子2の電荷蓄積時間が長くなりすぎて
しまうため、一時的にFVを高速に切り換えるようにし
ても良い。このような処理は、CCDなどの撮像デバイ
スの分野では一般に知られているものである。
If the spin rate of the spacecraft is very low, the charge accumulation time of the image sensor 2 becomes too long. Therefore, the FV may be temporarily switched at a high speed. Such a process is generally known in the field of an imaging device such as a CCD.

【0031】また上記実施形態では、宇宙機のスピンレ
ートに応じてCCD垂直転送クロックの周波数を変化さ
せるようにしたが、逆に、CCD垂直転送クロック周波
数を変化させつつ像の流れが最小になる周波数を探すこ
とで、未知のスピンレートの測定を行うといった応用も
考えられる。これは、特に宇宙機に異常が生じてスピン
レートの計測が通常の手法で不可能となった場合などに
利用できる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変形実施を行うことができる。
In the above embodiment, the frequency of the CCD vertical transfer clock is changed according to the spin rate of the spacecraft. Conversely, the image flow is minimized while changing the CCD vertical transfer clock frequency. An application such as measuring an unknown spin rate by searching for a frequency is also conceivable. This can be used particularly when an abnormality occurs in the spacecraft and it becomes impossible to measure the spin rate by a normal method. In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ス
タートラッカおよびスタースキャナの両方の機能を兼ね
備えたスターセンサを提供することが可能となる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a star sensor having both functions of a star tracker and a star scanner.

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

【図1】 本発明の実施の形態に係わるスターセンサの
構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a star sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】 宇宙機を囲むベルト領域を示す概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a belt region surrounding a spacecraft.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光学系 2…撮像素子 3…回路部 31…信号処理回路 32…CCD駆動回路 33…A/D変換器 34…画像メモリ 35…制御部 35a…垂直転送クロック制御手段 36…データ処理用メモリ 37…スターカタログ記憶メモリ 38…外部インタフェース部 39…スタートラッカ機能プログラム記憶メモリ 310…スタースキャナ機能プログラム記憶メモリ 311…共通機能プログラム記憶メモリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical system 2 ... Imaging element 3 ... Circuit part 31 ... Signal processing circuit 32 ... CCD drive circuit 33 ... A / D converter 34 ... Image memory 35 ... Control part 35a ... Vertical transfer clock control means 36 ... Data processing memory 37: Star catalog storage memory 38: External interface unit 39: Star tracker function program storage memory 310: Star scanner function program storage memory 311: Common function program storage memory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 三軸安定姿勢制御モードおよびスピン安
定姿勢制御モードなる姿勢制御モードを備えた宇宙体で
用いられるスターセンサであって、 天球上の星からの光を取り込む光学系と、 この光学系で取り込まれた光を撮像して映像信号に変換
するものであって、その垂直の電荷転送方向を前記宇宙
体のスピン方向と同方向にして取り付けられた電荷蓄積
型撮像素子と、 スタートラッカ機能プログラムを記憶するための領域
と、スタースキャナ機能プログラムを記憶するための領
域とを備えた記憶手段と、 前記宇宙体が前記三軸安定姿勢制御モードにあるときに
は前記記憶手段からスタートラッカ機能プログラムを読
み出し、前記宇宙体が前記スピン安定姿勢制御モードに
あるときには前記記憶手段から前記スタースキャナ機能
プログラムを読み出して、該読み出された機能プログラ
ムにより、前記電荷蓄積型撮像素子から送出される前記
映像信号をもとに前記宇宙体の姿勢を同定する姿勢同定
手段と、前記宇宙体が前記スピン安定姿勢制御モードに
あるときに、前記姿勢同定手段に与えられる映像信号に
おいて該宇宙体のスピン運動に起因して生じる画像の流
れをキャンセルすべく、前記電荷蓄積型撮像素子の垂直
転送速度を前記宇宙体のスピンレートに応じて可変する
垂直転送速度制御手段とを具備することを特徴とするス
ターセンサ。
1. A star sensor for use in a space object provided with an attitude control mode including a three-axis stable attitude control mode and a spin stable attitude control mode, comprising: an optical system that captures light from a star on a celestial sphere; A charge accumulation type imaging device for imaging light taken by the system and converting it into a video signal, the charge storage type imaging device having a vertical charge transfer direction set in the same direction as the spin direction of the space object, A storage unit having an area for storing a function program and an area for storing a star scanner function program; and a start tracker function program from the storage unit when the space object is in the three-axis stable attitude control mode. When the space object is in the spin stable attitude control mode, the star scanner function program is read from the storage means. Attitude determining means for identifying the attitude of the space object based on the video signal sent from the charge storage type image sensor by the read function program; and When in the attitude control mode, the vertical transfer speed of the charge storage type imaging device is set to the space level in order to cancel the flow of the image caused by the spin motion of the cosmic body in the video signal given to the attitude identification means. A vertical transfer speed control means that varies according to the spin rate of the body.
【請求項2】 前記記憶手段は、天球上の星の位置情報
をデータベース化したスターカタログを記憶するための
領域を備え、 前記姿勢同定手段は、前記スターカタログを参照しつつ
前記宇宙体の姿勢を同定することを特徴とする請求項1
に記載のスターセンサ。
2. The storage means includes an area for storing a star catalog in which positional information of stars on a celestial sphere is stored in a database, and the attitude identification means refers to the star catalog to determine the attitude of the space object. 2. The method of claim 1, wherein
2. The star sensor according to 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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