JP2797581B2 - スター・スキャナ - Google Patents
スター・スキャナInfo
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- JP2797581B2 JP2797581B2 JP1342900A JP34290089A JP2797581B2 JP 2797581 B2 JP2797581 B2 JP 2797581B2 JP 1342900 A JP1342900 A JP 1342900A JP 34290089 A JP34290089 A JP 34290089A JP 2797581 B2 JP2797581 B2 JP 2797581B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は宇宙航行体に搭載するスター・スキャナに関
し、特にスピン型の人工衛星に搭載し、星光の入射方向
を検出することにより、人工衛星の姿勢を求めるために
使用するスター・スキャナに関する。
し、特にスピン型の人工衛星に搭載し、星光の入射方向
を検出することにより、人工衛星の姿勢を求めるために
使用するスター・スキャナに関する。
従来のこの種のスター・スキャナは、例えば、第５図
にブロック図として示すような構成である。
にブロック図として示すような構成である。
光検出器21と22の星光Ｌの入射する面の直前には第６
図に示したスリット2aと2bがそれぞれの長手の延長線が
互いに交叉するように配置され、星光Ｌは第６図の紙面
上のスリット2aと2bに共通して、紙面の手前に置かれた
１個の光学レンズ１で集光され、スリット2aまたは2bを
通り、スリット2aの直後に置かれた光検出器21またはス
リット2bの直後に置かれた光検出器22の上に星像Ｍとし
て結像する。
図に示したスリット2aと2bがそれぞれの長手の延長線が
互いに交叉するように配置され、星光Ｌは第６図の紙面
上のスリット2aと2bに共通して、紙面の手前に置かれた
１個の光学レンズ１で集光され、スリット2aまたは2bを
通り、スリット2aの直後に置かれた光検出器21またはス
リット2bの直後に置かれた光検出器22の上に星像Ｍとし
て結像する。
第６図中のスリット2aの長手方向がこのスリットを搭
載している人工衛星のスピン軸の方向と平行になるよう
に配置されていれば、星像Ｍは前述した人工衛星のスピ
ン軸と直交し、スピン（回転）の方向と反対方向、例え
ば、図中のｑ方向へ、この人工衛星のスピンに伴なって
移動する。スリット2aの直後にとりつけられる光検出器
21としては、スリット2aの背部の全面に拡がる１個の例
えばホトダイオードが使用される。
載している人工衛星のスピン軸の方向と平行になるよう
に配置されていれば、星像Ｍは前述した人工衛星のスピ
ン軸と直交し、スピン（回転）の方向と反対方向、例え
ば、図中のｑ方向へ、この人工衛星のスピンに伴なって
移動する。スリット2aの直後にとりつけられる光検出器
21としては、スリット2aの背部の全面に拡がる１個の例
えばホトダイオードが使用される。
同様に、スリット2bの直後にとりつけられる光検出器
22としてはこのスリット2bの全面に拡がる１個のホトダ
イオードが使用される。
22としてはこのスリット2bの全面に拡がる１個のホトダ
イオードが使用される。
星像Ｍがスリット2a上を通過すると、光検出器21には
星光Ｌのエネルギーに比例した電荷が発生し、前置増幅
器3aの入力側に電流信号Isを出力する。
星光Ｌのエネルギーに比例した電荷が発生し、前置増幅
器3aの入力側に電流信号Isを出力する。
この前置増幅器3aは電流信号Isを電圧信号に変換して
増幅する。
増幅する。
この増幅された電圧信号はさらに増幅器4aで所望のレ
ベルまで増幅されてから、ピーク検出回路5aおよび検出
タイミング発生回路6aに加えられる。
ベルまで増幅されてから、ピーク検出回路5aおよび検出
タイミング発生回路6aに加えられる。
前述のピーク検出回路5aは入力された電圧信号を、光
検出器21に入射した星光Ｌの持つエネルギーに対応した
等級信号SCaに変換して出力する。
検出器21に入射した星光Ｌの持つエネルギーに対応した
等級信号SCaに変換して出力する。
検出タイミング発生回路6aは入力された電圧信号の時
間的な立ち上がりを検出し、検出パルスPaとして出力す
る。
間的な立ち上がりを検出し、検出パルスPaとして出力す
る。
前述の増幅器4aは前置増幅器3aの出力電圧のレベルが
十分大であれば省略することもできる。
十分大であれば省略することもできる。
スリット2bを通り光検出器22により検出された星光Ｍ
に対する前置増幅器3b、増幅器4b、ピーク検出回路5b、
検出タイミング検出回路6bの動作はそれぞれ前述した前
置増幅器3a、増幅器4b、ピーク検出回路5a、検出タイミ
ング発生回路6aと同様な動作であるので説明を省略す
る。
に対する前置増幅器3b、増幅器4b、ピーク検出回路5b、
検出タイミング検出回路6bの動作はそれぞれ前述した前
置増幅器3a、増幅器4b、ピーク検出回路5a、検出タイミ
ング発生回路6aと同様な動作であるので説明を省略す
る。
星光Ｍがスリット2bに入射すると、ピーク検出回路5b
より等級信号SCbを出力し、検出タイミング発生回路6b
より検出パルスPbを出力する。
より等級信号SCbを出力し、検出タイミング発生回路6b
より検出パルスPbを出力する。
スリット2aの長手の延長線とスリット2bの長手の延長
線が第６図のように交わるようにしておけば、このスリ
ット2aと2bを搭載している人工衛星のスピン軸が紙面に
垂直な面内で変化したとき、スリット2aで検出される検
出パルスPaとスリット2bで検出される検出パルスPbの間
の時間間隔も変化する。
線が第６図のように交わるようにしておけば、このスリ
ット2aと2bを搭載している人工衛星のスピン軸が紙面に
垂直な面内で変化したとき、スリット2aで検出される検
出パルスPaとスリット2bで検出される検出パルスPbの間
の時間間隔も変化する。
前述した等級信号SCa、SCbと、検出パルスPa、Pbは前
述の人工衛星の姿勢の決定および姿勢制御に使用され
る。
述の人工衛星の姿勢の決定および姿勢制御に使用され
る。
前述した星光Ｌのエネルギーは極めて微弱であるの
で、光検出器21、22および前置増幅器3a、3bの入力側で
発生する電気的雑音成分によって、これらの光検出器を
用いるスター・スキャナの検出できる星光Ｌの最低検出
可能エネルギーレベルは制約される。
で、光検出器21、22および前置増幅器3a、3bの入力側で
発生する電気的雑音成分によって、これらの光検出器を
用いるスター・スキャナの検出できる星光Ｌの最低検出
可能エネルギーレベルは制約される。
すなわち、光検出器21の発生する雑音電流成分と前置
増幅器3aの入力側で発生する雑音電流成分の合成したも
の、または光検出器22の発生する雑音電流成分と前置増
幅器3bの入力側で発生する雑音電流成分の合成したもの
が、星像Ｍを検出したときの電流成分より大であれば、
光検出器21と前置増幅器3a、あるいは光検出器22と前置
増幅器3bを用いて前述の星像Ｍを検出することはできな
い。
増幅器3aの入力側で発生する雑音電流成分の合成したも
の、または光検出器22の発生する雑音電流成分と前置増
幅器3bの入力側で発生する雑音電流成分の合成したもの
が、星像Ｍを検出したときの電流成分より大であれば、
光検出器21と前置増幅器3a、あるいは光検出器22と前置
増幅器3bを用いて前述の星像Ｍを検出することはできな
い。
第７図は光検出器21と前置増幅器3aの雑音に関する等
価回路を示したものである。
価回路を示したものである。
光検出器22と前置増幅器3bの雑音に関する等価回路も
第７図で表わすことができる。
第７図で表わすことができる。
星光Ｌのエネルギに対応した光検出器21からの出力電
流Isとこの光検出器の暗電流Idとの和Ｉを入力とし、前
置増幅器3aの雑音成分出力電流をInとし、光検出器21の
ジョンソン雑音電流をIdj、前置増幅器3a、等価フィー
ドバック抵抗Rfと等価フィードバック容量Cfによるフィ
ードバック回路部ジョンソン雑音電流をIfj、前置増幅
器3aの中のショット雑音電流をIshot、前置増幅器3aの
入力等価雑音電流をIien、とすれば前述の雑音成分出力
電流Inは次式で表わされる。
流Isとこの光検出器の暗電流Idとの和Ｉを入力とし、前
置増幅器3aの雑音成分出力電流をInとし、光検出器21の
ジョンソン雑音電流をIdj、前置増幅器3a、等価フィー
ドバック抵抗Rfと等価フィードバック容量Cfによるフィ
ードバック回路部ジョンソン雑音電流をIfj、前置増幅
器3aの中のショット雑音電流をIshot、前置増幅器3aの
入力等価雑音電流をIien、とすれば前述の雑音成分出力
電流Inは次式で表わされる。
In 2＝Idj 2＋Ifj 2＋Ishot 2＋Iien 2 ここで、Idj、Ifj、IshotおよびIienはそれぞれ以下
の式で表わされる。
の式で表わされる。
Idj＝（4kTfc/Rd）1/2、 Ifj＝（4kTfc/Rf）1/2、 Ishot＝（2fc e(Is+Id)）1/2、 Iien＝（CT/Cf）・（Vien/Rf）、 上式中のｋはボルツマン常数、Ｔは絶対温度、fcは前
置増幅器3aの増幅周波数帯域幅、Rdは光検出器21の並列
抵抗、Idは光検出器21の暗電流、CTは光検出器21の並列
容量Cdと前置増幅器3aの入力容量Ciとの和、Vienは前置
増幅器3aの入力等価雑音電圧である。
置増幅器3aの増幅周波数帯域幅、Rdは光検出器21の並列
抵抗、Idは光検出器21の暗電流、CTは光検出器21の並列
容量Cdと前置増幅器3aの入力容量Ciとの和、Vienは前置
増幅器3aの入力等価雑音電圧である。
従来のこの種のスター・スキャナに使用されている光
検出器21はスリット2aあるいは2bの全体に亘って１個の
ホトダイオードを用いており、一方、星像Ｍの拡がりは
ほぼ円形でその直径は前述したスリットの幅とほぼ等し
く、スリットの長さはスリットの幅にくらべてはるかに
大きい。
検出器21はスリット2aあるいは2bの全体に亘って１個の
ホトダイオードを用いており、一方、星像Ｍの拡がりは
ほぼ円形でその直径は前述したスリットの幅とほぼ等し
く、スリットの長さはスリットの幅にくらべてはるかに
大きい。
光検出器の受光面積の内で星像Ｍで照射される部分の
みが星Ｓの検出に寄与するので、この光検出器による検
出電流にくらべて、光検出器21の並列抵抗Rdが低く、光
検出器21の並列容量Cdが大となり、さらに、光検出器21
の暗電流Idが大となる。
みが星Ｓの検出に寄与するので、この光検出器による検
出電流にくらべて、光検出器21の並列抵抗Rdが低く、光
検出器21の並列容量Cdが大となり、さらに、光検出器21
の暗電流Idが大となる。
そのため、上式からわかるように光検出器21のジョン
ソン雑音電流Idj、ショット雑音電流Ishotおよび前置増
幅器3aの入力等価雑音Iienが大となる為、前置増幅器3a
の雑音電流出力成分Inが大となり信号対雑音比（S/N）
が劣化することは避けられなかった。
ソン雑音電流Idj、ショット雑音電流Ishotおよび前置増
幅器3aの入力等価雑音Iienが大となる為、前置増幅器3a
の雑音電流出力成分Inが大となり信号対雑音比（S/N）
が劣化することは避けられなかった。
光検出器21の系統のS/Nが劣化して所望の信号電流成
分と雑音電流成分とが同程度になると、前述した検出パ
ルスPaの検出が不可能になるか或いはこの検出パルスPa
の立ち上がり時刻が前述の雑音電流成分Inの影響を受け
て変動することになる。また、前述した等級信号SCaを
検出することが困難となるか、この等級信号SCaの値が
雑音電流成分Inの影響を受けて変動することになる。
分と雑音電流成分とが同程度になると、前述した検出パ
ルスPaの検出が不可能になるか或いはこの検出パルスPa
の立ち上がり時刻が前述の雑音電流成分Inの影響を受け
て変動することになる。また、前述した等級信号SCaを
検出することが困難となるか、この等級信号SCaの値が
雑音電流成分Inの影響を受けて変動することになる。
光検出器22の系統のS/Nが劣化した場合も、検出パル
スPbと等級信号SCbはそれぞれ同様に変動することにな
る。
スPbと等級信号SCbはそれぞれ同様に変動することにな
る。
従って、これらの等級信号Pa,Pbおよび等級信号SCa,S
Cbを基に人工衛星の姿勢を検出する場合は誤差を生ずる
ことになる。
Cbを基に人工衛星の姿勢を検出する場合は誤差を生ずる
ことになる。
本発明はスリット全体に亘って配置される光検出器を
このスリット方向に複数個に分割することによって、星
光Ｌに対する検出電流にくらべて、相対的に、光検出器
の暗電流を小とし、光検出器の並列抵抗を大とし、かつ
この光検出器の並列容量を小とし、信号対雑音比の大と
し、検出誤差の小ない等級信号と検出パルスを生成する
ことのできるスター・スキャナを提供することを目的と
する。
このスリット方向に複数個に分割することによって、星
光Ｌに対する検出電流にくらべて、相対的に、光検出器
の暗電流を小とし、光検出器の並列抵抗を大とし、かつ
この光検出器の並列容量を小とし、信号対雑音比の大と
し、検出誤差の小ない等級信号と検出パルスを生成する
ことのできるスター・スキャナを提供することを目的と
する。
本発明のスター・スキャナはスピン型人工衛星に搭載
されるスター・スキャナにおいて、集光用の１個の光学
レンズと、前記光学レンズの結像面よりも前記光学レン
ズ寄りに長手方向の延長線が互いに交叉するように配置
された２個のスリットと、これら２個のスリットの前記
光学レンズとは反対側の結像面にそれぞれ前記スリット
に沿って配置した複数個の光検出器と、前記２個のスリ
ットの内の１個のスリットを通して受光する前記複数個
の光検出器を配列順に駆動信号に従って順次繰り返して
切替える第１の切替スイッチと、前記２個のスリットの
内の他のスリットを通して受光する前記複数個の光検出
器を配列順に前記駆動信号に従って順次繰り返して切替
える第２の切替スイッチと、前記第１の切替スイッチに
よって切替えられた前記光検出器の検出信号を増幅する
第１の増幅器と、前記第２の切替スイッチによって切替
えられた前記光検出器の検出信号を増幅する第２の増幅
器と、前記第１の増幅器の出力を入力としピーク入力レ
ベルを検出して出力する第１のピーク検出回路と、前記
第１の増幅器の出力を入力とし入力信号の立ち上がりを
検出しパルスとして出力する第１の検出タイミング発生
回路と、前記第２の増幅器の出力を入力としピーク入力
レベルを検出して出力する第２のピーク検出回路と、前
記第２の増幅器の出力を入力とし入力信号の立ち上がり
を検出しパルスとして出力する第２の検出タイミング発
生回路と、前記人工衛星のスピン型に伴って発生される
外部同期信号に同期して前記駆動信号を発生し前記第１
と第２の切替スイッチの切替を制御する切替駆動回路を
備えたことを特徴とする。
されるスター・スキャナにおいて、集光用の１個の光学
レンズと、前記光学レンズの結像面よりも前記光学レン
ズ寄りに長手方向の延長線が互いに交叉するように配置
された２個のスリットと、これら２個のスリットの前記
光学レンズとは反対側の結像面にそれぞれ前記スリット
に沿って配置した複数個の光検出器と、前記２個のスリ
ットの内の１個のスリットを通して受光する前記複数個
の光検出器を配列順に駆動信号に従って順次繰り返して
切替える第１の切替スイッチと、前記２個のスリットの
内の他のスリットを通して受光する前記複数個の光検出
器を配列順に前記駆動信号に従って順次繰り返して切替
える第２の切替スイッチと、前記第１の切替スイッチに
よって切替えられた前記光検出器の検出信号を増幅する
第１の増幅器と、前記第２の切替スイッチによって切替
えられた前記光検出器の検出信号を増幅する第２の増幅
器と、前記第１の増幅器の出力を入力としピーク入力レ
ベルを検出して出力する第１のピーク検出回路と、前記
第１の増幅器の出力を入力とし入力信号の立ち上がりを
検出しパルスとして出力する第１の検出タイミング発生
回路と、前記第２の増幅器の出力を入力としピーク入力
レベルを検出して出力する第２のピーク検出回路と、前
記第２の増幅器の出力を入力とし入力信号の立ち上がり
を検出しパルスとして出力する第２の検出タイミング発
生回路と、前記人工衛星のスピン型に伴って発生される
外部同期信号に同期して前記駆動信号を発生し前記第１
と第２の切替スイッチの切替を制御する切替駆動回路を
備えたことを特徴とする。
以下、図面によって本発明を詳細に説明する。第１図
は本発明の構成を示すブロック図であり、第２図はｎ個
の光検出器211〜21nの光学レンズ１側に配置したスリッ
ト2aと別のｎ個の光検出器221〜22nの光学レンズ１側に
配置したスリット2bを光学レンズ１側から見た相対的な
配置図である。前述したｎ個の光検出器211〜21nはスリ
ット2aの長手の方向に連続して直線的に配置され、別の
ｎ個の光検出器221〜22nはスリット2bの長手方向に連続
して直線的に配置される。
は本発明の構成を示すブロック図であり、第２図はｎ個
の光検出器211〜21nの光学レンズ１側に配置したスリッ
ト2aと別のｎ個の光検出器221〜22nの光学レンズ１側に
配置したスリット2bを光学レンズ１側から見た相対的な
配置図である。前述したｎ個の光検出器211〜21nはスリ
ット2aの長手の方向に連続して直線的に配置され、別の
ｎ個の光検出器221〜22nはスリット2bの長手方向に連続
して直線的に配置される。
これらの光検出器211〜21nと221〜22nの長さは前述の
星像Ｍの拡がりとほぼ同一にしておけばこの光検出器に
よる検出電流は従来の光検出器の検出電流とほぼ同一の
大きさとすることができる。
星像Ｍの拡がりとほぼ同一にしておけばこの光検出器に
よる検出電流は従来の光検出器の検出電流とほぼ同一の
大きさとすることができる。
しかしながら、上述のスリット2aと2bの幅は極めて狭
いので、実用上はこの光検出器の製造上の制約を考慮し
て上記の光検出器211〜21nと221〜22nの長さを決定すれ
ばよい。
いので、実用上はこの光検出器の製造上の制約を考慮し
て上記の光検出器211〜21nと221〜22nの長さを決定すれ
ばよい。
これらの光検出器は符号の末尾が等しい光検出器同
士、例えば、211と221のそれぞれの中心がスリット2aの
長手方向に直交した一つの直線上に位置するように、す
べての光検出器211〜21nと221〜22nとを配置する。
士、例えば、211と221のそれぞれの中心がスリット2aの
長手方向に直交した一つの直線上に位置するように、す
べての光検出器211〜21nと221〜22nとを配置する。
前述した光検出器211〜21nは切替スイッチ7aの切替接
点側に接続され、この切替スイッチによって、同時には
これらの光検出器211〜21nの内の何れか一つが前置増幅
器3aの入力側に接続される。
点側に接続され、この切替スイッチによって、同時には
これらの光検出器211〜21nの内の何れか一つが前置増幅
器3aの入力側に接続される。
光検出器221〜22nも前述の光検出器211〜21nと同様に
切替スイッチ7bの切替接点側に接続され、このスイッチ
7bによって光検出器221〜22nの内の何れか一つが前置像
増幅器3bの入力側に接続される。
切替スイッチ7bの切替接点側に接続され、このスイッチ
7bによって光検出器221〜22nの内の何れか一つが前置像
増幅器3bの入力側に接続される。
これらの切替スイッチ7aと7bとを同時に切替駆動回路
８によって制御して、前述した光検出器211〜21nと221
〜22nの内の符号の末尾が同一の光検出器、例えば212と
222とが同時にそれぞれ前置増幅器3aと3bとに接続され
るように、また、これら光検出器の番号の小なるものか
ら大なるものを順次切替えて行きｎ番目の光検出器つま
り21nと22nをそれぞれ前置増幅器の3aと3bに接続した
後、続いて光検出器211と221をそれぞれ前置増幅器3aと
3bとに接続し、以後この様な順序で切替を行う。
８によって制御して、前述した光検出器211〜21nと221
〜22nの内の符号の末尾が同一の光検出器、例えば212と
222とが同時にそれぞれ前置増幅器3aと3bとに接続され
るように、また、これら光検出器の番号の小なるものか
ら大なるものを順次切替えて行きｎ番目の光検出器つま
り21nと22nをそれぞれ前置増幅器の3aと3bに接続した
後、続いて光検出器211と221をそれぞれ前置増幅器3aと
3bとに接続し、以後この様な順序で切替を行う。
前置増幅器3aと3b、増幅器4aと4b、ピーク検出回路5a
と5b、検出タイミング回路6aと6bの動作はすでに説明し
た通りであるので省略する。
と5b、検出タイミング回路6aと6bの動作はすでに説明し
た通りであるので省略する。
前述のスイッチ7aと7bに対する切替駆動回路８は、例
えば、この切替駆動回路８を搭載している人工衛星のス
ピン１回当たり１回発生される外部同期信号teを入力と
し、この外部同期信号teが入力されるごとに１ステップ
の切替え駆動を行う。
えば、この切替駆動回路８を搭載している人工衛星のス
ピン１回当たり１回発生される外部同期信号teを入力と
し、この外部同期信号teが入力されるごとに１ステップ
の切替え駆動を行う。
或いは光検出器211〜21nとしてｎ個の構成要素を持つ
１個の１次元のCCD（電荷結合素子）を、同様に221〜22
nとしてｎ個の構成要素を持つ１個の１次元のCCDを用
い、前述した外部同期信号teが切替駆動回路８に入力さ
れる毎に、上記の各CCDについてのｎ個の構成素子につ
いての電荷を連続的に電子スイッチ7aまたは7bによって
切替えて検出するようにしても良い。
１個の１次元のCCD（電荷結合素子）を、同様に221〜22
nとしてｎ個の構成要素を持つ１個の１次元のCCDを用
い、前述した外部同期信号teが切替駆動回路８に入力さ
れる毎に、上記の各CCDについてのｎ個の構成素子につ
いての電荷を連続的に電子スイッチ7aまたは7bによって
切替えて検出するようにしても良い。
前述した増幅器4aおよび4bは前置増幅器3aおよび3bの
出力電圧は十分大なるときには省略することもできる。
出力電圧は十分大なるときには省略することもできる。
第３図は本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。
る。
検出タイミング発生回路6bから検出パルスPbを単安定
マルチバイブレータ９に入力する。このPbが論理出力
“1"であるとすれば、この単安定マルチバイブレータ９
の出力は入力Pbの極性を反転させる出力側すなわちよ
りの出力t1をAND回路10に加えると共に外部同期信号te
もこのAND回路10に加える。なお外部同期信号teは正論
理“1"であるとする。
マルチバイブレータ９に入力する。このPbが論理出力
“1"であるとすれば、この単安定マルチバイブレータ９
の出力は入力Pbの極性を反転させる出力側すなわちよ
りの出力t1をAND回路10に加えると共に外部同期信号te
もこのAND回路10に加える。なお外部同期信号teは正論
理“1"であるとする。
このAND回路の出力t2を第１図で説明した場合と同一
の切替駆動回路８に入力する。
の切替駆動回路８に入力する。
第３図の構成において切替駆動回路８の入力部分以外
の構成は第１図の構成と同一のものである。
の構成は第１図の構成と同一のものである。
前述したスリット2aと2bとは通常人工衛星の外周付近
に設置される、また、スピン軸はほぼこの人工衛星の中
心部にあるから、前述のスピン軸がスリット2aまたは2b
の幅を見込む角度はこの人工衛星の１スピンの回転角す
なわち360度に対して非常に少ない。
に設置される、また、スピン軸はほぼこの人工衛星の中
心部にあるから、前述のスピン軸がスリット2aまたは2b
の幅を見込む角度はこの人工衛星の１スピンの回転角す
なわち360度に対して非常に少ない。
従って、検出パルスPbの周期と外部同期信号の周期は
等しく、これらの信号のパルス幅にくらべて周期は通
常、非常に大きい。
等しく、これらの信号のパルス幅にくらべて周期は通
常、非常に大きい。
単安定マルチバイブレータ９に検出パルスPbが入力さ
れてからこの単安定マルチバイブレータ９の出力t1が安
定状態に達するまでの時間、すなわち、非安定時間を上
記の検出パルスPbの周期よりも僅かに小となるようにこ
の単安定マルチバイブレータを調節する。
れてからこの単安定マルチバイブレータ９の出力t1が安
定状態に達するまでの時間、すなわち、非安定時間を上
記の検出パルスPbの周期よりも僅かに小となるようにこ
の単安定マルチバイブレータを調節する。
また、外部同期信号teの立上り時刻が前述の検出パル
スPbの立上り時刻より遅れるように、かつ、この遅れ時
間が前述した単安定マルチバイブレータ９の非安定時間
よりも十分小となるように同期信号の出力のタイミング
を設定する。
スPbの立上り時刻より遅れるように、かつ、この遅れ時
間が前述した単安定マルチバイブレータ９の非安定時間
よりも十分小となるように同期信号の出力のタイミング
を設定する。
第４図は検出パルスPb、単安定マルチバイブレータ９
の出力t1、外部同期信号teおよびAND回路８の出力t2の
関係を示すタイムチャートであって、検出パルスPbが出
力されているときには単安定マルチバイブレータの出力
t1は“0"であるので外部同期信号teが入力されてもAND
回路10の出力は“0"である。このような場合には切替駆
動回路８の入力は“0"であるのでこの切替駆動回路の出
力は無く、従って切替スイッチ7aと7bとは動作しない。
の出力t1、外部同期信号teおよびAND回路８の出力t2の
関係を示すタイムチャートであって、検出パルスPbが出
力されているときには単安定マルチバイブレータの出力
t1は“0"であるので外部同期信号teが入力されてもAND
回路10の出力は“0"である。このような場合には切替駆
動回路８の入力は“0"であるのでこの切替駆動回路の出
力は無く、従って切替スイッチ7aと7bとは動作しない。
しかしながら、第４図中の外部同期信号teの内の左よ
り第４番目の信号が入来する直前では検出パルスPbが入
力されない。このような場合には単安定マルチバイブレ
ータ９は動作せず“0"を出力し、AND回路10の出力は
“1"となるので切替駆動動作８が動作して切替スイッチ
7aと7bとが切替えられる。
り第４番目の信号が入来する直前では検出パルスPbが入
力されない。このような場合には単安定マルチバイブレ
ータ９は動作せず“0"を出力し、AND回路10の出力は
“1"となるので切替駆動動作８が動作して切替スイッチ
7aと7bとが切替えられる。
今迄の説明で明らかなように、第３図の構成例におい
ては光検出器221〜22nの内、前置増幅器に接続されてい
る光検出器からの検出パルスが存在する場合には、切替
スイッチ7aと7bとを切替えずに、星光Ｌを連続して検出
し、光検出器221〜22nからの検出信号が無い場合のみ切
替スイッチ7aと7bとを切替えて、光検出器221〜22nの内
で星光Ｌが入来する光検出器に前置増幅器3bを接続する
ことができる。
ては光検出器221〜22nの内、前置増幅器に接続されてい
る光検出器からの検出パルスが存在する場合には、切替
スイッチ7aと7bとを切替えずに、星光Ｌを連続して検出
し、光検出器221〜22nからの検出信号が無い場合のみ切
替スイッチ7aと7bとを切替えて、光検出器221〜22nの内
で星光Ｌが入来する光検出器に前置増幅器3bを接続する
ことができる。
すなわち、第１図の構成のスター・スキャナにくらべ
て、第３図のスター・スキャナは星光Ｌの検出頻度を大
にすることができる。
て、第３図のスター・スキャナは星光Ｌの検出頻度を大
にすることができる。
また、通常スター・スキャナは人工衛星の僅かな姿勢
の変動を検出するために使用されるので、 前述の光検出器221〜22nの内の例えば223に星光Ｌが
入射する場合には、光検出器211〜21nの内の213にも星
光Ｌが入射する確率が大となるように前述の光検出器22
1〜21nと221〜22nのそれぞれのスリット2aと2bに沿う方
向の大きさを設定しておくことにより、前述の切替駆動
回路８の出力によって切替スイッチ7bと同時に7aも光検
出器の符号の末尾が一致するように切替えても光検出器
211〜21n側からも星光Ｌを検出することができる。
の変動を検出するために使用されるので、 前述の光検出器221〜22nの内の例えば223に星光Ｌが
入射する場合には、光検出器211〜21nの内の213にも星
光Ｌが入射する確率が大となるように前述の光検出器22
1〜21nと221〜22nのそれぞれのスリット2aと2bに沿う方
向の大きさを設定しておくことにより、前述の切替駆動
回路８の出力によって切替スイッチ7bと同時に7aも光検
出器の符号の末尾が一致するように切替えても光検出器
211〜21n側からも星光Ｌを検出することができる。
今迄の説明では、検出パルスPbを単安定マルチバイブ
レータ９の入力としたが、検出パルスPaをPbの代りに用
いてもよいことは明らかである。
レータ９の入力としたが、検出パルスPaをPbの代りに用
いてもよいことは明らかである。
また、第３図のスター・スキャナでは切替駆動回路８
と単安定マルチバイブレータおよびAND回路をそれぞれ
１個づつ用いているが、検出パルスPaを入力とした単安
定マルチバイブレータと、この単安定マルチバイブレー
タの出力信号と外部同期信号とを入力とするAND回路
と、このAND回路の出力を入力とし切替スイッチ7aを切
替える切替駆動回路とを第３図の構成のスター・スキャ
ナに追加し、第３図中の切替駆動回路８により切替スイ
ッチ7bのみを切替えるようにした構成のスター・スキャ
ナを実現できることは今迄の説明から明らかである。
と単安定マルチバイブレータおよびAND回路をそれぞれ
１個づつ用いているが、検出パルスPaを入力とした単安
定マルチバイブレータと、この単安定マルチバイブレー
タの出力信号と外部同期信号とを入力とするAND回路
と、このAND回路の出力を入力とし切替スイッチ7aを切
替える切替駆動回路とを第３図の構成のスター・スキャ
ナに追加し、第３図中の切替駆動回路８により切替スイ
ッチ7bのみを切替えるようにした構成のスター・スキャ
ナを実現できることは今迄の説明から明らかである。
以上説明したように、本発明によれば、従来の光検出
器よりも光検出器並列抵抗を大とし、光検出器並列容量
と光検出器暗電流を小とすることができるので、従来こ
の種の光検出器を用いたスター・スキャナに比較して、
雑音電流成分の少なく、信号対雑音比（S/N）の大きな
光検出器を用いた検出誤差の少ない等級信号と検出パル
スを出力するスター・スキャナを得ることができ、この
スター・スキャナを用いることによって人工衛星の姿勢
誤差を小とすることが可能となる。
器よりも光検出器並列抵抗を大とし、光検出器並列容量
と光検出器暗電流を小とすることができるので、従来こ
の種の光検出器を用いたスター・スキャナに比較して、
雑音電流成分の少なく、信号対雑音比（S/N）の大きな
光検出器を用いた検出誤差の少ない等級信号と検出パル
スを出力するスター・スキャナを得ることができ、この
スター・スキャナを用いることによって人工衛星の姿勢
誤差を小とすることが可能となる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は第
１図の光検出器の光学レンズ側に置かれるスリットの相
対的配置と星像の移動方行との関係を示す説明図、第３
図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第４図は第
３図の切替駆動回路の入力信号の関係を説明するタイム
チャート、第５図は従来のこの種のスター・スキャナを
示すブロック図、第６図は第５図のスター・スキャナに
用いられている２個のスリットの相対的配置と星像の移
動方向との関係を示す説明図、第７図は第５図の光検出
器と前置増幅器の雑音に関する等価回路図である。 １……光学レンズ、3a,3b……前置増幅器、８……切替
駆動回路、221〜21n,221〜22n……光検出器。
１図の光検出器の光学レンズ側に置かれるスリットの相
対的配置と星像の移動方行との関係を示す説明図、第３
図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第４図は第
３図の切替駆動回路の入力信号の関係を説明するタイム
チャート、第５図は従来のこの種のスター・スキャナを
示すブロック図、第６図は第５図のスター・スキャナに
用いられている２個のスリットの相対的配置と星像の移
動方向との関係を示す説明図、第７図は第５図の光検出
器と前置増幅器の雑音に関する等価回路図である。 １……光学レンズ、3a,3b……前置増幅器、８……切替
駆動回路、221〜21n,221〜22n……光検出器。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 21/24 G01C 1/00 B64G 1/36 G01J 1/42
Claims (2)
- 【請求項１】スピン型人工衛星に搭載されるスター・ス
キャナにおいて、集光用の１個の光学レンズと、前記光
学レンズの結像面よりも前記光学レンズ寄りに長手方向
の延長線が互いに交叉するように配置された２個のスリ
ットと、これら２個のスリットの前記光学レンズとは反
対側の結像面にそれぞれ前記スリットに沿って配置した
複数個の光検出器と、前記２個のスリットの内の１個の
スリットを通して受光する前記複数個の光検出器を配列
順に駆動信号に従って順次繰り返して切替える第１の切
替スイッチと、前記２個のスリットの内の他のスリット
を通して受光する前記複数個の光検出器を配列順に前記
駆動信号に従って順次繰り返して切替える第２の切替ス
イッチと、前記第１の切替スイッチによって切替えられ
た前記光検出器の検出信号を増幅する第１の増幅器と、
前記第２の切替スイッチによって切替えられた前記光検
出器の検出信号を増幅する第２の増幅器と、前記第１の
増幅器の出力を入力としピーク入力レベルを検出して出
力する第１のピーク検出回路と、前記第１の増幅器の出
力を入力とし入力信号の立ち上がりを検出しパルスとし
て出力する第１の検出タイミング発生回路と、前記第２
の増幅器の出力を入力としピーク入力レベルを検出して
出力する第２のピーク検出回路と、前記第２の増幅器の
出力を入力として入力信号の立ち上がりを検出しパルス
として出力する第２の検出タイミング発生回路と、前記
人工衛星のスピンに伴って発生される外部同期信号に同
期して前記駆動信号を発生し前記第１と第２の切替スイ
ッチの切替を制御する切替駆動回路を備えたことを特徴
とするスター・スキャナ。 - 【請求項２】請求項１記載のスター・スキャナにおい
て、第１あるいは第２の検出タイミング発生回路の内の
何れか一つの出力を入力とする予め定めた時間幅の制御
信号を出力する単安定マルチバイブレータと、前記単安
定マルチバイブレータの出力信号と前記外部同期信号と
を入力し前記単安定マルチバイブレータの出力がなくか
つ前記外部同期信号が入力された場合に出力するAND回
路と、前記スター・スキャナの切替駆動回路の入力とし
て外部同期信号の代りに前記AND回路の出力を入力とす
ることを特徴とするスター・スキャナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1342900A JP2797581B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | スター・スキャナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1342900A JP2797581B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | スター・スキャナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03202712A JPH03202712A (ja) | 1991-09-04 |
| JP2797581B2 true JP2797581B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=18357387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1342900A Expired - Lifetime JP2797581B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | スター・スキャナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2797581B2 (ja) |
-
1989
- 1989-12-29 JP JP1342900A patent/JP2797581B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03202712A (ja) | 1991-09-04 |
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