JPH01297398A

JPH01297398A - 人工衛星用姿勢制御装置

Info

Publication number: JPH01297398A
Application number: JP63126502A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Okamoto; 岡本　義教
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-05-24
Filing date: 1988-05-24
Publication date: 1989-11-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、人工衛星用姿勢制御装置に関するものであ
る。

（従来の技術）三輪安定化方式の静止衛星においては、ロール軸とピッ
チ軸の制御のためには地球センサが利用され、ヨー軸の
制御のためには地球からの高周波（ＲＦ）ビーコン波を
キャッチしてその方向に応じて姿勢制御を行なうＲＦセ
ンサ、または、太陽光の入射方向を検出してこの方向に
応じて姿勢制御を行なう太陽センサが利用されている。

しかし、ＲＦセンサの場合、豪雨などにより電波の大き
な減衰があった場合、あるいは地上段６ｉ＆系の故障、
障害等によりＲＦビーコン波が停波ｌまた場合、衛星の
ヨー軸制御に支障がある。

一方、太陽センサの場合、太陽、地球２人工衛星とが一
直線に並んだ場合、つまり正午及び深夜の時間帯ではヨ
ー軸制御に支障がある。また、太陽が月で遮蔽される。

いわゆる月食時間帯でも同様である。

通常は、上記のような時間帯では、予測による制御が行
われるが、予測が外れた場合はヨー軸姿勢誤差となり衛
星の姿勢が揺れることになる。

（発明が解決しようとする課題）上記のように、従来の人工衛星姿勢制御装置によると、
ヨー軸制御に関して、制御情報が検出できないときは予
測による制御を行なっているが、予測が外れると衛星の
揺れとなり不安定を生じる要因を含んでいる。

そこでこの発明は、静止衛星軌道上から見た地球の観測
パターンデータと、予め用意している基準パターンデー
タとを比較することにより、姿勢制御情報を得ることで
常に安定した姿勢制御を行なうことができる人工衛星用
姿勢制御装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は、静ｌト衛星の軌道上から地球の陸地像を得
１画像処理を行なって地球観８ＰＩパターンデータを得
、予め所定の静止軌道上で地球を見た基準陸地パターン
データを該静止衛星側に記憶しておき、前記観Ａ１１Ｊ
パターンデータと前記基準パターンデータとを比較し、
その位置ずれ量に応じた誤差信号を得、前記誤差信号に
応じてこの誤差信号が零となる方向へ該静止衛星のヨー
軸制御を行なうように構成したものである。

（作用）上記の手段により、ヨー軸制御は常に間断なく制御情報
を得ることになり、姿勢制御の安定性を向上できる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例である。このシステムは、
静止衛星軌道上の人工衛星に搭載されており、赤外線フ
ィルタ１を通して地球の陸地像を取ｉすし、光学系２を
介して固体撮像素子カメラ３により撮像を行なう。光電
変換された映像信号は、高速フーリエ変換（以下ＦＦＴ
と記す）画像処理部４に入力され、例えば陸地輪郭を明
確にした観Δ１１１パターン信号Ｖ１を得る。ＦＦＴ画
像処理部４は、海面反射及び雲等による雑音を除去して
陸地像の輪郭を明確化する処理を行なっている。

ＦＦＴ画像処理部４で得られた観７ｆ−１パターン信号
■１は、画像パターン比較部５に供給される。画像パタ
ーン比較部５では、測定パターン信号ｖ１と予め記憶し
ていた基準パターン信号ＲＶとを比較し、そのパターン
ずれ量に応じた誤差信号を得、これをヨー軸制御信号Ｃ
ＮＩとして出力する。ヨー軸制御部は、この誤差信号に
基づき、人工衛星の姿勢制御を行なう。

画像パターン比較部５は、予め基準パターンＲＶを記憶
しているデータメモリ（ＲＯＭ）５１と、比較器５２と
中央処理装置（ＣＰＵ）５３とで（ｈ成されている。

次に、人工衛星に於ける姿勢制御システムに付いて更に
説明する。

第２図は、静止軌道上の衛ＥＡ２０と地球２１との関係
を示す。日本国の静止衛星の位置は、東経１．１０”の
位置であり、衛星２０と地球中心を結ぶ軸が理想的なヨ
ー軸Ｚである。また、衛星２０が位置する点から静１１
−軌道）ｊ向に引いた接線がロール軸Ｘであり、ヨー輔
Ｚ、ロール軸Ｘに直角な方向がピッチ軸Ｙである。

このような軸に対して地球センサは、第３図（ａ）に示
すように設定され、リング状に配置された検出器Ａ−Ｈ
の枠内（■で示す部分）に地球像が位置すれば、理想的
な姿勢として検出する。

第３図（ｂ）は、上記地球センサの出力特性を示してお
り、地球像が同図（ａ）の■から■の位置までずれた時
のロール誤差信号のレベルを対応する符号■から■を記
入して示している。

このように、地球センサは、衛星のロール軸のずれとピ
ッチ軸のずれを誤差信号として検出し、姿勢制御システ
ムの制御信号として取得している。

ここで、ヨー軸Ｚに関しては、本発明の装置が採用され
る。即ち、静止衛星２０から地球を見た理想的な陸地パ
ターンは、第４図に示すようなパターンであり、このパ
ター　ンデータは、予め衛星に搭載されているメモリに
基準パターン信号として記憶されている。そして、基準
パターンデータは、第１図で説明したように、実際に撮
像した観ＡＰ１パターンデータとパターン比較される。

仮に、ヨー輔Ｚにずれが生じたとすると、陸地パターン
データが一致しなくな、る。比較方法としては各種の方
法が実施できる。基■と７１１１定パターンデータとの
データ値を順次走査ラインに対応させて比較し差分を得
る方法、あるいは、パターンデータをアナログ変換しゼ
その差分を得る方法などがある。

また、任意のエリアの平均値を比較する方法でもよい。

更に、視野内の陸地の全ての輪郭パターンを比較するの
ではなく、特定の位置（例えば都市、火山など）をサン
プルして、その配置パターンを比較することによりヨー
軸誤差を検出してもよい。

上記のようにヨー輔制御システムを構築することにより
、太陽、地球２人」二衛星が一直線に並んだ場合、ある
いは地球上からのビーコン波が豪雨。

雲等で妨害を受けた場合でも関係なく、常にヨー輔制御
情報を得ることができ、衛星の安定性を向上できる。

上記の実施例では、地球観１１ＰＩパターンデータを得
るための撮像部の位置は、特定されておらず、地球を観
測できる位置であれば衛星のいずれのｉ所でもよい。

しかし、衛星には地球センサと、撮像部を設けるので、
取付は箇所を２か所にすると取付は作業か多くなる。そ
こで、第２の実施例では、第５図に示すように、検出器
Ａ−Ｈで形成されるリング状の中にヨー軸制御のために
使用される撮像部（赤外線検知部４０）を同軸的に配置
するものである。これに゛より、種類が異なる地球セン
サを一体化してコンパクトにすることができ、衛星への
組付は作業も容易となる。図において破線で示す［１本
国Ｊ′の位置は、ヨー輔がずれた場合の例を代表して示
している。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば静止衛星軌道上
から見た地球の観ΔＩＩＩパターンデータと、予め用意
しているＪｌパターンデータとを比較することにより、
姿勢制御情報を得ることで常に安定した姿勢制御を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成説明図、第２図
は衛星の姿勢制御のための基阜軸を説明するための説明
図、第３図は地球センサの説明図、第４図は地球を見た
基準パターンの例を示す図、第５図はこの発明の他の実
施例を説明するために示した説明図である。１・・・赤外線フィルタ、２・・・光学系、３・・・固
体撮像索子カメラ、４・・・高速フーリエ変換画像処理
部、５・・・画像パターン比較部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦（ａ）工亡！禾：ン７出力炉１注（ｂ）第３図

Claims

【特許請求の範囲】

静止衛星の軌道上から地球の陸地像を得、画像処理を行
なって地球観測パターンデータを得る手段と、該静止衛
星に設けられ、予め所定の静止軌道上で地球見た基準パ
ターンデータを記憶している手段と、前記観測パターン
データと前記基準パターンデータとを比較し、その位置
ずれ量に応じた誤差信号を得る手段と、前記誤差信号に
応じてこの誤差信号が零となる方向へ該静止衛星のヨー
軸制御を行なう手段とを具備したことを特徴とする人工
衛星用姿勢制御装置。