JP2001237629A - 衛星追尾アンテナ駆動制御方法、および衛星追尾アンテナ駆動制御装置 - Google Patents

衛星追尾アンテナ駆動制御方法、および衛星追尾アンテナ駆動制御装置

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JP2001237629A
JP2001237629A JP2000049391A JP2000049391A JP2001237629A JP 2001237629 A JP2001237629 A JP 2001237629A JP 2000049391 A JP2000049391 A JP 2000049391A JP 2000049391 A JP2000049391 A JP 2000049391A JP 2001237629 A JP2001237629 A JP 2001237629A
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program
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angle
coordinates
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JP2000049391A
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English (en)
Inventor
Fumiyoshi Murase
文義 村瀬
Masaaki Taki
政昭 滝
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 衛星が天頂付近の軌道上に位置する場合AZ
/EL座標を用いて補間処理を行うと、天頂付近以外の
軌道上に位置する時と比べて、Δt秒あたりの変化率が
大きくなり、求められたプログラム指令角度の誤差が大
きくなる。従って、高精度な衛星追尾が困難になるとい
う問題があった。 【解決手段】 あらかじめ得られている衛星の軌道予測
情報に基づいてAZ/ELマウント方式あるいはX/Y
マウント方式のアンテナを駆動して衛星を追尾するプロ
グラム追尾方式を用いて、所定の時間間隔ごとに前記衛
星を指向するプログラム予測角度を算出するとともに、
このプログラム予測角度よりも短い時間間隔で前記衛星
を指向するプログラム指令角度を算出する補間処理に用
いられる座標として、前記プログラム予測角度より前記
衛星が天頂付近を通過すると予測された場合にはX/Y
座標を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、プログラム追尾
方式を用いて衛星の軌道を予測し、適切な時間に適切な
方向にアンテナを指向させることにより衛星を追尾する
衛星追尾アンテナの駆動制御方法および衛星追尾アンテ
ナ駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】プログラム追尾方式を用いて衛星を追尾
する衛星追尾アンテナは、あらかじめ得られている衛星
の軌道予測情報からアンテナ指向角度のようなアンテナ
ビーム方向に関するデータを求め、そのデータに基づい
てアンテナを駆動して衛星を追尾するものである。アン
テナを駆動するためのマウント方式としては、アンテナ
を垂直軸および水平軸の回りに回転するように支持する
AZ(Azimuth:方位角)/EL(Elevation:仰角)マ
ウント方式と、地上に水平に固定されたX軸とこれに直
交するY軸の回りに回転するように支持するX/Yマウ
ント方式が多く用いられている。
【0003】図7は従来の衛星追尾アンテナ駆動制御装
置の構成を示すブロック図である。図8は従来の衛星追
尾アンテナ駆動制御方法を示すフローチャートである。
図9は衛星追尾アンテナ(地球局)に対する衛星の軌道
と、所定時間ごとのアジマス方向における衛星位置を示
す説明図である。図7において、20はプログラム追尾
演算部、21は衛星追尾アンテナ駆動制御部、22はA
Z/EL補間処理部、23はパラレルデータ出力処理
部、24はパラレルデータ入力処理部、25はプログラ
ム指令角演算部、26はサーボ演算部である。以下、図
7、図8、図9を用いて従来のプログラム追尾アンテナ
駆動制御装置の動作について説明する。
【0004】図8、STEP81において、図7に示す
プログラム追尾演算部20に、衛星の軌道予測情報に基
づいて演算されたアンテナ指向角度である1秒毎のプロ
グラム予報角度θPAZ、θPELが入力される。STEP8
2において、AZ/EL補間処理部22は1秒毎のプロ
グラム予報角度θPAZ、θPELより、アンテナを実際に駆
動させる時間間隔Δt秒、例えば50ミリ秒ごとのプロ
グラム指令角度θPCAZ、θPCELを算出する補間処理を行
う。通常、補間処理ではアンテナのマウント方式に応じ
た座標、例えば、AZ/ELマウントのアンテナ追尾装
置であればAZ/EL座標を用いてプログラム指令角度
が演算される。
【0005】STEP83において、パラレルデータ出
力処理部23はプログラム指令角度θPCAZ、θPCELを、
パラレル伝送方式で衛星追尾アンテナ駆動制御部21に
出力する処理を行う。STEP84において、プログラ
ム指令角演算部25は、プログラム追尾演算部20から
パラレル伝送されたプログラム指令角度θPCAZ、θPC EL
を用いて、アンテナを駆動させる各駆動軸ごとの指令角
θ1、θ2、θ3を演算する処理を行う。そして、STE
P85において、サーボ演算部26は、指令角θ1
θ2、θ3に基づいて、各駆動軸を所定時間に所定位置に
駆動させるために必要なトルク、位相、速度などを求め
るサーボ演算を行い、各軸毎に生成された駆動指令信号
を出力する。以上のような処理を経てアンテナが衛星方
向を指向するように駆動制御される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】通常、補間処理は衛星
追尾アンテナのマウント方式と合致する座標を用いて行
われる。しかしながら、衛星が天頂付近の軌道上に位置
する場合AZ/EL座標を用いて補間処理を行うと、天
頂付近以外の軌道上に位置する時と比べて、Δt秒あた
りの変化率が大きくなり、求められたプログラム指令角
度の誤差が大きくなる。従って、高精度な衛星追尾が困
難になるという問題があった。同様に、衛星がX軸方向
の軌道上に位置する場合にX/Y座標を用いて補間処理
を行うとΔt秒あたりの変化率が大きくなり、やはりプ
ログラム指令角度の誤差が大きくなるという問題が生じ
る。
【0007】また、AZ/ELマウント方式のアンテナ
追尾装置は、方位角(AZ)方向に0°から360°〜
450°程度の範囲で回転可能である。そして、衛星の
軌道予測情報に基づいて、各時間ごとに方位角方向のプ
ログラム指令角(θPCAZ)が決定される。しかしなが
ら、プログラム指令角(θPCAZ)の角度範囲を0°〜3
60°の範囲で設定した場合、図9に示すように、衛星
軌道が0°を超えるような、言い換えると360°を超
えるような場合には衛星の追尾を連続して行うことがで
きないという問題があった。
【0008】例えば、図9(a)に示すような軌道を衛星
が通過するとき、プログラム指令角(θPCAZ)の角度範
囲を0°〜360°の範囲で設定すると、図9(b)に示
すように、時間t1、t2、t3、t4における衛星の
方位角(AZ)位置は30°(t1)、2°(t2)、
300°(t3)、225°(t4)になる。このよう
にプログラム指令角が設定されると、衛星追尾アンテナ
は、t1時に方位角が30°の方向を指向し、次にアン
テナを反時計回りに回転させてt2時に2°の方向を指
向する。そして、t3時に300°方向に位置する衛星
を追尾すべく、アンテナを時計回りにほぼ一回り回転さ
せて300°方向を指向し、さらに、アンテナを反時計
回りに戻してt4時に225°を指向することになる。
【0009】このように、プログラム指令角(θPCAZ
の角度範囲を0°〜360°の範囲で設定した場合、衛
星が0°をまたぐような軌道を通過するときには、衛星
を追尾するアンテナの回転方向を時計回りと反時計回り
で切り換えなければならないほか、図9(b)に示すt
2からt3を指向するときのようにアンテナを回転させ
ている時間が長くなるため、衛星を連続して追跡するこ
とが困難になるという問題があった。
【0010】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、衛星が天頂付近ないしX軸方向
の軌道を通過する場合でも、高精度にプログラム指令角
度を演算することが可能な衛星追尾アンテナ駆動制御装
置および方法を提案することを第一の目的とする。ま
た、全天において連続して衛星を追尾可能な衛星追尾ア
ンテナ駆動制御装置および方法を提案することを第二の
目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係る衛星追尾
アンテナ駆動制御方法は、あらかじめ得られている衛星
の軌道予測情報に基づいてAZ/ELマウント方式ある
いはX/Yマウント方式のアンテナを駆動して衛星を追
尾するプログラム追尾方式を用いて、所定の時間間隔ご
とに前記衛星を指向するプログラム予測角度を算出する
とともに、このプログラム予測角度よりも短い時間間隔
で前記衛星を指向するプログラム指令角度を算出する補
間処理に用いられる座標として、前記プログラム予測角
度より前記衛星が天頂付近を通過すると予測された場合
にはX/Y座標を選択するものである。
【0012】また、この発明に係る衛星追尾アンテナ駆
動制御方法は、衛星がX軸方向を通過すると予測された
場合にはAZ/EL座標を選択するものである。
【0013】この発明に係る衛星追尾アンテナ駆動制御
方法は、あらかじめ得られている衛星の軌道予測情報に
基づいてAZ/ELマウント方式あるいはX/Yマウン
ト方式のアンテナを駆動して衛星を追尾するプログラム
追尾方式を用いて、所定の時間間隔ごとに前記衛星を指
向するプログラム予測角度を算出する衛星軌道予測工程
と、前記プログラム予測角度の時間間隔よりも短い時間
間隔で前記衛星を指向するプログラム指令角度を算出す
る補間処理に用いられる座標として、前記プログラム予
測角度より前記衛星が天頂付近を通過すると予測された
場合にはX/Y座標を選択し、前記衛星がX軸方向を通
過すると予測された場合にはAZ/EL座標を選択する
座標選択工程とを含むものである。
【0014】また、この発明に係る衛星追尾アンテナ駆
動制御方法は、AZ/ELマウント方式で方位角方向に
360°以上回転して衛星を追尾可能なアンテナが最初
に指向する方位角方向のプログラム予測角度を、前記ア
ンテナの追尾範囲における衛星を連続して追尾するよう
に設定する工程を含む衛星軌道予測工程を行うものであ
る。
【0015】この発明に係る衛星追尾アンテナ駆動制御
装置は、あらかじめ得られている衛星の軌道予測情報に
基づいてAZ/ELマウント方式あるいはX/Yマウン
ト方式のアンテナを駆動して衛星を追尾するプログラム
追尾方式を用いて、所定の時間間隔ごとに前記衛星を指
向するプログラム予測角度を算出するプログラム追尾演
算部と、前記プログラム追尾演算部から出力されたプロ
グラム予測角度よりも短い時間間隔で前記衛星を指向す
るプログラム指令角度を算出する補間処理に用いられる
座標として、前記プログラム予測角度より前記衛星が天
頂付近を通過すると予測された場合にはX/Y座標を選
択し、前記衛星がX軸方向を通過すると予測された場合
にはAZ/EL座標を選択する座標選択部を有する衛星
追尾アンテナ駆動制御部とを備えたものである。
【0016】また、この発明に係る衛星追尾アンテナ駆
動制御装置は、AZ/ELマウント方式で、方位角方向
に360°以上回転して衛星を追尾可能なアンテナが最
初に指向する方位角方向のプログラム予測角度を、前記
アンテナの追尾範囲における衛星を連続して追尾するよ
うに設定する初期誘導計算処理部を有するプログラム追
尾演算部を備えたものである。
【0017】また、この発明に係る衛星追尾アンテナ駆
動制御装置は、衛星追尾アンテナ駆動制御部にプログラ
ム予測角度をシリアル伝送方式で出力するプログラム追
尾演算部を備えたものである。
【0018】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明に
係る衛星追尾アンテナ駆動制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。図2はこの発明に係る衛星追尾アンテナ駆
動制御方法を示すフローチャートである。図3は衛星追
尾アンテナ(地球局)に対する衛星の軌道と、所定時間ご
とのアジマス方向における衛星位置を示す説明図であ
る。なお、以下、説明する衛星追尾アンテナ駆動制御装
置および方法は、AZ/EL座標で表された衛星軌道予
測情報を用いてアンテナを駆動制御するものである。
【0019】図1において、1はプログラム予測角度を
算出するプログラム追尾演算部、2はプログラム追尾演
算部1から出力されたプログラム予測角度よりアンテナ
を駆動制御するための駆動指令信号を生成する衛星追尾
アンテナ駆動制御部、3は衛星初期補足時のAZ駆動角
度を決定する初期誘導計算処理部、4はプログラム予測
角度をシリアルデータとして出力するシリアルデータ出
力処理部、5はプログラム追尾演算部1からシリアル伝
送されてプログラム予測角度の入力処理を行うシリアル
データ入力処理部、6はプログラム予測角度より衛星が
天頂を通過するか判定して、補間処理に用いる座標を選
択する座標選択部である。
【0020】7は座標選択部6の選択した座標に応じ
て、プログラム予測角度の出力先を選択的に切り換える
切換部、8はAZ/EL座標で表されたプログラム予測
角度をX/Y座標に変換するAZ/EL座標変換部、9
はX/Y座標で表されたプログラム予測角度を用いてサ
ーボ演算に必要な時間間隔、例えばΔt秒間隔のプログ
ラム指令角度を出力するX/Y補間処理部、10はX/
Y座標で表されたプログラム指令角度をAZ/EL座標
に変換するX/Y座標変換部である。11はAZ/EL
座標で表されたプログラム予測角度をサーボ演算に必要
な時間間隔のプログラム指令角度に補間するAZ/EL
補間処理部である。12はΔt秒毎のプログラム指令角
度から衛星追尾アンテナの駆動軸ごとの指令角度を演算
するプログラム指令角演算部、13は駆動軸ごとに演算
されたプログラム指令角に応じて、駆動軸に対応した駆
動指令信号を生成するサーボ演算部である。
【0021】以下、図2を用いて衛星追尾アンテナ駆動
制御方法について説明する。STEP1において、追尾
する衛星の軌道予測情報に基づいて演算され、AZ/E
L座標で表されたアンテナ指向角度である1秒毎のプロ
グラム予報角度θPAZ、θPELがプログラム追尾演算部1
の初期誘導計算処理部3に入力される。STEP2にお
いて、初期誘導計算処理部3は、プログラム予報角度θ
PAZ、θPELに基づいて、衛星を指向する最初と最後のA
Z(方位角)指向角度と、衛星指向角度のうちEL(仰角)
角度が最も大きくなるAZ指向角度を求め、アンテナが
方位角方向に回転可能な範囲のうち衛星初期補足時に指
向させる駆動角度を設定する初期誘導計算処理を行う。
【0022】STEP2の初期誘導計算処理は、例え
ば、図3(a)に示した軌道を衛星が通過するとき、プロ
グラム予測角度(θPAZ)の角度範囲を、例えば0°〜
450°の範囲で設定し、0°〜450°の範囲で衛星
初期補足時に指向させる方位角(AZ)方向の駆動角度の
初期設定を行う。つまり、図3(b)に示すように、時間
t1、t2、t3、t4における衛星の方位角(AZ)
位置を390°(t1)、362°(t2)、300°
(t3)、225°(t4)に設定する。
【0023】STEP3において、シリアルデータ出力
処理部4は、STEP2における初期誘導計算処理の結
果に基づいて、1秒先および2秒先のAZ/EL座標で
表されたプログラム予測角度θPAZ1、θPEL1、θPAZ2
θPEL2を衛星追尾アンテナ駆動制御部2のシリアルデー
タ入力部5および座標選択部6に出力する。STEP4
において、座標選択部6は、プログラム予測角度
θPAZ1、θPEL1、θPAZ2、θ PEL2を用いて追尾する衛星
が天頂を通過するか判定を行う。その結果、衛星が天頂
を通過する見込みであれば、座標選択部6は切換部7を
切り換えて、AZ/EL座標で表されたプログラム予測
角度θPAZ1、θPEL1、θPAZ2、θPEL2をAZ/EL座標
変換部8に出力する。STEP5において、AZ/EL
座標変換部8は、AZ/EL座標で表されたプログラム
予測角度θPAZ1、θPEL1、θPAZ2、θPE L2をX/Y座標
に変換する処理を行う。
【0024】そして、STEP5でX/Y座標に変換さ
れたプログラム予測角度θPX1、θP Y1、θPX2、θPY2
用いて、STEP6においてX/Y補間処理部9は内挿
計算などを行い、1秒先および2秒先のプログラム予測
角度θPX1、θPY1、θPX2、θPY2よりアンテナを実際に
駆動させる時間間隔Δt秒、例えば50ミリ秒ごとのプ
ログラム指令角度を演算する補間処理を行う。補間処理
は1秒単位で求められたプログラム予測角度より、1秒
未満の短い時間間隔(Δt秒、例えば50ミリ秒)におけ
るプログラム指令角度を演算する処理である。
【0025】衛星の軌道に応じて、補間処理に用いる座
標を選択するのは、衛星が天頂付近を通過する場合にA
Z/EL座標を用いて補間処理を行うと、Δt秒あたり
の衛星位置の変化率が大きくなり、プログラム指令角度
の誤差が大きくなった結果、高精度な衛星追尾が困難に
なるという問題を防止するためである。つまり、衛星が
天頂付近を通過する場合にはX/Y座標を用いて補間処
理を行うことにより、Δt秒あたりの衛星位置の変化率
はほぼ均等になり、プログラム指令角度の誤差を小さく
することができる。
【0026】STEP7において、X/Y座標変換部1
0は、X/Y座標で表されたプログラム指令角度をAZ
/EL座標に変換する処理を行い、AZ/EL座標で表
されたプログラム指令角度をプログラム指令角演算部1
2に出力する。STEP8において、プログラム指令角
演算部12は、衛星追尾アンテナの各駆動軸、例えばA
Z/ELマウント方式のアンテナであれば、アジマス軸
およびエレベーション軸の駆動指令角度を、X/Yマウ
ント方式のアンテナであればX軸およびY軸の駆動指令
角度をプログラム指令角度に基づいて算出する。そし
て、STEP9において、サーボ演算部13は各駆動軸
の駆動指令角度に応じてサーボ演算を行って、各駆動軸
ごとの駆動指令信号を駆動機構に出力する処理を行う。
【0027】なお、STEP4において、座標選択部6
が、プログラム予測角度θPAZ1、θ PEL1、θPAZ2、θ
PEL2を用いて追尾する衛星が天頂を通過するか判定を行
った結果、衛星が天頂を通過しないと判定した場合、座
標選択部6はプログラム予測角度θPAZ1、θPEL1、θ
PAZ2、θPEL2がAZ/EL補間処理部11に出力される
ように切換部7を切り換える。そして、STEP10に
おいて、AZ/EL補間処理部11は、内挿計算などを
行い、1秒先および2秒先のプログラム予測角度
θ PAZ1、θPEL1、θPAZ2、θPEL2よりアンテナを実際に
駆動させる時間間隔Δt秒、例えば50ミリ秒ごとのプ
ログラム指令角度を演算する補間処理を行う。衛星が天
頂付近を通過しない場合、Δt秒あたりの衛星位置の変
化率はほぼ均等であるため、AZ/EL座標を用いて補
間処理を行ってもプログラム指令角度を高精度に求める
ことができる。
【0028】以上説明した衛星追尾アンテナ駆動制御装
置および方法は、衛星の軌道予測情報としてAZ/EL
座標で表されたプログラム予報角度が与えられたもので
あった。したがって、STEP4において、座標選択部
6は衛星が天頂付近を通過するか判定し、天頂付近を通
過する場合にはX/Y座標を補間処理に用いる座標とし
て選択していた。しかしながら、衛星の軌道予測情報と
して、X/Y座標で表されたプログラム予報角度が与え
られたときには、座標選択部6の処理内容は図4に示さ
れるとおりである。図4は、X/Y座標で表された衛星
軌道予測情報を用いる衛星追尾アンテナ駆動制御方法を
示すフローチャートである。
【0029】以下、図4に示す衛星追尾アンテナ駆動制
御方法について、図2に示す衛星追尾アンテナ駆動制御
方法と異なるSTEP41、STEP44を中心に説明
する。STEP41において、追尾する衛星の軌道予測
情報に基づいて演算され、X/Y座標で表されたアンテ
ナ指向角度である1秒毎のプログラム予報角度θPX、θ
PYがプログラム追尾演算部1の初期誘導計算処理部3に
入力される。STEP42の初期誘導計算処理、STE
P43のプログラム予測角度出力処理はは図2のSTE
P2、STEP3における処理内容と同じであるので説
明は省略する。STEP44において、プログラム予測
角度θPX1、θPY1、θPX2、θPY2を用いて追尾する衛星
がX軸方向を通過するか判定を行う。その結果、衛星が
X軸方向を通過する見込みであれば、STEP45にお
いて、X/Y座標で表されたプログラム予測角度
θPX1、θPY1、θPX2、θPY2をAZ/EL座標に変換す
る処理を行う。
【0030】そして、STEP45でAZ/EL座標に
変換されたプログラム予測角度θPA Z1、θPEL1
θPAZ2、θPEL2を用いて、STEP46において、1秒
先および2秒先のプログラム予測角度θPAZ1、θPEL1
θPAZ2、θPEL2よりアンテナを実際に駆動させる時間間
隔Δt秒、例えば50ミリ秒ごとのプログラム指令角度
を演算する補間処理を行う。AZ/EL座標で表された
プログラム指令角度は、STEP47においてX/Y座
標に変換され、STEP48でサーボ演算がなされて駆
動軸ごとの指令角度が演算され、STEP49で駆動軸
ごとの指令信号が出力される。一方、STEP44にお
いて、衛星がX軸方向を通過しないと判定された場合に
はSTEP50が実行され、プログラム予測角度
θPX1、θPY1、θPX2、θPY2をAZ/EL座標に変換せ
ずに補間処理が行われる。
【0031】このように、衛星がX軸方向を通過する場
合にAZ/EL座標を用いて補間処理を行うことによ
り、Δt秒あたりの衛星位置の変化率が大きくなり、プ
ログラム指令角度に誤差が生じた結果、高精度な衛星追
尾が困難になるという問題を防止することができる。つ
まり、衛星がX軸方向を通過する場合にはAZ/EL座
標を用いて補間処理を行うことにより、Δt秒あたりの
衛星位置の変化率はほぼ均等になり、プログラム指令角
度を高精度に求めることができる。
【0032】以上説明した衛星追尾アンテナ駆動制御装
置および方法は、衛星が天頂付近を通過する場合にはX
/Y座標を、あるいは衛星がX軸方向を通過する場合に
はAZ/EL座標を用いて補間処理を行うように、衛星
の軌道に応じて補間処理に用いる座標を選択する工程を
含むので、Δt秒あたりの衛星位置の変化率が異なると
いう問題を解消することができ、プログラム指令角度を
高精度に求めることができる。
【0033】また、本発明にかかる衛星追尾アンテナ駆
動制御装置および方法は、プログラム予報角度
(θPAZ)の角度範囲を、例えば0°〜450°の範囲
で設定し、0°〜450°の範囲で、衛星初期補足時に
指向させる方位角(AZ)方向の駆動角度の初期設定を行
うので、衛星を追尾するアンテナの回転方向を時計回り
と反時計回りで切り換える必要はなくなり、アンテナを
回転させている時間も短縮できるので、衛星を連続して
追跡することが可能になる。
【0034】なお、以上説明した衛星追尾アンテナ駆動
制御装置は、図1に示すように、プログラム追尾演算部
1にシリアルデータ出力部4を、アンテナ駆動制御部2
にシリアルデータ入力部5を備え、プログラム追尾演算
部1からアンテナ駆動制御部2にプログラム予測角度を
シリアルデータとして伝送するシリアル伝送方式を採用
している。このようなシリアル伝送方式を採用するとパ
ラレル伝送方式を採用した場合よりもインターフェース
信号数を減少させることができる。
【0035】実施の形態2.実施の形態1に係る衛星追
尾アンテナ駆動制御装置は、AZ/EL座標で表された
プログラム予報角度より初期誘導計算処理を行ってプロ
グラム予測角度を求め、このプログラム予測角度をAZ
/EL座標のままプログラム追尾演算部から衛星追尾ア
ンテナ駆動制御部に出力していた。以下、説明する衛星
追尾アンテナ駆動制御装置は、AZ/EL座標で表され
たプログラム予測角度を、プログラム追尾演算部にてX
/Y座標に変換し、座標が変換されたプログラム予測角
度を衛星追尾アンテナ駆動制御部に出力するものであ
る。図5はこの発明の実施の形態2に係る衛星追尾アン
テナ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。図6
はこの発明の実施の形態2に係る衛星追尾アンテナ駆動
制御方法を示すフローチャートである。なお、図5にお
いて図1に示すものと同一の符号は同一または相当部分
を示すので説明は省略する。
【0036】図5において、14は初期誘導計算処理部
3が初期誘導計算処理により算出した1秒先および2秒
先のAZ/EL座標で表されたプログラム予測角度θ
PAZ1、θPEL1、θPAZ2、θPEL2を、X/Y座標のプログ
ラム予測角度θPX1、θPY1、θ PX2、θPY2に変換するA
Z/EL座標変換部、15はX/Y座標で表されたプロ
グラム予測角度θPX1、θPY1、θPX2、θPY2より衛星が
X軸方向を通過するか判定して、補間処理に用いる座標
を選択する座標選択部である。16はX/Y座標で表さ
れたプログラム予測角度をAZ/EL座標に変換するX
/Y座標変換部、17はAZ/EL座標で表されたプロ
グラム予測角度を用いてサーボ演算に必要な時間間隔、
例えばΔt秒間隔のプログラム指令角度を出力するAZ
/EL補間処理部、18はX/Y座標で表されたプログ
ラム予測角度をサーボ演算に必要な時間間隔のプログラ
ム指令角度に補間するX/Y補間処理部、19はX/Y
座標で表されたプログラム指令角度をAZ/EL座標に
変換するX/Y座標変換部である。
【0037】以下、図6を用いて衛星追尾アンテナ駆動
制御方法について説明する。STEP61において、追
尾する衛星の軌道予測情報に基づいて演算され、AZ/
EL座標で表されたアンテナ指向角度である1秒ごとの
プログラム予報角度θPAZ、θPELがプログラム追尾演算
部1の初期誘導計算処理部3に入力される。STEP6
2において初期誘導計算処理が行われプログラム予測角
度が求められる。そして、STEP63において、AZ
/EL変換部14は、AZ/EL座標で表されたプログ
ラム予測角度をX/Y座標に変換する処理を行う。ST
EP64において、1秒先および2秒先のX/Y座標で
表されたプログラム予測角度は、初期誘導計算処理の結
果を示す初期誘導情報とともに、プログラム追尾演算部
1から衛星追尾アンテナ駆動制御部2にシリアル伝送方
式で出力される。
【0038】STEP65において、座標選択部15
は、プログラム予測角度θPAZ1、θPE L1、θPAZ2、θ
PEL2より、追尾する衛星がX軸方向を通過するか判定を
行う。その結果、衛星がX軸方向を通過する見込みであ
れば、座標選択部15は切換部7を切り換えて、X/Y
座標で表されたプログラム予測角度θPX1、θPY1、θ
PX2、θPY2をX/Y座標変換部16に出力する。STE
P66において、X/Y座標変換部16は、X/Y座標
で表されたプログラム予測角度θPX1、θPY1、θPX 2
θPY2をAZ/EL座標に変換する処理を行う。そし
て、STEP67においてAZ/EL補間処理部17は
内挿計算などを行い、1秒先および2秒先のプログラム
予測角度θPAZ1、θPEL1、θPAZ2、θPEL2よりアンテナ
を実際に駆動させる時間間隔Δt秒、例えば50ミリ秒
ごとのプログラム指令角度を演算する補間処理を行う。
そして、STEP68、STEP69において、図2に
示すSTEP8、STEP9の処理と同様の処理が行わ
れる。
【0039】なお、STEP65において、座標選択部
15が、プログラム予測角度より、追尾する衛星がX軸
方向を通過するか判定を行った結果、衛星がX軸方向を
通過しないと判定した場合、座標選択部15はプログラ
ム予測角度θPX1、θPY1、θ PX2、θPY2がX/Y補間処
理部18に出力されるように切換部7を切り換える。そ
して、STEP70において、X/Y補間処理部18
は、内挿計算などを行い、1秒先および2秒先のプログ
ラム予測角度θPX1、θPY1、θPX2、θPY2よりアンテナ
を実際に駆動させる時間間隔Δt秒、例えば50ミリ秒
ごとのプログラム指令角度を演算する補間処理を行う。
STEP71は、X/Y座標で表されたプログラム指令
角度をAZ/EL座標に変換する処理を行い、プログラ
ム指令角演算部12に出力する。
【0040】上記説明による衛星追尾アンテナ駆動制御
装置は、X/Y座標で表されたプログラム予測角度を用
いて判定した衛星の軌道に応じて、補間処理に用いる座
標を選択するものである。このように、プログラム追尾
演算部から衛星追尾アンテナ駆動制御部に、X/Y座標
で表されたプログラム予測角度をシリアル伝送する場合
でも、座標選択部15で衛星がX軸方向を通るか判定す
ることにより、Δt秒あたりの衛星位置の変化率が異な
るという問題を解消することができ、補間処理後のプロ
グラム指令角度の誤差を小さくできる。
【0041】
【発明の効果】この発明に係る衛星追尾アンテナ駆動制
御方法は、あらかじめ得られている衛星の軌道予測情報
に基づいてAZ/ELマウント方式あるいはX/Yマウ
ント方式のアンテナを駆動して衛星を追尾するプログラ
ム追尾方式を用いて、所定の時間間隔ごとに前記衛星を
指向するプログラム予測角度を算出するとともに、この
プログラム予測角度よりも短い時間間隔で前記衛星を指
向するプログラム指令角度を算出する補間処理に用いら
れる座標として、前記プログラム予測角度より前記衛星
が天頂付近を通過すると予測された場合にはX/Y座標
を選択するので、補間処理によるプログラム指令角度の
誤差を小さくでき、天頂付近を通過する衛星を高精度に
追尾できる。
【0042】また、この発明に係る衛星追尾アンテナ駆
動制御方法は、衛星がX軸方向を通過すると予測された
場合にはAZ/EL座標を選択するので、補間処理によ
るプログラム指令角度の誤差を小さくでき、X軸方向を
通過する衛星を高精度に追尾できる。
【0043】この発明に係る衛星追尾アンテナ駆動制御
方法は、あらかじめ得られている衛星の軌道予測情報に
基づいてAZ/ELマウント方式あるいはX/Yマウン
ト方式のアンテナを駆動して衛星を追尾するプログラム
追尾方式を用いて、所定の時間間隔ごとに前記衛星を指
向するプログラム予測角度を算出する衛星軌道予測工程
と、前記プログラム予測角度の時間間隔よりも短い時間
間隔で前記衛星を指向するプログラム指令角度を算出す
る補間処理に用いられる座標として、前記プログラム予
測角度より前記衛星が天頂付近を通過すると予測された
場合にはX/Y座標を選択し、前記衛星がX軸方向を通
過すると予測された場合にはAZ/EL座標を選択する
座標選択工程とを含むので、天頂およびX軸方向のよう
なアンテナの極部を通過する衛星のΔt秒あたりの衛星
位置の変化率はほぼ均等になり、補間処理によるプログ
ラム指令角度の誤差を小さくできる。
【0044】また、この発明に係る衛星追尾アンテナ駆
動制御方法は、AZ/ELマウント方式で方位角方向に
360°以上回転して衛星を追尾可能なアンテナが最初
に指向する方位角方向のプログラム予測角度を、前記ア
ンテナの追尾範囲における衛星を連続して追尾するよう
に設定する工程を含む衛星軌道予測工程を行うので、衛
星を追尾するアンテナの回転方向が一定になるように制
御できる。
【0045】この発明に係る衛星追尾アンテナ駆動制御
装置は、あらかじめ得られている衛星の軌道予測情報に
基づいてAZ/ELマウント方式あるいはX/Yマウン
ト方式のアンテナを駆動して衛星を追尾するプログラム
追尾方式を用いて、所定の時間間隔ごとに前記衛星を指
向するプログラム予測角度を算出するプログラム追尾演
算部と、前記プログラム追尾演算部から出力されたプロ
グラム予測角度よりも短い時間間隔で前記衛星を指向す
るプログラム指令角度を算出する補間処理に用いられる
座標として、前記プログラム予測角度より前記衛星が天
頂付近を通過すると予測された場合にはX/Y座標を選
択し、前記衛星がX軸方向を通過すると予測された場合
にはAZ/EL座標を選択する座標選択部を有する衛星
追尾アンテナ駆動制御部とを備えたので、補間処理によ
るプログラム指令角度の誤差を小さくでき、衛星追尾ア
ンテナを高精度に衛星方向に指向させることができる。
【0046】また、この発明に係る衛星追尾アンテナ駆
動制御装置は、AZ/ELマウント方式で、方位角方向
に360°以上回転して衛星を追尾可能なアンテナが最
初に指向する方位角方向のプログラム予測角度を、前記
アンテナの追尾範囲における衛星を連続して追尾するよ
うに設定する初期誘導計算処理部を有するプログラム追
尾演算部を備えたので、衛星を追尾するアンテナの回転
方向を時計回りと反時計回りで切り換える必要はなくな
り、アンテナを回転させている時間も短縮できるので、
衛星を連続して追跡することが可能になる。
【0047】また、この発明に係る衛星追尾アンテナ駆
動制御装置は、衛星追尾アンテナ駆動制御部にプログラ
ム予測角度をシリアル伝送方式で出力するプログラム追
尾演算部を備えたので、プログラム追尾演算部、衛星追
尾アンテナ駆動制御部間のインターフェース信号数を少
なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に係る衛星追尾アン
テナ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態1に係る衛星追尾アン
テナ駆動制御方法を示すフローチャートである。
【図3】 衛星追尾アンテナ(地球局)に対する衛星の軌
道と、所定時間ごとのアジマス方向における衛星位置を
示す説明図である。
【図4】 この発明の実施の形態1に係る衛星追尾アン
テナ駆動制御方法を示すフローチャートである。
【図5】 この発明の実施の形態2に係る衛星追尾アン
テナ駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
【図6】 この発明の実施の形態2にかかる衛星追尾ア
ンテナ駆動制御方法を示すフローチャートである。
【図7】 従来の衛星追尾アンテナ駆動制御装置の構成
を示すブロック図である。
【図8】 従来の衛星追尾アンテナ駆動制御方法を示す
フローチャートである。
【図9】 衛星追尾アンテナ(地球局)に対する衛星の軌
道と、所定時間ごとのアジマス方向における衛星位置を
示す説明図である。
【符号の説明】
1 プログラム追尾演算部、2 衛星追尾アンテナ駆動
制御部、3 初期誘導計算処理部、4 シリアルデータ
出力処理部、5 シリアルデータ入力処理部、6 座標
選択部、7 切換部、8 AZ/EL座標変換部、9
X/Y補間処理部、10 X/Y座標変換部、11 A
Z/EL補間処理部、12 プログラム指令角演算部、
13 サーボ演算部、14 AZ/EL座標変換部、1
5 座標選択部、16 X/Y座標変換部、17 AZ
/EL補間処理部、18 X/Y補間処理部、19 X
/Y座標変換部、20 プログラム追尾演算部、21
衛星追尾アンテナ駆動制御部、22 AZ/EL補間処
理部、23 パラレルデータ出力処理部、24 パラレ
ルデータ入力処理部、25 プログラム指令角演算部、
26 サーボ演算部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 あらかじめ得られている衛星の軌道予測
    情報に基づいてAZ/ELマウント方式あるいはX/Y
    マウント方式のアンテナを駆動して衛星を追尾するプロ
    グラム追尾方式を用いて、所定の時間間隔ごとに前記衛
    星を指向するプログラム予測角度を算出するとともに、
    このプログラム予測角度よりも短い時間間隔で前記衛星
    を指向するプログラム指令角度を算出する補間処理に用
    いられる座標として、前記プログラム予測角度より前記
    衛星が天頂付近を通過すると予測された場合にはX/Y
    座標を選択することを特徴とする衛星追尾アンテナ駆動
    制御方法。
  2. 【請求項2】 衛星がX軸方向を通過すると予測された
    場合にはAZ/EL座標を選択することを特徴とする請
    求項1に記載の衛星追尾アンテナ駆動制御方法。
  3. 【請求項3】 あらかじめ得られている衛星の軌道予測
    情報に基づいてAZ/ELマウント方式あるいはX/Y
    マウント方式のアンテナを駆動して衛星を追尾するプロ
    グラム追尾方式を用いて、所定の時間間隔ごとに前記衛
    星を指向するプログラム予測角度を算出する衛星軌道予
    測工程と、 前記プログラム予測角度の時間間隔よりも短い時間間隔
    で前記衛星を指向するプログラム指令角度を算出する補
    間処理に用いられる座標として、前記プログラム予測角
    度より前記衛星が天頂付近を通過すると予測された場合
    にはX/Y座標を選択し、前記衛星がX軸方向を通過す
    ると予測された場合にはAZ/EL座標を選択する座標
    選択工程とを含むことを特徴とする衛星追尾アンテナ駆
    動制御方法。
  4. 【請求項4】 衛星軌道予測工程は、AZ/ELマウン
    ト方式で方位角方向に360°以上回転して衛星を追尾
    可能なアンテナが最初に指向する方位角方向のプログラ
    ム予測角度を、前記アンテナの追尾範囲における衛星を
    連続して追尾するように設定する工程を含むことを特徴
    とする請求項3に記載の衛星追尾アンテナ駆動制御方
    法。
  5. 【請求項5】 あらかじめ得られている衛星の軌道予測
    情報に基づいてAZ/ELマウント方式あるいはX/Y
    マウント方式のアンテナを駆動して衛星を追尾するプロ
    グラム追尾方式を用いて、所定の時間間隔ごとに前記衛
    星を指向するプログラム予測角度を算出するプログラム
    追尾演算部と、 前記プログラム追尾演算部から出力されたプログラム予
    測角度よりも短い時間間隔で前記衛星を指向するプログ
    ラム指令角度を算出する補間処理に用いられる座標とし
    て、前記プログラム予測角度より前記衛星が天頂付近を
    通過すると予測された場合にはX/Y座標を選択し、前
    記衛星がX軸方向を通過すると予測された場合にはAZ
    /EL座標を選択する座標選択部を有する衛星追尾アン
    テナ駆動制御部とを備えたことを特徴とする衛星追尾ア
    ンテナ駆動制御装置。
  6. 【請求項6】 プログラム追尾演算部は、AZ/ELマ
    ウント方式で、方位角方向に360°以上回転して衛星
    を追尾可能なアンテナが最初に指向する方位角方向のプ
    ログラム予測角度を、前記アンテナの追尾範囲における
    衛星を連続して追尾するように設定する初期誘導計算処
    理部を備えたことを特徴とする請求項5に記載の衛星追
    尾アンテナ駆動制御装置。
  7. 【請求項7】 プログラム追尾演算部は、衛星追尾アン
    テナ駆動制御部にプログラム予測角度をシリアル伝送方
    式で出力することを特徴とする請求項5または請求項6
    に記載の衛星追尾アンテナ駆動制御装置。
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