JPH07291199A - Attitude control method for artificial satelite - Google Patents

Attitude control method for artificial satelite

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JPH07291199A
JPH07291199A JP6084896A JP8489694A JPH07291199A JP H07291199 A JPH07291199 A JP H07291199A JP 6084896 A JP6084896 A JP 6084896A JP 8489694 A JP8489694 A JP 8489694A JP H07291199 A JPH07291199 A JP H07291199A
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JP
Japan
Prior art keywords
satellite
attitude control
attitude
earth
control method
Prior art date
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Pending
Application number
JP6084896A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Ono
小野  誠
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH07291199A publication Critical patent/JPH07291199A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To facilitate the processing for the on-satelite mounted sensor data and reduce deflection of the image of a stereoscopic pair sensor in the prepara tion of a map, etc., by setting the machine axial direction of a satelite as the vector direction, by calculating the quantity of the rotation of the earth and controlling the machine axial direction of the satelite to the advance direction of the satelite measured on the earth. CONSTITUTION:The difference between the timer information supplied from a timer device 5 and the Br passing time is counted by a data processing device 6, and the latitude of the satelite passing point is calculated, and the rotational speed of the earth at this latitude is calculated by the data processing device 6. Each deflection in the advance direction fixed on the satelite and the speed direction of the satelite in the coordinate system fixed on the earth is calculated by utilizing the attitude information supplied from an attitude gyro 4, rotational speed information of the earth, and the satelite speed information which is previously stored in the data processing device 6. A reaction wheel 7 is controlled so that the deflection information becomes zero and the attitude of the satelite is set so that the advance axis coincides with the advance direction of the satelite in the coordinate system fixed on the earth.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は人工衛星の姿勢制御方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a satellite attitude control method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図24は従来の極軌道観測衛星の姿勢制
御方式の1例を示す構成図であり、図において、1は衛
星構体、2は地球センサー、3は太陽センサー、4は姿
勢ジャイロ装置、5はタイマー装置、6はデータ処理装
置、7はリアクションホイールを表す。また、図25は
衛星の姿勢を説明する図であり、図において、Eart
hは地球、Orbは衛星軌道の軌跡、Sunは太陽、F
ieldは太陽センサーの視野である。
2. Description of the Related Art FIG. 24 is a block diagram showing an example of a conventional attitude control system for a polar orbit observation satellite. In the figure, 1 is a satellite structure, 2 is an earth sensor, 3 is a sun sensor, 4 is an attitude gyro. A device, 5 is a timer device, 6 is a data processing device, and 7 is a reaction wheel. In addition, FIG. 25 is a diagram for explaining the attitude of the satellite.
h is the earth, Orb is the orbit of the satellite, Sun is the sun, F
field is the field of view of the sun sensor.

【0003】以上の構成において極軌道衛星1は太陽に
対する地球の陰(日陰と称する)から太陽光を望める日
照領域に入る位置Brで太陽センサー3により太陽セン
サー3の視野Field内に太陽を捕らえ、同時に地球
センサー2により地球中心方向を捕らえる。この2つの
信号を基準として、姿勢ジャイロ装置4の基準軸をデー
タ処理装置6内に記憶する。また、同時にBr通過時刻
タイマー装置5より取得してデータ処理装置6内に記憶
する。機軸があらかじめ設定された方向からずれている
場合は、姿勢制御用リアクションホイール7を使用して
慣性空間内における衛星の姿勢ベクトルの方向を変化さ
せ、衛星軸方向を所定の方向に設定する。
In the above structure, the polar orbit satellite 1 captures the sun in the field of view of the sun sensor 3 by the sun sensor 3 at a position Br in which the sun can be seen from the shadow of the earth (referred to as the shade) with respect to the sun. At the same time, the earth sensor 2 captures the direction of the center of the earth. The reference axis of the attitude gyro device 4 is stored in the data processing device 6 with reference to these two signals. At the same time, it is acquired from the Br passage time timer device 5 and stored in the data processing device 6. When the machine axis is deviated from the preset direction, the attitude control reaction wheel 7 is used to change the direction of the attitude vector of the satellite in the inertial space to set the satellite axis direction to the predetermined direction.

【0004】以上の構成において、極軌道衛星1の機軸
方向は太陽を中心とし、太陽と地球中心を結ぶ線を1軸
とする座標系で設定された、衛星軌道面Orbにたいし
て一定の方向を保つように制御されていた。
In the above configuration, the polar orbit satellite 1 has a machine axis direction which is set in a coordinate system having the sun as the center and a line connecting the sun and the center of the earth as one axis, and maintains a constant direction with respect to the satellite orbit plane Orb. Was controlled as.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の極軌道衛星では
以上のように姿勢制御系が構成されていたので衛星の姿
勢制御に使用される信号には地球自転の項が含まれてな
く、地球上で衛星の姿勢を見ると、地球自転の影響を受
けて、衛星の見かけの進行方向と機軸方向が一致してい
ないという結果になり、例えば光学センサーで観測を行
う場合、画面が歪むという問題があった。
Since the attitude control system is configured in the conventional polar orbit satellite as described above, the signal used for attitude control of the satellite does not include the term of the earth rotation, Looking at the attitude of the satellite above, the result is that the apparent traveling direction of the satellite does not match the direction of the aircraft axis due to the influence of the Earth's rotation.For example, when observing with an optical sensor, the screen is distorted was there.

【0006】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので衛星の姿勢軸の内、ロール軸の方向
を地球上で見た衛星の進行方向に一致させるような手段
を提供するものである。
The present invention has been made to solve the above problems and provides means for making the direction of the roll axis of the attitude axis of the satellite coincide with the traveling direction of the satellite as seen on the earth. It is a thing.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に係る極軌道衛
星の姿勢制御方式では、従来の衛星で行われていなかっ
た地球自転の量を算定する手段を用いて、衛星の機軸方
向を常に、地球上で見た衛星の進行方向に制御するもの
である。
In the attitude control system for polar orbit satellites according to the present invention, the means for calculating the amount of earth rotation, which has not been carried out by conventional satellites, is used to constantly change the satellite axis direction. It controls the traveling direction of the satellite as seen on the earth.

【0008】[0008]

【作用】この発明における極軌道衛星の姿勢制御方式で
は、衛星の機軸方向を地球上での速度ベクトル方向とし
て、衛星搭載センサーデータの処理を容易にするととも
に、地図作成等の目的でステレオペアセンサの画像のず
れを小さくする手段を提供する。
In the attitude control system for polar orbit satellites according to the present invention, the satellite axis is set as the velocity vector direction on the earth to facilitate the processing of the satellite-mounted sensor data, and at the same time, the stereo pair sensor is used for the purpose of map creation and the like. To provide a means for reducing the deviation of the image.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図1において、1は衛星構体、2は地球センサー、
3は太陽センサー、4は姿勢ジャイロ、5はタイマー装
置、6はデータ処理装置、7はリアクションホイール
Earthは地球、を表す。
Example 1. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 is a satellite structure, 2 is an earth sensor,
3 is a sun sensor, 4 is an attitude gyro, 5 is a timer device, 6 is a data processing device, and 7 is a reaction wheel.
Earth represents the earth.

【0010】また図2は図1の地球センサー2の構成例
を示すもので、Leは集光レンズ、DeIは赤外光電変
換器列である。また、図3は図1の太陽センサー3の構
成例を示すもので、S1は入力光スリット、DeVは光
電変換器列ブロックである。
FIG. 2 shows an example of the structure of the earth sensor 2 of FIG. 1, where Le is a condenser lens and DeI is an infrared photoelectric converter array. Further, FIG. 3 shows a configuration example of the sun sensor 3 of FIG. 1, S1 is an input light slit, and DeV is a photoelectric converter array block.

【0011】図4は図1のリアクションホイール7の構
成例を示すもので、Whは慣性弾み車、Moは加減速用
モータである。
FIG. 4 shows an example of the configuration of the reaction wheel 7 of FIG. 1. Wh is an inertia flywheel and Mo is an acceleration / deceleration motor.

【0012】図5は機能を説明するための図である。図
において、Earthは地球、Orbは衛星軌道の軌
跡、Sunは太陽、Fieldは太陽センサーの視野で
ある。
FIG. 5 is a diagram for explaining the function. In the figure, Earth is the earth, Orb is the trajectory of the satellite orbit, Sun is the sun, and Field is the field of view of the sun sensor.

【0013】以上のように構成された本発明の装置にお
いて、太陽センサー3の視野は、衛星構体1に固定され
た方向を向いており、衛星構体1が地球の陰から日照範
囲に現れる境界域Brにおいて太陽の方向を扇形領域の
範囲で1平面内に捕らえることが出来る。また、地球セ
ンサー2は、地球からの熱赤外光線を捕らえ、赤外放射
のある幅の測定から地球の中心方向を決定する。この2
つの情報により、Brにおける衛星の姿勢が読みとれる
のでこの位置における、姿勢ジャイロ4の出力信号の値
をリセットして、衛星の3軸の姿勢を慣性空間において
決定しデータ処理装置6に記憶する。またBr通過点に
おける時刻情報をタイマー5から取り込み記憶する。衛
星の地球周回周期は一定値であるので、タイマー装置5
からの時刻信号とBr通過時刻の差をデータ処理装置6
で計算すれば、衛星通過地点の緯度が算出されこの緯度
における地球自転速度をデータ処理装置6であらかじめ
記憶した計算式により計算出来る。姿勢ジャイロ4から
得る姿勢情報と、上述の地球自転速度情報及びあらかじ
めデータ処理装置6に記憶された衛星の速度情報を利用
して、衛星の衛星に固定された進行方向と地球に固定さ
れた座標系における衛星の速度方向のずれを算出でき
る。このずれ情報がゼロとなるように、リアクションホ
イール7の各慣性ホイールWhに接続された加減速用モ
ータMoの回転速度を変化させて、衛星の姿勢を制御す
る。以上の動作により、衛星の姿勢はその進行軸が地球
に固定された座標系において衛星が進行する方向に一致
する。
In the apparatus of the present invention configured as described above, the field of view of the sun sensor 3 is oriented in the direction fixed to the satellite structure 1, and the boundary region where the satellite structure 1 appears in the sunshine range from the shadow of the earth. In Br, the direction of the sun can be captured in one plane within the fan-shaped region. The earth sensor 2 also captures thermal infrared rays from the earth and determines the direction of the center of the earth from the measurement of a certain width of infrared radiation. This 2
Since the attitude of the satellite at Br can be read from the two pieces of information, the value of the output signal of the attitude gyro 4 at this position is reset, and the attitudes of the three axes of the satellite are determined in the inertial space and stored in the data processing device 6. Further, the time information at the Br passing point is fetched from the timer 5 and stored. Since the orbiting period of the satellite is a constant value, the timer device 5
The difference between the time signal from and the Br passing time is calculated by the data processing device 6
If the calculation is performed, the latitude of the satellite passage point is calculated, and the earth rotation speed at this latitude can be calculated by the calculation formula stored in advance in the data processing device 6. Using the attitude information obtained from the attitude gyro 4, the above-mentioned earth rotation speed information, and the satellite speed information stored in advance in the data processing device 6, the direction of travel of the satellite fixed to the satellite and the coordinates fixed to the earth. It is possible to calculate the deviation in the velocity direction of the satellite in the system. The attitude of the satellite is controlled by changing the rotation speed of the acceleration / deceleration motor Mo connected to each inertia wheel Wh of the reaction wheel 7 so that this deviation information becomes zero. By the above operation, the attitude of the satellite coincides with the direction in which the satellite travels in the coordinate system whose traveling axis is fixed to the earth.

【0014】以上述べたように、本発明の方法によれば
衛星の進行方向と衛星の軸方向が一致するので、例えば
プッシュブルーム型のセンサーを搭載する場合、画面の
形状が長方形となり、解析処理や地図作成の際、合成領
域の重ね合わせ等の処理がし易い利点がある。また、衛
星に同時に複数の観測センサーを搭載し、直下点の映像
と斜め前方あるいは後方の映像を取得し、これを組み合
わせて立体情報を得る場合、複数センサーの覆域をほぼ
完全に重ねるようにデータ取得が行え、データの利用効
率を高められるという極めて実用性の高い利点を有す
る。
As described above, according to the method of the present invention, the traveling direction of the satellite and the axial direction of the satellite coincide with each other. Therefore, for example, when a push-bloom type sensor is mounted, the shape of the screen becomes a rectangle, and the analysis processing is performed. When creating a map, there is an advantage that processing such as composition area superposition is easy. In addition, when multiple observation sensors are installed on the satellite at the same time, the image of the point directly below and the image of the diagonally forward or backward direction are acquired, and when these are combined to obtain stereoscopic information, the coverage areas of the multiple sensors should be almost completely overlapped. It has an extremely highly practical advantage that data can be obtained and the data utilization efficiency can be improved.

【0015】実施例2.図6はこの発明の実施例2を示
すものである。図において、8は可動型太陽センサーで
ある。また、図7は可動型太陽センサー8の構成例を示
すもので、Miは太陽高度測定用の可動反射鏡、Enは
角度読みとり器、Drは可動鏡駆動モータ、Cntは駆
動鏡制御装置、Mfは固定ミラーである。
Example 2. FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. In the figure, 8 is a movable sun sensor. Further, FIG. 7 shows a configuration example of the movable sun sensor 8, where Mi is a movable reflecting mirror for measuring the solar altitude, En is an angle reader, Dr is a movable mirror drive motor, Cnt is a drive mirror controller, and Mf. Is a fixed mirror.

【0016】以上の構成において、衛星が太陽光に照射
される日照領域を通過中駆動モータDrを制御器Cnt
の信号により制御して、太陽光が固定鏡Mfを介して太
陽検出器3に導かれるように可動鏡を動かし、可動鏡の
回転角度をエンコーダEnにより読みとれば、太陽高度
が測定できるため、衛星の飛翔する緯度の計測が直接行
え、このデータを実施例1のタイマー装置から計算され
る時刻信号を利用する緯度計算の出力に変えて使用する
ことにより、実施例1と全く同様に地球自転の影響を考
慮した衛星の姿勢制御が可能となる。
In the above configuration, the drive motor Dr is controlled by the controller Cnt while the satellite is passing through the sunshine area where sunlight is irradiated.
The satellite altitude can be measured by moving the movable mirror so that the sunlight is guided to the sun detector 3 through the fixed mirror Mf and reading the rotation angle of the movable mirror by the encoder En by controlling the signal of The flying latitude can be directly measured, and this data is used instead of the output of the latitude calculation which uses the time signal calculated from the timer device of the first embodiment. It is possible to control the attitude of the satellite considering the influence.

【0017】実施例3.図8はこの発明の実施例3を示
すものである。図において、9はスターセンサーであ
る。図9はスターセンサーの構成例を示す図で、Leは
集光光学系、Detは2次元検出器アレーである。
Embodiment 3. FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. In the figure, 9 is a star sensor. FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a star sensor, Le is a condensing optical system, and Det is a two-dimensional detector array.

【0018】以上の構成において、衛星のスターセンサ
ー9の2次元検出器アレーDetにあらかじめ設定した
恒星を捕らえその映像の2次元平面上での位置変化を捕
らえることにより、衛星の飛翔する緯度の計測が直接行
え、このデータを実施例1のタイマー装置から計算され
る時刻信号を利用する緯度計算の出力に変えて使用する
ことにより、実施例1と全く同様に地球自転の影響を考
慮した衛星の姿勢制御が可能となる。
In the above configuration, by measuring a fixed star preset in the two-dimensional detector array Det of the star sensor 9 of the satellite and capturing the position change of the image on the two-dimensional plane, the flight latitude of the satellite is measured. By directly using this data by changing the data into the output of the latitude calculation using the time signal calculated from the timer device of the first embodiment, the satellite of the same kind as in the first embodiment, in which the influence of the earth rotation is taken into consideration. Attitude control becomes possible.

【0019】実施例4.図10はこの発明の実施例4を
示すものである。図において、10及び11はリニア光
電変換器アレー12及び13は集光光学系、14は相関
演算器である。集光光学系12の視野の中心は集光光学
系13の視野の中心より衛星の進行方向軸を含む面内で
前方向を向いている。図11は機能を説明する図であ
る。図において、img1はリニア光電変換器アレー1
0および集光光学系12により得られる地上を投影する
画像、img2はリニア光電変換器アレー11及び集光
光学系13により得られる地上を投影する画像、{p
1,p1´}・・・{pi,pi´}は両方の画像にお
ける対応する地上映像の代表点である。
Example 4. FIG. 10 shows Embodiment 4 of the present invention. In the figure, 10 and 11 are linear photoelectric converter arrays 12 and 13, condensing optical systems, and 14 is a correlation calculator. The center of the visual field of the condensing optical system 12 faces the front direction in the plane including the traveling direction axis of the satellite from the center of the visual field of the condensing optical system 13. FIG. 11 is a diagram for explaining the function. In the figure, img1 is a linear photoelectric converter array 1
0 and an image for projecting the ground obtained by the condensing optical system 12, img2 is an image for projecting the ground obtained by the linear photoelectric converter array 11 and the condensing optical system 13, {p
1, p1 '} ... {pi, pi'} are representative points of the corresponding ground image in both images.

【0020】以上の構成において、衛星が軌道上で進行
するにつれまず、図10の集光光学系12とリニア光電
変換器10による光学系が地上の映像img1を作成
し、わずかの時間ずれをもって集光光学系13とリニア
光電変換器11による光学系が地上のほぼ同一地域の映
像img2を作成する。相関演算器14はimg1にお
ける{p1,p2・・・,pi}に対応するimg2の
対応する地上映像の位置{pl´,p2´・・・pi
´}を微少領域の面積相関演算により求める。両者の対
応位置の画面中央位置からのずれ量は衛星の進行軸の地
上に対するずれとなるのでこれを0とするように、衛星
の姿勢制御を行う。姿勢制御の方式は、本発明の第1の
実施例と同じ方式が使用出来るが、これに限られること
なく衛星のヨー軸を含む面内に卷かれたコイルに流す電
流と地磁気による回転力を利用しても全く同様に作用さ
せられる。
In the above configuration, as the satellite progresses in orbit, the condensing optical system 12 and the optical system of the linear photoelectric converter 10 in FIG. 10 first create a ground image img1 and collect it with a slight time lag. The optical system including the optical optical system 13 and the linear photoelectric converter 11 creates an image img2 of almost the same area on the ground. The correlation calculator 14 determines the position {pl ', p2' ... pi of the corresponding ground image of img2 corresponding to {p1, p2 ..., Pi} in img1.
′} Is obtained by the area correlation calculation of the minute area. Since the amount of deviation between the corresponding positions of the two from the center position of the screen is the deviation of the satellite's traveling axis from the ground, the attitude control of the satellite is performed so as to set it to zero. As the attitude control method, the same method as in the first embodiment of the present invention can be used. However, the attitude control method is not limited to this, and the electric current flowing through the coil wound in the plane including the yaw axis of the satellite and the rotational force due to the geomagnetism can be used. It can be operated in exactly the same way when used.

【0021】実施例5.図12はこの発明の実施例6を
示すものである。図において、10及び11はリニア光
電変換器アレー12は集光光学系、14は相関演算器で
ある。また、図11は実施例5と同じく、機能を説明す
るための図である。
Example 5. FIG. 12 shows a sixth embodiment of the present invention. In the figure, 10 and 11 are linear photoelectric converter arrays 12, a condensing optical system, and 14 are correlation calculators. Further, FIG. 11 is a diagram for explaining the function, as in the fifth embodiment.

【0022】以上の構成において、衛星が軌道上で進行
するにつれまず、図12の集光光学系12はリニア光電
変換器10及び11が設置される焦点面上に二次元の映
像を結び、地上の特定点の映像は衛星の進行につれ焦点
面上を移動する。従って、リニア光電変換器10による
光学系が地上の映像img1を作成し、わずかの時間ず
れをもって集光光学系12とリニア光電変換器11によ
る光学系が地上のほぼ同一地域の映像img2を作成す
る。相関演算器14img1における{pl,p2・・
・,pi}に対応するimg2の対応する地上映像の位
置{p1´,p2´・・・,pi´}を微少領域の面積
相関演算により求める。両者の対応位置の画面中央位置
からのずれ量は衛星の進行軸の地上に対するずれとなる
のでこれを0とするように、衛星の姿勢制御を行う。姿
勢制御の方式は、本発明の第1の実施例と同じ方式が使
用出来るが、これに限られることなく衛星のヨー軸を含
む面内に卷かれたコイルに流す電流と地磁気による回転
力を利用しても全く同様に作用させられる。この方式に
よれば、衛星に対するセンサーの視野の設定を2台のセ
ンサーを利用して行うより、高精度に設定出来るので、
衛星の姿勢制御の精度を高められるという利点がある。
In the above structure, as the satellite advances in orbit, the condensing optical system 12 of FIG. 12 connects a two-dimensional image on the focal plane where the linear photoelectric converters 10 and 11 are installed, and The image of the specific point moves on the focal plane as the satellite progresses. Therefore, the optical system based on the linear photoelectric converter 10 creates an image img1 on the ground, and the focusing optical system 12 and the optical system based on the linear photoelectric converter 11 create an image img2 on the substantially same region on the ground with a slight time lag. . In the correlation calculator 14img1, {pl, p2 ...
., Pi}, the corresponding ground image position {p1 ', p2' ..., pi '} of img2 is obtained by area correlation calculation of the minute area. Since the amount of deviation between the corresponding positions of the two from the center position of the screen is the deviation of the satellite's traveling axis from the ground, the attitude control of the satellite is performed so as to set it to zero. As the attitude control method, the same method as in the first embodiment of the present invention can be used. However, the attitude control method is not limited to this, and the electric current flowing through the coil wound in the plane including the yaw axis of the satellite and the rotational force due to the geomagnetism can be used. It can be operated in exactly the same way when used. According to this method, the field of view of the sensor with respect to the satellite can be set with higher accuracy than the setting using two sensors.
There is an advantage that the accuracy of satellite attitude control can be improved.

【0023】実施例6.図13はこの発明の実施例6を
示すものである。図において、15及び16はエリア光
電変換器アレー12及び13は集光光学系、14は相関
演算器である。集光光学系12の視野の中心は集光光学
系13の視野の中心より衛星の進行方向軸を含む面内で
前方向を向いている。図14は機能を説明する図であ
る。図において、img1はリニア光電変換器アレー1
5及び集光光学系16により得られる地上を投影する画
像、img2はリニア光電変換器アレー11及び集光光
学系13により得られる地上を投影する画像、{p1,
p1´}・・・{pi,pi´}は両方の画像における
対応する地上映像の代表点である。
Example 6. FIG. 13 shows a sixth embodiment of the present invention. In the figure, 15 and 16 are area photoelectric converter arrays 12 and 13, and a condensing optical system, and 14 is a correlation calculator. The center of the visual field of the condensing optical system 12 faces the front direction in the plane including the traveling direction axis of the satellite from the center of the visual field of the condensing optical system 13. FIG. 14 is a diagram for explaining the function. In the figure, img1 is a linear photoelectric converter array 1
5 and an image for projecting the ground obtained by the condensing optical system 16, img2 is an image for projecting the ground obtained by the linear photoelectric converter array 11 and the condensing optical system 13, {p1,
p1 '} ... {pi, pi'} are representative points of the corresponding terrestrial video in both images.

【0024】以上の構成において、衛星が軌道上で進行
するにつれまず、図13の集光光学系12とエリア光電
変換器15による光学系が地上の2次元領域の映像im
g1を瞬時に作成し、わずかの時間ずれをもって集光光
学系13とリニア光電変換器16による光学系が地上の
ほぼ同一地域の映像img2を作成する。同様に、さら
に、わずかの時間ずれをもって、集光光学系12とリニ
ア光電変換器15による光学系が地上の2次元領域の映
像img3を作成、集光光学系13とリニア光電変換器
16による光学系が地上のほぼ同一地域の映像img2
を作成する。相関演算器14はimg1における{p
1,p2・・・,pi}に対応するimg2の対応する
地上映像の位置{pl´,p2´・・・,pi´}を微
少領域の面積相関演算により求める。両者の対応位置の
画面中央位置からのずれ量はそれぞれの映像が取得され
る瞬時の時間差における相対的な時間差における対地姿
勢変化を反映するので、0とするように、衛星の姿勢制
御を行う。姿勢制御の方式は、本発明の第1の実施例と
同じ方式が使用出来るが、これに限られることなく衛星
のヨー軸を含む面内に卷かれたコイルに流す電流と地磁
気による回転力を利用しても全く同様に作用させられ
る。
In the above configuration, as the satellite advances in orbit, the optical system formed by the condensing optical system 12 and the area photoelectric converter 15 in FIG.
g1 is created instantaneously, and the optical system including the condensing optical system 13 and the linear photoelectric converter 16 creates an image img2 of almost the same area on the ground with a slight time lag. Similarly, with a slight time difference, the optical system including the condensing optical system 12 and the linear photoelectric converter 15 creates an image img3 of a two-dimensional area on the ground, and the optical system including the condensing optical system 13 and the linear photoelectric converter 16 produces an image. Image of almost the same area on the ground as img2
To create. The correlation calculator 14 uses {p in img1
1, p2 ..., Pi}, the corresponding ground image position {pl ', p2' ..., pi '} of img2 is obtained by area correlation calculation of the minute area. The amount of deviation between the corresponding positions of the two from the center position of the screen reflects the change in the attitude toward the ground due to the relative time difference in the time difference at which each image is acquired, so the attitude control of the satellite is performed so as to be 0. As the attitude control method, the same method as in the first embodiment of the present invention can be used. However, the attitude control method is not limited to this, and the electric current flowing through the coil wound in the plane including the yaw axis of the satellite and the rotational force due to the geomagnetism can be used. It can be operated in exactly the same way when used.

【0025】実施例7.図15はこの発明の実施例7を
示すものである。図において、15及び16はエリア光
電変換器アレー、12は集光光学系、14は相関演算器
である。図14は実施例6と同じく機能を説明する図で
ある。
Example 7. FIG. 15 shows Embodiment 7 of the present invention. In the figure, 15 and 16 are area photoelectric converter arrays, 12 is a condensing optical system, and 14 is a correlation calculator. FIG. 14 is a diagram for explaining the function similarly to the sixth embodiment.

【0026】以上の構成において、衛星が軌道上で進行
するにつれまず、図15の集光光学系12はエリア光電
変換器15及び16が設置される焦点面上に二次元の映
像を結び、地上の特定点の映像は衛星の進行につれ焦点
面上を移動する。エリア光電変換器15による光学系が
2次元の地上の映像img1を瞬時作成し、わずかの時
間ずれをもってエリア光電変換器16による光学系が地
上のほぼ同一地域の2次元映像img2を瞬時に作成す
る。相関演算器14はimg1における{p1,p2・
・・,pi}に対応するimg2の対応する地上映像の
位置{pl´,p2´・・・,pi´}を微少領域の面
積相関演算により求める。両者の対応位置の画面中央位
置からのずれ量の変化は2個の映像が取得される時刻差
における、衛星軸の地上に対するずれとなるのでこれを
0とするように、衛星の姿勢制御を行う。姿勢制御の方
式は、本発明の第1の実施例と同じ方式が使用出来る
が、これに限られることなく衛星のヨー軸を含み面内に
卷かれたコイルに流す電流と地磁気による回転力を利用
しても全く同様に作用させられる。
In the above structure, as the satellite advances in orbit, the condensing optical system 12 of FIG. 15 connects a two-dimensional image on the focal plane where the area photoelectric converters 15 and 16 are installed, and The image of the specific point moves on the focal plane as the satellite progresses. The optical system by the area photoelectric converter 15 instantly creates a two-dimensional image img1 on the ground, and the optical system by the area photoelectric converter 16 instantly creates a two-dimensional image img2 of the almost same area on the ground with a slight time lag. . The correlation calculator 14 uses {p1, p2 ...
.., pi} corresponding ground image position of img2 {pl ', p2' ..., pi '} is obtained by area correlation calculation of the minute area. A change in the amount of deviation between the corresponding positions of the two from the screen center position causes a deviation of the satellite axis with respect to the ground in the time difference when two images are acquired. Therefore, the attitude control of the satellite is performed so that this becomes zero. . As the attitude control method, the same method as in the first embodiment of the present invention can be used. However, the attitude control method is not limited to this, and the current flowing through the coil surrounded by the yaw axis of the satellite and the rotational force due to the geomagnetism are used. It can be operated in exactly the same way when used.

【0027】実施例8.図16はこの発明の実施例8を
示すものである。図において、15はエリア光電変換器
アレー、11はリニア検出器アレー、12は集光光学
系、14は相関演算器である。図14は実施例7と同じ
く機能を説明する図である。図において、img1はエ
リア光電変換器アレー15及び集光光学系12により得
られる地上を投影する画像、img2はリニア光電変換
器アレー11及び集光光学系12により得られる地上を
投影する画像、{p1,p1´}・・・{pi,pi
´}は両方の画像における対応する地上映像の代表点で
ある。
Example 8. FIG. 16 shows an eighth embodiment of the present invention. In the figure, 15 is an area photoelectric converter array, 11 is a linear detector array, 12 is a condensing optical system, and 14 is a correlation calculator. FIG. 14 is a diagram for explaining the function similarly to the seventh embodiment. In the figure, img1 is an image projected on the ground obtained by the area photoelectric converter array 15 and the condensing optical system 12, img2 is an image projected on the ground obtained by the linear photoelectric converter array 11 and the condensing optical system 12, p1, p1 '} ... {pi, pi
′} Is the representative point of the corresponding terrestrial video in both images.

【0028】以上の構成において、衛星が軌道上で進行
するにつれまず、図16の集光光学系12とエリア光電
変換器15による光学系が地上の2次元映像img1を
瞬時作成し、わずかの時間ずれをもって集光光学系13
とリニア光電変換器11による光学系が地上のほぼ同一
地域の映像img2を1ラインずつ順次作成する。相関
演算器14はimg1における{pl,p2・・・,p
i}に対応するimg2の対応する地上映像の位置{p
l´,p2´・・・,pi´}を微少領域の面積相関演
算により求める。両者の対応位置の画面中央位置からの
ずれ量はリニアセンサ11による映像取得時間とエリア
センサー15による映像取得時間の差における衛星の進
行軸の地上に対するずれとなるので、ある時間範囲の衛
星の姿勢変化を表す。従ってこれを常に0とするよう
に、衛星の姿勢制御を行う。姿勢制御の方式は、本発明
の第1の実施例と同じ方式が使用出来るが、これに限ら
れることなく衛星のヨー軸を含む面内に卷かれたコイル
に流す電流と地磁気による回転力を利用しても全く同様
に作用させられる。
In the above configuration, as the satellite advances in orbit, first, the optical system including the condensing optical system 12 and the area photoelectric converter 15 in FIG. 16 instantaneously creates a two-dimensional image img1 on the ground for a short time. Condensing optical system 13 with a shift
And the optical system of the linear photoelectric converter 11 sequentially creates the image img2 of the almost same area on the ground line by line. The correlation calculator 14 uses {pl, p2 ..., p in img1.
position {p of the corresponding ground image of img2 corresponding to i}
1 ′, p2 ′ ..., Pi ′} are obtained by the area correlation calculation of the minute region. The amount of deviation of the corresponding positions from the center position of the screen is the difference between the image acquisition time of the linear sensor 11 and the image acquisition time of the area sensor 15, which is the deviation of the satellite's traveling axis from the ground. Represents a change. Therefore, the attitude control of the satellite is performed so that this is always zero. As the attitude control method, the same method as in the first embodiment of the present invention can be used. However, the attitude control method is not limited to this, and the electric current flowing through the coil wound in the plane including the yaw axis of the satellite and the rotational force due to the geomagnetism can be used. It can be operated in exactly the same way when used.

【0029】実施例9.図17はこの発明の実施例9を
示すものである。図において、11はリニア検出器アレ
ー、12は集光光学系、17はポインティングミラー。
図18は実施例9の機能を説明する図である。図におい
て、img1はポインティングミラー17が直下点方向
を向いている状態でより得られる地上を投影する画像、
img2ポインティングミラー18が直下点からずれた
方向を向いている状態で地上を投影する画像、{pl,
p1´}・・・{pi,pi´}は両方の画像における
対応する地上映像の代表点である。
Example 9. FIG. 17 shows a ninth embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a linear detector array, 12 is a condensing optical system, and 17 is a pointing mirror.
FIG. 18 is a diagram for explaining the function of the ninth embodiment. In the figure, img1 is an image for projecting on the ground, which is obtained when the pointing mirror 17 faces the direction directly below,
img2 An image projected on the ground with the pointing mirror 18 pointing in a direction deviating from the point directly below, {pl,
p1 '} ... {pi, pi'} are representative points of the corresponding terrestrial video in both images.

【0030】以上の構成において、衛星が軌道上で進行
するにつれまず、図17のポインティングミラー18が
直下点方向を向いている状態で集光光学系12とエリア
光電変換器11による光学系が地上の映像img1を一
定時間作成し、わずかの時間ずれをもってポインティン
グミラー18が直下点から後方を向いている状態で集光
光学系12とエリア光電変換器11による光学系が地上
の映像img2を一定時間作成する。その際ポインティ
ングミラー18のポインティング角度はあらかじめ設定
された値を用いてimg1とほぼ重なるようにする。相
関演算器14はimg1における{p1,p2・・・p
i}に対応するimg2の対応する地上映像の位置{p
1´,p2´・・・,pi´}を微少領域の面積相関演
算により求める。両者の対応位置の画面中央位置からの
ずれ量は両方の映像を取得する時間間隔における、衛星
の進行軸の地上に対するずれとなるのでこれを0とする
ように、衛星の姿勢制御を行う。姿勢制御の方式は、本
発明の第1の実施例と同じ方式が使用出来るが、これに
限られることなく衛星のヨー軸を含む面内に卷かれたコ
イルに流す電流と地磁気による回転力を利用しても全く
同様に作用させられる。この方式によれば姿勢検出用の
リニアセンサー11は1個ですむため付属のドライブ回
路等の構成が簡略に出来るという利点がある。
In the above structure, as the satellite advances in orbit, the optical system formed by the condensing optical system 12 and the area photoelectric converter 11 is grounded while the pointing mirror 18 in FIG. Image img1 of a certain time is created for a certain period of time, and the optical system including the condensing optical system 12 and the area photoelectric converter 11 forms the image img2 of the ground for a certain period of time with the pointing mirror 18 facing backward from the point directly below with a slight time lag. create. At this time, the pointing angle of the pointing mirror 18 is set to be substantially equal to img1 by using a preset value. The correlation calculator 14 uses {p1, p2 ... p in img1.
position {p of the corresponding ground image of img2 corresponding to i}
1 ′, p2 ′ ..., Pi ′} are obtained by the area correlation calculation of the minute region. The amount of deviation of the corresponding positions of the two from the center position of the screen is the deviation of the satellite's traveling axis with respect to the ground in the time interval for acquiring both images, so the attitude control of the satellite is performed so as to be 0. As the attitude control method, the same method as in the first embodiment of the present invention can be used. However, the attitude control method is not limited to this, and the electric current flowing through the coil wound in the plane including the yaw axis of the satellite and the rotational force due to the geomagnetism can be used. It can be operated in exactly the same way when used. According to this method, since only one linear sensor 11 for attitude detection is required, there is an advantage that the structure of the attached drive circuit can be simplified.

【0031】実施例10.図19はこの発明の実施例1
0を示すものである。図において、15はエリア光電変
換器アレー、12は集光光学系、18はポインティング
ミラー。図20は実施例10の機能を説明する図であ
る。図において、img1はポインティングミラー18
が直下点方向を向いている状態でより得られる地上を投
影する画像、img2ポインティングミラー18が直下
点からずれた方向を向いている状態で地上を投影する画
像、{p1,p1´}・・・{pi,pi´}は両方の
画像における対応する地上映像の代表点である。
Example 10. FIG. 19 shows the first embodiment of the present invention.
It shows 0. In the figure, 15 is an area photoelectric converter array, 12 is a condensing optical system, and 18 is a pointing mirror. FIG. 20 is a diagram for explaining the function of the tenth embodiment. In the figure, img1 is a pointing mirror 18.
Image obtained by projecting the ground more when is directed to the direct lower point direction, image projected on the ground when the img2 pointing mirror 18 is directed in a direction deviated from the direct lower point, {p1, p1 '} ... • {pi, pi '} is the representative point of the corresponding terrestrial video in both images.

【0032】以上の構成において、衛星が軌道上で進行
するにつれまず、図14のポインティングミラー18が
直下点方向を向いている状態で集光光学系12とエリア
光電変換器11による光学系が地上の2次元映像img
1を瞬時作成し、わずかの時間ずれをもってポインティ
ングミラー18が直下点から後方を向いている状態で集
光光学系12とエリア光電変換器11による光学系が地
上の2次元映像img2を瞬時に作成する。その際ポイ
ンティングミラー18のポインティング角度はあらかじ
め設定された値を用いてimg1とほぼ重なるようにす
る。相関演算器14はimg1における{p1,p2・
・・,pi}に対応するimg2の対応する地上映像の
位置{p1´,p2´・・・,pi´}を微少領域の面
積相関演算により求める。両者の対応位置の画面中央位
置からのずれ量は両方の映像を取得する時間間隔におけ
る、衛星の進行軸の地上に対するずれとなるのでこれを
0とするように、衛星の姿勢制御を行う。姿勢制御の方
式は、本発明の第1の実施例と同じ方式が使用出来る
が、これに限られることなく衛星のヨー軸を含む面内に
卷かれたコイルに流す電流と地磁気による回転力を利用
しても全く同様に作用させられる。この方式によれば2
次元映像が瞬時に取得されるため、地上点の高低に起因
するパララックス歪みが姿勢検出誤差に与える影響を除
去出来るという利点がある。
In the above structure, as the satellite advances in orbit, the optical system formed by the condensing optical system 12 and the area photoelectric converter 11 is first grounded while the pointing mirror 18 in FIG. 2D image img
1 is instantly created, and the optical system by the condensing optical system 12 and the area photoelectric converter 11 instantly creates a two-dimensional image img2 on the ground with the pointing mirror 18 facing backward from the direct point with a slight time lag. To do. At this time, the pointing angle of the pointing mirror 18 is set to be substantially equal to img1 by using a preset value. The correlation calculator 14 uses {p1, p2 ...
.., pi} corresponding ground image position of img2 {p1 ', p2' ..., pi '} is obtained by area correlation calculation of the minute area. The amount of deviation of the corresponding positions of the two from the center position of the screen is the deviation of the satellite's traveling axis with respect to the ground in the time interval for acquiring both images, so the attitude control of the satellite is performed so as to be 0. As the attitude control method, the same method as in the first embodiment of the present invention can be used. However, the attitude control method is not limited to this, and the electric current flowing through the coil wound in the plane including the yaw axis of the satellite and the rotational force due to the geomagnetism can be used. It can be operated in exactly the same way when used. According to this method, 2
Since the three-dimensional image is acquired instantaneously, there is an advantage that it is possible to remove the influence of the parallax distortion caused by the height of the ground point on the attitude detection error.

【0033】実施例11.図21はこの発明の実施例1
1を示すものである。図において、18及び19はコヒ
ーレントパルスレーダ装置。20はドップラー比較演算
器である。また図22は機能を説明するための図であ
る。図においてBm1はコヒーレントパルスレーダ装置
18の送受信アンテナの放射ビーム、Bm2はコヒーレ
ントパルスレーダ装置19の送受信アンテナの放射ビー
ム、D1・・・Diは衛星から見てレーダ反射波のドッ
プラーシフト周波数が等しい等ドップラー線を示す。
Example 11. FIG. 21 shows the first embodiment of the present invention.
1 is shown. In the figure, 18 and 19 are coherent pulse radar devices. Reference numeral 20 is a Doppler comparison calculator. FIG. 22 is a diagram for explaining the function. In the figure, Bm1 is the radiation beam of the transmission / reception antenna of the coherent pulse radar device 18, Bm2 is the radiation beam of the transmission / reception antenna of the coherent pulse radar device 19, D1 ... Di are equal to the Doppler shift frequency of the radar reflected waves when viewed from the satellite, etc. The Doppler line is shown.

【0034】以上の構成において、衛星が軌道上で進行
するにつれ衛星に搭載された、コヒーレントパルスレー
ダ装置18及び19からパルス状電波が地球表面に向か
って放射され、その反射波が受信され、位相検波され
る。この位相検波された信号は衛星の対地速度に対応し
て、ドップラー周波数偏位を生ずる。アンテナの放射ビ
ームの方位が衛星の進行軸に対して対象に設定されてい
る場合、衛星の地球固定座標軸上での進行方向と衛星の
進行軸とが一致している場合、コヒーレントパルスレー
ダ装置17から得られる信号のドップラー周波数とコヒ
ーレントパルスレーダ装置18から得られる信号のドッ
プラー周波数とが一致する。両者にずれがある場合ドッ
プラー周波数の違いから衛星の進行軸と速度ベクトル方
向のずれが計算されるので、これをもとに衛星の姿勢制
御を行う。姿勢制御の方式は、本発明の第1の実施例と
同じ方式が使用出来るが、これに限られることなく衛星
のヨー軸を含む面内に卷かれたコイルに流す電流と地磁
気による回転力を利用しても全く同様に作用させられ
る。
In the above structure, as the satellite advances in orbit, pulsed radio waves are radiated toward the earth's surface from the coherent pulse radar devices 18 and 19 mounted on the satellite, the reflected waves are received, and the phase is received. Is detected. This phase-detected signal causes a Doppler frequency deviation corresponding to the ground speed of the satellite. When the azimuth of the radiation beam of the antenna is set symmetrically with respect to the traveling axis of the satellite, and when the traveling direction of the satellite on the earth fixed coordinate axis and the traveling axis of the satellite match, the coherent pulse radar device 17 And the Doppler frequency of the signal obtained from the coherent pulse radar device 18 match. If there is a deviation between the two, the deviation between the satellite's traveling axis and the velocity vector direction is calculated from the difference in Doppler frequency, and satellite attitude control is performed based on this. As the attitude control method, the same method as in the first embodiment of the present invention can be used. However, the attitude control method is not limited to this, and the electric current flowing through the coil wound in the plane including the yaw axis of the satellite and the rotational force due to the geomagnetism can be used. It can be operated in exactly the same way when used.

【0035】実施例12.図23はこの発明の実施例1
2を示すものである。図において、18及び19はコヒ
ーレントパルスレーダ装置。20はドップラー比較演算
器、21は差分信号発生器、22はヨー制御装置であ
る。
Example 12 FIG. 23 is a first embodiment of the present invention.
2 is shown. In the figure, 18 and 19 are coherent pulse radar devices. Reference numeral 20 is a Doppler comparison calculator, 21 is a difference signal generator, and 22 is a yaw control device.

【0036】以上の構成において、衛星が軌道上で進行
するにつれ衛星に搭載された、コヒーレントパルスレー
ダ装置17及び18からパルス状電波が地球表面に向か
って放射され、その反射波が受信され、位相検波され
る。この位相検波された信号は衛星の対地速度に対応し
て、ドップラー周波数偏位を生ずる。アンテナの放射ビ
ームの方位が衛星の進行軸に対して対象に設定されてい
る場合、衛星の地球固定座標軸上での進行方向と衛星の
進行軸とが一致している場合、コヒーレントパルスレー
ダ装置17から得られる信号のドップラー周波数とコヒ
ーレントパルスレーダ装置18から得られる信号のドッ
プラー周波数とが一致する。両者にずれがある場合ドッ
プラー周波数の違いからヨー誤差信号が発生し、これを
ヨー制御装置に入力して、ヨー誤差信号が0となるまで
ヨー軸回りの回転制御を行う。以上述べたようにこの発
明に方式によれば、リアルタイムで衛星の姿勢制御が行
えるので、例えば高精度な画像取得が可能で、衛星画像
を使用する地図作成等の精度を向上させることに大きく
寄与出来る。
In the above configuration, as the satellite advances in orbit, pulsed radio waves are radiated toward the earth's surface from the coherent pulse radar devices 17 and 18 mounted on the satellite, the reflected waves are received, and the phase is received. Is detected. This phase-detected signal causes a Doppler frequency deviation corresponding to the ground speed of the satellite. When the azimuth of the radiation beam of the antenna is set symmetrically with respect to the traveling axis of the satellite, and when the traveling direction of the satellite on the earth fixed coordinate axis and the traveling axis of the satellite match, the coherent pulse radar device 17 And the Doppler frequency of the signal obtained from the coherent pulse radar device 18 match. When there is a deviation between the two, a yaw error signal is generated due to the difference in Doppler frequency, and this is input to the yaw control device, and rotation control around the yaw axis is performed until the yaw error signal becomes zero. As described above, according to the method of the present invention, since the attitude control of the satellite can be performed in real time, for example, highly accurate image acquisition is possible, and it greatly contributes to improving the accuracy of map creation using satellite images. I can.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明による人工衛
星の姿勢制御の方法によれば、映像歪みの少ない地上画
像撮像画像システムを構成出来るので、地上処理におけ
る歪み補正処理の時間短縮やステレオペアの有効活用面
積の増大など、衛星搭載のリモートセンサに使用して極
めて有効である。
As described above, according to the artificial satellite attitude control method of the present invention, it is possible to construct a terrestrial image pickup image system with less image distortion. It is extremely effective when used for remote sensors mounted on satellites, such as increasing the effective utilization area.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例1の一実施例による衛星の姿
勢制御方法の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例1の一実施例による地球セン
サーの構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of an earth sensor according to an embodiment of the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施例1の一実施例による太陽セン
サーの構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a sun sensor according to an embodiment of the first embodiment of the present invention.

【図4】この発明の実施例1の一実施例によるリアクシ
ョンホイールの構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a reaction wheel according to an embodiment of the first embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施例1の一実施例による機能の説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a function according to an embodiment of the first embodiment of the present invention.

【図6】この発明の実施例2の一実施例による衛星の姿
勢制御方法の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of a second embodiment of the present invention.

【図7】この発明の実施例2の一実施例による太陽セン
サーの構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a sun sensor according to an embodiment of a second embodiment of the present invention.

【図8】この発明の実施例3の一実施例による衛星の姿
勢制御方法の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of a third embodiment of the present invention.

【図9】この発明の実施例3の一実施例による恒星セン
サーの構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a star sensor according to an embodiment of a third embodiment of the present invention.

【図10】この発明の実施例4の一実施例による衛星の
姿勢制御方法の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of a fourth embodiment of the present invention.

【図11】この発明の実施例4の一実施例による機能の
説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a function according to an embodiment of the fourth embodiment of the present invention.

【図12】この発明の実施例5の一実施例による衛星の
姿勢制御方法の構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of a fifth embodiment of the present invention.

【図13】この発明の実施例6の一実施例による衛星の
姿勢制御方法の構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of the sixth embodiment of the present invention.

【図14】この発明の実施例6の一実施例による機能の
説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a function according to an embodiment of a sixth embodiment of the present invention.

【図15】この発明の実施例7の一実施例による衛星の
姿勢制御方法の構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of the seventh embodiment of the present invention.

【図16】この発明の実施例8の一実施例による衛星の
姿勢制御方法の構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of an eighth embodiment of the present invention.

【図17】この発明の実施例9の一実施例による衛星の
姿勢制御方法の構成図である。
FIG. 17 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of the ninth embodiment of the present invention.

【図18】この発明の実施例9の一実施例による機能の
説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of a function according to an embodiment of the ninth embodiment of the present invention.

【図19】この発明の実施例10の一実施例による衛星
の姿勢制御方法の構成図である。
FIG. 19 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of a tenth embodiment of the present invention.

【図20】この発明の実施例10の一実施例による機能
の説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of a function according to an embodiment of the tenth embodiment of the present invention.

【図21】この発明の実施例11の一実施例による衛星
の姿勢制御方法の構成図である。
FIG. 21 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of an eleventh embodiment of the present invention.

【図22】この発明の実施例11の一実施例による機能
の説明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram of a function according to an embodiment of the eleventh embodiment of the present invention.

【図23】この発明の実施例12の一実施例による衛星
の姿勢制御方法の構成図である。
FIG. 23 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to an embodiment of the twelfth embodiment of the present invention.

【図24】従来の方式による衛星の姿勢制御方法の構成
図である。
FIG. 24 is a configuration diagram of a satellite attitude control method according to a conventional method.

【図25】従来の方式による機能の説明図である。FIG. 25 is an explanatory diagram of functions according to a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 衛星構体 2 地球センサー 3 太陽センサー 4 姿勢ジャイロ装置 5 タイマー装置 6 データ処理装置 7 リアクションホイール 8 可動型太陽センサー 9 スターセンサー 10 リニア光電変換器アレー 11 リニア光電変換器アレー 12 集光光学系 13 集光光学系 14 相関演算器 15 エリア光電変換器アレー 16 エリア光電変換器アレー 17 ポインティングミラー 18 コヒーレントパルスレーダ装置 19 コヒーレントパルスレーダ装置 20 ドップラ比較演算器 21 差分信号発生器 22 ヨー制御装置 1 Satellite Structure 2 Earth Sensor 3 Sun Sensor 4 Attitude Gyro Device 5 Timer Device 6 Data Processing Device 7 Reaction Wheel 8 Movable Sun Sensor 9 Star Sensor 10 Linear Photoelectric Converter Array 11 Linear Photoelectric Converter Array 12 Concentrating Optical System 13 Optical optics 14 Correlation calculator 15 Area photoelectric converter array 16 Area photoelectric converter array 17 Pointing mirror 18 Coherent pulse radar device 19 Coherent pulse radar device 20 Doppler comparison calculator 21 Difference signal generator 22 Yaw controller

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高度1000km未満で南北両極付近を
通過する軌道を持ち地球を周回する人工衛星の姿勢制御
方法において、姿勢制御が3軸姿勢検出器の出力と日陰
から日照に移動する際の時刻を基準信号とし、その時刻
からの経過時間を変数として衛星搭載計算機により衛星
の対地速度ベクトルを算出し、衛星の地球に対する軌道
の直下点軌跡の地球上での接線成分の方向と、衛星の構
造体軸方向が一致するように衛星のヨー軸回転角を与
え、プログラム制御により、姿勢制御することを特徴と
する人工衛星の姿勢制御方法。
1. In the attitude control method of an artificial satellite that orbits the earth with an orbit passing near the north and south poles at an altitude of less than 1000 km, the attitude control outputs the three-axis attitude detector and the time when moving from shade to sunshine. Is used as a reference signal, and the ground velocity vector of the satellite is calculated by the on-board computer using the elapsed time from that time as a variable, and the direction of the tangential component on the earth of the point directly below the orbit of the satellite with respect to the earth and the structure of the satellite An attitude control method for an artificial satellite, characterized in that the yaw axis rotation angle of the satellite is given so that the body axis directions coincide with each other, and the attitude is controlled by program control.
【請求項2】 衛星に太陽検知装置を搭載し、基準信号
として、3軸姿勢検出器の出力と太陽検知装置から得ら
れる太陽方向を示す信号を用いて衛星搭載計算機により
計算された衛星直下点の緯度をもとに、衛星の対地速度
ベクトルを算出し、衛星の地球に対する軌道の直下点軌
跡の地球上での接線成分の方向と、衛星の構造体軸方向
が一致するようにリアルタイムで衛星進行軸と対地速度
ベクトルの方向制御を行う方法であることを特徴とする
請求項1記載の人工衛星の姿勢制御方法。
2. A satellite directly below the point calculated by a satellite-mounted computer using a sun detector mounted on a satellite and using, as a reference signal, an output of a three-axis attitude detector and a signal indicating the sun direction obtained from the sun detector. Based on the latitude of the satellite, the ground speed vector of the satellite is calculated, and the direction of the tangential component on the earth of the locus of the point directly below the orbit of the satellite with respect to the earth matches the direction of the satellite structure axis in real time. 2. The attitude control method for an artificial satellite according to claim 1, which is a method for controlling the direction of the traveling axis and the ground velocity vector.
【請求項3】 衛星に恒星位置検出映像装置を搭載し、
3軸姿勢検出器の出力と恒星位置検出映像装置からの信
号を利用して、衛星の姿勢を算出し、使用することを特
徴とする請求項2記載の人工衛星の姿勢制御方法。
3. A satellite equipped with a star position detection imager,
3. The artificial satellite attitude control method according to claim 2, wherein the attitude of the satellite is calculated and used by utilizing the output of the three-axis attitude detector and the signal from the star position detection image device.
【請求項4】 人工衛星の姿勢制御方法において、姿勢
制御の方法が、衛星に搭載された、地球周辺検出器と1
次元アレー検出器列を有する2個以上の光学撮像装置と
を使用して、地球周辺検出器の出力と上記光学撮像装置
により得られる地上映像を基準信号として、衛星搭載計
算機により計算された対地姿勢データをもとにリアルタ
イムヨー制御を行う方法であることを特徴とする請求項
2記載の人工衛星の姿勢制御方法。
4. An attitude control method for an artificial satellite, the attitude control method comprising:
Using two or more optical imaging devices having a three-dimensional array detector array, the ground attitude calculated by a satellite-equipped computer using the output of the earth peripheral detector and the ground image obtained by the optical imaging device as reference signals. The attitude control method for an artificial satellite according to claim 2, wherein the method is a method for performing real-time yaw control based on data.
【請求項5】 人工衛星の姿勢制御方法において、姿勢
制御の方法が、衛星に搭載された、地球周辺検出器と2
こ以上の1次元アレー検出器列を有する光学撮像装置と
を使用して、地球周辺検出器の出力と上記光学撮像装置
により得られる地上映像を基準信号として、衛星搭載計
算機により計算された対地姿勢データをもとにリアルタ
イムヨー制御を行う方法であることを特徴とする請求項
4記載の人工衛星の姿勢制御方法。
5. A method for controlling the attitude of an artificial satellite, comprising:
Using this optical imaging device having a one-dimensional array detector array, the ground attitude calculated by a satellite-equipped computer using the output of the earth peripheral detector and the ground image obtained by the optical imaging device as reference signals. 5. The artificial satellite attitude control method according to claim 4, wherein the method is a method for performing real-time yaw control based on data.
【請求項6】 人工衛星の姿勢制御方法において、姿勢
制御の方法が、衛星に搭載された、地球周辺検出器の出
力と2次元アレー検出器列を有する2個以上の光学撮像
装置とを使用して、地球周辺検出器の出力と上記の光学
撮像装置により得られる地上映像を基準信号として、衛
星搭載計算機により計算された姿勢データをもとにリア
ルタイムヨー制御を行うことを特徴とする請求項4記載
の人工衛星の姿勢制御方法。
6. The attitude control method for an artificial satellite, wherein the attitude control method uses two or more optical imaging devices mounted on the satellite, each of which has an output of a peripheral detector of the earth and a two-dimensional array detector array. Then, the real-time yaw control is performed based on the attitude data calculated by the satellite-mounted computer, using the output of the earth periphery detector and the ground image obtained by the optical imaging device as reference signals. 4. The attitude control method for an artificial satellite according to 4.
【請求項7】 人工衛星の姿勢制御方法において、姿勢
制御の方法が、衛星に搭載された、地球周辺検出器の出
力と2個以上の2次元アレー検出器列を有する光学撮像
装置とを使用して、姿勢制御が地球周辺検出器の出力と
上記光学撮像装置により得られる地上映像を基準信号と
して、衛星搭載計算機により計算された姿勢データをも
とにリアルタイムヨー制御を行うことを特徴とする請求
項4記載の人工衛星の姿勢制御方法。
7. The attitude control method for a satellite, wherein the attitude control method uses an optical imaging device mounted on the satellite and having an output of a peripheral detector and two or more two-dimensional array detector arrays. Then, the attitude control is characterized by performing real-time yaw control based on the attitude data calculated by the satellite-mounted computer, using the output of the earth periphery detector and the ground image obtained by the optical imaging device as reference signals. The attitude control method for an artificial satellite according to claim 4.
【請求項8】 人工衛星の姿勢制御方法において、姿勢
制御の方法が、衛星に搭載された、地球周辺検出器の出
力と1次元アレー検出器列と2次元アレー検出器列を有
する光学撮像装置とを使用して、地球周辺検出器の出力
と上記光学撮像装置により得られる地上映像を基準信号
として、衛星搭載計算機により計算された姿勢データを
もとにリアルタイムでヨー制御を行うことを特徴とする
請求項4記載の人工衛星の姿勢制御方法。
8. A satellite attitude control method, wherein the attitude control method comprises an optical imaging device mounted on a satellite, comprising an output of a peripheral detector of the earth, a one-dimensional array detector array, and a two-dimensional array detector array. Using the and, the yaw control is performed in real time based on the attitude data calculated by the satellite-mounted computer, using the output of the earth periphery detector and the ground image obtained by the optical imaging device as reference signals. 5. The artificial satellite attitude control method according to claim 4.
【請求項9】 人工衛星の姿勢制御方法において、姿勢
制御の方法が、衛星に搭載された、地球周辺検出器の出
力と1次元アレー検出器列を有し、撮像光学系前面に可
動鏡を有する光学撮像装置とを使用して、地球周辺検出
器の出力と上記光学撮像装置により得られる地上映像を
基準信号として、衛星搭載計算機により計算された結果
をもとにリアルタイムヨー制御を行うことを特徴とする
請求項4記載の人工衛星の姿勢制御方法。
9. An attitude control method for an artificial satellite, wherein the attitude control method has an output of a peripheral detector of the earth and a one-dimensional array detector array mounted on the satellite, and a movable mirror is provided in front of the imaging optical system. Using the optical imaging device that has the real-time yaw control based on the result calculated by the satellite-equipped computer, using the output of the earth periphery detector and the ground image obtained by the optical imaging device as reference signals. The attitude control method for an artificial satellite according to claim 4, which is characterized in that.
【請求項10】 人工衛星の姿勢制御方法において、姿
勢制御の方法が、衛星に搭載された、地球周辺検出器の
出力と2次元アレー検出器列を有し、撮像光学系前面に
可動鏡を有する光学撮像装置とを使用して、地球周辺検
出器の出力と上記光学撮像装置により得られる地上映像
を基準信号として、衛星搭載計算機により計算された姿
勢データをもとにリアルタイムヨー制御を行うことを特
徴とする請求項4記載の人工衛星の姿勢制御方法。
10. An attitude control method for an artificial satellite, wherein the attitude control method has an output of a peripheral detector of the earth and a two-dimensional array detector array mounted on the satellite, and a movable mirror is provided in front of the imaging optical system. Performing real-time yaw control based on the attitude data calculated by the satellite-equipped computer, using the optical image pickup device that is provided with the output of the earth periphery detector and the ground image obtained by the optical image pickup device as reference signals. 5. The artificial satellite attitude control method according to claim 4.
【請求項11】 高度1000km未満で南北両極付近
を通過する軌道を持ち地球を周回する人工衛星の姿勢制
御の方法において、姿勢制御が衛星搭載のドップラレー
ダ信号検出器の出力を基準信号として、ドップラ周波数
が一定範囲に入るように衛星のヨー軸回りの姿勢制御を
プログラム制御により実施することを特徴とする人工衛
星の姿勢制御方法。
11. A method of attitude control of an artificial satellite that orbits the earth at an altitude of less than 1000 km and passes near the north and south poles, wherein the attitude control uses the output of a Doppler radar signal detector mounted on the satellite as a reference signal. An attitude control method for an artificial satellite, characterized in that attitude control around the yaw axis of the satellite is performed by program control so that the frequency falls within a certain range.
【請求項12】 高度1000km未満で南北両極付近
を通過する軌道を持ち地球を周回する人工衛星の姿勢制
御の方法において、姿勢制御が衛星搭載の測地支援衛星
システムからの信号受信結果を基準信号として、それら
の相対値を定められた計算式に基づく一定値に納まるよ
うにヨー制御をリアルタイムで行う閉ループで制御する
ことを特徴とする人工衛星の姿勢制御方法。
12. A method for attitude control of an artificial satellite that orbits the earth at an altitude of less than 1000 km and passes near the north and south poles, wherein the attitude control uses the result of signal reception from a satellite-mounted geodetic support satellite system as a reference signal. , A satellite attitude control method characterized in that yaw control is controlled in a closed loop in real time so that the relative values thereof fall within a fixed value based on a predetermined calculation formula.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1999016668A1 (en) * 1997-10-01 1999-04-08 Space Systems/Loral, Inc. Spacecraft yaw pointing for inclined orbits
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JP2015077917A (en) * 2013-10-18 2015-04-23 三菱電機株式会社 Controller of observation device

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