JP3331890B2 - スターセンサ及びそれを用いた人工衛星用姿勢制御装置 - Google Patents

スターセンサ及びそれを用いた人工衛星用姿勢制御装置

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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、衛星に搭載さ
れ、恒星等の星の位置を検出し、衛星の姿勢を計測する
するためのスターセンサ、及び、スターセンサの測定出
力を用いて人工衛星の姿勢制御を行う姿勢制御装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】星の光を二次元撮像素子に結像させ、衛
星の姿勢を検出するスターセンサでは、温度や経年劣化
によって変化する二次元撮像素子の出力のオフセット、
すなわち暗時出力を補正することが大きな課題の1つで
あった。従来のスターセンサでは、例えば特開昭60―
226398号公報の記載のように、星の光を遮るシャ
ッターを設け、シャッターを閉じた状態で画像を入力す
ることで、スターセンサの暗時出力を得て、シャッター
を開いた状態で得られた星像を含む画像から、暗時出力
を減算することで、正確な輝度の星像を得ていた。
【0003】また、従来のスターセンサは太陽センサな
どの他のセンサと併用することが前提となっており、星
の位置から衛星の正確な姿勢を算出する機能のみ有して
いた。また、スターセンサは1個の画像入力部から入力
される画像情報のみを用いて衛星の姿勢を算出するよう
に構成されていた。また、従来のスターセンサでは1個
のスターセンサごとに専用プロセッサからなる衛星姿勢
算出部を設けていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のスターセンサ
は、以上のように構成されているので、二次元撮像素子
の暗時出力を補正するためにはシャッターを開閉する必
要があり、機構部を繰り返し動作させるために、センサ
の信頼性が低下するという問題があった。また、衛星に
はスターセンサ以外に太陽センサなどを搭載する必要が
あるためコストが高くなるという問題があった。さら
に、スターセンサの視野に太陽などが入射しないように
運用が制約されるという問題があった。
【0005】また、従来のスターセンサでは1個のスタ
ーセンサごとに専用プロセッサからなる衛星姿勢算出部
を設けていたので、冗長のために複数のスターセンサを
搭載する人工衛星では、複数の衛星姿勢算出部を構成す
る複数の専用プロセッサを装備することになり、人工衛
星の大型化、大重量化、高コスト化、大電力消費化を招
く等の問題点があった。さらに、衛星姿勢算出部と衛星
姿勢制御用プロセッサ間のデータ伝送が必要となるた
め、伝送情報量の制限、伝送速度の制限等の問題点があ
った。
【0006】さらに、画像入力部と後段の処理部を用い
て衛星の姿勢を算出して衛星の姿勢制御用アクチュエー
タ駆動信号を生成するのに、これらの画像入力部と処理
部を複数組用意し冗長構成とすることで信頼性の向上を
図っていた。しかし、複数スターセンサの取得する星像
画像は相異なるため、たとえすべての系が正常であった
としても各処理系の出力は厳密に一致することは期待で
きないので、故障した系があった場合、この系の出力を
排除し、正常な系の出力を選択することは困難であるな
どの問題点があった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、信頼性の高い方法で二次元撮像
素子の暗時出力を補正できるとともに、太陽センサなど
他のセンサを用いなくてもスターセンサ単体で太陽の方
向を検出し衛星の姿勢を算出できるスターセンサを提供
することを目的としており、さらに、画像入力部を複数
個備えることで運用上の制約を小さくすることを目的と
する。
【0008】また、スターセンサを搭載する人工衛星に
おいて、スターセンサ装置、及び、人工衛星全体の小型
化、軽量化、低コスト化、低電力消費化をさせることを
目的としている。
【0009】また、耐故障性の向上のため、複数のスタ
ーセンサを用いて人工衛星の姿勢を算出して人工衛星の
姿勢制御用アクチュエータ駆動信号を生成し、冗長構成
とした上で、正常に動作する系の出力を確実に選択でき
る人工衛星姿勢制御装置を提供することを目的としてい
る。
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【課題を解決するための手段】 本発明の第の発明に係
るスターセンサは、星の光を集光する光学系とこの光学
系に集光された星像を電気信号に変換し輝度データとし
て順次出力する二次元撮像素子を有する画像入力部を複
数個備え、それらのうち少なくとも1個は衛星に対して
正確な取り付け姿勢の調整が行われて衛星に取り付けら
れた画像入力部Aで、他はスターセンサの計測精度に比
べて低い精度で衛星に取り付けられた画像入力部Bであ
り、同時刻に上記画像入力部Aおよび画像入力部Bで撮
像された画像を入力して衛星の姿勢を算出する処理装置
を備え、上記画像入力部Aと画像入力部Bのそれぞれの
出力を用いて得られた衛星の姿勢の差を求め、上記画像
入力部Bの出力を用いて得られた衛星の姿勢の出力に上
記差を加算することで、上記画像入力部Bの取り付け姿
勢の誤差を修正した衛星の姿勢を得られるようにしたも
のである。
【0015】本発明の第の発明に係るスターセンサ
は、星の光を集光する光学系とこの光学系に集光された
星像を電気信号に変換する二次元撮像素子をそれぞれ有
する複数の画像入力部と、これら各画像入力部が出力す
る画像をそれぞれ記憶する複数のメモリと、これら各メ
モリに記憶された画像データを処理して上記画像入力部
が搭載された衛星の姿勢を算出し姿勢制御用プロセッサ
に送る1つのスターセンサ用プロセッサを有する衛星姿
勢算出部とを備え、上記複数の画像入力部の衛星姿勢算
出処理を上記1つのスターセンサ用プロセッサで行うも
のである。
【0016】本発明の第の発明に係るスターセンサ
は、星の光を集光する光学系とこの光学系に集光された
星像を電気信号に変換する二次元撮像素子をそれぞれ有
する複数の画像入力部と、これら各画像入力部の画像を
それぞれ記憶する複数のメモリと、これら各メモリに記
憶された画像データを処理して上記画像入力部が搭載さ
れた衛星の姿勢を算出する1つの姿勢制御用プロセッサ
からなる衛星姿勢算出部を備え、上記複数の画像入力部
の衛星姿勢算出処理を上記1つの衛星姿勢制御用プロセ
ッサで行うものである。
【0017】本発明の第の発明に係るスターセンサ
は、星の光を集光する光学系とこの光学系に集光された
星像を電気信号に変換し輝度データとして順次出力する
二次元撮像素子をそれぞれ有する複数の画像入力部と、
これら各画像入力部と接続されそれぞれの輝度データか
ら星の画素座標をそれぞれ算出する複数の星像処理部
と、これら星像処理部の処理結果から上記画像入力部が
搭載される衛星の姿勢を算出する複数の姿勢決定部と、
上記各星像処理部の出力を複数の上記姿勢決定部のすべ
てまたは複数個に入力し、これら複数の姿勢決定部で同
一の処理を行って得られた各出力を比較して上記姿勢決
定部の正常な系の出力を選択する正常系判定部とを備え
たものである。
【0018】本発明の第の発明に係る人工衛星用姿勢
制御装置は、星の光を集光する光学系とこの光学系に集
光された星像を電気信号に変換し輝度データとして順次
出力する二次元撮像素子をそれぞれ有する複数の画像入
力部と、これら各画像入力部と接続されそれぞれの輝度
データから星の画素座標をそれぞれ算出する複数の星像
処理部と、これら星像処理部の処理結果から上記画像入
力部が搭載される人工衛星の姿勢を算出する複数の姿勢
決定部と、これら各姿勢決定部と1対1に対応して接続
されその姿勢情報から姿勢制御用アクチュエータへの駆
動指令信号をそれぞれ生成する複数の制御演算部と、上
記各星像処理部の出力を複数の上記姿勢決定部のすべて
または複数個に入力し、これら複数の姿勢決定部と上記
各制御演算部でそれぞれ同一の処理を行って得られた上
記各制御演算部の出力を比較して上記姿勢決定部と上記
制御演算部の正常な系の出力を選択する正常系判定部と
を備えたものである。
【0019】本発明の第の発明に係る人工衛星用姿勢
制御装置は、星の光を集光する光学系とこの光学系に集
光された星像を電気信号に変換し輝度データとして順次
出力する二次元撮像素子をそれぞれ有する複数の画像入
力部と、これら各画像入力部と接続されそれぞれの輝度
データから星の画素座標をそれぞれ算出する複数の星像
処理部と、これら各星像処理部と1対1に対応して接続
されその処理結果から上記画像入力部が搭載される人工
衛星の姿勢を算出する複数の姿勢決定部と、これら姿勢
決定部の姿勢情報から姿勢制御用アクチュエータへの駆
動指令信号をそれぞれ生成する複数の制御演算部と、上
記各姿勢決定部の出力を複数の上記制御演算部のすべて
または複数個に入力し、これら複数の各制御演算部でそ
れぞれ同一の処理を行って得られた出力を比較して上記
制御演算部の正常な系の出力を選択する正常系判定部と
を備えたものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1は本発明の実施の形態1の要部の構
成を示すブロック図である。図において、101は画像
入力部全体を表している。102は星や太陽の光を集光
する光学系、105は光学系102によって集光結像さ
れた光を電気信号に変換する例えばCCD等の二次元撮
像素子、106は二次元撮像素子105を動作させるた
めの二次元撮像素子制御回路である。103と104は
それぞれNDフィルタと視野拡大用レンズで、フィルタ
位置決め機構107によって、光学系102から二次元
撮像素子105に至る光路上に配置されたり、光路上か
ら取り除かれたりする。
【0021】次に、動作について説明する。星の光のみ
が画像入力部101に入射する通常の動作時には、ND
フィルタ103と視野拡大用レンズ104は、光学系1
02から二次元撮像素子105に至る光路を遮らない位
置に配置されているが、太陽光の入射が検知されると、
NDフィルタ103と視野拡大用レンズ104は光学系
102から二次元撮像素子105に至る光路上に移動さ
れ、二次元撮像素子105上に結像する光はすべてこれ
らを通過させる。これによって、星の光に比べて非常に
強い太陽光が入射した場合でも適切な露光状態が確保さ
れ太陽の方向を検知し、結果として衛星の姿勢を検出で
きる。さらに、星の像を得るためには入射する光量の減
衰を抑えるために、光学系の外側に取り付けられるフー
ドによるけられが発生しないように設計するが、太陽光
のように星に比べて非常に強力な光が入射する場合には
多少のけられが発生しても十分な光量の確保は可能であ
る。そこで、NDフィルタ103とともに挿入する視野
拡大用レンズ104の焦点距離を適切に選択すること
で、多少のけられが発生する方向から太陽光が入射した
場合でも二次元撮像素子105上に太陽の像を結像でき
るようにし、星の像から衛星の姿勢を計測する場合に比
べて計測できる視野を拡大する。
【0022】このように、本実施の形態によれば、太陽
光が入射した時にはNDフィルタ103を光学系102
と二次元撮像素子105の間に挿入して太陽光を適切に
減衰させることにより、太陽の像が適切な露光状態で二
次元撮像素子105上に生成され、衛星に対する太陽の
方向が検出可能となり、結果として衛星の姿勢を計測で
きる。また、NDフィルタ103に加えてレンズ104
をあわせて挿入し光路を曲げることにより、太陽の方向
を計測する場合の視野角を拡大できる。
【0023】実施の形態2.スターセンサで星像を入力
する場合、星像が占める面積は非常に小さく、大部分は
真っ暗な背景である。しかも通常低軌道の衛星では慣性
空間に対する姿勢は時々刻々変化し、結果として星像は
二次元撮像素子105上を時々刻々移動する。実施の形
態2は、これらの特性を活用したもので、二次元撮像素
子105で得られる各画素毎に、画像の入力周期に比べ
て十分に長い時定数をもったローパスフィルタを通す
と、星のない背景の輝度を得ることができる。すなわ
ち、二次元撮像素子105の温度変化や経年劣化によっ
て変化した二次元撮像素子105の暗時出力を得ること
ができ、これを二次元撮像素子105から入力される輝
度データから減算することによって、各画素の正確な輝
度を計測することができる。
【0024】以下、実施の形態2を図をもとに具体的に
説明する。図2は本発明の実施の形態2によるスターセ
ンサの構成を示すブロック図、図3は実施の形態2に係
わり暗時出力を更新していくアルゴリズムを説明するフ
ローチャートである。図2において、101は画像入力
部、110は画像入力部が出力するアナログの輝度信号
をデジタルの輝度信号に変換するA/D変換部、111
はデジタル化された画像信号からオフセット成分である
暗時出力を減算する減算部、112は減算することで暗
時出力が取り除かれた輝度信号を記憶しておくための画
像メモリ、113は画像メモリに貯えられた輝度信号を
処理して衛星の姿勢を算出する衛星姿勢算出部、114
は減算部111から出力される暗時出力が取り除かれた
輝度信号をもとに暗時出力を更新していく暗時出力更新
部、115は暗時出力を記憶しておくための暗時出力記
憶部で画像メモリ112と同じ大きさのメモリである。
【0025】次に動作について図3に沿って説明する。
画像入力部101から1画素の輝度データが得られるご
とに以下の処理を行う。まず1画素の輝度信号が画像入
力部101から出力されると、これをA/D変換部11
0でディジタルの輝度信号に変換する(ST1)。つい
で暗時出力記憶部115に記憶しておいた対応する画素
の暗時出力を減算し輝度信号を補正し(ST2)、この
輝度信号を画像メモリ112に記憶する(ST3)。次
いで、以下の処理を暗時出力更新部114と暗時出力記
憶部115で行う。前回暗時出力が更新された時からの
経過時間をチェックし(ST4)、ある一定の時間に満
たない場合(ST4においてNo)には、その画素に関
する処理を終了し、次の画素の処理に取り掛かる。すで
に一定の時間を経過していた場合(ST4においてYe
s)には、補正された輝度信号の正負の判定を行い(S
T5)、その結果にしたがってそれぞれ以下の処理を行
う。ただし、設定時間は計測周期に比べて十分大きいと
する。補正された輝度信号が正の場合(ST5において
Yes)には暗時出力記憶部115に記憶されている暗
時出力を読み出し、1を加算した後再度記憶する(ST
6)。補正された輝度信号が負の場合(ST5において
No)にはこれとは逆に、暗時出力から1を減算した後
記憶する(ST7)。補正された輝度信号が0の場合に
は暗時出力の更新は行わない。ある一定の時間間隔毎に
暗時出力を1ずつ変化させることで、時定数の長いロー
パスフィルタ処理を実現する。ある瞬間にはいずれかの
画素は星の光のために輝度が大きくなっている場合もあ
るが、同じ画素が連続して星の像を結ぶ確率は非常に小
さいため、結果として背景の暗時出力を得られる。な
お、ここでは、ディジタル処理を用いた擬似的なローパ
スフィルタの実現方法を説明したが、アナログ処理や、
ディジタル処理による完全なローパスフィルタで実現し
ても良い。さらに、暗時出力の更新処理を行う場合で
も、星の像が確認された画素については更新処理を行わ
ないようにする方法を追加することも可能である。
【0026】このように、本実施の形態によれば、二次
元撮像素子の暗時出力を記憶しておくためのメモリ11
5を備え、このメモリ115には画像入力周期に比べて
十分に時定数の長いローパスフィルターを通して二次元
撮像素子が出力する輝度信号を記憶することにより、星
のない真っ暗な背景部の輝度データ、すなわち二次元撮
像素子の暗時出力を抽出し、この暗時出力を二次元撮像
素子の出力から減算することで、正確な星像の輝度を得
られるようにしたので、衛星の姿勢検出精度が向上す
る。
【0027】実施の形態3.図4は本発明の実施の形態
3によるスターセンサの構成を示すブロック図である。
画像入力部101の数に関する制限は特に無いが、図4
では3個の画像入力部101を備えた場合を示してい
る。122は3個の画像入力部101から出力される輝
度信号のうち、いくつかを選択して出力するマルチプレ
クサ、121は衛星姿勢算出部から出力される衛星の姿
勢から、各画像入力部101で入力される画像を推定
し、どの画像入力部101から入力される画像を選択す
るかをマルチプレクサ122に指示する入力画像選択部
である。
【0028】次に動作について説明する。第1回目の計
測では、マルチプレクサ122は初期設定されており、
3個の画像入力部101から出力される輝度信号のうち
1個の出力を選択し出力する。次いでA/D変換部11
0では輝度信号をディジタルに変換し、画像メモリ11
2に記憶する。衛星姿勢算出部113では、輝度信号を
処理して衛星の姿勢を算出する。2回目以降の計測で
は、入力画像予測部121において、衛星姿勢算出部1
13から出力された1回前の衛星の姿勢とあらかじめ記
憶しておいた星の分布のデータなどから、各画像入力部
101で検出される星像を予測する。通常、多くの明る
い星が見える程姿勢の計測精度は向上するため、入力画
像選択部121において3個の画像入力部のうち太陽な
どの干渉がなく、しかもできるだけ多くの星が検出され
る画像入力部はどれかを判定し、マルチプレクサ122
に対して指示を与える。マルチプレクサ122ではこの
指示に基づいて3個の入力から1個を選択する。マルチ
プレクサで輝度信号を選択した後、衛星の姿勢を算出す
る処理は第1回目の計測と同様に行う。なお、ここでは
3個の画像入力部101を有し、マルチプレクサ122
で1個の出力を選択する場合について説明したが、衛星
姿勢算出部113の処理能力や要求される計測精度に応
じて、例えば10個の画像入力部101を備え、マルチ
プレクサ122で2個の出力を選択する等、画像入力部
101の個数とマルチプレクサ113の出力数は任意に
設定することが可能である。
【0029】このように、本実施の形態によれば、星像
を入力する光学系と二次元撮像素子を備えた画像入力部
101を複数備えており、1回前に得られた衛星の姿勢
データから、各画像入力部101で入力される画像を予
測し、高精度な計測結果が期待される画像入力部101
を選択し、この画像入力部101の出力を用いて衛星の
姿勢を算出するようにしたので、計測精度を向上させる
とともに、例えば太陽光などがいくつかの画像入力部1
01の視野に入るような場合でも、太陽光の入射を予測
し、太陽光が入射する画像入力部101を使用しないこ
とで安定して計測できる。
【0030】実施の形態4.図5は本発明の実施の形態
4によるスターセンサの構成を示すブロック図である。
図5において、101Aは2台搭載されている画像入力
部のうち、衛星に対して正確に取り付け姿勢を調整され
た画像入力部、101Bは2台搭載されている画像入力
部のうち、特に正確な取り付け姿勢の調整を行っておら
ず、結果として取り付け姿勢の誤差を含んだ状態で取り
付けられている画像入力部である。通常、機械的に固定
するだけで正確な取り付け姿勢の調整を行わなければ、
0.5〜1度程度の取り付け誤差が生じる。131は2
個の衛星姿勢算出部113から出力される衛星の姿勢デ
ータから、取り付け誤差を含んだ画像入力部101Bの
取り付け誤差を算出するアライメント誤差算出部、13
2はアライメント誤差算出部の出力データをもとに、衛
星姿勢算出部113が出力する衛星の姿勢データを補正
するアライメント誤差補正部である。
【0031】次に動作について説明する。本実施の形態
によるスターセンサでは、軌道上に打ち上げられた後、
画像入力部101Aと101Bの両方を用いて同時刻に
画像を入力してに衛星の姿勢を算出する。得られた2通
りの衛星の姿勢には差があるが、それは画像入力部10
1Bの取り付け誤差である。したがって、以下の計測で
は、画像入力部101Bを用いて得られた衛星の姿勢の
計測結果に、アライメント誤差補正部132において求
まった取り付け姿勢の誤差を加算することで、画像入力
部101Bを用いても、取り付け誤差のない衛星の姿勢
を算出することができる。
【0032】このように、本実施の形態によれば、複数
の画像入力部101のうち、少なくとも1つの画像入力
部101Aは衛星の搭載機器に対して正確に取り付け姿
勢を調整して取り付けられているが、その他の画像入力
部101Bは特に正確な取り付け姿勢の調整を行わずに
取り付けられている。その結果取り付け精度が悪くなっ
た画像入力部については、衛星打ち上げ後実際に画像を
入力し衛星の姿勢を計測した結果を用いて取り付け姿勢
の補正を行うことにより、衛星の組み立てコストを低減
できる。また、打ち上げ時の振動などによる取り付け姿
勢の狂いも補正されるため、固定方法に関する要求を緩
和できる。
【0033】実施の形態5.図6は本発明の実施の形態
5によるスターセンサの構成を示すブロック図である。
図6において、201(201a,b)は恒星、月、地
球等の測定対象の天体、202(202a,b)は測定
対象の天体201からの光を集光する等の機能持つ光学
系、203(203a,b)は光学系202で集められ
た画像を取得するためのCCD等の二次元撮像素子、2
04(204a,b)は二次元撮像素子203のアナロ
グの輝度信号をデジタルの輝度信号に変換するA/D変
換器、205(205a,b)は二次元撮像素子203
とA/D変換器204間のデータ授受の同期を取るため
の同期回路、206(206a,b)はA/D変換器2
04のデジタル輝度信号を格納するための画像メモリ、
207(207a,b)は画像メモリ206への格納番
地を発生させるアドレス発生回路、208は画像メモリ
206のデータを読み出して測定対象の天体201の位
置を算出、またはさらにこの情報から衛星の姿勢を算出
するスターセンサ専用プロセッサ、209はスターセン
サ専用プロセッサのデータを受け取る姿勢制御用プロセ
ッサである。ここで、光学系202、二次元撮像素子2
03、A/D変換器204、同期回路205、画像メモ
リ206、及びアドレス発生回路207は複数組ある
が、この図6では例として2組の場合を示している。
【0034】次に動作について説明する。光学系202
で集められた測定対象の天体201の像は二次元撮像素
子203で取得される。この二次元撮像素子203はそ
の取得画像をアナログ輝度信号として出力する。このア
ナログ輝度信号はA/D変換器204でデジタル輝度信
号に変換され、画像メモリ206へ格納される。このよ
うに、複数の二次元撮像素子203の取得データはそれ
ぞれのメモリ206に格納される。スターセンサ専用プ
ロセッサ208はこれら複数のメモリ206に格納され
たデータを読み出して、測定対象の天体201の位置を
算出、またはさらにこの情報から衛星の姿勢を算出し、
衛星の姿勢制御に必要なデータとして姿勢制御用プロセ
ッサ209に送る。
【0035】このように、本実施の形態によれば、複数
の二次元撮像素子203で取得した画像信号を1つの専
用プロセッサ208から読み出し可能なメモリ206に
格納し、これらの画像データを上記プロセッサ208で
処理させることにより、スターセンサ装置、及び人工衛
星全体を小型化、軽量化、低コスト化、低電力消費化で
きる。
【0036】実施の形態6.図7は本発明の実施の形態
6によるスターセンサの構成を示すブロック図である。
図7において、201(201a,b)は恒星、月、地
球等の測定対象の天体、202(202a,b)は測定
対象の天体201からの光を集光する等の機能を持つ光
学系、203(203a,b)は光学系202で集めら
れた画像を取得するためのCCD等の二次元撮像素子、
204(204a,b)は二次元撮像素子203のアナ
ログの輝度信号をデジタルの輝度信号に変換するA/D
変換器、205(205a,b)は二次元撮像素子20
3とA/D変換器204間のデータ授受の同期を取るた
めの同期回路、206(206a,b)はA/D変換器
204のデジタル輝度信号を格納するための画像メモ
リ、207(207a,b)は画像メモリ206への格
納番地を発生させるアドレス発生回路である。209は
衛星の姿勢制御用プロセッサであり、画像メモリ206
のデータを読み出して測定対象の天体201の位置を算
出、またはさらにこの情報から衛星の姿勢を算出する衛
星姿勢算出部となっている。ここで、光学系202、二
次元撮像素子203、A/D変換器204、同期回路2
05、画像メモリ206、及びアドレス発生回路207
は複数組あるが、この図7では例として2組の場合を示
している。
【0037】次に動作について説明する。光学系202
で集められた測定対象の天体201の像は二次元撮像素
子203で取得される。この二次元撮像素子203はそ
の取得画像をアナログ輝度信号として出力する。このア
ナログ輝度信号はA/D変換器204でデジタル輝度信
号に変換され、画像メモリ206へ格納される。このよ
うに、複数の二次元撮像素子203の取得データはそれ
ぞれのメモリ206に格納される。姿勢制御用プロセッ
サ209はこれら複数のメモリ206に格納されたデー
タを読み出して、測定対象の天体201の位置を算出、
またはさらにこの情報から衛星の姿勢を算出し、衛星の
姿勢制御に必要なデータとして使う。
【0038】このように、本実施の形態によれば、複数
の二次元撮像素子203で取得した画像信号を衛星姿勢
制御用プロセッサ209から読み出し可能なメモリ20
6に格納し、これらの画像データを上記姿勢制御用プロ
セッサ206で処理させるようにしたので、スターセン
サ装置、及び、人工衛星全体を小型化、軽量化、低コス
ト化、低電力消費化する効果がある。さらに、制御用ア
クチュエータの駆動状況や人工衛星の軌道情報等の姿勢
制御用プロセッサ209が入手可能な情報を、スターセ
ンサを用いた衛星姿勢算出処理に効率よく利用すること
ができるので、衛星姿勢算出の精度を向上させる効果が
ある。
【0039】実施の形態7.図8は本発明の実施の形態
7によるスターセンサの構成を示すブロック図である。
図8において、210(210a〜c)は上記各実施の
形態の何れかに記載のスターセンサの一部であり、星の
光を入力し、ディジタル信号に変換して出力するスター
センサヘッド部である。図6,7を例にすればスターセ
ンサヘッド部210は光学系202、二次元撮像素子2
03、A/D変換器204、同期回路205、及びアド
レス発生回路207からなる。211(211a〜c)
は各スターセンサヘッド部210と1対1に対応して接
続されスターセンサヘッド部210の出力を格納し、画
像処理する星像処理部、212(212a〜c)は星像
処理部211の処理結果から衛星の姿勢を算出する姿勢
決定部、213(213a〜c)は複数の姿勢決定部2
12の処理結果の中から故障等によって生ずる誤りのデ
ータを排除し、正常な処理結果を選択する正常系選択部
である。ここで、破線で囲ったように星像処理部211
と姿勢決定部212は1つのプロセッサでの処理を表し
ている。
【0040】次に動作について説明する。本実施の形態
によるスターセンサは、スターセンサヘッド部210と
星像処理部211と姿勢決定部212から構成されるユ
ニットを3組(ユニットA,B,C)持っている。スタ
ーセンサヘッド部210の出力は、同じユニット内の星
像処理部211ヘ入力され、測定対象の天体の画素座標
を算出する。この星像処理部211の処理結果は自他の
ユニット内の姿勢決定部212のすべて、または、複数
個に入力して、取得データの共有をさせている。これら
のデータを共有する後段の姿勢決定部212では、同一
の処理を実行して衛星の姿勢を算出する。これらの姿勢
決定部212の出力は正常系選択部213に入力され
る。すべてのユニットの姿勢決定部212が正常処理し
ていれば、これらの出力はすべて一致する。たとえば、
ユニットAの姿勢決定部212aのみが故障し、ユニッ
トBの姿勢決定部212bとユニットCの姿勢決定部2
12cが正常であれば、ユニットBの姿勢決定部212
bとユニットCの姿勢決定部212cの出力のみが互い
に一致する。したがって、正常系選択部213では入力
される姿勢決定部212の3つの処理結果を多数決処理
することで正常処理している姿勢決定部212の処理結
果を得ることができ、これを正常系選択部213の出力
とする。また、同時に2つのユニットが独立な故障をし
た場合は、3つのユニットの姿勢決定部212は3つの
異なる出力を出す。正常系選択部213は多数決処理で
正常な出力を得ることはできないが、故障が生じたこと
は判別でき、この判別結果を示す出力を出すことができ
る。さらに、この例では故障時を示したが、一時的なビ
ット反転などの一時的な不具合にも同様の効果を得るこ
とができる。
【0041】このように、本実施の形態によれば、スタ
ーセンサヘッド部210とこのスターセンサヘッド部2
10の画像データから星の画素座標を算出する星像処理
部211とこの処理結果から人工衛星の姿勢を算出する
姿勢決定部212から構成されるユニットを複数組持
ち、しかも、複数個の星像処理部211の出力を、自他
のユニット内の姿勢決定部212のすべて、または、複
数個に入力して、取得データの共有をさせる。このよう
にして、これらのデータを共有する後段の姿勢決定部2
12では、同一の処理を行うことができるので、これら
の姿勢決定部212の出力を比較可能となり、その処理
が正常な姿勢決定部212を判定できるように構成した
ので、耐故障性を向上させる効果がある。なお、上記説
明では、スターセンサヘッド部210と星像処理部21
1が1対1に対応する場合を示したが、スターセンサヘ
ッド部210と星像処理部211の間に実施の形態3で
説明したようなマルチプレクサ122を備え、例えば1
0個のスターセンサヘッド部210の出力のうち3個の
出力を3個の星像処理部211に入力するような構成と
することもできる。これは以下の実施の形態8,9にお
いても同様である。
【0042】実施の形態8.図9は本発明の実施の形態
8による人工衛星用姿勢制御装置の構成を示すブロック
図である。図9において、210(210a〜c)は上
記各実施の形態の何れかに記載のスターセンサの一部で
あり、星の光を入力し、ディジタル信号に変換して出力
するスターセンサヘッド部である。図6,7を例にすれ
ばスターセンサヘッド部210は光学系202、二次元
撮像素子203、A/D変換器204、同期回路20
5、及びアドレス発生回路207からなる。211(2
11a〜c)は各スターセンサヘッド部210と1対1
に対応して接続されスターセンサヘッド部210の出力
を格納し、画像処理する星像処理部、212(212a
〜c)は星像処理部211の処理結果から衛星の姿勢を
算出する姿勢決定部、214(214a〜c)は各姿勢
決定部212と1対1に対応して接続されその処理結果
から姿勢制御用アクチュエータ215への駆動指令信号
を生成する制御演算部、213(213a〜c)は複数
の制御演算部214の処理結果の中から故障等によって
生ずる誤りのデータを排除し、正常な処理結果を選択す
る正常系選択部である。215は正常系選択部213か
ら駆動指令を受ける制御用アクチュエータである。ここ
で、破線で囲ったように星像処理部211と姿勢決定部
212と制御演算部214は1つのプロセッサでの処理
を表している。
【0043】次に動作について説明する。本実施の形態
による人工衛星用姿勢制御装置は、スターセンサヘッド
部210と星像処理部211と姿勢決定部212と制御
演算部214から構成されるユニットを3組(ユニット
A,B,C)持っている。スターセンサヘッド部210
の出力は、星像処理部211ヘ入力され、測定対象の天
体の画素座標を算出する。この星像処理部211の処理
結果は自他のユニット内の姿勢決定部212のすべて、
または、複数個に入力して、取得データの共有をさせて
いる。これらのデータを共有する後段の姿勢決定部21
2では、同一の処理を実行して衛星の姿勢を算出する。
これらの姿勢決定部212の出力は制御演算部214に
入力されて姿勢制御用アクチュエータへの駆動指令信号
を生成する。これらの制御演算部214の出力は正常系
選択部213に入力される。すべてのユニットの姿勢決
定部212と制御演算部214が正常処理していれば、
これらの出力はすべて一致する。たとえば、ユニットA
の姿勢決定部212aまたは制御演算部214aのみが故
障し、ユニットBの姿勢決定部212bと制御演算部2
14bとユニットCの姿勢決定部212cと制御演算部
214cが正常であれば、ユニットBの制御演算部21
4bとユニットCの制御演算部214cの出力のみが互
いに一致する。したがって、正常系選択部213では入
力される制御演算部214の3つの処理結果を多数決処
理することで正常処理している制御演算部214の処理
結果を得ることができ、これを正常系選択部213の出
力として、制御用アクチュエータ215に指令する。同
時に2つのユニットが独立な故障をした場合は、3つの
ユニットの制御演算部214は3つの異なる出力を出
す。正常系選択部213は多数決処理で正常な出力を得
ることはできないが、故障が生じたことは判別でき、こ
の判別結果を示す出力を出すことができる。さらに、こ
の例では故障時を示したが、一時的なビット反転などの
一時的な不具合にも同様の効果を得ることができる。
【0044】このように、本実施の形態によれば、スタ
ーセンサヘッド部210とこのスターセンサヘッド部2
10の画像データから星の画素座標を算出する星像処理
部211とこの処理結果から人工衛星の姿勢を算出する
姿勢決定部212とこの姿勢情報から姿勢制御用アクチ
ュエータへの駆動指令信号を生成する制御演算部214
から構成されるユニットを複数組持ち、しかも、これら
複数個の星像処理部214の出力を、自他のユニット内
の姿勢決定部212のすべて、または、複数個に入力し
て、取得データの共有をさせる。このようにして、これ
らのデータを共有する後段の姿勢決定部212と制御演
算部214では、同一の処理を行うことができるので、
これらの制御演算部214の出力を比較可能となり、姿
勢決定部212とその処理が正常な制御演算部214を
判定できるように構成したので、耐故障性を向上させる
効果がある。
【0045】実施の形態9.図10は本発明の実施の形
態9による人工衛星用姿勢制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。図10において、210(210a〜c)
は上記各実施の形態の何れかに記載のスターセンサの一
部であり、星の光を入力し、ディジタル信号に変換して
出力するスターセンサヘッド部である。図6,7を例に
すればスターセンサヘッド部210は光学系202、二
次元撮像素子203、A/D変換器204、同期回路2
05、及びアドレス発生回路207からなる。211
(211a〜c)は各スターセンサヘッド部210と1
対1に対応して接続されスターセンサヘッド部210の
出力を格納し、画像処理する星像処理部、212(21
2a〜c)は各星像処理部211と1対1に対応して接
続されその処理結果から衛星の姿勢を算出する姿勢決定
部、214(214a〜c)は姿勢決定部212の処理
結果から姿勢制御用アクチュエータ215への駆動指令
信号を生成する制御演算部、213(213a〜c)は
複数の制御演算部214の処理結果の中から故障等によ
って生ずる誤りのデータを排除し、正常な処理結果を選
択する正常系選択部である。215は正常系選択部21
3から駆動指令を受ける制御用アクチュエータである。
ここで、破線で囲ったように星像処理部211と姿勢決
定部212と制御演算部214は1つのプロセッサでの
処理を表している。
【0046】次に動作について説明する。本実施の形態
による人工衛星用姿勢制御装置は、スターセンサヘッド
部210と星像処理部211と姿勢決定部212と制御
演算部214から構成されるユニットを3組持ってい
る。スターセンサヘッド部210の出力は、星像処理部
211ヘ入力され、測定対象の天体の画素座標を算出す
る。この星像処理部211の処理結果は姿勢決定部21
2に入力され、衛星の姿勢を算出する。この姿勢決定部
212の処理結果はデータは自他のユニット内の制御演
算部214のすべて、または、複数個に入力して、取得
データの共有をさせている。これらのデータを共有する
後段の制御演算部214では、同一の処理を実行して姿
勢制御用アクチュエータへの駆動指令信号を生成する。
これらの制御演算部214の出力は正常系選択部213
に入力される。すべてのユニットの制御演算部214が
正常処理していれば、これらの出力はすべて一致する。
例えば、ユニットAの制御演算部214aのみが故障
し、ユニットBの制御演算部214bとユニットCの制
御演算部214cが正常であれば、ユニットBの制御演
算部214bとユニットCの制御演算部214cの出力
のみが互いに一致する。したがって、正常系選択部21
3では入力される制御演算部214の3つの処理結果を
多数決処理することで正常処理している制御演算部21
4の処理結果を得ることができ、これを正常系選択部2
13の出力として、制御用アクチュエータ215に指令
する。同時に2つのユニットが独立な故障をした場合
は、3つのユニットの制御演算部214は3つの異なる
出力を出す。正常系選択部213は多数決処理で正常な
出力を得ることはできないが、故障が生じたことは判別
でき、この判別結果を示す出力を出すことができる。さ
らに、この例では故障時を示したが、一時的なビット反
転などの一時的な不具合にも同様の効果を得ることがで
きる。
【0047】このように、本実施の形態によれば、スタ
ーセンサヘッド部210とこのスターセンサヘッド部2
10の画像データから星の画素座標を算出する星像処理
部211とこの処理結果から人工衛星の姿勢を算出する
姿勢決定部212とこの姿勢情報から姿勢制御用アクチ
ュエータへの駆動指令信号を生成する制御演算部214
から構成されるユニットを複数組持ち、しかも、これら
複数個の姿勢決定部212の出力を、自他のユニット内
の制御演算部214のすべて、または、複数個に入力し
て、取得データの共有をさせる。このようにして、これ
らのデータを共有する後段の制御演算部214では、同
一の処理を行うことができるので、これらの制御演算部
214の出力を比較可能となり、その処理が正常な制御
演算部214を判定できるように構成したので、耐故障
性を向上させる効果がある。
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【発明の効果】の発明によれば、星の光を集光する
光学系とこの光学系に集光された星像を電気信号に変換
し輝度データとして順次出力する二次元撮像素子を有す
る画像入力部を複数個備え、それらのうち少なくとも1
個は衛星に対して正確な取り付け姿勢の調整が行われて
衛星に取り付けられた画像入力部Aで、他はスターセン
サの計測精度に比べて低い精度で衛星に取り付けられた
画像入力部Bであり、同時刻に上記画像入力部Aおよび
画像入力部Bで撮像された画像を入力して衛星の姿勢を
算出する処理装置を備え、上記画像入力部Aと画像入力
部Bのそれぞれの出力を用いて得られた衛星の姿勢の差
を求め、上記画像入力部Bの出力を用いて得られた衛星
の姿勢の出力に上記差を加算することで、上記画像入力
部Bの取り付け姿勢の誤差を修正した衛星の姿勢を得ら
れるようにしたので、スターセンサを衛星構体に取り付
ける際の取り付け姿勢の調整が軽減されて衛星開発コス
トを低減できるとともに、打ち上げ時の衝撃などによる
取り付け姿勢のずれも許容できるようになるという効果
がある。
【0053】第の発明によれば、星の光を集光する光
学系とこの光学系に集光された星像を電気信号に変換す
る二次元撮像素子をそれぞれ有する複数の画像入力部
と、これら各画像入力部が出力する画像をそれぞれ記憶
する複数のメモリと、これら各メモリに記憶された画像
データを処理して上記画像入力部が搭載された衛星の姿
勢を算出し姿勢制御用プロセッサに送る1つのスターセ
ンサ用プロセッサを有する衛星姿勢算出部とを備え、上
記複数の画像入力部の衛星姿勢算出処理を上記1つのス
ターセンサ用プロセッサで行うので、スターセンサ装
置、及び人工衛星全体を小型化、軽量化、低コスト化、
低電力消費化できる。
【0054】第の発明によれば、星の光を集光する光
学系とこの光学系に集光された星像を電気信号に変換す
る二次元撮像素子をそれぞれ有する複数の画像入力部
と、これら各画像入力部の画像をそれぞれ記憶する複数
のメモリと、これら各メモリに記憶された画像データを
処理して上記画像入力部が搭載された衛星の姿勢を算出
する1つの姿勢制御用プロセッサからなる衛星姿勢算出
部を備え、上記複数の画像入力部の衛星姿勢算出処理を
上記1つの衛星姿勢制御用プロセッサで行うので、スタ
ーセンサ装置、及び人工衛星全体を小型化、軽量化、低
コスト化、低電力消費化する効果がある。さらに、制御
用アクチュエータの駆動状況、人工衛星の軌道情報等の
姿勢制御用プロセッサが入手可能な情報を、スターセン
サを用いた衛星姿勢算出処理に効率よく利用することが
できるので、衛星姿勢算出の精度を向上させる効果があ
る。
【0055】第の発明によれば、星の光を集光する光
学系とこの光学系に集光された星像を電気信号に変換し
輝度データとして順次出力する二次元撮像素子をそれぞ
れ有する複数の画像入力部と、これら各画像入力部と接
続されそれぞれの輝度データから星の画素座標をそれぞ
れ算出する複数の星像処理部と、これら星像処理部の処
理結果から上記画像入力部が搭載される衛星の姿勢を算
出する複数の姿勢決定部と、上記各星像処理部の出力を
複数の上記姿勢決定部のすべてまたは複数個に入力し、
これら複数の姿勢決定部で同一の処理を行って得られた
各出力を比較して上記姿勢決定部の正常な系の出力を選
択する正常系判定部とを備えたので、耐故障性を向上さ
せる効果がある。
【0056】第の発明によれば、星の光を集光する光
学系とこの光学系に集光された星像を電気信号に変換し
輝度データとして順次出力する二次元撮像素子をそれぞ
れ有する複数の画像入力部と、これら各画像入力部と接
続されそれぞれの輝度データから星の画素座標をそれぞ
れ算出する複数の星像処理部と、これら星像処理部の処
理結果から上記画像入力部が搭載される人工衛星の姿勢
を算出する複数の姿勢決定部と、これら各姿勢決定部と
1対1に対応して接続されその姿勢情報から姿勢制御用
アクチュエータへの駆動指令信号をそれぞれ生成する複
数の制御演算部と、上記各星像処理部の出力を複数の上
記姿勢決定部のすべてまたは複数個に入力し、これら複
数の姿勢決定部と上記各制御演算部でそれぞれ同一の処
理を行って得られた上記各制御演算部の出力を比較して
上記姿勢決定部と上記制御演算部の正常な系の出力を選
択する正常系判定部とを備えたので、耐故障性を向上さ
せる効果がある。
【0057】第の発明によれば、星の光を集光する光
学系とこの光学系に集光された星像を電気信号に変換し
輝度データとして順次出力する二次元撮像素子をそれぞ
れ有する複数の画像入力部と、これら各画像入力部と接
続されそれぞれの輝度データから星の画素座標をそれぞ
れ算出する複数の星像処理部と、これら各星像処理部と
1対1に対応して接続されその処理結果から上記画像入
力部が搭載される人工衛星の姿勢を算出する複数の姿勢
決定部と、これら姿勢決定部の姿勢情報から姿勢制御用
アクチュエータへの駆動指令信号をそれぞれ生成する複
数の制御演算部と、上記各姿勢決定部の出力を複数の上
記制御演算部のすべてまたは複数個に入力し、これら複
数の各制御演算部でそれぞれ同一の処理を行って得られ
た出力を比較して上記制御演算部の正常な系の出力を選
択する正常系判定部とを備えたので、耐故障性を向上さ
せる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1によるスターセンサの
要部の構成を示すブロック図である。
【図2】 本発明の実施の形態2によるスターセンサの
構成を示すブロック図である。
【図3】 本発明の実施の形態2に係わる暗時出力の更
新方法を説明するフローチャートである。
【図4】 本発明の実施の形態3によるスターセンサを
説明するブロック図である。
【図5】 本発明の実施の形態4によるスターセンサを
説明するブロック図である。
【図6】 本発明の実施の形態5によるスターセンサを
説明するブロック図である。
【図7】 本発明の実施の形態6によるスターセンサを
説明するブロック図である。
【図8】 本発明の実施の形態7によるスターセンサを
説明するブロック図である。
【図9】 本発明の実施の形態8による人工衛星用姿勢
制御装置を説明するブロック図である。
【図10】 本発明の実施の形態9による人工衛星用姿
勢制御装置を説明するブロック図である。
【符号の説明】
101 画像入力部、 101A 正確に取り付け姿勢
が調整された画像入力部、 101B 正確な取り付け
姿勢の調整を行っていない画像入力部、 102,20
2 光学系、 103 NDフィルタ、 104 視野
角拡大用レンズ、 105,203 二次元撮像素子、
106二次元撮像素子制御回路、 107 フィルタ
位置決め機構、 110 A/D変換部、 111 減
算部、112 画像メモリ、 113 衛星姿勢算出
部、 114 暗時出力データ更新部、 115 暗時
出力記憶部、 121 入力画像予測部、 122 マ
ルチプレクサ、 131 アライメント誤差算出部、
132 アライメント誤差補正部、 201 測定対象
の天体、 204 A/D変換器、 205 同期回
路、 206 画像メモリ、 207 アドレス発生回
路、 208 スターセンサ専用プロセッサ、 209
姿勢制御用プロセッサ、 210 スターセンサヘッ
ド部、 211 星像処理部、 212 姿勢決定部、
213 正常系選択部、 214 制御演算部、 2
15 制御用アクチュエータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01S 3/78 G01S 3/78 (56)参考文献 特開 平2−196919(JP,A) 特開 平1−280211(JP,A) 特開 昭60−165563(JP,A) 特開 昭61−2086(JP,A) 特開 平6−300626(JP,A) 小鍛冶繁、橋野賢、矢島信之,搭載型 計算機によるスターセンサの信号処理, 東京大学宇宙航空研究所報告,日本,東 京大学宇宙航空研究所,第15巻第2号 (B),305−317 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01J 1/00 - 1/60 B64G 1/36 G01C 21/24 G01S 3/78

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 星の光を集光する光学系とこの光学系に
    集光された星像を電気信号に変換し輝度データとして順
    次出力する二次元撮像素子を有する画像入力部を複数個
    備え、それらのうち少なくとも1個は衛星に対して正確
    な取り付け姿勢の調整が行われて衛星に取り付けられた
    画像入力部Aで、他はスターセンサの計測精度に比べて
    低い精度で衛星に取り付けられた画像入力部Bであり、
    同時刻に上記画像入力部Aおよび画像入力部Bで撮像さ
    れた画像を入力して衛星の姿勢を算出する処理装置を備
    え、上記画像入力部Aと画像入力部Bのそれぞれの出力
    を用いて得られた衛星の姿勢の差を求め、上記画像入力
    部Bの出力を用いて得られた衛星の姿勢の出力に上記差
    を加算することで、上記画像入力部Bの取り付け姿勢の
    誤差を修正した衛星の姿勢を得られるようにしたことを
    特徴とするスターセンサ。
  2. 【請求項2】 星の光を集光する光学系とこの光学系に
    集光された星像を電気信号に変換する二次元撮像素子を
    それぞれ有する複数の画像入力部と、これら各画像入力
    部が出力する画像をそれぞれ記憶する複数のメモリと、
    これら各メモリに記憶された画像データを処理して上記
    画像入力部が搭載された衛星の姿勢を算出し姿勢制御用
    プロセッサに送る1つのスターセンサ用プロセッサを有
    する衛星姿勢算出部とを備え、上記複数の画像入力部の
    衛星姿勢算出処理を上記1つのスターセンサ用プロセッ
    サで行うことを特徴とするスターセンサ。
  3. 【請求項3】 星の光を集光する光学系とこの光学系に
    集光された星像を電気信号に変換する二次元撮像素子を
    それぞれ有する複数の画像入力部と、これら各画像入力
    部の画像をそれぞれ記憶する複数のメモリと、これら各
    メモリに記憶された画像データを処理して上記画像入力
    部が搭載された衛星の姿勢を算出する1つの姿勢制御用
    プロセッサからなる衛星姿勢算出部を備え、上記複数の
    画像入力部の衛星姿勢算出処理を上記1つの衛星姿勢制
    御用プロセッサで行うことを特徴とするスターセンサ。
  4. 【請求項4】 星の光を集光する光学系とこの光学系に
    集光された星像を電気信号に変換し輝度データとして順
    次出力する二次元撮像素子をそれぞれ有する複数の画像
    入力部と、これら各画像入力部と接続されそれぞれの輝
    度データから星の画素座標をそれぞれ算出する複数の星
    像処理部と、これら星像処理部の処理結果から上記画像
    入力部が搭載される衛星の姿勢を算出する複数の姿勢決
    定部と、上記各星像処理部の出力を複数の上記姿勢決定
    部のすべてまたは複数個に入力し、これら複数の姿勢決
    定部で同一の処理を行って得られた各出力を比較して上
    記姿勢決定部の正常な系の出力を選択する正常系判定部
    とを備えたことを特徴とするスターセンサ。
  5. 【請求項5】 星の光を集光する光学系とこの光学系に
    集光された星像を電気信号に変換し輝度データとして順
    次出力する二次元撮像素子をそれぞれ有する複数の画像
    入力部と、これら各画像入力部と接続されそれぞれの輝
    度データから星の画素座標をそれぞれ算出する複数の星
    像処理部と、これら星像処理部の処理結果から上記画像
    入力部が搭載される人工衛星の姿勢を算出する複数の姿
    勢決定部と、これら各姿勢決定部と1対1に対応して接
    続されその姿勢情報から姿勢制御用アクチュエータへの
    駆動指令信号をそれぞれ生成する複数の制御演算部と、
    上記各星像処理部の出力を複数の上記姿勢決定部のすべ
    てまたは複数個に入力し、これら複数の姿勢決定部と上
    記各制御演算部でそれぞれ同一の処理を行って得られた
    上記各制御演算部の出力を比較して上記姿勢決定部と上
    記制御演算部の正常な系の出力を選択する正常系判定部
    とを備えたことを特徴とする人工衛星用姿勢制御装置。
  6. 【請求項6】 星の光を集光する光学系とこの光学系に
    集光された星像を電気信号に変換し輝度データとして順
    次出力する二次元撮像素子をそれぞれ有する複数の画像
    入力部と、これら各画像入力部と接続されそれぞれの輝
    度データから星の画素座標をそれぞれ算出する複数の星
    像処理部と、これら各星像処理部と1対1に対応して接
    続されその処理結果から上記画像入力部が搭載される人
    工衛星の姿勢を算出する複数の姿勢決定部と、これら姿
    勢決定部の姿勢情報から姿勢制御用アクチュエータへの
    駆動指令信号をそれぞれ生成する複数の制御演算部と、
    上記各姿勢決定部の出力を複数の上記制御演算部のすべ
    てまたは複数個に入力し、これら複数の各制御演算部で
    それぞれ同一の処理を行って得られた出力を比較して上
    記制御演算部の正常な系の出力を選択する正常系判定部
    とを備えたことを特徴とする人工衛星用姿勢制御装置。
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小鍛冶繁、橋野賢、矢島信之,搭載型計算機によるスターセンサの信号処理,東京大学宇宙航空研究所報告,日本,東京大学宇宙航空研究所,第15巻第2号(B),305−317

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