JPH0645819A - アンテナ指向制御装置 - Google Patents
アンテナ指向制御装置Info
- Publication number
- JPH0645819A JPH0645819A JP19516992A JP19516992A JPH0645819A JP H0645819 A JPH0645819 A JP H0645819A JP 19516992 A JP19516992 A JP 19516992A JP 19516992 A JP19516992 A JP 19516992A JP H0645819 A JPH0645819 A JP H0645819A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- satellite
- control
- point
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- Pending
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、確実なビーム指向制御を実現した
うえで、衛星寿命の長寿命化を図るようにすることにあ
る。 【構成】三軸姿勢制御衛星１１の軌道面傾斜角ｉ、離心
率ｅ、及び昇交点時刻ｔo に基づいて、その日周移動に
伴うアンテナ１０のビーム指向点の日周変動を算出し
て、その日周変動を相殺するようにアンテナ１０のビー
ム指向点を制御するように構成し、所期の目的を達成し
たものである。
うえで、衛星寿命の長寿命化を図るようにすることにあ
る。 【構成】三軸姿勢制御衛星１１の軌道面傾斜角ｉ、離心
率ｅ、及び昇交点時刻ｔo に基づいて、その日周移動に
伴うアンテナ１０のビーム指向点の日周変動を算出し
て、その日周変動を相殺するようにアンテナ１０のビー
ム指向点を制御するように構成し、所期の目的を達成し
たものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば放送衛星等の
静止軌道に打上げられる三軸姿勢制御衛星のアンテナの
ビーム指向点を目標方向に制御するのに用いられるアン
テナ指向制御装置に関する。
静止軌道に打上げられる三軸姿勢制御衛星のアンテナの
ビーム指向点を目標方向に制御するのに用いられるアン
テナ指向制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】静止軌道上に打上げられた三軸姿勢制御
衛星１は、図３に示すように原理的に地球の赤道上の軌
道を地球の自転角速度と等しい速度で回転駆動され、地
球上からはあたかも静止して見られる。しかし、実際に
は、三軸姿勢制御衛星１に対して太陽や月の引力が作用
して、本来、赤道面に位置するべき軌道が赤道面からず
れて軌道傾斜角ｉだけ傾斜される。
衛星１は、図３に示すように原理的に地球の赤道上の軌
道を地球の自転角速度と等しい速度で回転駆動され、地
球上からはあたかも静止して見られる。しかし、実際に
は、三軸姿勢制御衛星１に対して太陽や月の引力が作用
して、本来、赤道面に位置するべき軌道が赤道面からず
れて軌道傾斜角ｉだけ傾斜される。
【０００３】また、三軸姿勢制御衛星１は、地球重力場
の偏圧や太陽光輻射圧の影響により、軌道速度が加速さ
れ、さらに静止軌道が完全な円でなく離心率ｅを持つ楕
円であることにより、その軌道位置に応じて経度位置が
変化される。そのため、三軸姿勢制御衛星にあっては、
搭載アンテナのビーム指向点がずれ、所望のビーム指向
を得ることが困難となる。
の偏圧や太陽光輻射圧の影響により、軌道速度が加速さ
れ、さらに静止軌道が完全な円でなく離心率ｅを持つ楕
円であることにより、その軌道位置に応じて経度位置が
変化される。そのため、三軸姿勢制御衛星にあっては、
搭載アンテナのビーム指向点がずれ、所望のビーム指向
を得ることが困難となる。
【０００４】そこで、従来は、搭載アンテナのビーム指
向点を制御する指向制御手段として、三軸姿勢制御衛星
１に備えたスラスタを駆動して燃料を噴射させ、その推
力で、その軌道を赤道面に戻す南北軌道制御（図４参
照）、及び経度位置を元に戻す東西軌道制御（図５参
照）を実行して、アンテナのビーム指向の補正が行われ
ている。スラスタは、上記南北軌道制御、及び東西軌道
制御と共に、姿勢制御に供され、その消費頻度として
は、南北軌道制御に約９割の搭載燃料が消費される。
向点を制御する指向制御手段として、三軸姿勢制御衛星
１に備えたスラスタを駆動して燃料を噴射させ、その推
力で、その軌道を赤道面に戻す南北軌道制御（図４参
照）、及び経度位置を元に戻す東西軌道制御（図５参
照）を実行して、アンテナのビーム指向の補正が行われ
ている。スラスタは、上記南北軌道制御、及び東西軌道
制御と共に、姿勢制御に供され、その消費頻度として
は、南北軌道制御に約９割の搭載燃料が消費される。
【０００５】ところが、上記指向制御手段では、三軸姿
勢制御衛星１に搭載するスラスタ噴射のための燃料の制
約により、衛星本体側のハードウェアが十分作動可能な
状態で、スラスタの燃料が枯渇して、搭載アンテナのビ
ーム指向制御が困難となり、実質的に衛星寿命が終了し
てしまうという問題を有していた。
勢制御衛星１に搭載するスラスタ噴射のための燃料の制
約により、衛星本体側のハードウェアが十分作動可能な
状態で、スラスタの燃料が枯渇して、搭載アンテナのビ
ーム指向制御が困難となり、実質的に衛星寿命が終了し
てしまうという問題を有していた。
【０００６】また、三軸姿勢制御衛星１に搭載したアン
テナに対して電波センサを設け、この電波センサで地上
からの電波ビーコンを受けて、その方向を検出し、アン
テナのビーム指向点を制御する方法がある。
テナに対して電波センサを設け、この電波センサで地上
からの電波ビーコンを受けて、その方向を検出し、アン
テナのビーム指向点を制御する方法がある。
【０００７】しかしながら、上記電波センサを備える手
段では、地上に電波放射設備を備えなければならないた
めに、設備の保守点検を含む取扱いが面倒であると共
に、その伝送路の障害等により、確実なビーム指向制御
が困難となるという問題を有する。
段では、地上に電波放射設備を備えなければならないた
めに、設備の保守点検を含む取扱いが面倒であると共
に、その伝送路の障害等により、確実なビーム指向制御
が困難となるという問題を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のアンテナ指向制御手段では、衛星寿命を低下させた
り、あるいは取扱いが面倒で、確実なビーム指向制御が
困難であるという問題を有していた。
来のアンテナ指向制御手段では、衛星寿命を低下させた
り、あるいは取扱いが面倒で、確実なビーム指向制御が
困難であるという問題を有していた。
【０００９】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、確実なビーム指向制御を実現し
得、且つ、衛星寿命の長寿命化を図り得るようにしたア
ンテナビーム指向制御装置を提供することを目的とす
る。
ので、構成簡易にして、確実なビーム指向制御を実現し
得、且つ、衛星寿命の長寿命化を図り得るようにしたア
ンテナビーム指向制御装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、静止軌道に
打上げられる三軸姿勢制御衛星に搭載され、静止軌道上
から目標方向に指向されるアンテナと、前記衛星の軌道
位置の日周移動に伴う前記アンテナのビーム指向点の変
動量を軌道面傾斜角、離心率、及び昇交点時刻に基づい
て算出し、前記アンテナのビーム指向点を補正する指向
制御手段とを備えてアンテナ指向制御装置を構成したも
のである。
打上げられる三軸姿勢制御衛星に搭載され、静止軌道上
から目標方向に指向されるアンテナと、前記衛星の軌道
位置の日周移動に伴う前記アンテナのビーム指向点の変
動量を軌道面傾斜角、離心率、及び昇交点時刻に基づい
て算出し、前記アンテナのビーム指向点を補正する指向
制御手段とを備えてアンテナ指向制御装置を構成したも
のである。
【００１１】
【作用】上記構成によれば、アンテナは、指向制御手段
により、三軸姿勢制御衛星の軌道面傾斜角、離心率、及
び昇交点時刻に基づいて、その日周移動に伴うビーム指
向点の変動が算出されて、その変動を相殺するようにビ
ーム指向方向が制御される。これにより、三軸姿勢制御
衛星自体の南北軌道制御を行うことなく、アンテナのビ
ーム指向点の制御が可能となる。
により、三軸姿勢制御衛星の軌道面傾斜角、離心率、及
び昇交点時刻に基づいて、その日周移動に伴うビーム指
向点の変動が算出されて、その変動を相殺するようにビ
ーム指向方向が制御される。これにより、三軸姿勢制御
衛星自体の南北軌道制御を行うことなく、アンテナのビ
ーム指向点の制御が可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
【００１３】図１はこの発明の一実施例に係るアンテナ
指向制御装置を示すもので、アンテナ１０は、三軸姿勢
制御衛星１１（図２参照）の所定の位置に駆動機構部１
２を介してロール（φ）軸（軌道上進行方向）、及びピ
ッチ（ψ）軸（軌道面垂直方向）周りが調整自在に搭載
される。この駆動機構部１２には、アンテナ駆動回路１
３が接続され、このアンテナ駆動回路１３には、中央処
理装置（ＣＰＵ）１４が接続される。このＣＰＵ１４に
は、書込み／読出しメモリ（ＲＡＭ）１５が接続され、
このＲＡＭ１５に記憶される軌道面傾斜角ｉ、離心率
ｅ、及び昇交点時刻ｔo のパラメータを読出してアンテ
ナ１０のビーム指向点の日周変動を算出し、ロール軸駆
動信号φ及びピッチ軸駆動信号ψを生成する。ＲＡＭ１
５は、例えば地上からのコマンドにより、記憶する軌道
面傾斜角ｉ、離心率ｅ、及び昇交点時刻ｔo のパラメー
タが周期的に更新される。
指向制御装置を示すもので、アンテナ１０は、三軸姿勢
制御衛星１１（図２参照）の所定の位置に駆動機構部１
２を介してロール（φ）軸（軌道上進行方向）、及びピ
ッチ（ψ）軸（軌道面垂直方向）周りが調整自在に搭載
される。この駆動機構部１２には、アンテナ駆動回路１
３が接続され、このアンテナ駆動回路１３には、中央処
理装置（ＣＰＵ）１４が接続される。このＣＰＵ１４に
は、書込み／読出しメモリ（ＲＡＭ）１５が接続され、
このＲＡＭ１５に記憶される軌道面傾斜角ｉ、離心率
ｅ、及び昇交点時刻ｔo のパラメータを読出してアンテ
ナ１０のビーム指向点の日周変動を算出し、ロール軸駆
動信号φ及びピッチ軸駆動信号ψを生成する。ＲＡＭ１
５は、例えば地上からのコマンドにより、記憶する軌道
面傾斜角ｉ、離心率ｅ、及び昇交点時刻ｔo のパラメー
タが周期的に更新される。
【００１４】上記構成において、ＣＰＵ１４は、上述し
たようにＲＡＭ１５に記憶される軌道面傾斜角ｉ、離心
率ｅ、及び昇交点時刻ｔo のパラメータを読出してアン
テナ１０のビーム指向点の日周移動に伴う日周変動を算
出し、ロール軸信号φ及びピッチ軸駆動信号ψを生成し
て、アンテナ駆動回路１３に出力する。
たようにＲＡＭ１５に記憶される軌道面傾斜角ｉ、離心
率ｅ、及び昇交点時刻ｔo のパラメータを読出してアン
テナ１０のビーム指向点の日周移動に伴う日周変動を算
出し、ロール軸信号φ及びピッチ軸駆動信号ψを生成し
て、アンテナ駆動回路１３に出力する。
【００１５】例えばロール軸駆動信号φは、図２に示す
ように任意時刻ｔにおける制御量として、地球半径ｒ＝
ＧＰo を約６４００ｋｍ、衛星高度Ｌ＝Ｐo Ｓo を約３
６００ｋｍとすると、ｒ＊ｓｉｎｉとＬ＊ｓｉｎφ、ｓ
ｉｎφと（ｒ／Ｌ）＊ｓｉｎｉが近似で、φがｒｉ／Ｌ
で近似されることにより、その最大制御角が約０．１７
８ｉとなり、三軸姿勢制御衛星１１の日周変動φt が φt ＝０．１７８ｉ＊ｓｉｎ３６０（ｔo −ｔ）／２４ ＝０．１７８ｉ＊ｓｉｎ１５（ｔo −ｔ） で近似される。したがって、軌道面傾斜角ｉ＝５度の場
合には、φ＝０．８９度となる。また、ＣＰＵ１４は、
ピッチ軸駆動信号ψについても、略同様に近似式から算
出する。
ように任意時刻ｔにおける制御量として、地球半径ｒ＝
ＧＰo を約６４００ｋｍ、衛星高度Ｌ＝Ｐo Ｓo を約３
６００ｋｍとすると、ｒ＊ｓｉｎｉとＬ＊ｓｉｎφ、ｓ
ｉｎφと（ｒ／Ｌ）＊ｓｉｎｉが近似で、φがｒｉ／Ｌ
で近似されることにより、その最大制御角が約０．１７
８ｉとなり、三軸姿勢制御衛星１１の日周変動φt が φt ＝０．１７８ｉ＊ｓｉｎ３６０（ｔo −ｔ）／２４ ＝０．１７８ｉ＊ｓｉｎ１５（ｔo −ｔ） で近似される。したがって、軌道面傾斜角ｉ＝５度の場
合には、φ＝０．８９度となる。また、ＣＰＵ１４は、
ピッチ軸駆動信号ψについても、略同様に近似式から算
出する。
【００１６】上記アンテナ駆動回路１３は、ＣＰＵ１４
からロール軸信号φ及びピッチ軸駆動信号ψに基づいて
駆動機構部１２を駆動して、アンテナ１０を目標方向に
指向制御し、ビーム指向点の日周変動を相殺する。
からロール軸信号φ及びピッチ軸駆動信号ψに基づいて
駆動機構部１２を駆動して、アンテナ１０を目標方向に
指向制御し、ビーム指向点の日周変動を相殺する。
【００１７】このように、上記アンテナ指向制御装置
は、三軸姿勢制御衛星１１の軌道面傾斜角ｉ、離心率
ｅ、及び昇交点時刻ｔo に基づいて、その日周移動に伴
うアンテナ１０のビーム指向点の日周変動を算出して、
その日周変動を相殺するようにアンテナ１０のビーム指
向点を制御するように構成した。
は、三軸姿勢制御衛星１１の軌道面傾斜角ｉ、離心率
ｅ、及び昇交点時刻ｔo に基づいて、その日周移動に伴
うアンテナ１０のビーム指向点の日周変動を算出して、
その日周変動を相殺するようにアンテナ１０のビーム指
向点を制御するように構成した。
【００１８】これによれば、三軸姿勢制御衛星１１自体
の南北軌道制御を行うことなく、アンテナ１０のビーム
指向点の制御が可能となり、図示しない姿勢制御用スラ
スタの使用頻度が軽減されるため、搭載燃料の軽減化が
図れ、結果として衛星寿命の長寿命化が図れる。例え
ば、軌道面傾斜角ｉの増加量が年平均約１度とし、軌道
面傾斜角ｉが約５度まで許容可能とすると、アンテナ１
０は、三軸姿勢制御衛星１１を静止軌道に軌道面変化方
向と逆方向に５度の傾斜角を有して投入することによ
り、約１０年間、アンテナ１０のビーム指向点の日周変
動に対応してビーム指向点の制御が可能となり、この間
のスラスタ噴射が軽減される。また、これによれば、衛
星管制上において、非常に面倒なスラスタ噴射運用が軽
減されることにより、衛星システムとしての安全性の向
上が図れる。なお、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。
の南北軌道制御を行うことなく、アンテナ１０のビーム
指向点の制御が可能となり、図示しない姿勢制御用スラ
スタの使用頻度が軽減されるため、搭載燃料の軽減化が
図れ、結果として衛星寿命の長寿命化が図れる。例え
ば、軌道面傾斜角ｉの増加量が年平均約１度とし、軌道
面傾斜角ｉが約５度まで許容可能とすると、アンテナ１
０は、三軸姿勢制御衛星１１を静止軌道に軌道面変化方
向と逆方向に５度の傾斜角を有して投入することによ
り、約１０年間、アンテナ１０のビーム指向点の日周変
動に対応してビーム指向点の制御が可能となり、この間
のスラスタ噴射が軽減される。また、これによれば、衛
星管制上において、非常に面倒なスラスタ噴射運用が軽
減されることにより、衛星システムとしての安全性の向
上が図れる。なお、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。
【００１９】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、確実なビーム指向制御を実現し
得、且つ、衛星寿命の長寿命化を図り得るようにしたア
ンテナビーム指向制御装置を提供することができる。
ば、構成簡易にして、確実なビーム指向制御を実現し
得、且つ、衛星寿命の長寿命化を図り得るようにしたア
ンテナビーム指向制御装置を提供することができる。
【図１】この発明の一実施例に係るアンテナ指向制御装
置を示した図。
置を示した図。
【図２】図１の動作を説明するために示した図。
【図３】三軸姿勢制御衛星の原理を説明するために示し
た図。
た図。
【図４】アンテナのビーム指向点の緯度方向の変動を示
した図。
した図。
【図５】アンテナのビーム指向点の経度方向の変動を示
した図。
した図。
１０…アンテナ、１１…三軸姿勢制御衛星、１２…駆動
機構部、１３…アンテナ駆動回路、１４……ＣＰＵ、１
５…ＲＡＭ。
機構部、１３…アンテナ駆動回路、１４……ＣＰＵ、１
５…ＲＡＭ。
Claims (1)
- 【請求項１】 静止軌道に打上げられる三軸姿勢制御衛
星に搭載され、静止軌道上から目標方向に指向されるア
ンテナと、 前記衛星の軌道位置の日周移動に伴う前記アンテナのビ
ーム指向点の変動量を軌道面傾斜角、離心率、及び昇交
点時刻に基づいて算出し、前記アンテナのビーム指向点
を補正する指向制御手段とを具備したことを特徴とする
アンテナ指向制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19516992A JPH0645819A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | アンテナ指向制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19516992A JPH0645819A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | アンテナ指向制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645819A true JPH0645819A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16336589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19516992A Pending JPH0645819A (ja) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | アンテナ指向制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645819A (ja) |
-
1992
- 1992-07-22 JP JP19516992A patent/JPH0645819A/ja active Pending
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