JPH03159898A - 宇宙航行体の静止軌道保持装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業の利用分野） この発明は、例えば人工衛星等の宇宙航行体を静止軌道
上の所定位置に保持するのに用いる静止軌道保持装置に
関する。

（従来の技術） 従来、宇宙航行体の静止軌道保持装置においては、南北
軌道制御と東西軌道制御にそれぞれ独立したガスジェッ
トを備えた軌道制御系を形威し、東西軌道制御について
は、後述する南北軌道制御後のカップリングによる外乱
の制御の場合を除いて、例えば太陽同期方式等の一定の
制御方式で駆動制御することにより、静止軌道上におけ
る軌道保持を実現していた。従来の方式において、南北
軌道制御を行う頻度（従って、カップリングによる外乱
の制御を行う頻度）は、約１ケ月に１度と少ない。

ところで、このような静止軌道保持装置において、次に
要請されていることは、最近の宇宙開発の分野において
研究・開発されている宇宙航行体の大形化と共に、長寿
命化の促進に対応するように改良することである。この
場合、静止軌道保持装置としては、比較的軌道制御量（
ΔＶ）の大きい南北軌道制御用の南北軌道制御系に、東
西軌道制御の東西軌道制御系と異なる比推力の大きいイ
オンエンジン等の推進系を備えることにより、要請を満
足することが有効であると考えられている。

しかしながら、上記静止軌道保持装置では、南北軌道制
御系の推進系の比推力が大きい反面、推力は小さく、ま
た、外乱トルクが大きい。この外乱トルクを取除くよう
に制御すると、カップリング（二次的効果）により略直
交する東西方向（軌道面内方向）に大きな軌道制御量が
発生して、東西軌道制御系に対して自然外乱だけでなく
、南北制御を要因とする大きな外乱が付与され、これに
は、予想不可能なランダム或分θか含まれると考えられ
る。さらに、推力が小さいことから１〜２日おきに南北
制御を行う必要があり、結局１〜２目おきに大きな外乱
が生じることとなる。このため、正確で、高精度な静止
軌道保持が困難となる虞を有していた。

（発明が解決しようとする課題） 以上のべたように、従来の宇宙航行体の静止軌道保持装
置では、南北制御系を要因とする外乱により、正確にし
て、高精度な軌道制御が困難となるという問題を有して
いた。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な
構成で、正確にして、高精度な静止軌道保持を実現し得
るように宇宙航行体の静止軌道保持装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構或］ （課題を解決するための手段） この発明は、南北軌道制御を行う第１の推進系による南
北軌道制御後の軌道決定データが入力される軌道データ
入力部と、この軌道データ入力部に入力した軌道決定デ
ータを基に東西軌道制御のための制御方式を選択する制
御方式選択部と、この制御方式選択部で選択した制御方
式を基に目標軌道を生成する目標軌道生戊部と、前記軌
道決定データ及び前記目標軌道を基に軌道制御量と制御
タイミングを算出する演算部と、この演算部で求めた軌
道制御量と制御タイミングを基に駆動制御される軌道面
内成分を制御する第２の推進系とを備えて宇宙航行体の
静止軌道保持装置を構威したちのである。

（作　用） 上記構成によれば、南北軌道制御後の軌道決定データを
基に最適の制御方式を選択し、この制御方式を基に目標
軌道を生威して、この目標軌道及び軌道決定データを基
に算出した軌道制御量と制御タイミングで、第２の推進
系を駆動制御することにより、軌道面内成分は制御され
る。これにより、東西軌道制御が南北軌道制御にともな
う外乱トルクを考慮した最適の条件で制御され、正確に
して、高精度な静止軌道保持が実現される。

（実施例） 以下、この発明の実施例について、図面を参照して詳細
に説リーする。

第１図はこの発明の一実施例に係る宇宙航行体５ の静止軌道保持装置を示すもので、軌道データ入力部１
０には、例えば地上局１１より軌道決定データが入力さ
れる。地上局１１は南北軌道制御用の第１の推進系１２
の駆動にともなう南北軌道制御後における軌道決定デー
タを生成して、軌道データ入力部１０に出力する。軌道
データ入力部１０は、その一方の出力端が制御方式選択
部１３に接続される。この制御方式選択部１３は、例え
ば軌道決定データを基に太陽同期方式及び２パートマヌ
ーバ方式等の制御方式を選択して選択信号と共に、軌道
決定データを目標軌道生成部１４に出力する。目標軌道
生成部１４には軌道制御量／制御タイミング算出用の演
算部１５が接続され、入力した軌道決定データを基に選
択した制御方式に対応した目標軌道を生成して該演算部
１５に出力する。演算部１５には上記東西軌道データ入
力部１０の他方の出力端が接続され、入力した目標軌道
及び東西軌道決定データを基に軌道制御量（ΔＶ）と制
御タイミングを算出して東西軌道制御用の第２の推進系
１６に出力する。第２の推進６ 系１６は入力した軌道制御量と制御タイミングに対応し
て駆動制御され、軌道面内成分を制御する。

上記構或において、第１の推進系１２が駆動制御されて
南北軌道が制御されると、地上局１１は南北軌道制御後
における軌道制御決定データを軌道データ入力部１０に
出力する。すると、東西軌道データ入力部１０は軌道決
定データを制御方式選択部１１３に出力する。制御方式
選択部１３は入力した軌道決定データを址に所望の制御
方式を選択して選択信号と共に、軌道決定データを目標
軌道生成部１４に出力する。目標軌道生成部１４は入力
した選択信号と共に、軌道決定データを基に軌道目標を
生威して、演算部１５に出力する。

演算部１５は入力される目標軌道と軌道データ入力部１
０からの軌道決定データを基に軌道制御量と制御タイミ
ングを算出して第２の推進系１６に出力する。第２の推
進系１６は入力された軌道制御量／制御タイミングに対
応して駆動制御され、ここに軌道面内成分が制御されて
静止軌道保持がなされる。

このように、上記宇宙航行体の静止軌道保持装置は、南
北軌道制御後の軌道決定データを基に最適の制御方式を
選択し、この制御方式を基に目標軌道を生成して、この
目標軌道及び東西軌道決定データを基に算出した軌道制
御Ｍ／制御タイミングで、第２の推進系１６を駆動制御
することにより、軌道面内成分を制御するように構威し
た。これによれば、東西軌道制御が南北軌道制御にとも
なう外乱トルクを考慮した最適の条件で制御されること
により、例えば南北軌道制御用の第１の推進系１２とし
て、東西軌道制御に比して比推力は大きい反面外乱トル
クも大きいイオンエンジンを用いて構成しても、正確に
して、高精度な静止軌道保持が実現される。

なお、上記実施例では、地上局１１より南北軌道制御後
の軌道決定データを送信するように構或したが、これに
限ることなく、例えば宇宙ステション等の宇宙基地より
、送信される軌道決定データを取込むように構成するこ
とも可能である。

また、上記実施例では、演算部１５で算出した軌道制ａ
ｌｆｆｉ／制御タイミングで直接的に第２の推進系１６
を駆動制御するように構成したが、これに眼ることなく
、例えば演算部１５の後段に判定部を設け、この判定部
で漬算部１５で算出した軌道制御ｍ／制御タイミングで
第２の推進系１６を駆動可能か否かの判定を行うように
して、この判定結果に応じて第２の推進系１６を駆動制
御するように構成することも可能である。

よって、この発明は上記実施例に限ることなく、その他
、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施
し得ることは勿論のことである。

［発明の効果コ 以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成で
、正確にして、高精度な静止軌道保持を実現し得るよう
に宇宙航行体の静止軌道保持装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る宇宙航行体の静止軌
道保持装置を示すブロック図である。 １０・・・軌道データ入力部、１１・・・地上局、９ １ ２・・・第１ の推進系、 １ ３・・・制御方式選択部、 １４・・・目標軌道生戊部、 １ ５・・・演算部、 １ ６・・・第 ２の推進系。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 南北軌道制御を行う第１の推進系による南北軌道制御後
   の軌道決定データが入力される軌道データ入力部と、 この軌道データ入力部に入力した軌道決定データを基に
   東西軌道制御のための制御方式を選択する制御方式選択
   部と、 この制御方式選択部で選択した制御方式を基に目標軌道
   を生成する目標軌道生成部と、 前記軌道決定データ及び前記目標軌道を基に軌道制御量
   と制御タイミングを算出する演算部と、この演算部で求
   めた軌道制御量と制御タイミングを基に駆動制御される
   軌道面内成分を制御する第２の推進系とを具備したこと
   を特徴とする宇宙航行体の静止軌道保持装置。