JP2003186542A - 回転台の制御方法及びこの制御方法を用いた回転台制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、実際のマウントを制御するとき、誤差
の無い概念的なマウントとして制御していたために、マ
ウントは要求精度に見合った形状精度で製作・据付する
必要があり、製作・据付・検査に多大の期間、費用を必
要とした。マウントに形状誤差が有っても、誤差の無い
概念的なアンテナと同じに駆動制御出来る手法が必要で
あった。 【解決手段】 誤差マウント２０により方向が既知な目
標を指向し、その時の検出角度データと前記既知目標の
方向データとの差から、誤差マウント２０の形状誤差を
求める誤差変換部５と、誤差の無い理想的マウントに対
する指令値を前記形状誤差で補正して、誤差マウントへ
の指令値を求める指令変換部２５１を備え、外部から与
えられた角度指令値を指令変換部２５１を通して指令す
ることにより、誤差マウント２０を誤差のないマウント
と同様に駆動可能とした。

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、アンテナ、望遠
鏡、光照射装置などの向きを制御するための回転台の制
御方法の改良、およびこの制御方法を用いた回転台制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】指向性アンテナ（例えばパラボラアンテ
ナなど）や、望遠鏡、あるいはサーチライトなどするど
い指向性を備える装置（指向装置という）は、固定され
て使用されるものもあるが、多くは少なくとも水平方向
の方位角を変えるための回転と、仰角を変えるための上
下方向の回転と、さらに、用途によっては偏波面を変え
るための指向方向を軸とする回転が可能な回転台上に設
置され、制御装置によって任意の方向に指向される。こ
こでは、このような回転台をマウントと言う。以下、パ
ラボラアンテナを指向させるマウントを例として説明す
る。また、以下の説明ではマウントは回転台と前記取り
付け部（ベースや建家、車など）、更にはマウント上に
設置された前記指向装置を含む機構全体を指すものとす
る。

【０００３】以下の説明を始める前に、図１２に、マウ
ント及びアンテナの基本的な構成と、軸方向の呼び方の
定義を示す。図において、１はアンテナベース、１１０
はマウント、１１１Ａは電波を放射するアンテナ、１１
１はアンテナＸ軸構造物、１１２はｘ軸構造物１１１を
仰角方向に駆動するＥＬ軸を含むｙ軸構造物、１１３は
Ｙ軸構造物１１２を方位方向に駆動するＡＺ軸を含むＡ
Ｚ軸構造物である。マウント１１０はアンテナベース１
と、アンテナ１１１Ａと、ｘ軸構造物１１１と、ｙ軸構
造物１１２と、ＡＺ軸構造物１１３とを含んでいる。な
お、以下に座標を用いて説明を行う都合上、ＡＺ軸をｚ
軸、ＥＬ軸をｙ軸、アンテナ１１１Ａの指向軸をｘ軸に
とる。２００は各軸の図示しない駆動用電動機を制御す
る制御装置である。このような機構全体は大地（または
建家）に固定される場合もあれば、船舶や飛行機、車両
などの移動体上に取り付けられる場合もある。

【０００４】図１３は、たとえば、特開平１１−８３９
７３号公報に示された回転台の従来の制御装置の構成に
類似した、従来の制御装置２００の構成図である。図に
おいて、１１１はエフェクタであるアンテナを載せたｘ
軸構造物、１３６はｘ軸構造物を駆動するｘ軸モータ、
１１２はｙ軸構造物、１３８はｙ軸モータ、１１３はＡ
Ｚ軸構造物、１３４はＡＺ軸モータである。１４０は前
記各軸（ｙ，ｘ，ｚ軸）のモータをそれぞれのモータ駆
動回路１４６、１４４、１４２を介して制御する演算制
御回路、１２４はアンテナ１１１Ａで受信した信号の復
調部、１４８、１５０、１５２はマウントの駆動角を検
出するＡＺ軸用、Ｘ軸用、Ｙ軸用それぞれのポテンショ
メータ（角度検出器）、１２６は図示しない移動体（こ
のマウント１１０が搭載されている）の動揺を検出する
ジャイロコンパスである。

【０００５】次に動作について説明する。演算制御回路
１４０はジャイロコンパス１２６で検出される動揺をキ
ャンセルし、動揺が作用してもアンテナ１１１Ａを相手
局に指向するようにマウントを駆動制御している。ま
た、演算制御回路１４０はアンテナ１１１Ａからの受信
レベルが高くなる方向にステップトラック追尾を行い、
目標の方位・仰角を逐次更新することで目標を指向す
る。ここで、各駆動モータと各軸構造物とは図示しない
ギア機構を介して接続されているが、これらギア機構に
構造精度上の問題があったとしても、演算制御回路はポ
テンショメータを含むクローズドループを構成している
ので、最終的にポテンショメータは無視し得る誤差の範
囲内に制御される。

【０００６】そして、演算制御回路１４０はマウント１
１０を、形状誤差の無い理想的な機構と仮定して、即
ち、各軸のポテンショメータが検出した角度と、実際に
アンテナ１１１Ａが指向している角度とは厳密に一致し
ていると仮定して制御を行っている。ここで形状誤差の
ない理想的な機構とは、例えばＸ軸構造物１１１に対す
るアンテナ１１１Ａの取り付け角度に狂いが無く、ＡＺ
軸１１３が完全に鉛直に設置されており、ＥＬ軸１１２
とＡＺ軸１１３及び、Ｘ軸構造物１１１とＥＬ軸１１２
とはそれぞれ完全に直交しており、また、各軸の角度を
検出する図示しないポテンショメータは正確に軸角度を
検出できるようになっているものを言う。即ち形状誤差
とは、回転台機構の製作（加工、組み立て、据え付け、
温度変化、経年変化）誤差に基づく固有の誤差である。
しかし、実際には、Ｘ軸構造物１１１に対するアンテナ
１１１Ａの取り付け角度や、各軸の直交角度は厳密には
誤差を含んで製作されるし、マウントを設置する現場で
はＡＺ軸１１３は鉛直線から傾いて設置されてしまうな
どの誤差が含まれるので、制御も誤差を含む制御となっ
てしまう。

【０００７】例えば、他の軸を９０度に固定してＡＺ軸
１１３のみを駆動した場合、アンテナ１１１Ａの指向方
向は本来ならば水平面内を移動するはずだが、ＡＺ軸１
１３が鉛直線から傾いて設置されていると、指向方向は
水平面に対して上下に波打って移動してしまう。上記の
ような誤差を含むマウント１１０を高精度で制御するに
は、誤差を予め測定し、マウント１１０に与える角度指
令値に、この誤差を上乗せして指令すれば良いが、この
ような機械誤差の測定は難しい上に、誤差そのものも経
年変化するため、しばしば測定しなければならず、その
間、アンテナを使用することができない。

【０００８】そのため、マウント１１０の製作と設置に
際しては、誤差を極限まで減らして、理想的なマウント
を製作しなければならず、多大の労力、時間、費用がか
かるという課題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転台制御装置
は、以上のように構成されているので、マウント機構
を、形状誤差の無い理想的なマウントに近づけるよう、
高い形状精度で製作するとか、高い精度でマウントを設
置する等の必要があった。それでも、実際のマウントに
残る形状誤差は駆動誤差の一因となり、ステップトラッ
ク等の補助追尾による指向精度向上を行う上での課題と
なっている。また、設置精度は地震や経年変化による土
地の傾斜などにより狂いが生じると言うこともある。そ
のため誤差の測定には多大の労力、時間、費用がかかる
という課題があった。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、形状誤差を有するマウントに、
誤差の無い理想的なマウントに対する指令値と同じ指令
値を与えても、高精度で制御することが出来るととも
に、マウントの形状誤差を各駆動軸ごとに機械的に測定
しなくても、容易にマウントの形状誤差を求められるマ
ウント制御方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の回転台制御方
法は、指向装置を搭載し回転軸を有する回転台の制御方
法であって、あらかじめ記憶した、方向が既知である目
標の前記方向のデータを、前記目標を前記指向装置で捕
捉したときに前記回転台が出力する検出角度データか
ら、前記回転台の形状誤差データを得る誤差変換手順
と、前記誤差変換手順により得た前記形状誤差データを
記憶し、外部から指令された前記回転台に対する角度指
令値を前記形状誤差データで補正して、補正角度指令値
を出力する指令変換手順と、前記補正角度指令値により
前記回転台の前記回転軸を駆動する手順とを含み、前記
回転台の前記形状誤差の大きさに関係なく、前記角度指
令値に対応する方向に前記回転台を制御可能としたもの
である。

【００１２】また、前記回転台の前記検出角度データを
前記形状誤差データで補正して補正角度データを出力す
る検出角度補正手順を含むものである。

【００１３】また、前記方向が既知である目標は人工的
に設置した目標と天体目標とを含み、前記誤差変換手順
は前記人工的に設置した目標を指向して形状誤差データ
を得る第１の手順と、前記天体目標を指向して形状誤差
データを得る第２の手順とを含むものである。

【００１４】この発明の回転台制御装置は、指向装置を
搭載し回転軸を有する回転台の前記回転軸の制御装置で
あって、方向が既知である目標の前記方向のデータと、
前記目標を前記指向装置で捕捉したときに前記回転台が
検出する検出角度データから、前記回転台の形状誤差デ
ータを得る誤差変換部、前記誤差変換部が得た前記形状
誤差データを記憶し、外部から指令された前記回転台に
対する角度指令値を前記形状誤差データで補正して、補
正角度指令値を出力する指令変換部、前記補正角度指令
値により前記回転台の前記回転軸を駆動する制御器とを
備え、前記回転台の前記形状誤差の大きさに関係なく、
前記角度指令値に対応する方向に前記回転台を制御可能
としたものである。

【００１５】また、前記回転台の前記検出角度データを
前記形状誤差データで補正して補正角度データを出力す
る検出角度補正部を備えたものである。

【００１６】また、前記回転台はＡＺ／ＥＬ回転台とし
たものである。

【００１７】また、前記回転台はＸ／Ｙ回転台としたも
のである。

【００１８】また、前記回転台はＡＺ／ＥＬ／クロスＥ
Ｌ回転台としたものである。

【００１９】また、前記回転台は、前記指向装置とは別
に、前記方向が既知である目標を捕捉するための第２の
指向装置とを備えたものである。

【００２０】また、前記指向装置はアンテナまたは望遠
鏡または照光装置または発射装置としたものである。

【００２１】また、前記指向装置が、方向が既知の目標
を捕捉して運用中に得た前記目標の検出角度から、逐
次、前記誤差変換部が前記回転台の形状誤差データを求
め、前記指令変換部の記憶した形状誤差データを更新す
るものである。

【００２２】また、前記方向が既知な目標は、この回転
台を組み立てる工場に人工的に設置された人工目標と、
この回転台を設置する場所から視認可能な天体目標とを
含み、前記人工目標は前記形状誤差の内、この回転台の
据え付け誤差を除く形状誤差の測定に用いられ、前記天
体目標はこの回転台の据え付け誤差により生じた形状誤
差の測定に用いられるものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１の回転台制御装置（マウント制御装置とい
う）を図について説明する。なお、説明の都合上、エフ
ェクタとしてパラボラアンテナを用いたマウントを例に
用いて説明するが、従来例で説明したように、エフェク
タはアンテナ、望遠鏡、照射装置などでもよく、これら
を総称して指向装置という。図１はマウント制御装置の
構成を示すブロック図、図２は図１のアンテナ部分を詳
細に説明するため拡大した図である。図において、１は
アンテナベース、２、３、４はこのアンテナで捕捉可能
な方向にあって、その方向が高精度で既知である目標物
（図では星の絵を描いてあるが必ずしも星である必要は
ない）、２０は誤差を含んだ実際のアンテナマウント
（以下、誤差マウントと称す）、２１Ａは誤差マウント
２０に取り付けられたアンテナ（説明の都合上、理想的
なアンテナと区別する場合に、以下誤差アンテナと呼ぶ
場合もある）、２１はアンテナ２１Ａを取り付けたｘ軸
構造物、２２はＥＬ軸構造物、２３はＥＬ軸構造物２２
と誤差の範囲で直交するＡＺ軸構造物である。各軸の角
度関係は従来の図１２で説明したものと同じであるので
説明を省略する。

【００２４】また、２００は従来の制御装置（マウント
に誤差がないものとして動作するように構成されてい
る）、２５１は理想のマウントに対して作られた指令角
を誤差マウント２０用の指令角に変換する指令変換部、
２５２は誤差マウント２０の検出した検出角を理想マウ
ントが検出したものと等しい検出角に変換する検出角度
変換部である。また、５は方向が既知な目標２、３、４
を誤差マウント２０と誤差アンテナ２１Ａとで指向した
際の駆動角から、誤差マウント２０と誤差アンテナ２１
Ａのトータルの形状誤差（説明の都合上、以下、単に形
状誤差と言う）を求める誤差変換部である。２５は誤差
マウント２０を制御する誤差マウント制御装置であり、
制御器２００、誤差変換部５、指令変換部２５１、検出
角度変換部２５２を含んでいる。

【００２５】次に動作について説明する。理解を助ける
ため、まず、誤差を含むマウント２０に対して、誤差の
無い理想的なマウントに対する指令をそのまま与えても
よいようにするための制御方法について、概要を図３の
フローチャートを用いて説明する。まず、アンテナの運
用を開始する前に、誤差マウント２０と誤差アンテナ２
１Ａ、及びマウント制御器２００を用いて、方向が既知
なる複数の目標２、３、４を指向させる（ステップＳ３
１）。次に、このときのアンテナ駆動角（ポテンショメ
ータの検出角）を取得する。目標が多数得られる場合に
は、アンテナ駆動角を複数個求めて統計処理により、よ
り正確なアンテナ駆動角を求めるようにする（ステップ
Ｓ３２）。

【００２６】目標２、３、４の既知の方向データは誤差
変換部５にあらかじめ記憶させておく、そして、ステッ
プＳ３２で求めたアンテナ駆動角データ（ポテンショメ
ータの検出角）を誤差変換部５に通して、両データから
誤差マウント２０と誤差アンテナ２１のトータルの形状
誤差を求める（ステップＳ３３）。ステップＳ３１から
ステップＳ３３を誤差変換手順という。

【００２７】次に、求めた形状誤差を指令変換部２５１
にセットする（ステップＳ３４）。そして、誤差マウン
ト制御装置２５は図示しない外部から、理想アンテナに
対する指令値（理想アンテナ角の指令）２６０を受ける
（ステップＳ３５）。外部から入力された理想アンテナ
に対する指令値２６０は、指令変換部２５１で誤差マウ
ント２０に対応するように修正された補正角度指令値と
なって制御器２００に入力される（ステップＳ３６）。
ステップＳ３４からステップＳ３６を指令変換手順とい
う。次に、制御器２００は上記補正角度指令値により、
マウントの回転軸を制御する（ステップＳ３７）。これ
を補正角度指令値によりマウントの回転軸を制御する手
順と言う。

【００２８】また、ステップＳ３３で求めた形状誤差は
検出角度変換部２５２にもセットする（ステップＳ３
８）。誤差マウント２０で検出した誤差を含む角度デー
タは検出角度変換部２５２で誤差分を修正されて理想値
２６１となって出力される（ステップＳ３９）。ステッ
プＳ３８からステップＳ３９を検出角度補正手順とい
う。そして、アンテナの現在の真の指向角データ（誤差
を含まない理想アンテナ角データ）２６１を外部に対し
て出力し。図示しないモニター等に表示する。誤差マウ
ント２０と誤差マウント制御器２５を使用すれば、マウ
ントが理想的なものである場合と同様に精度の高い制御
が可能となる。ステップＳ３１〜ステップＳ３４と、ス
テップＳ３８とは、アンテナ建設後に１回のみ行なえば
よい。

【００２９】以上の動作をより詳しく説明するための準
備として、理想的アンテナの定義、誤差マウント２０の
誤差の定義と、誤差変換部５、指令変換部２５１、検出
角度変換部２５２の詳細について説明する。なお、マウ
ント２０を移動体に取り付ける場合は、説明の都合上、
移動体には動揺が無いものとして定義するものとする。

【００３０】理想的なアンテナの定義を図４を用いて示
す。図において１はアンテナベース、１０は理想的なア
ンテナマウント（以下理想マウント）、１１Ａは電波を
放射するアンテナ、１１はアンテナ１１Ａを取り付けた
ｘ軸構造物、１２はアンテナ１１Ａを仰角方向に駆動す
るＥＬ軸を含むｙ軸構造物、１３はアンテナ１１Ａを方
位方向に駆動するＡＺ軸を含むＡＺ軸構造物である。理
想マウント１０はアンテナベース１と、アンテナ１１Ａ
と、ｘ軸構造物１１と、ｙ軸構造物１２と、ＡＺ軸構造
物１３とを含んでいる。

【００３１】ＡＺ軸１３は図４に示す鉛直方向に正確に
設置され、ＥＬ軸（ｙ軸）はＡＺ軸（ｚ軸）に直交し、
アンテナ軸（ｘ軸構造物１１、ボアサイト軸と称する）
はＥＬ軸（ｙ軸）に直交する。ここで、マウントの基準
姿勢を、ボアサイト軸が上記のｘ軸に一致し、かつ、Ａ
Ｚ＝０、ＥＬ＝０とする。マウントの基準姿勢に基づき
マウント構造の座標系を定義する。アンテナの各軸の交
点を原点とし、ボアサイト方向にｘ軸、鉛直方向にｚ軸
を定める。ｙ軸の方向はＥＬ軸上でｚＸｘ（Ｘ：ベクト
ル外積）方向に定義する。ＡＺ軸１３の機械駆動角を
θ、ＥＬ軸の機械駆動角をψと表現する。

【００３２】次に、図２に示した誤差マウント２０の誤
差の定義を図５と図６を用いて説明する。ＡＺ軸の機械
駆動角をθ、ＥＬ軸の機械駆動角をψと表現すると、誤
差マウント２０の構造は図４に示す理想マウント１０と
同じだが、各軸は従来例で説明したような誤差を有して
いるものである。誤差マウント２０の各軸の呼称は図４
と同じとし、ボアサイト軸が上記のｘ軸に一致するマウ
ント姿勢、を基準姿勢（指令値 ＡＺ'＝０，ＥＬ'＝
０）と定める。ＡＺ軸の誤差は、図５に示すように、鉛
直のｚ軸をｙ軸周りに角度β１、ｘ軸周りに角度α１回
転させると、実際のＡＺ軸に一致すると定義し、基本姿
勢におけるＡＺ軸の機械駆動角の読み値をマイナスΔθ
と定義する。なお、図中及び式の中で、符号の上部に
’ を付したものは誤差マウントに関する符号である
ことを示している。

【００３３】ＥＬ軸の誤差は、図６に示すように、理想
的なｙ軸をｘ軸周りに角度β2、Ｚ軸周りに角度α２回
転させると、実際のＥＬ軸に一致すると定義し、基本姿
勢におけるＥＬ軸の機械駆動角の読み値をマイナスΔψ
と定義する。

【００３４】誤差変換部５は以下の演算を行って、誤差
マウント２０の形状誤差を求め出力する。即ち、方向が
既知な目標を指向するために、理想マウントをθ１、ψ
１だけ駆動した場合のボアサイト軸の方向角度と、誤差
マウントをθ１’、ψ１’だけ駆動した場合のボアサイ
ト軸の方向角度が一致するとすれば、この時の差が形状
誤差（誤差角度）に相当する。これを数式で表す。即
ち、基準姿勢におけるボアサイトベクトルｂ０を理想マ
ウントでθ、ψだけ駆動したボアサイトベクトルbは幾
何的な関係より以下で表される。

【００３５】

【数１】

【００３６】なお、文中でベクトルと明記している符号
は、図中及び式中では太い文字で表している。また、基
準姿勢におけるボアサイトベクトルb０を誤差マウント
でθ１’、ψ１’だけ駆動したベクトルｂ’は幾何的な
関係より以下で表される。

【００３７】

【数２】

【００３８】よって、ベクトルｂ＝ｂ’を解く事によ
り、形状誤差α１、β1、α2、β2、Δθ、Δψを求め
ることが出来る。この計算を行なうためには、ニュート
ン法による数値計算を行なう。

【００３９】指令変換部２５１は、上記の誤差データを
受けて、任意のボアサイト方向を基準姿勢のボアサイト
方向から理想アンテナを用いて式（１）にて、また、誤
差マウントを用いて式（２）にて表す。よって、ｂ＝
ｂ’を解く事により、θ’、ψ’をθ、ψについて下記
の通り表すことが出来る。即ち、既知である部分を下記
のように表す。

【００４０】

【数３】

【００４１】検出角度変換部２５２は、指令変換部２５
１と同様にｂ＝ｂ’を解く事により、θ、ψをθ’、
ψ’について下記の通り表すことが出来る。既知なる部
分を以下のように表現する。

【００４２】

【数４】

【００４３】図７に示すように、アンテナ２１Ａに固定
されたボアサイト方向に直角な方向が、誤差マウント駆
動により生じる角度と、理想マウント駆動により生じる
角度との差を求めることで、アンテナ偏波角の誤差Δφ
を求める。以下のように表される。

【００４４】

【数５】

【００４５】以上の各式に従った制御を行うことによ
り、制御器２００から見たとき、誤差マウント２０を理
想マウント１０と同じであるかのように駆動制御するこ
とが可能となる。そのため、アンテナ製作時に、無視で
きない形状誤差があってもよく、製作・据付精度に対す
る厳しい要求が緩和される。アンテナの製作・据付精度
が緩和されることにより、アンテナの製作・据付・検査
に関わる費用が削減される。加えて、形状誤差を見込ん
だマウント制御となるので、マウントの指向制御精度の
向上が計られる。

【００４６】実施の形態２．実施の形態１では、誤差マ
ウント２０の検出角から理想アンテナの検出角を求める
検出角度変換部２５２を設けたが、理想アンテナとして
の実角度を知る必要が無い場合には、変換部２５２が無
くても、誤差アンテナの駆動制御を行うことは可能であ
る。変換部２５２を無くすことで、誤差マウント制御装
置２５の処理を削減でき、より安価な構成となり経済的
である。

【００４７】実施の形態３．実施の形態１では、マウン
ト形式はいわゆるＡＺ／ＥＬマウントを用いて説明した
が、マウントの基本的な構造は、図８に示すＸ／Ｙマウ
ントでも良い。Ｘ／Ｙマウントを用いることにより、よ
り適切なマウント形式を選択でき、経済性、性能面で有
効となる。

【００４８】実施の形態４．マウントの基本的な構造は
実施の形態１のＡＺ／ＥＬマウントに限らず、図９に示
すＡＺ／ＥＬ／クロスＥＬマウントでも良い。ＡＺ／Ｅ
Ｌ／クロスＥＬマウントを用いることにより、より適切
なマウント形式を選択でき、経済性、性能面で有効とな
る。

【００４９】実施の形態５．実施の形態１では、誤差マ
ウント２０の誤差を求めるために、本来のマウントの使
用目的であるアンテナを用いて方向が既知な目標を指向
したが、図１０に示すように、別途、方向が既知なる天
体を補足するための天体追尾センサー８０を設けても良
い。図１０に示す天体追尾センサー８０は、図１１のよ
うにＣＣＤカメラの画面９０に投影した星像９１の中心
部から周辺部に光量が減少する状態を、直交する２軸の
データ信号９２、９３として、誤差マウント制御装置２
５に送ることにより、誤差マウント２０をより星像９１
の中心方向へ導き、時間と共に移動する天体を追尾可能
とする機能を持つものである。

【００５０】天体追尾センサー８０を用いた場合には、
アンテナ軸（ボアサイト軸）と天体追尾センサー８０の
軸が異なる（故意に異なるように設置しても良い）ため
に、アンテナ軸の誤差は直接には求められない。そこ
で、アンテナ２１Ａを用いて既知な目標を１点捕捉し、
この目標を用いてアンテナ軸の誤差を求めればよい。誤
差を求めるための既知な目標が３点以上得られない場合
においても、天体追尾センサー８０を用いることによ
り、方向が既知の目標点数のトータルを増やすことがで
き、誤差マウント２０の形状誤差を求めることが出来
る。また、複数台のマウントの誤差を求める場合に各マ
ウントの用途に関係なく、誤差を求めるための既知目標
を、どのマウントについても同じ天体とすることによ
り、一連の作業が標準化され経済性が向上する。天体追
尾装置８０はこの発明に言う第２の指向装置である。

【００５１】実施の形態６．アンテナ運用の相手局が、
その位置（方向）が正確に知られている人工衛星である
場合、人工衛星の移動に従って、逐次、アンテナ誤差を
求め、指令値変換部２５１を逐次、設定・補正すること
が可能である。このようにすれば、日射や風圧、地盤変
化などにより、マウントが構造変形しアンテナマウント
形状誤差が時間的に変化する場合でも、より高精度なア
ンテナ指向制御が可能となり、アンテナマウントの高性
能化が計られる。

【００５２】実施の形態７．実施の形態１で説明した、
アンテナ据付後に方向が既知の目標を指向することによ
りマウントの誤差を求める方法では、最初、誤差マウン
トによる指向方向が不正確なため、既知の目標をとらえ
る作業そのものが難しいという課題がある。そこで、マ
ウントを製作する工場内で既知目標を人工的に作ってお
き、これを指向させることで、据え付けに伴う誤差以外
の形状誤差を求めることが出来る。このようにすること
で、据付現場では、既知目標（例えば天体目標）１点に
ついて指向することにより、据付に伴う形状誤差を求め
るのみでよくなり、据付現場で複数の既知目標が得にく
い場合でも、容易に誤差を求めることができる。即ち、
方向が既知である目標は人工的に設置した目標と天体目
標との両方であり、工場で行う誤差変換手順では人工的
に設置した目標を指向して形状誤差データを得（第１の
手順）、現地で行う誤差変換手順では天体目標を指向し
て形状誤差データを得る（第２の手順）。工場内に設け
る既知目標は、天体目標に比して、十分な精度が得にく
い場合もあるが、工場内の作られた既知目標を指向する
第１の手順でマウント誤差を大まかに求め、指令値変換
部２５１を仮にセットしておけば、誤差アンテナ２０で
もほぼ正しく目標方向を指向することが可能となり、据
付現場において第２の手順により既知目標を見出す際に
作業性がよくなり経済性が向上する。

【００５３】実施の形態８．実施の形態７では、工場内
でマウントの据え付けによらない部分の形状誤差を求
め、据付現場において据付にともなう形状誤差を既知目
標をマウントで捕捉することとしたが、据付現場の基礎
部は予め機械的に測定しておく事により、据付に沿う誤
差を求めれば、据付現場では、既知目標をマウントで指
向する作業が一切不要となり、マウントを据付ければ直
ぐに運用が可能となり、据付現場での工期が短縮でき経
済性が向上する。このように、誤差マウントの誤差を全
て既知目標をマウント指向する方法で求める必要は無
く、機械的に測定することが可能な誤差と、既知目標を
マウント指向して求めた誤差とを組合わせて、指令値変
換部２５１をセットしても良い。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、この発明のマウント制御
方法は、方向が既知である目標を指向させたときの指向
角度データと、前記既知のデータとの差からマウントの
形状誤差を求める誤差変換手順と、前記形状誤差を記憶
して、外部から入力される指令値を補正して補正指令値
を得る指令変換手順とを含んでいるので、誤差を有する
マウントに対して誤差を考慮しない指令値を与えても、
正確に制御することができる。

【００５５】また、マウントの検出した角度データを前
記形状誤差により補正して出力する検出角度補正手順を
含むので、マウントの真の指向方向を知ることができ
る。

【００５６】また、誤差変換手順は、人工的に設置した
目標により形状誤差を求める第１の手順と、天体目標に
より形状誤差を求める第２の手順とを含むので、第１の
手順を工場内で行い、第２の手順を現地で行うなどによ
り、誤差変換手順を効率よく行うことができる。

【００５７】この発明のマウント制御装置は、方向が既
知である目標を指向させたときの指向角度データと、前
記既知のデータからマウントの形状誤差を求める誤差変
換部と、前記形状誤差を記憶して、外部から入力される
指令値を補正して補正指令値を得る指令変換部とを備え
ているので、誤差を有するマウントに対して誤差を考慮
しない指令値を与えても、正確に制御することができ
る。

【００５８】また、マウントが検出した角度データを形
状誤差データで補正して補正角度データを出力する検出
角度補正部を備えたので、マウントの指向方向を正確に
知ることができる。

【００５９】また、マウントはＡＺ／ＥＬマウントであ
るので、一般的に広い用途に使用することができる。

【００６０】また、マウントはＸ／Ｙマウントであるの
で、より経済的な構成とすることができる。

【００６１】また、マウントはＡＺ／ＥＬ／クロスＥＬ
マウントであるので、使用目的に応じたより適切なマウ
ント構造を選択することができる。

【００６２】また、マウントは第２の指向装置を備えて
いるので、既知の目標が３点以上得られない場合におい
ても、天体追尾センサー８０を用いることにより、目標
点数を増やすことができ、誤差マウント２０の形状誤差
を求めることが出来る。また、マウントの用途に関係な
く、複数台のマウントを調整するに際して、既知目標を
いつも同じ天体とすることにより、一連の作業が標準化
され経済性が向上する。

【００６３】また、指向装置はアンテナ、望遠鏡、照光
装置、発射装置のいずれかであるので、用途が広い。

【００６４】また、運用中に得られる既知目標の指向デ
ータから、順形状誤差を得て、形状誤差を更新すること
により、時間的に変化する形状誤差に対しても対応でき
る。

【００６５】また、方向が既知な目標は、天体目標に限
らず、人工的に設置された目標も使用でき、かつ、人工
目標を用いて工場内で据え付け以外の形状誤差を求め、
現地では天体目標を用いて据え付けによる形状誤差を求
めるので、作業の効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるマウント制御
装置を用いたブロック図である。

【図２】 図１のアンテナ部分の拡大図である。

【図３】 図１の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図４】 誤差の無い理想的なアンテナの座標の定義を
説明する図である。

【図５】 誤差マウントのＡＺ軸誤差の定義説明図であ
る。

【図６】 誤差マウントのＥＬ軸誤差の定義説明図であ
る。

【図７】 誤差マウントの偏波角誤差説明図である。

【図８】 実施の形態３に示すＸ／Ｙマウントの概念図
である。

【図９】 実施の形態４に示すＡＺ／ＥＬ／クロスＥＬ
マウントの概念図である。

【図１０】 実施の形態５に示す天体追尾装置の概念図
である。

【図１１】 図１０の天体追尾装置の動作説明図であ
る。

【図１２】 従来のマウントとマウント制御装置の構成
図である。

【図１３】 図１２の制御装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ベース、 １３誤差なしマウントＡＺ軸、２、３、
４ 方向が既知の目標、 ２００ マウント制御器、
２０ 誤差マウント、 ２１ ｘ軸構造物、５
誤差変換部、 ２２ 誤差マウントのＥＬ軸（ｙ
軸）構造物 １０ 誤差なしマウント、２３ 誤差マウントのＡＺ軸
（Ｚ軸）構造物、１１ 誤差なしマウントのＸ軸構造
物、 ２５ 誤差マウント制御装置、１２ 誤差なし
マウントのＥＬ軸（ｙ軸）構造物、１１Ａ，２１Ａ，１
１１Ａ エフェクタであるアンテナ、１４０ 演算制御
回路、 １２４ アンテナ受信電波の復調部、１４
８、１５０、１５２ ポテンショメータ、１２６ ジャ
イロコンパス、２５１ 指令変換部、 誤差マウント
指令角変換部 ２５２ 検出角度変換部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H303 AA30 BB03 BB08 BB14 CC02 CC06 DD01 EE03 EE07 GG04 HH01 KK11 5J021 AA01 DA02 DA04 DA05 DA07 EA04 FA21 FA29 FA30 GA02 5J047 AA01 AA02 AA04 AA09 AB05 BB05

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指向装置を搭載し回転軸を有する回転台
   の制御方法であって、 その指向方向が既知である目標の前記方向のデータと、
   前記目標を前記指向装置で捕捉したときに前記回転台が
   出力する検出角度データから、前記回転台の機構製作誤
   差にもとづく形状誤差データを得る誤差変換手順と、 前記誤差変換手順により得た前記形状誤差データを記憶
   し、外部から指令された前記回転台に対する角度指令値
   を前記形状誤差データで補正して、補正角度指令値を出
   力する指令変換手順と、 前記補正角度指令値により前記回転台の前記回転軸を駆
   動する手順とを含み、 前記回転台の前記形状誤差の大きさに関係なく、前記角
   度指令値に対応する方向に前記回転台を制御可能とした
   ことを特徴とする回転台制御方法。
2. 【請求項２】 前記回転台の前記検出角度データを前記
   形状誤差データで補正して補正角度データを出力する検
   出角度補正手順を含むことを特徴とする請求項１に記載
   の回転台制御方法。
3. 【請求項３】 前記方向が既知である目標は人工的に設
   置した目標と天体目標とを含み、前記誤差変換手順は前
   記人工的に設置した目標を指向して形状誤差データを得
   る第１の手順と、前記天体目標を指向して形状誤差デー
   タを得る第２の手順とを含むことを特徴とする請求項１
   に記載の回転台制御方法。
4. 【請求項４】 指向装置を搭載し回転軸を有する回転台
   の前記回転軸の制御装置であって、 指向方向が既知である目標の前記方向のデータと、前記
   目標を前記指向装置で捕捉したときに前記回転台が検出
   する検出角度データから、前記回転台の形状誤差データ
   を得る誤差変換部、 前記誤差変換部が得た前記形状誤差データを記憶し、外
   部から指令された前記回転台に対する角度指令値を前記
   形状誤差データで補正して、補正角度指令値を出力する
   指令変換部、 前記補正角度指令値により前記回転台の前記回転軸を駆
   動する制御器とを備え、前記回転台の前記形状誤差の大
   きさに関係なく、前記角度指令値に対応する方向に前記
   回転台を制御可能としたことを特徴とする回転台制御装
   置。
5. 【請求項５】 前記回転台の前記検出角度データを前記
   形状誤差データで補正して補正角度データを出力する検
   出角度補正部を備えたことを特徴とする請求項４に記載
   の回転台制御装置。
6. 【請求項６】 前記回転台はＡＺ／ＥＬ回転台である請
   求項４又は５に記載の回転台制御装置。
7. 【請求項７】 前記回転台はＸ／Ｙ回転台である請求項
   ４又は５に記載の回転台制御装置。
8. 【請求項８】 前記回転台はＡＺ／ＥＬ／クロスＥＬ回
   転台である請求項４又は５に記載の回転台制御装置。
9. 【請求項９】 前記回転台は、前記指向装置とは別に、
   前記方向が既知である目標を捕捉するための第２の指向
   装置を備えたことを特徴とする請求項４から８のいずれ
   か一項に記載の回転台制御装置。
10. 【請求項１０】 前記指向装置はアンテナまたは望遠鏡
    または照光装置または発射装置であることを特徴とする
    請求項４乃至９のいずれか一項に記載の回転台制御装
    置。
11. 【請求項１１】 前記指向装置が、前記方向が既知の目
    標を捕捉して運用中に得た前記目標の検出角度から、逐
    次、前記誤差変換部が前記回転台の形状誤差データを求
    め、前記指令変換部の記憶した形状誤差データを更新す
    ることを特徴とする請求項４から１０のいずれか一項に
    記載の回転台制御装置。
12. 【請求項１２】 前記方向が既知な目標は、この回転台
    を組み立てる工場に人工的に設置された人工目標と、こ
    の回転台を設置する場所から視認可能な天体目標とを含
    み、前記人工目標は前記形状誤差の内、この回転台の据
    え付け誤差を除く形状誤差の測定に用いられ、前記天体
    目標はこの回転台の据え付け誤差により生じた形状誤差
    の測定に用いられることを特徴とする請求項４から１０
    のいずれか一項に記載の回転台制御装置。