JPH05312586A - 静止衛星用姿勢検出装置 - Google Patents
静止衛星用姿勢検出装置Info
- Publication number
- JPH05312586A JPH05312586A JP4114346A JP11434692A JPH05312586A JP H05312586 A JPH05312586 A JP H05312586A JP 4114346 A JP4114346 A JP 4114346A JP 11434692 A JP11434692 A JP 11434692A JP H05312586 A JPH05312586 A JP H05312586A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- attitude
- satellite
- geostationary satellite
- geostationary
- axes
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】静止衛星の姿勢検出系において、衛星の3軸回
りの姿勢検出精度を大幅に向上させ、高精度の姿勢決定
を可能とする。 【構成】地上の2箇所の基準点にレーザ光送信部1a,
1bを配置し、静止軌道上の静止衛星4に向けて基準光
Lを送る。静止衛星4側で観測機器4と一体化された基
準光検出部2が基準光Lを受光し、その焦点面に配置さ
れた一対2個の光検出器によって静止衛星4から見た基
準光方向Lのずれを検出する。これによって、基準光方
向に対する衛星の3軸回りの姿勢誤差角を0.1arc
sec以下の精度で検出される。
りの姿勢検出精度を大幅に向上させ、高精度の姿勢決定
を可能とする。 【構成】地上の2箇所の基準点にレーザ光送信部1a,
1bを配置し、静止軌道上の静止衛星4に向けて基準光
Lを送る。静止衛星4側で観測機器4と一体化された基
準光検出部2が基準光Lを受光し、その焦点面に配置さ
れた一対2個の光検出器によって静止衛星4から見た基
準光方向Lのずれを検出する。これによって、基準光方
向に対する衛星の3軸回りの姿勢誤差角を0.1arc
sec以下の精度で検出される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は静止衛星用姿勢検出装置
に関し、特に高分解能の光学観測機器を搭載して高精度
の姿勢制御が要求される静止3軸衛星用の高精度な、静
止衛星用姿勢検出装置に関する。
に関し、特に高分解能の光学観測機器を搭載して高精度
の姿勢制御が要求される静止3軸衛星用の高精度な、静
止衛星用姿勢検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高精度と称する姿勢検出用センサ
としては、太陽センサと恒星センサがある。これらのセ
ンサによって実現されている現状での最高精度は次の通
りである。太陽センサ:4arcsec(SMM衛星搭
載、試験用),恒星センサ:0.3arcsec(JP
L ASTRO トラッカー)。
としては、太陽センサと恒星センサがある。これらのセ
ンサによって実現されている現状での最高精度は次の通
りである。太陽センサ:4arcsec(SMM衛星搭
載、試験用),恒星センサ:0.3arcsec(JP
L ASTRO トラッカー)。
【0003】なお、恒星センサが姿勢の基準とする恒星
のカタログ自体、0.5arcsec程度の誤差を持っ
ていると言われている。
のカタログ自体、0.5arcsec程度の誤差を持っ
ていると言われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】将来型気象衛星に見ら
れるように、静止衛星上の光学観測機器にも高分解能が
要求されるようになって来ており、このことは必然的に
高精度の姿勢制御要求を生む。例えば、赤道上30m×
30mの分解能をもって観測しようとすると、0.1a
rcsec程度の姿勢決定精度が要求されることにな
る。しかしながら、上述した従来の姿勢センサ(太陽セ
ンサ、恒星センサ)では、このような要求を満足する検
出精度が得られないという問題点があった。
れるように、静止衛星上の光学観測機器にも高分解能が
要求されるようになって来ており、このことは必然的に
高精度の姿勢制御要求を生む。例えば、赤道上30m×
30mの分解能をもって観測しようとすると、0.1a
rcsec程度の姿勢決定精度が要求されることにな
る。しかしながら、上述した従来の姿勢センサ(太陽セ
ンサ、恒星センサ)では、このような要求を満足する検
出精度が得られないという問題点があった。
【0005】本発明の目的は、従来の姿勢センサの検出
精度を大幅に改善し、上述した高精度の姿勢決定を可能
とする静止衛星用姿勢検出装置を提供することにある。
精度を大幅に改善し、上述した高精度の姿勢決定を可能
とする静止衛星用姿勢検出装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の静止衛星用姿勢
検出装置は、地球上に設定した2つの基準点に配設さ
れ、静止衛星に向けてそれぞれ基準光を送出する2つの
レーザ光送信部と、静止衛星に搭載して前記2つのレー
ザ光送出部の送出する2つの基準光を受け、その受光方
向から静止衛星の3軸回りの姿勢を検出する基準光検出
部とを備えた構成を有する。
検出装置は、地球上に設定した2つの基準点に配設さ
れ、静止衛星に向けてそれぞれ基準光を送出する2つの
レーザ光送信部と、静止衛星に搭載して前記2つのレー
ザ光送出部の送出する2つの基準光を受け、その受光方
向から静止衛星の3軸回りの姿勢を検出する基準光検出
部とを備えた構成を有する。
【0007】また本発明の静止衛星用姿勢検出装置は、
受光面を直交座標の4象限に分割し、原点を基準位置と
する2個の光検出器で前記2つの基準光のそれぞれを受
光し、前記4現象の受光出力のレベル比較にもとづいて
静止衛星の3軸回りの姿勢のずれを検出する構成を有す
る。
受光面を直交座標の4象限に分割し、原点を基準位置と
する2個の光検出器で前記2つの基準光のそれぞれを受
光し、前記4現象の受光出力のレベル比較にもとづいて
静止衛星の3軸回りの姿勢のずれを検出する構成を有す
る。
【0008】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例の構成図である。図1は、
地球5上の基準点2箇所に置かれたレーザ光送信部1
a,1bから、静止衛星4に向けて基準光1を送光する
様子を示す。静止衛星4側には、基準光Lを受光し静止
衛星4の3軸回りの姿勢を検出する基準光検出部2と、
観測機器3とが配備されている。
る。図1は本発明の一実施例の構成図である。図1は、
地球5上の基準点2箇所に置かれたレーザ光送信部1
a,1bから、静止衛星4に向けて基準光1を送光する
様子を示す。静止衛星4側には、基準光Lを受光し静止
衛星4の3軸回りの姿勢を検出する基準光検出部2と、
観測機器3とが配備されている。
【0009】静止衛星4が受信する際の、太陽散乱光・
地球アルベド光に対するS/N比を良くするため、レー
ザ光送信部1a,1bから送出する基準光Lには変調を
かける。なお、基準光Lに対する雲の影響を避けるた
め、地上の基準点は雲の殆ど発生しない砂漠地帯に設定
する。
地球アルベド光に対するS/N比を良くするため、レー
ザ光送信部1a,1bから送出する基準光Lには変調を
かける。なお、基準光Lに対する雲の影響を避けるた
め、地上の基準点は雲の殆ど発生しない砂漠地帯に設定
する。
【0010】図2は基準光検出部2と観測機器3の構成
図である。基準光検出部2は、地上からの基準光Lを受
けて静止衛星4の3軸回りの姿勢を検出するものであ
り、衛星搭載の観測機器3と一体化され、観測機器3の
光学系を通して基準光Lを受光する。
図である。基準光検出部2は、地上からの基準光Lを受
けて静止衛星4の3軸回りの姿勢を検出するものであ
り、衛星搭載の観測機器3と一体化され、観測機器3の
光学系を通して基準光Lを受光する。
【0011】基準光検出部2の焦点面には、地上の2基
準点に対応して2組の光検出器201a,201bが置
かれ、レンズ系を介して基準光を入力する。
準点に対応して2組の光検出器201a,201bが置
かれ、レンズ系を介して基準光を入力する。
【0012】図3は基準光検出部2の焦点面における2
組の光検出器201a,bの配置図である。光検出器2
01a,bは検出素子として1つ当り4個のAPD(ア
バランシェ・フォト・ダイオード)211a,b,c,
dを組合せ使用する。
組の光検出器201a,bの配置図である。光検出器2
01a,bは検出素子として1つ当り4個のAPD(ア
バランシェ・フォト・ダイオード)211a,b,c,
dを組合せ使用する。
【0013】4個のAPD211a,b,c,dのそれ
ぞれは、0.05×0.05degの視野を有する。2
組の光検出器201a,bの中心点はそれぞれ、静止衛
星4の姿勢誤差角がゼロのとき地上の2つの基準点が結
像すべき位置に置かれている。地上の基準点位置は正確
にわかっているので、焦点面上でこの位置を決めるのは
容易である。
ぞれは、0.05×0.05degの視野を有する。2
組の光検出器201a,bの中心点はそれぞれ、静止衛
星4の姿勢誤差角がゼロのとき地上の2つの基準点が結
像すべき位置に置かれている。地上の基準点位置は正確
にわかっているので、焦点面上でこの位置を決めるのは
容易である。
【0014】静止衛星の姿勢誤差があると、基準点像が
光検出器201a,bの中心からずれるため、4個のA
PD211a,b,c,d間に出力差を生じ、これによ
って基準光方向に対する姿勢誤差角を検出することがで
きる。
光検出器201a,bの中心からずれるため、4個のA
PD211a,b,c,d間に出力差を生じ、これによ
って基準光方向に対する姿勢誤差角を検出することがで
きる。
【0015】以下本実施例の動作について説明する。
【0016】地上の基準点に置かれた2つのレーザ光送
信部1a,1bから、静止軌道上の静止衛星に向けて基
準光Lを送る。静止衛星4側では、平面ミラーおよび曲
面ミラーと受光素子とを含む観測機器3の光学系の平面
ミラー中心部の透過窓を通して基準光検出部2が基準光
を受光し、基準光検出部2の焦点面に配置された2組の
光検出器201a,b上に像を結ぶ。4個のAPD21
1a,b,c,dを組み合せた光検出器201a,bの
中心点は、地上の基準点位置すなわちレーザ光送信部1
a,1bに正確に対応している。従って、静止衛星に姿
勢誤差があると、基準光の点像は光検出器201a,b
の中心点からずれることになる。このとき生ずる4個の
APD211a,b,c,dの間の出力差から基準光方
向のずれが検出され、その結果静止衛星4の3軸回りの
姿勢誤差角が検出される。
信部1a,1bから、静止軌道上の静止衛星に向けて基
準光Lを送る。静止衛星4側では、平面ミラーおよび曲
面ミラーと受光素子とを含む観測機器3の光学系の平面
ミラー中心部の透過窓を通して基準光検出部2が基準光
を受光し、基準光検出部2の焦点面に配置された2組の
光検出器201a,b上に像を結ぶ。4個のAPD21
1a,b,c,dを組み合せた光検出器201a,bの
中心点は、地上の基準点位置すなわちレーザ光送信部1
a,1bに正確に対応している。従って、静止衛星に姿
勢誤差があると、基準光の点像は光検出器201a,b
の中心点からずれることになる。このとき生ずる4個の
APD211a,b,c,dの間の出力差から基準光方
向のずれが検出され、その結果静止衛星4の3軸回りの
姿勢誤差角が検出される。
【0017】すなわち、地上の2つの基準点からの基準
光の東西方向のずれからはピッチ誤差が、南北方向のず
れからはロール誤差が、さらに2つの基準点を結ぶ基線
の回転からはヨー誤差が検出できる。
光の東西方向のずれからはピッチ誤差が、南北方向のず
れからはロール誤差が、さらに2つの基準点を結ぶ基線
の回転からはヨー誤差が検出できる。
【0018】たとえば、レーザ光送信部1a,1bの送
信出力を4kw、静止衛星側受光系口径を20cm、焦
点距離3m、光検出器201a,bの点像位置分解能を
1μとすれば、0.1arcsec以下の姿勢検出精度
が得られる。
信出力を4kw、静止衛星側受光系口径を20cm、焦
点距離3m、光検出器201a,bの点像位置分解能を
1μとすれば、0.1arcsec以下の姿勢検出精度
が得られる。
【0019】従来の太陽センサや恒星センサを姿勢検出
に使用した場合には、軌道上の衛星の位置の決定誤差が
姿勢決定誤差の要因となるが、本実施例では、衛星は基
準光の方向、すなわち地球に固定された座標系を姿勢の
基準とするため、姿勢決定精度は衛星位置の誤差の影響
を受けない。また、恒星センサを用いる場合に生じる恒
星カタログの誤差の問題も無い高精度の姿勢検出が確保
される。
に使用した場合には、軌道上の衛星の位置の決定誤差が
姿勢決定誤差の要因となるが、本実施例では、衛星は基
準光の方向、すなわち地球に固定された座標系を姿勢の
基準とするため、姿勢決定精度は衛星位置の誤差の影響
を受けない。また、恒星センサを用いる場合に生じる恒
星カタログの誤差の問題も無い高精度の姿勢検出が確保
される。
【0020】なお、上述した高精度の姿勢検出に先立っ
て、粗姿勢捕捉を行う必要があるが、これには通常の静
止衛星に搭載される地球センサ及び太陽センサから成る
姿勢検出系を使用する。
て、粗姿勢捕捉を行う必要があるが、これには通常の静
止衛星に搭載される地球センサ及び太陽センサから成る
姿勢検出系を使用する。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、地上の既
知の2地点から静止衛星に向けて送出した基準光の方向
を静止衛星上で検出することにより、静止衛星の3軸回
りの姿勢検出精度を大幅に向上することができるという
効果がある。
知の2地点から静止衛星に向けて送出した基準光の方向
を静止衛星上で検出することにより、静止衛星の3軸回
りの姿勢検出精度を大幅に向上することができるという
効果がある。
【0022】また、静止衛星の姿勢決定精度は、衛星の
軌道上位置の誤差の影響を受けない高精度が確保できる
という効果がある。
軌道上位置の誤差の影響を受けない高精度が確保できる
という効果がある。
【図1】本発明の一実施例の構成図である。
【図2】図1の基準光検出部2と観測機器3の構成図で
ある。
ある。
【図3】図2の光検出器201a,201bの配置図で
ある。
ある。
1a,1b レーザ光送信部 2 基準光検出部 3 観測機器 4 静止衛星 5 地球 201a,b 光検出器 211a,b,c,d APD
Claims (2)
- 【請求項1】 地球上に設定した2つの基準点に配設さ
れ、静止衛星に向けてそれぞれ基準光を送出する2つの
レーザ光送信部と、静止衛星に搭載して前記2つのレー
ザ光送出部の送出する2つの基準光を受け、その受光方
向から静止衛星の3軸回りの姿勢を検出する基準光検出
部とを備えることを特徴とする静止衛星用姿勢検出装
置。 - 【請求項2】 受光面を直交座標の4象限に分割し、原
点を基準位置とする2個の光検出器で前記2つの基準光
のそれぞれを受光し、前記4現象の受光出力のレベル比
較にもとづいて静止衛星の3軸回りの姿勢のずれを検出
することを特徴とする請求項1記載の静止衛星用姿勢検
出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4114346A JP2910405B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | 静止衛星用姿勢検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4114346A JP2910405B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | 静止衛星用姿勢検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05312586A true JPH05312586A (ja) | 1993-11-22 |
JP2910405B2 JP2910405B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=14635465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4114346A Expired - Lifetime JP2910405B2 (ja) | 1992-05-07 | 1992-05-07 | 静止衛星用姿勢検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2910405B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004233073A (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-19 | Kazuo Machida | 飛行物体の位置認識方法および位置認識システム |
-
1992
- 1992-05-07 JP JP4114346A patent/JP2910405B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004233073A (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-19 | Kazuo Machida | 飛行物体の位置認識方法および位置認識システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2910405B2 (ja) | 1999-06-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990309 |