JPH08258799A - 姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は衛星における微妙な姿勢変化を検出
することができる姿勢制御装置を提供することを目的と
している。 【構成】 本発明の姿勢制御装置は、太陽センサ２の出
力を用いて恒星センサ１の出力と比較することにより、
恒星センサの状態を判別する恒星センサ監視部３を具備
する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地球観測等を行う低軌
道周回人工衛星等における姿勢制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地球観測等を行う人工衛星では、
慣性空間に対する３軸姿勢制御を行うための恒星セン
サ、慣性空間に対するヨ−軸姿勢制御を行うための太陽
センサ、慣性空間に対するロ−ル／ピッチ軸姿勢制御を
行うための地球センサを搭載しており、この人工衛星に
おける姿勢制御装置は、これらのセンサの検出出力に基
づいて姿勢制御が行われている。

【０００３】このような姿勢制御装置では、太陽センサ
は、地球捕捉時において地球センサが使用不可能である
時のみに用いられており、定常制御における通常の姿勢
制御は比較的精度の良い恒星センサにより行われてい
た。

【０００４】衛星が搭載している恒星センサの使用にお
いては、図３に示すように、恒星センサを使用できる恒
星センサ使用可能範囲（図中Ａ）と、恒星（図示せず）
を捕らえることができず、３軸姿勢制御を行うことがで
きない不可視帯（図中Ｃ）とが存在する場合がある。

【０００５】通常、故障や衛星本体が前述した不可視帯
Ｃに位置すること等の要因により、恒星センサが使用で
きない状態であるか否かの判別は姿勢制御装置に設けら
れている慣性基準装置がチェックしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、慣性基
準装置は、姿勢制御装置における姿勢レ−トを検出して
いるため、急激な姿勢変化を検出することはできるが、
姿勢のバイアス成分の検出はできず、衛星における微妙
な姿勢変化を検出することはできないという欠点があっ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した欠点を解決する
ために、本発明の人工衛星の姿勢制御装置においては、
慣性空間に対する３軸姿勢制御を行うための恒星セン
サと、慣性空間に対するヨ−軸姿勢制御を行うための太
陽センサと、前記恒星センサの出力を前記太陽センサの
出力と比較することにより、前記恒星センサの状態を監
視する恒星センサ監視手段とを具備している。

【０００８】

【作用】本発明の姿勢制御装置では、恒星センサの検出
出力を太陽センサの検出出力と比較することにより、恒
星センサの状態を監視し、恒星センサにより衛星の姿勢
制御が行える状態であるか否かを判別することができ
る。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図２を用いて詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例の姿勢制御装置
の構成を示すものであり、これについて詳細に説明す
る。

【００１０】１は衛星に搭載される恒星センサであり、
この恒星センサは衛星の慣性空間に対する、ヨ−軸、ロ
−ル軸、ピッチ軸の３軸姿勢制御を行なうために衛星の
位置を検出するものである。本発明では、図３に示すよ
うに、恒星センサ１が使用できる使用可能範囲Ａと、恒
星を捕らえることができず、恒星センサ１が３軸姿勢制
御を行うことができない不可視帯Ｃとが存在するものと
する。

【００１１】２は衛星に搭載される太陽センサであり、
この太陽センサは衛星の慣性空間に対する、ヨ−軸姿勢
制御を行なうために衛星の位置を検出するものである。
本発明では、図３に示すように、恒星センサ１の不可視
帯Ｃにおいて、太陽センサ２が使用できる使用可能範囲
Ｂが存在するものとする。

【００１２】３は恒星センサ１の出力を太陽センサ２の
出力と比較することにより、恒星センサ１の状態を監視
する恒星センサ監視部である。４は衛星本体の姿勢を制
御する姿勢制御部である。この姿勢制御部４は慣性基準
装置４１を含むものであり、通常の衛星の姿勢制御はこ
の慣性基準装置４１により行われている。

【００１３】次に、図２を用いて恒星センサ監視部３の
構成について説明する。３１は恒星センサ１の出力を検
出する恒星センサ出力検出部である。３２は太陽センサ
２の出力を検出する太陽センサ出力検出部である。

【００１４】３３は恒星センサ出力検出部３１と太陽セ
ンサ出力検出部３２との検出結果を比較することにより
恒星センサの状態を判別する監視制御部である。次に、
この姿勢制御装置の動作について説明する。

【００１５】恒星センサ１の出力と太陽センサ２の出力
は、恒星センサ監視部３に入力されている。定常制御時
には姿勢制御部４は、恒星センサ１の出力に基づいて姿
勢制御を行っている。

【００１６】恒星センサ監視部３では、図２に示すよう
に、恒星センサ出力検出部３１により恒星センサの出力
が検出され、同様に太陽センサ出力検出部３２により太
陽センサの出力が検出される。これらの検出結果は監視
制御部３３に入力される。

【００１７】つまり、この監視制御部３３においては、
太陽センサ２の出力に基づいて、恒星センサ１の状態を
監視し、かつ、判別していることになる。このように本
実施例の姿勢制御装置では、恒星センサ監視部４が恒星
センサ１の状態を監視しているので、定常姿勢制御時に
慣性基準装置を用いずに、恒星センサ１状態を太陽セン
サ２の出力と比較することによって判別することがで
き、衛星における微妙な姿勢変化を検出することはでき
るという効果が得られる。

【００１８】また、他の実施例としては、図３に示すよ
うに、この監視制御部３３に切換部３３１と切換制御部
３３２とを有する姿勢制御装置が考えられる。この実施
例では、監視制御部３３により恒星センサ１が故障して
いると判別される場合や、図４に示すように衛星が不可
視帯Ｃに位置してために恒星センサ１が使用できない状
態であると判別される場合や、恒星センサによる姿勢決
定精度よりも太陽センサによる姿勢決定精度がよいと判
別される場合は、切換制御部３３２が切換部３３１を制
御し、太陽センサ２の出力を姿勢制御部４に入力するよ
うに切り換えることが可能であり、太陽センサ２の出力
を用いて姿勢制御を行うことができるという効果が得ら
れる。

【００１９】また、本実施例においては、主要なものの
みを用いて姿勢制御装置の構成について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、他の各種センサ、例え
ば、慣性空間に対するロ−ル／ピッチ軸の姿勢制御を行
うための地球センサを設けることも可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の姿勢制御
装置においては、恒星センサ監視手段により恒星センサ
の出力と太陽センサの出力とを比較し、恒星センサの状
態を監視することができる。よって、慣性基準装置によ
る姿勢変化の検出を行うよりも、衛星の微妙な姿勢変化
を検出することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明における姿勢制御装置の構成を示す図
である。

【図２】 本発明における恒星センサ監視部４の構成を
示す図である。

【図３】 本発明における監視制御部３３の構成を示す
図である。

【図４】 恒星センサの使用可能範囲Ａと不可視帯Ｃと
太陽センサの使用可能範囲Ｂを説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１・・・恒星センサ ２・・・太陽センサ ３・・・恒星センサ監視部 ３１・・・恒星センサ出力検出部 ３２・・・太陽センサ出力検出部 ３３・・・監視制御部 ３３１・・・切換部 ３３２・・・切換制御部 ４・・・姿勢制御部 ４１・・・慣性基準装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 慣性空間に対する３軸姿勢制御を行うた
   めの恒星センサと、 慣性空間に対するヨ−軸姿勢制御を行うための太陽セン
   サと、 前記恒星センサの出力を前記太陽センサの出力と比較す
   ることにより、前記恒星センサの状態を監視する恒星セ
   ンサ監視手段とを具備することを特徴とする姿勢制御装
   置。
2. 【請求項２】 恒星センサの出力または太陽センサの出
   力に基づいて姿勢制御を行う姿勢制御手段と、 前記恒星センサの出力と前記太陽センサの出力とを切り
   換えて前記姿勢制御手段に入力する切換手段と、 この切換手段の切換を制御する切換制御手段とを具備す
   ることを特徴とする請求項１記載の姿勢制御装置。
3. 【請求項３】 切換制御手段は、恒星センサ監視手段に
   より恒星センサが故障であると判別されるとき、太陽セ
   ンサの出力を姿勢制御手段に入力するよう切換手段を切
   換えることを特徴とする請求項２記載の姿勢制御装置。
4. 【請求項４】 切換制御手段は、恒星センサ監視手段に
   より衛星本体が恒星センサの不可視帯に位置すると判別
   されるとき、太陽センサの出力を姿勢制御手段に入力す
   るよう切換手段を切換えることを特徴とする請求項２記
   載の姿勢制御装置。
5. 【請求項５】 切換制御手段は、恒星センサ監視手段に
   より恒星センサの姿勢決定精度よりも太陽センサの姿勢
   決定精度がよいと判別されるとき、太陽センサの出力を
   姿勢制御手段に入力するよう切換手段を切換えることを
   特徴とする請求項２記載の姿勢制御装置。