JP3044941B2 - 人工衛星のアンテナ指向方向制御装置 - Google Patents
人工衛星のアンテナ指向方向制御装置Info
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- JP3044941B2 JP3044941B2 JP4236975A JP23697592A JP3044941B2 JP 3044941 B2 JP3044941 B2 JP 3044941B2 JP 4236975 A JP4236975 A JP 4236975A JP 23697592 A JP23697592 A JP 23697592A JP 3044941 B2 JP3044941 B2 JP 3044941B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、人工衛星に搭載する
アンテナ指向方向制御装置に関するものであり、さらに
詳しくは衛星間通信又は衛星と地上との間の通信を行う
人工衛星において、アンテナを高精度に指向するように
した人工衛星のアンテナ指向方向制御装置に関するもの
である。
アンテナ指向方向制御装置に関するものであり、さらに
詳しくは衛星間通信又は衛星と地上との間の通信を行う
人工衛星において、アンテナを高精度に指向するように
した人工衛星のアンテナ指向方向制御装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来の人工衛星のアンテナ指向
方向制御装置の構成を示すものであり、１はアンテナ
部、２は追尾受信機、３はコントローラ、４はパワーア
ンプ、５は駆動機構部、６は角度検出部、７は衛星位置
計算部、８は相対角度計算部、９はタイマ部、１０はス
イッチ部である。
方向制御装置の構成を示すものであり、１はアンテナ
部、２は追尾受信機、３はコントローラ、４はパワーア
ンプ、５は駆動機構部、６は角度検出部、７は衛星位置
計算部、８は相対角度計算部、９はタイマ部、１０はス
イッチ部である。
【０００３】次に動作について説明する。他の装置又は
地上からの電波をアンテナ部１で受け、その信号を追尾
受信機２にて電波のアンテナ感度方向に対する到来方向
を示すアンテナ指向方向誤差信号として処理する。一般
的に、アンテナ部１及び追尾受信機２をＲＦセンサとい
う。この誤差信号をコントローラ３により制御演算を
し、制御信号としてパワーアンプ４に出力する。パワー
アンプ４では制御信号を電力増幅してアンテナ駆動信号
を駆動機構部５に供給する。駆動機構部５はアンテナ部
１と機械的に連結されているため、上記駆動信号に応じ
て駆動機構部５が回転すると同時にアンテナ部１も回転
する。従って、電波の到来方向をＲＦセンサで検出し、
アンテナ方向をその検出信号に応じて制御することがで
きる。また、上記ＲＦセンサの動作範囲に追い込むた
め、又はＲＦセンサが使用できないときにも通信をする
ため、アンテナ部１の回転角度を検出する角度検出部６
の出力をセンサ信号とした制御ループを設ける。この場
合は、アンテナ指向方向制御装置を搭載している衛星及
びアンテナ部１の指向の目標となる衛星の軌道要素か
ら、衛星位置計算部７により衛星の軌道上での位置を計
算する。相対角度計算部８では、上記衛星位置計算部７
より衛星の位置のデータを受け、衛星間又は衛星と地上
との間の相対方位を計算し、その時点におけるアンテナ
部１の指向方位角度に換算する。従って、上記相対角度
計算部８のアンテナ部１の指向方位角度を指令信号とし
て角度検出部６の出力をセンサ信号とした制御ループに
よりアンテナ部１を所望の方向に指向させることができ
る。このような制御を一般にプログラム制御という。な
お、上記計算は、衛星の時々刻々変化する位置に応じて
指向方位角度が変化するため、タイマ部９のタイマ信号
を基準にある時刻毎に実施する。また、前記のＲＦセン
サを使用した制御ループと上記の制御ループとの切り換
えは、スイッチ部１０にて、地上からのコマンド又はＲ
Ｆセンサの信号の有無等により自動的に切り換える。
地上からの電波をアンテナ部１で受け、その信号を追尾
受信機２にて電波のアンテナ感度方向に対する到来方向
を示すアンテナ指向方向誤差信号として処理する。一般
的に、アンテナ部１及び追尾受信機２をＲＦセンサとい
う。この誤差信号をコントローラ３により制御演算を
し、制御信号としてパワーアンプ４に出力する。パワー
アンプ４では制御信号を電力増幅してアンテナ駆動信号
を駆動機構部５に供給する。駆動機構部５はアンテナ部
１と機械的に連結されているため、上記駆動信号に応じ
て駆動機構部５が回転すると同時にアンテナ部１も回転
する。従って、電波の到来方向をＲＦセンサで検出し、
アンテナ方向をその検出信号に応じて制御することがで
きる。また、上記ＲＦセンサの動作範囲に追い込むた
め、又はＲＦセンサが使用できないときにも通信をする
ため、アンテナ部１の回転角度を検出する角度検出部６
の出力をセンサ信号とした制御ループを設ける。この場
合は、アンテナ指向方向制御装置を搭載している衛星及
びアンテナ部１の指向の目標となる衛星の軌道要素か
ら、衛星位置計算部７により衛星の軌道上での位置を計
算する。相対角度計算部８では、上記衛星位置計算部７
より衛星の位置のデータを受け、衛星間又は衛星と地上
との間の相対方位を計算し、その時点におけるアンテナ
部１の指向方位角度に換算する。従って、上記相対角度
計算部８のアンテナ部１の指向方位角度を指令信号とし
て角度検出部６の出力をセンサ信号とした制御ループに
よりアンテナ部１を所望の方向に指向させることができ
る。このような制御を一般にプログラム制御という。な
お、上記計算は、衛星の時々刻々変化する位置に応じて
指向方位角度が変化するため、タイマ部９のタイマ信号
を基準にある時刻毎に実施する。また、前記のＲＦセン
サを使用した制御ループと上記の制御ループとの切り換
えは、スイッチ部１０にて、地上からのコマンド又はＲ
Ｆセンサの信号の有無等により自動的に切り換える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ指向方
向制御装置は以上のように構成されているので、プログ
ラム制御時には、タイマ部９の誤差又はアンテナ部１の
熱変形等による誤差等により精度が劣化する。そのた
め、プログラム制御時の通信の運用に制約が生じると共
に、ＲＦセンサを使用した制御ループへの切り換えもス
ムーズに移行できない等の問題があった。
向制御装置は以上のように構成されているので、プログ
ラム制御時には、タイマ部９の誤差又はアンテナ部１の
熱変形等による誤差等により精度が劣化する。そのた
め、プログラム制御時の通信の運用に制約が生じると共
に、ＲＦセンサを使用した制御ループへの切り換えもス
ムーズに移行できない等の問題があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、プログラム制御時の制御を高精度
にでき、通信の運用の制約を少なくすると共にＲＦセン
サを使用した制御ループへの切り換えもスムーズに移行
できる人工衛星のアンテナ指向方向制御装置を得ること
を目的とする。
めになされたもので、プログラム制御時の制御を高精度
にでき、通信の運用の制約を少なくすると共にＲＦセン
サを使用した制御ループへの切り換えもスムーズに移行
できる人工衛星のアンテナ指向方向制御装置を得ること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る人工衛星
のアンテナ指向方向制御装置は、プログラム制御時のタ
イマ部等の誤差を地上局又は姿勢センサの基準信号又は
正常な動作時の基準値を用いて補正し、熱変形等の誤差
を誤差の発生パターン等を予測又は測定しそのパターン
に応じて誤差を補正するようにしたものである。
のアンテナ指向方向制御装置は、プログラム制御時のタ
イマ部等の誤差を地上局又は姿勢センサの基準信号又は
正常な動作時の基準値を用いて補正し、熱変形等の誤差
を誤差の発生パターン等を予測又は測定しそのパターン
に応じて誤差を補正するようにしたものである。
【０００７】
【作用】プログラム制御時の主要誤差要因は、タイマ部
９及びアンテナ部１の熱変形等による誤差である。この
発明においては、タイマ部９による誤差に対しては、タ
イマ部９に使用するクロックの誤差が蓄積されることが
問題であるため、地上局の時刻信号又は姿勢センサの信
号を時刻又は軌道位置の基準信号としてタイマ部９の時
刻のずれを較正し、また、タイマ部９に時刻のずれがあ
ると、正常の動作パターンと相違がでてくるため、正常
時の動作を基準として時刻のずれを較正する。上記の何
れの場合でも、タイマ部９の時刻のずれが蓄積されない
ようにすることにより誤差をおさえる。アンテナ部１の
熱変形等による誤差に対しては、熱変形等のパターンが
一定の期間内では軌道周期を周期として同様のパターン
となるため、熱変動の測定値、高精度で制御できるＲＦ
センサを用いた制御ループでの制御時とプログラム制御
時との指向方位角の差、地上での変動予測値等を用い
て、誤差の発生パターンを予測し、その予測値を打ち消
すように誤差補正信号を発生するので、誤差補正が可能
となる。
９及びアンテナ部１の熱変形等による誤差である。この
発明においては、タイマ部９による誤差に対しては、タ
イマ部９に使用するクロックの誤差が蓄積されることが
問題であるため、地上局の時刻信号又は姿勢センサの信
号を時刻又は軌道位置の基準信号としてタイマ部９の時
刻のずれを較正し、また、タイマ部９に時刻のずれがあ
ると、正常の動作パターンと相違がでてくるため、正常
時の動作を基準として時刻のずれを較正する。上記の何
れの場合でも、タイマ部９の時刻のずれが蓄積されない
ようにすることにより誤差をおさえる。アンテナ部１の
熱変形等による誤差に対しては、熱変形等のパターンが
一定の期間内では軌道周期を周期として同様のパターン
となるため、熱変動の測定値、高精度で制御できるＲＦ
センサを用いた制御ループでの制御時とプログラム制御
時との指向方位角の差、地上での変動予測値等を用い
て、誤差の発生パターンを予測し、その予測値を打ち消
すように誤差補正信号を発生するので、誤差補正が可能
となる。
【０００８】
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例につい
て説明する。図１において、１〜１０は図４に示す従来
の装置と同一又は相当のものである。１１は地上局、１
２はコマンド処理部、１３は同期処理部、１４は時刻補
正部、１５は指向方位角基準部、１６は時刻差検出部で
ある。
て説明する。図１において、１〜１０は図４に示す従来
の装置と同一又は相当のものである。１１は地上局、１
２はコマンド処理部、１３は同期処理部、１４は時刻補
正部、１５は指向方位角基準部、１６は時刻差検出部で
ある。
【０００９】プログラム制御の場合の誤差要因の一つと
して、タイマ部９の時刻のずれに起因するものがある。
これは、タイマ部９の原振であるクロック信号の誤差に
よるものであり、タイマ部９ではこのクロックを積算
し、時刻信号を生成している。時刻信号にずれが発生す
ると、衛星の実際の位置と時刻のずれの分だけ衛星の位
置がずれた状態でのアンテナの方位角を計算することに
なり、指向方位角がずれてくる。時刻信号のずれをおさ
えるには、タイマ部９の時刻のずれが積算されて大きく
ならない内に正しい時刻の基準となる信号を用いて積分
された時刻のずれをリセットし、補正することが必要で
あり、図１に示すこの発明の一実施例は、上記の補正を
することを目的として構成されたものである。地上局１
１では正確な時刻が判るので、定期的に地上局１１より
時刻データを衛星に送信する。衛星ではコマンド処理部
１２にて上記送信信号を受ける。この時、コマンド処理
部１２とタイマ部９とでは別々のクロックで処理してい
るため、両者の時刻信号処理のタイミングを同期処理部
１３で同期化する。また、地上局１１からの送信時刻
は、地上から衛星までの電源伝播時間、コマンド処理部
１２及び同期処理部での処理時間分の遅れがあるので、
時刻補正部１４にてその分を補正する。従って、時刻補
正部１４で得られる時刻信号は、地上局１１の時刻に対
応した正しい時刻となっており、また、タイマ部９と同
期処理されているので、この信号をタイマ部９に供給す
ることにより正しい時刻で処理することが可能となり、
この時刻を使用して誤差の少ない指向方位角を計算する
ことができることが判る。なお、地上局１１からの送信
は、常時実施する必要はなく、誤差が問題となる大きさ
になる時のみに実施すれば良く、例えば、定期的に予め
決められた間隔で送信するようにすれば地上局１１の運
用も容易となる。静止衛星と低高度衛星との間での衛星
間通信を考えた場合、指向方位角は正弦波状に変化す
る。タイマ部９等に時刻のずれ等があり、指向方位角に
誤差が発生すると、その正弦波の形がくずれ、例えば、
正弦波の振幅が大きくなる。一方、衛星間通信を行う衛
星の相互の軌道はあらかじめ判っているため正常時の指
向方位角のパターンも判っている。従って、指向方位角
基準部１５で正常時の指向方位角のパターンを生成し、
その出力信号と相対角度計算部８の出力信号と時刻差検
出部１６で比較することにより、タイマ部９の時刻のず
れ等の誤差の状態が判る。従って、時刻差検出部１６の
出力信号に応じて時刻補正部１４にて時刻を補正するこ
とにより正常状態での指向方位角の計算に戻すことが可
能となる。なお、指向方位角基準部１５は、例えば、正
弦波状に変わる指向方位角の振幅値だけでも可能であ
り、誤差の許容値によって基準値として設定するパラメ
ータの数、モデルの内容が変わってき、より高精度にす
るためにはより複雑な設定とする必要がある。
して、タイマ部９の時刻のずれに起因するものがある。
これは、タイマ部９の原振であるクロック信号の誤差に
よるものであり、タイマ部９ではこのクロックを積算
し、時刻信号を生成している。時刻信号にずれが発生す
ると、衛星の実際の位置と時刻のずれの分だけ衛星の位
置がずれた状態でのアンテナの方位角を計算することに
なり、指向方位角がずれてくる。時刻信号のずれをおさ
えるには、タイマ部９の時刻のずれが積算されて大きく
ならない内に正しい時刻の基準となる信号を用いて積分
された時刻のずれをリセットし、補正することが必要で
あり、図１に示すこの発明の一実施例は、上記の補正を
することを目的として構成されたものである。地上局１
１では正確な時刻が判るので、定期的に地上局１１より
時刻データを衛星に送信する。衛星ではコマンド処理部
１２にて上記送信信号を受ける。この時、コマンド処理
部１２とタイマ部９とでは別々のクロックで処理してい
るため、両者の時刻信号処理のタイミングを同期処理部
１３で同期化する。また、地上局１１からの送信時刻
は、地上から衛星までの電源伝播時間、コマンド処理部
１２及び同期処理部での処理時間分の遅れがあるので、
時刻補正部１４にてその分を補正する。従って、時刻補
正部１４で得られる時刻信号は、地上局１１の時刻に対
応した正しい時刻となっており、また、タイマ部９と同
期処理されているので、この信号をタイマ部９に供給す
ることにより正しい時刻で処理することが可能となり、
この時刻を使用して誤差の少ない指向方位角を計算する
ことができることが判る。なお、地上局１１からの送信
は、常時実施する必要はなく、誤差が問題となる大きさ
になる時のみに実施すれば良く、例えば、定期的に予め
決められた間隔で送信するようにすれば地上局１１の運
用も容易となる。静止衛星と低高度衛星との間での衛星
間通信を考えた場合、指向方位角は正弦波状に変化す
る。タイマ部９等に時刻のずれ等があり、指向方位角に
誤差が発生すると、その正弦波の形がくずれ、例えば、
正弦波の振幅が大きくなる。一方、衛星間通信を行う衛
星の相互の軌道はあらかじめ判っているため正常時の指
向方位角のパターンも判っている。従って、指向方位角
基準部１５で正常時の指向方位角のパターンを生成し、
その出力信号と相対角度計算部８の出力信号と時刻差検
出部１６で比較することにより、タイマ部９の時刻のず
れ等の誤差の状態が判る。従って、時刻差検出部１６の
出力信号に応じて時刻補正部１４にて時刻を補正するこ
とにより正常状態での指向方位角の計算に戻すことが可
能となる。なお、指向方位角基準部１５は、例えば、正
弦波状に変わる指向方位角の振幅値だけでも可能であ
り、誤差の許容値によって基準値として設定するパラメ
ータの数、モデルの内容が変わってき、より高精度にす
るためにはより複雑な設定とする必要がある。
【００１０】実施例２．また、上記実施例ではタイマ部
９の時刻のずれを地上局１１の時刻信号又は正常時の指
向方位角のモデル計算値を基準にして補正したが、その
他の基準を利用して補正しても良い。図２はその実施例
であり、図において、１〜１０は図４に示す従来の装置
と同一又は相当のものである。１７は姿勢センサ、１８
は姿勢制御部である。
９の時刻のずれを地上局１１の時刻信号又は正常時の指
向方位角のモデル計算値を基準にして補正したが、その
他の基準を利用して補正しても良い。図２はその実施例
であり、図において、１〜１０は図４に示す従来の装置
と同一又は相当のものである。１７は姿勢センサ、１８
は姿勢制御部である。
【００１１】図２の実施例は時刻の基準として姿勢セン
サ１７を用いた例である。人工衛星の本体の姿勢は、姿
勢制御部１８により制御される。姿勢制御部１８は、人
工衛星の本体の姿勢を検出する姿勢センサ１７を基準と
して制御する。姿勢センサ１６は慣性空間での衛星と太
陽、地球等との相対的位置関係を検出するものであり、
代表的なセンサとして太陽センサがある。太陽センサの
出力は、衛星の軌道上の位置と太陽との方位角を検出す
るものであり、衛星の軌道と時刻が与えられれば、衛星
と太陽との方位角は一義的に決まるという原理を応用し
たものである。つまり、太陽センサの出力がある角度を
示した時は、衛星はその角度に応じた軌道位置及び時刻
に存在することになる。これは、スターセンサ等の他の
姿勢センサ１７を用いても同じことがいえる。従って、
姿勢センサ１７の信号から衛星の軌道位置及び時刻を知
ることができることになる。つまり、図２に示すよう
に、姿勢センサ１７の信号を利用して衛星位置計算部７
で衛星の位置を計算することができ、又、軌道周期毎に
出力される姿勢センサ１７の信号のある一定値を基準と
してタイマ部の時刻を積算するようにすれば、軌道周期
毎に新しい基準値が得られるので、積算誤差が軌道周期
毎にリセットされるため、誤差を補正できることが判
る。
サ１７を用いた例である。人工衛星の本体の姿勢は、姿
勢制御部１８により制御される。姿勢制御部１８は、人
工衛星の本体の姿勢を検出する姿勢センサ１７を基準と
して制御する。姿勢センサ１６は慣性空間での衛星と太
陽、地球等との相対的位置関係を検出するものであり、
代表的なセンサとして太陽センサがある。太陽センサの
出力は、衛星の軌道上の位置と太陽との方位角を検出す
るものであり、衛星の軌道と時刻が与えられれば、衛星
と太陽との方位角は一義的に決まるという原理を応用し
たものである。つまり、太陽センサの出力がある角度を
示した時は、衛星はその角度に応じた軌道位置及び時刻
に存在することになる。これは、スターセンサ等の他の
姿勢センサ１７を用いても同じことがいえる。従って、
姿勢センサ１７の信号から衛星の軌道位置及び時刻を知
ることができることになる。つまり、図２に示すよう
に、姿勢センサ１７の信号を利用して衛星位置計算部７
で衛星の位置を計算することができ、又、軌道周期毎に
出力される姿勢センサ１７の信号のある一定値を基準と
してタイマ部の時刻を積算するようにすれば、軌道周期
毎に新しい基準値が得られるので、積算誤差が軌道周期
毎にリセットされるため、誤差を補正できることが判
る。
【００１２】実施例３．実施例１及び２では、主として
タイマ部９の誤差を補正する方法について示したが、も
う一つの誤差要因であるアンテナ部１の熱変形による誤
差の補正について説明する。図３はその実施例であり、
図において、１〜１０は図４の示す従来の装置と、１
１，１２は図１に示すこの発明の実施例と同一又は相当
のものである。
タイマ部９の誤差を補正する方法について示したが、も
う一つの誤差要因であるアンテナ部１の熱変形による誤
差の補正について説明する。図３はその実施例であり、
図において、１〜１０は図４の示す従来の装置と、１
１，１２は図１に示すこの発明の実施例と同一又は相当
のものである。
【００１３】軌道上での熱変形の量は、主として衛星の
位置に応じて変化する太陽の入射角等で決まる。従っ
て、ある一定期間内ではアンテナ部１の熱変形による誤
差は、軌道周期を周期としてほぼ同じパターンで発生す
る。この発明の実施例では、熱変形等により発生する軌
道周期毎の誤差のパターンを関数発生部１９で誤差補正
信号として発生させ、相対角度計算部８から上記誤差補
正信号を減算することにより誤差補正するものである。
関数発生部１９で発生させるパターンは、衛星毎に異な
るが、近似的には正弦波でよい。より精度良く補正する
場合は、例えば、フーリエ級数の高次式まで発生させる
ことで実現できる。発生するパターンのパラメータは、
アンテナ部１の温度状態、指向方位角の誤差の発生状態
を地上でモニターし、地上局１１より振幅、位相等のデ
ータを供給することにより実現できる。この場合、それ
らのパラメータはコマンド処理部１２を経て、関数発生
部１９に供給する。また、アンテナ部１の温度を直接的
にアンテナ部１に取り付けた温度測定部２０により測定
し、その出力信号を温度信号処理部２１で処理して温度
変動のパターンを検知し、振幅等のパターンのパラメー
タを関数発生部１９に供給することによっても誤差補正
が可能であり、この場合、アンテナ部１の温度状態に応
じて自動的に誤差補正が可能となる。また、プログラム
制御での誤差の発生状態は、スイッチ部１０によりＲＦ
センサを使用した制御ループに切り換えた状態で、角度
検出部６の出力信号と相対角度計算部８の出力信号との
差を誤差検出部２２で計算することにより検知すること
ができる。ＲＦセンサを使用した制御ループでは、プロ
グラム制御の場合のような誤差はなく、高精度で制御で
きるため、ＲＦセンサを使用した制御ループの状態でプ
ログラム制御時に使用する相対角度計算部８の出力信号
と熱変形等の影響を受けずにＲＦセンサを使用した制御
ループで正確に制御されている状態での角度検出部６の
出力信号との差を計算すればプログラム制御時の誤差を
検出することができる。誤差検出部２２では上記誤差の
検出をすると共に、誤差のパターンを検知し振幅等の誤
差のパターンのパラメータを関数発生部１９に供給す
る。そのため、相対角度計算部８の指向方位角に誤差が
発生すれば自動的に誤差補正ができることになる。な
お、誤差検出部２２はタイマ部９の時刻のずれに起因す
る指向方位角の誤差も検出可能であり、指向方位角の誤
差を適切に変換してタイマ部９、衛星位置計算部７及び
相対角度計算部８を供給することにより、上記各部で誤
差補正を自動的に実施することも可能である。
位置に応じて変化する太陽の入射角等で決まる。従っ
て、ある一定期間内ではアンテナ部１の熱変形による誤
差は、軌道周期を周期としてほぼ同じパターンで発生す
る。この発明の実施例では、熱変形等により発生する軌
道周期毎の誤差のパターンを関数発生部１９で誤差補正
信号として発生させ、相対角度計算部８から上記誤差補
正信号を減算することにより誤差補正するものである。
関数発生部１９で発生させるパターンは、衛星毎に異な
るが、近似的には正弦波でよい。より精度良く補正する
場合は、例えば、フーリエ級数の高次式まで発生させる
ことで実現できる。発生するパターンのパラメータは、
アンテナ部１の温度状態、指向方位角の誤差の発生状態
を地上でモニターし、地上局１１より振幅、位相等のデ
ータを供給することにより実現できる。この場合、それ
らのパラメータはコマンド処理部１２を経て、関数発生
部１９に供給する。また、アンテナ部１の温度を直接的
にアンテナ部１に取り付けた温度測定部２０により測定
し、その出力信号を温度信号処理部２１で処理して温度
変動のパターンを検知し、振幅等のパターンのパラメー
タを関数発生部１９に供給することによっても誤差補正
が可能であり、この場合、アンテナ部１の温度状態に応
じて自動的に誤差補正が可能となる。また、プログラム
制御での誤差の発生状態は、スイッチ部１０によりＲＦ
センサを使用した制御ループに切り換えた状態で、角度
検出部６の出力信号と相対角度計算部８の出力信号との
差を誤差検出部２２で計算することにより検知すること
ができる。ＲＦセンサを使用した制御ループでは、プロ
グラム制御の場合のような誤差はなく、高精度で制御で
きるため、ＲＦセンサを使用した制御ループの状態でプ
ログラム制御時に使用する相対角度計算部８の出力信号
と熱変形等の影響を受けずにＲＦセンサを使用した制御
ループで正確に制御されている状態での角度検出部６の
出力信号との差を計算すればプログラム制御時の誤差を
検出することができる。誤差検出部２２では上記誤差の
検出をすると共に、誤差のパターンを検知し振幅等の誤
差のパターンのパラメータを関数発生部１９に供給す
る。そのため、相対角度計算部８の指向方位角に誤差が
発生すれば自動的に誤差補正ができることになる。な
お、誤差検出部２２はタイマ部９の時刻のずれに起因す
る指向方位角の誤差も検出可能であり、指向方位角の誤
差を適切に変換してタイマ部９、衛星位置計算部７及び
相対角度計算部８を供給することにより、上記各部で誤
差補正を自動的に実施することも可能である。
【００１４】実施例４．上記実施例では、電波を利用し
た衛星間又は衛星と地上との間の通信に関する実施例を
示したが、光通信を利用した衛星間又は衛星と地上との
間の通信等の指向方向をプログラム制御で実施するすべ
ての装置に対して適用可能である。
た衛星間又は衛星と地上との間の通信に関する実施例を
示したが、光通信を利用した衛星間又は衛星と地上との
間の通信等の指向方向をプログラム制御で実施するすべ
ての装置に対して適用可能である。
【００１５】実施例５．上記実施例では、人工衛星搭載
のアンテナ指向方向制御装置内で多くの機能を実施する
ようにしたが、例えば、図１の指向方位角モデル部１
５、図３の関数発生部１９及び温度信号処理部２１等の
一部の機能を地上局に設けること等によっても同様の効
果が期待できる。
のアンテナ指向方向制御装置内で多くの機能を実施する
ようにしたが、例えば、図１の指向方位角モデル部１
５、図３の関数発生部１９及び温度信号処理部２１等の
一部の機能を地上局に設けること等によっても同様の効
果が期待できる。
【００１６】実施例６．実施例１では図１の構成で、実
施例２では図２の構成で、実施例３では図３の構成で実
施するようにしたが、例えば、図２の構成と図３の構成
を同時に実施しても同様の効果が期待できる等、この発
明は上記の実施例で限定されるものでなく、上記の実施
例の組合せが可能なすべての人工衛星のアンテナ指向方
向制御装置に適用可能である。
施例２では図２の構成で、実施例３では図３の構成で実
施するようにしたが、例えば、図２の構成と図３の構成
を同時に実施しても同様の効果が期待できる等、この発
明は上記の実施例で限定されるものでなく、上記の実施
例の組合せが可能なすべての人工衛星のアンテナ指向方
向制御装置に適用可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、プログ
ラム制御時の誤差をアンテナ指向方向制御装置内又は地
上局の機能により測定又は基準となる信号等を用いて予
測する等の処理を行い、補正するように構成したので、
運用性が良く、高精度のアンテナ指向方向制御装置が得
られる効果がある。
ラム制御時の誤差をアンテナ指向方向制御装置内又は地
上局の機能により測定又は基準となる信号等を用いて予
測する等の処理を行い、補正するように構成したので、
運用性が良く、高精度のアンテナ指向方向制御装置が得
られる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による人工衛星のアンテナ
指向方向制御装置を示す構成図である。
指向方向制御装置を示す構成図である。
【図２】この発明の一実施例による人工衛星のアンテナ
指向方向制御装置を示す構成図である。
指向方向制御装置を示す構成図である。
【図３】この発明の一実施例による人工衛星のアンテナ
指向方向制御装置を示す構成図である。
指向方向制御装置を示す構成図である。
【図４】従来の人工衛星のアンテナ指向方向制御装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
６ 角度検出部 ７ 衛星位置計算部 ８ 相対角度計算部 ９ タイマ部 １１ 地上局 １２ コマンド処理部 １３ 同期処理部 １４ 時刻補正部 １５ 指向方位角基準部 １６ 時刻差検出部 １７ 姿勢センサ １９ 関数発生部 ２０ 温度測定部 ２１ 温度信号処理部 ２２ 誤差検出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 3/02 B64G 1/24 B64G 1/66 H01Q 1/28
Claims (6)
- 【請求項１】 人工衛星搭載アンテナのアンテナビーム
の指向方向を制御するアンテナ指向方向制御装置におい
て、上記人工衛星内部で時刻信号を生成するタイマ部
と、上記タイマ部の出力信号と軌道要素から衛星の位置
を計算する衛星位置計算部と、上記衛星位置計算部の出
力信号と上記タイマ部の出力信号とを利用して上記アン
テナと上記アンテナの指向目標との間の相対角度を計算
する相対角度計算部と、地上局から定期的に送信される
時刻信号を処理するコマンド処理部と、上記コマンド処
理部の出力信号と上記タイマ部の出力信号との同期をと
る同期処理部と、上記同期処理部の出力信号を利用して
上記地上局から上記同期処理部までの時間遅れ等を補正
する信号を生成し上記タイマ部に供給することにより当
該タイマ部の時刻ずれを補正するための時刻補正部とを
設けたことを特徴とする人工衛星のアンテナ指向方向制
御装置。 - 【請求項２】 人工衛星搭載アンテナのアンテナビーム
の指向方向を制御するアンテナ指向方向制御装置におい
て、上記人工衛星内部で時刻信号を生成するタイマ部
と、上記タイマ部の出力信号と軌道要素から衛星の位置
を計算する衛星位置計算部と、上記衛星位置計算部の信
号と上記タイマ部の出力信号を利用して上記アンテナと
上記アンテナの指向目標との間の相対角度を計算する相
対角度計算部と、上記アンテナが正常に動作したときの
上記相対角度の基準を保有する指向方位角基準部と、上
記指向方位角基準部の出力信号と上記相対角度計算部の
出力信号との相違から上記タイマ部の時刻のずれを検出
する時刻差検出部と、上記時刻差検出部の出力信号を利
用して時刻の補正信号を生成し上記タイマ部に供給する
時刻補正部とを設けたことを特徴とする人工衛星のアン
テナ指向方向制御装置。 - 【請求項３】 人工衛星搭載アンテナのアンテナビーム
の指向方向を制御するアンテナ指向方向制御装置におい
て、上記人工衛星内部で時刻信号を生成するタイマ部
と、上記タイマ部の出力信号と地上局から送られてくる
パラメータとを利用して正弦波等の関数を発生する関数
発生部と、上記タイマ部の出力信号と軌道要素から衛星
の位置を計算する衛星位置計算部と、上記衛星位置計算
部の出力信号と上記タイマ部の出力信号を利用して上記
アンテナと上記アンテナの指向目 標との間の相対角度を
計算する相対角度計算部とを設け、上記相対角度計算部
の出力信号から上記関数発生部の出力信号を減算して上
記アンテナの指向目標を設定するようにしたことを特徴
とする人工衛星のアンテナ指向方向制御装置。 - 【請求項４】 人工衛星搭載アンテナのアンテナビーム
の指向方向を制御するアンテナ指向方向制御装置におい
て、上記人工衛星内部で時刻信号を生成するタイマ部
と、上記アンテナに取り付けられた温度測定部と、上記
温度測定部の出力信号を利用して温度変動等を検知する
温度信号処理部と、上記タイマ部の出力信号と上記温度
信号処理部の出力信号とを利用して正弦波等の関数を発
生する関数発生部と、上記タイマ部の出力信号と軌道要
素とから衛星の位置を計算する衛星位置計算部と、上記
衛星位置計算部の出力信号と上記タイマ部の出力信号と
を利用して上記アンテナと上記アンテナの指向目標との
間の相対角度を計算する相対角度計算部とを設け、上記
相対角度計算部の出力信号と上記関数発生部の出力信号
を利用して上記アンテナの指向目標を設定するようにし
たことを特徴とする人工衛星のアンテナ指向方向制御装
置。 - 【請求項５】 人工衛星搭載アンテナのアンテナビーム
の指向方向を制御するアンテナ指向方向制御装置におい
て、上記人工衛星内部で時刻信号を生成するタイマ部
と、上記タイマ部の出力信号と軌道要素から衛星の位置
を計算する衛星位置計算部と、上記衛星位置計算部の出
力信号と上記タイマ部の出力信号とを利用して上記アン
テナと上記アンテナの指向目標との間の相対角度を計算
する相対角度計算部、上記アンテナの角度を検出する角
度検出器と、上記アンテナの指向目標からの電波の到来
方向を検出するＲＦセンサと、上記ＲＦセンサの出力信
号を利用して上記アンテナを制御した時の上記角度検出
器の出力信号と上記相対角度計算部の出力信号との誤差
を検出することにより上記アンテナの熱変形による誤差
を検出する誤差検出部とを設け、上記誤差検出部の出力
信号を上記タイマ部又は上記衛星位置計算部又は上記相
対角度計算部に供給するようにしたことを特徴とする人
工衛星のアンテナ指向方向制御装置。 - 【請求項６】 人工衛星搭載アンテナのアンテナビーム
の指向方向を制御するアンテナ指向方向制御装置におい
て、上記人工衛星内部で時刻信号を生成するタイマ部
と、上記タイマ部の出力信号と軌道要素から衛星の位置
を計算する衛星 位置計算部と、上記衛星位置計算部の出
力信号と上記タイマ部の出力信号とを利用して上記アン
テナと上記アンテナの指向目標との間の相対角度を計算
する相対角度計算部と、上記アンテナの角度を検出する
角度検出器と、上記アンテナの指向目標からの電波の到
来方向を検出するＲＦセンサと、上記ＲＦセンサの出力
信号を利用して上記アンテナを制御した時の上記角度検
出器の出力信号と上記相対角度計算部の出力信号との誤
差を検出することにより上記アンテナの熱変形による誤
差を検出する誤差検出部と、上記タイマ部の出力信号と
上記誤差検出部の出力信号を利用して正弦波等の関数を
発生する関数発生部とを設け、上記相対角度計算部の出
力信号と上記関数発生部の出力信号を利用して上記アン
テナの指向目標を設定するようにしたことを特徴とする
人工衛星のアンテナ指向方向制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4236975A JP3044941B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 人工衛星のアンテナ指向方向制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4236975A JP3044941B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 人工衛星のアンテナ指向方向制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0685521A JPH0685521A (ja) | 1994-03-25 |
| JP3044941B2 true JP3044941B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=17008541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4236975A Expired - Lifetime JP3044941B2 (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 人工衛星のアンテナ指向方向制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3044941B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5605539B2 (ja) * | 2009-12-15 | 2014-10-15 | 日本電気株式会社 | 移動体位置推定追尾装置、移動体位置推定追尾方法、及び移動体位置推定追尾プログラム |
| JP5875431B2 (ja) * | 2012-03-27 | 2016-03-02 | 国立大学法人 和歌山大学 | アンテナ制御システム |
| FR2991784B1 (fr) * | 2012-06-08 | 2015-04-03 | Thales Sa | Procede et dispositif de correction des effets thermo-elastiques, notamment pour telescope spatial |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP4236975A patent/JP3044941B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0685521A (ja) | 1994-03-25 |
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