JPH0552549A - 光学航法装置 - Google Patents

光学航法装置

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JPH0552549A
JPH0552549A JP3213869A JP21386991A JPH0552549A JP H0552549 A JPH0552549 A JP H0552549A JP 3213869 A JP3213869 A JP 3213869A JP 21386991 A JP21386991 A JP 21386991A JP H0552549 A JPH0552549 A JP H0552549A
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Noboru Muranaka
村中昇
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NEC Corp
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    • G01S3/7867—Star trackers

Abstract

(57)【要約】 【目的】スピン型深宇宙探査機の光学的位置測定におい
て、明暗差の大きい天体を同時に撮影可能とし、なおか
つスピン運動によるブレのない鮮明な画像信号によっ
て、より高精度な位置測定のできる光学航法装置の提供
を目的とする。 【構成】明暗差の大きな複数の被写体を同時撮影可能で
あり、なおかつ探査機のスピン運動によるブレを補正す
る手段を持ったカメラにより天体を撮影し自分の位置を
測定する。 【効果】光学的位置測定精度の向上。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスピン型深宇宙探査機の
光学的位置測定に利用する。特に、明暗差およびスピン
運動のブレによる画像信号の劣化を防ぐ技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】探査機の遠方にある恒星と、近傍にある
惑星の両者の位置関係を同時に知ることで、宇宙空間に
おける探査機の位置を光学的に測定することができる
が、恒星と惑星とでは極端な明暗差があるために、惑星
に感度を合わせれば恒星像は露出不足となり、逆に恒星
に感度を合わせれば惑星像は明る過ぎるため飽和しブル
ーミング現象を起こしてしまい、両者を同時に同一の画
面上に映し出すことは極めて困難である。そこで惑星に
比べて比較的暗い、その惑星の衛星を恒星とともに撮影
し、探査機の位置測定に利用している。また、スピン型
深宇宙探査機は姿勢制御のため常時スピン運動してお
り、このスピン運動により画像のブレが発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように惑星が持つ
衛星を位置測定に利用することは、これら衛星の天体暦
精度が悪く位置測定上の誤差を生じる要因となる。ま
た、スピン運動による画像のブレは位置測定上の誤差を
生じる要因となるばかりではなく、探査機本来の目的で
ある天体観測にも重大な影響を及ぼす。
【０００４】本発明は、このようなことを背景に行われ
たものであり、明暗差の大きい天体を同時に撮影可能と
し、なおかつスピン運動によるブレのない鮮明な画像信
号による、より高精度な位置測定のできる光学航法装置
の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はスピン型深宇宙
探査機の航行目標とする惑星またはその衛星および恒星
などの天体を撮影する光学系と、この光学系が捉えた画
像を検出する２次元ＣＣＤと、この２次元ＣＣＤを駆動
するＣＣＤ駆動回路と、前記２次元ＣＣＤにより検出さ
れた画像信号を処理するＣＣＤ画像信号処理回路とを備
え、前記２次元ＣＣＤは同一のＣＣＤ撮像面上を明るい
被写体を捉える領域と、暗い被写体を捉える領域とに区
分する手段と、前記ＣＣＤ駆動回路にはＣＣＤの電荷を
スピン型深宇宙探査機のスピン運動に合わせて順次隣接
する画素に転送しながら積分する手段とを備えたことを
特徴とする。
【０００６】また、前記同一のＣＣＤ撮像面上を明るい
被写体を捉える領域と、暗い被写体を捉える領域とに分
ける手段は、明るい被写体を捉える領域の大部分を遮光
膜により被覆し、露出した小さな撮像面のみで被写体を
撮像することにより感度を明るい被写体に適合させる
か、または明るい被写体を捉える領域のすべてを減光の
ためのフィルターで被覆し、感度を明るい被写体に適合
させることが望ましい。
【０００７】
【作用】ＣＣＤ撮像面上に明暗を区分する手段を設ける
ことにより、明暗差の大きい天体を同時に撮影でき、な
おかつスピン運動によるブレのない鮮明な画像信号が得
られる。
【０００８】
【実施例】本発明実施例の構成を図１、図２を参照して
説明する。図１は本発明実施例の全体構成を示す図であ
る。図２は本発明実施例の２次元ＣＣＤの構成を示す図
である。スピン型深宇宙探査機の航行目標とする惑星ま
たはその衛星および恒星などの天体を撮影する光学系１
と、この光学系１が捉えた画像を検出する２次元ＣＣＤ
２と、この２次元ＣＣＤ２を駆動するＣＣＤ駆動回路３
と、前記２次元ＣＣＤ２により検出された画像信号を処
理するＣＣＤ画像信号処理回路４とを備え、前記２次元
ＣＣＤ２は同一のＣＣＤ撮像面上を明るい被写体を捉え
る領域５と、暗い被写体を捉える領域６とに区分する手
段を備え、ＣＣＤ駆動回路３は２次元ＣＣＤ２の電荷を
スピン型深宇宙探査機のスピン運動に合わせて順次隣接
する画素に転送しながら積分することを特徴とする。
【０００９】なお、前記同一のＣＣＤ撮像面上を明るい
被写体を捉える領域５と、暗い被写体を捉える領域６と
に分ける手段は、図２（ａ）に示すように明るい被写体
を捉える領域５の大部分を遮光膜７により被覆し、露出
した小さな撮像面のみで被写体を撮像することにより、
感度を明るい被写体に適合させるか、または図２（ｂ）
に示すように明るい被写体を捉える領域５のすべてを減
光フィルター９で被覆し、感度を明るい被写体に適合さ
せている。
【００１０】次に本発明実施例の動作を図１、図２を参
照して説明する。
【００１１】光学系１を通った惑星、またはその衛星、
恒星などの天体からの光は、この光学系１の焦点面に配
置された２次元ＣＣＤ２の撮像面上にこれら天体からの
像を結ぶ。天体の像は探査機のスピン運動によって２次
元ＣＣＤ２の撮像面を水平方向に移動するため、像のブ
レを抑制する目的でＣＣＤ駆動回路３は、この移動速度
に合わせてＣＣＤ上の電荷を順次隣接する画素に転送し
ていく駆動信号を２次元ＣＣＤ２に供給する。天体の結
像点で誘起された電荷は結像点の移動に合わせて順次隣
接する画素に転送され、像のブレを抑制すると同時に電
荷の加算蓄積が行われる。この加算蓄積は天体の像が２
次元ＣＣＤ２上に入ってから出て行くまで行われる。２
次元ＣＣＤ２は図２（ａ）に示すとおり、惑星のように
明るい天体を撮像する領域５と、惑星の衛星または恒星
などの暗い天体を撮像する領域６の二つの領域に分かれ
ている。明るい天体を撮像する領域は２次元ＣＣＤ２の
中心線８を中心として左右に、ある幅を持った領域内の
画素に限定されていて、この領域より左側および右側の
領域は遮光膜により被覆されている。このようにして暗
い天体の場合、その像は２次元ＣＣＤ２の端から端に水
平方向に移動するまでの間、移動積分され露光時間が長
くなるのに対し、明るい天体の像は被覆されていない中
央の領域を通過する間のみ移動積分され、等価的な露光
時間は短くなる。すなわち、暗い天体に対しては露光時
間は長く、明るい天体に対しては露光時間は短くするこ
とができ、極端に明るさの異なる天体の画像を同時に収
得することが可能となる。
【００１２】図２（ａ）に示す方法は、２次元ＣＣＤ２
の明るい天体の撮像領域５の大部分を遮光膜７で被覆
し、等価的露光時間を短くしたものであったが、図２
（ｂ）に示すように明るい被写体の撮像領域５の全体を
減光フィルター９で被覆し、光量の制限を行うことによ
り図２（ａ）と同等の効果を得ることもできる。
【００１３】
【発明の効果】明暗差の大きい天体を同時に撮影し、な
おかつスピン運動によるブレのない鮮明な画像信号が得
られるので、明暗差の極端に違う恒星と惑星とを同一画
面上にブレのない鮮明な画像で撮影でき、スピン型深宇
宙探査機の光学的位置測定における誤差の縮小が図れ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の全体構成を示す図。
【図２】本発明実施例の２次元ＣＣＤの構成を示す図。
【符号の説明】
１ 光学系 ２ ２次元ＣＣＤ ３ ＣＣＤ駆動回路 ４ ＣＣＤ画像信号処理回路 ５ 明るい被写体の撮像領域 ６ 暗い被写体の撮像領域 ７ 遮光膜 ８ ２次元ＣＣＤ中心線 ９ 減光フィルター

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スピン型深宇宙探査機の航行目標とする惑
    星またはその衛星および恒星などの天体を撮影する光学
    系と、この光学系が捉えた画像を検出する２次元ＣＣＤ
    と、この２次元ＣＣＤを駆動するＣＣＤ駆動回路と、前
    記２次元ＣＣＤにより検出された画像信号を処理するＣ
    ＣＤ画像信号処理回路と、 を備えた光学航法装置において、 前記２次元ＣＣＤは同一のＣＣＤ撮像面上を明るい被写
    体を捉える領域と、暗い被写体を捉える領域とに区分す
    る手段と、前記ＣＣＤ駆動回路はＣＣＤの電荷をスピン
    型深宇宙探査機のスピン運動に合わせて順次隣接する画
    素に転送しながら積分する手段とを備えたことを特徴と
    する光学航法装置。
  2. 【請求項２】前記同一のＣＣＤ撮像面上を明るい被写体
    を捉える領域と、暗い被写体を捉える領域とに分ける手
    段は、明るい被写体を捉える領域の大部分を遮光膜によ
    り被覆し、露出した小さな撮像面のみで被写体を撮像す
    ることにより、感度を明るい被写体に適合させる請求項
    １記載の光学航法装置。
  3. 【請求項３】前記同一のＣＣＤ撮像面上を明るい被写体
    を捉える領域と、暗い被写体を捉える領域とに分ける手
    段は、明るい被写体を捉える領域のすべてを減光のため
    のフィルターで被覆し、感度を明るい被写体に適合させ
    る請求項１記載の光学航法装置。
JP3213869A 1991-08-26 1991-08-26 光学航法装置 Pending JPH0552549A (ja)

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JP3213869A JPH0552549A (ja) 1991-08-26 1991-08-26 光学航法装置
US07/935,160 US5297762A (en) 1991-08-26 1992-08-26 Optical navigation sensor with single two-dimensional CCD

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6917025B1 (en) * 1998-10-09 2005-07-12 Astrium Gmbh Combined earth/star sensor system and method for determining the orbit and position of spacecraft

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6002124A (en) * 1998-03-20 1999-12-14 Hewlett-Packard Company Portable image scanner with optical position sensors
CN104243858B (zh) * 2014-09-05 2017-07-28 北京空间机电研究所 一种光学遥感器的电路系统
CN104457759A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 上海卫星工程研究所 高精度原子鉴频测速导航仪及其导航方法
CN108535838B (zh) * 2018-03-19 2020-06-26 长光卫星技术有限公司 基于联合消杂光的微纳化星敏感器光学系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3723744A (en) * 1970-12-21 1973-03-27 Bell Telephone Labor Inc Optical tracker with variable density spatial filter
DE3330861A1 (de) * 1983-08-26 1985-03-14 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Vorrichtung zur feststellung von lageaenderungen eines raumflugkoerpers
US4679753A (en) * 1984-08-21 1987-07-14 Hughes Aircraft Company Surveying satellite incorporating star-sensing attitude determination subsystem
DE3625643A1 (de) * 1986-07-29 1988-02-04 Messerschmitt Boelkow Blohm Ortsaufloesender sensor zur erfassung einzelner lichtblitze
GB2207020B (en) * 1987-07-08 1991-08-21 Gec Avionics Imaging system
JPH02236108A (ja) * 1989-03-09 1990-09-19 Toshiba Corp 太陽センサ
FR2672988A1 (fr) * 1991-02-15 1992-08-21 Sodern Procede de mesure de la position precise du centre energetique d'une tache image d'un objet lumineux sur un detecteur photosensible.
US5204518A (en) * 1991-12-24 1993-04-20 Xerox Corporation Background light compensation for sensor array

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6917025B1 (en) * 1998-10-09 2005-07-12 Astrium Gmbh Combined earth/star sensor system and method for determining the orbit and position of spacecraft

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Publication number Publication date
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