JPH09145357A - 太陽方向検出装置 - Google Patents

太陽方向検出装置

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JPH09145357A
JPH09145357A JP7308729A JP30872995A JPH09145357A JP H09145357 A JPH09145357 A JP H09145357A JP 7308729 A JP7308729 A JP 7308729A JP 30872995 A JP30872995 A JP 30872995A JP H09145357 A JPH09145357 A JP H09145357A
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JP
Japan
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sun
sun direction
solar cells
solar cell
sunlight
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Pending
Application number
JP7308729A
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English (en)
Inventor
Yuichi Saito
雄一 齋藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽方向検出装置による広い視野範囲での太
陽方向検出を目的とする。 【解決手段】 半球の平面部分中央に設けられ太陽光を
半球内に通す所定の大きさの穴、及び半球の曲面部分内
面に並設され上記太陽光を検知し起電力を発生する複数
の太陽電池によって構成されたセンサ部と、上記太陽電
池による起電力を導入し2進数に符号化するエンコー
ダ、このエンコーダによる符号化情報等を記憶する読み
書きメモリ、所定の太陽方向計算式の書き込まれている
読み出し専用メモリ、および上記読み書きメモリに記憶
された符号化情報等と上記読みだし専用メモリに書き込
まれている太陽方向計算式を使って、太陽方向を計算す
る信号処理手段によって構成された信号処理部とで構
成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、宇宙機
に搭載され、広い視野範囲で太陽を捕捉し、太陽の方向
を検出する太陽方向検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】まず、従来のこの種の太陽方向検出装置
について説明する。図3は、従来の太陽方向検出装置を
示す図で、図において1は太陽方向検出装置を示し、こ
の太陽方向検出装置1は、センサ部2、信号線6、及び
信号処理部7で構成される。このセンサ部2は、箱型を
なし、その上部には所定の幅のスリット3が設けられて
いる。この箱型のセンサ部2の内部底面には、センサと
して機能する例えば太陽電池S1 〜S9 が、後述する信
号処理との関係のもとに並設されている。すなわち、太
陽4の太陽光5は、上記スリット3を通って前記した太
陽電池S1 〜S9のいずれかに当たり、それによって、
太陽電池S1 〜S9 のいずれかが起電力を生ずる。この
起電力は、信号線6を通り、信号処理部7に伝えられ
る。信号処理部7は、起電力を生じた太陽電池と上記ス
リット3の相対位置関係をもとに、あらかじめ決められ
た信号処理を行い、太陽方向を検出する。
【0003】次に、上記太陽方向検出装置1の内部接続
とその動作を図4を用いて詳しく説明する。図4は上記
太陽電池S1 〜S9 と信号処理部7の接続を示す図で、
図中の1〜7は、図3と同じものである。8は上記太陽
電池S1 〜S9 から発生した受光信号、9は上記受光信
号8を2進数に符号化するエンコーダ、10は所定の太
陽方向計算式により太陽方向を計算する信号処理手段、
11は所定の太陽方向計算式が書き込まれている読みだ
し専用メモリ(以降、ROMと略)、12は上記太陽方
向計算式等を演算するためのメモリ領域を有する読み書
きメモリ(以降、RAMと略)、13は太陽方向信号、
14は所定の大きさの穴である。まず、太陽4がスリッ
ト3の真上、すなわち、イの位置にあると仮定する。こ
の時、太陽光5は、スリット3を真上から通り、スリッ
ト3の真下に位置する太陽電池S5 に当たり、この太陽
電池S5 に起電力が生じる。この起電力は、前記した信
号線6を通り、受光信号8として、信号処理部7に伝え
られる。信号処理部7は、まず、受光信号8をエンコー
ダ9で2進数に符号化し、その数値つまり受光位置が太
陽電池S5 の位置であるという情報を信号処理手段10
に伝える。この信号処理手段10は、これをROM11
に書き込まれている所定の太陽方向計算式に従って、R
AM12のメモリ領域を使って信号処理し、太陽4の方
向が真上であることを求め、その結果、例えば0度とい
う数値を太陽方向信号13として出力する。次に、時間
が経過し、太陽4が検出装置1の斜め上方、すなわち、
ロの位置に移動したと仮定すると、この時、太陽光5
は、スリット3を斜めに通り、例えば太陽電池S1 に当
たり、太陽電池S1 に起電力が生じる。この起電力は、
同様に前記した信号線6を通り、受光信号8として、信
号処理部7に伝えられる。信号処理部7は、今度は、受
光位置が太陽電池S1 の位置であるという情報を上記と
同様に信号処理し、太陽4の方向が斜め上方であること
を求め、その結果、例えば+25度という数値を太陽方
向信号13として出力する。他の位置に太陽4がある時
も同様にして、太陽方向を検出することができる。ま
た、この太陽方向検出装置1を2つ直角に配置すること
により二軸方向について太陽方向を検出することができ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、宇宙機はロ
ケットから分離されたあと、できるだけ早いうちに太陽
電池パドルによって電力を発生させ、それによって、各
種機能を動作させなければならない。そのためには、一
刻も早く太陽の方向を検出して、その方向に太陽電池パ
ドルを向ける必要がある。この太陽電池パドルを太陽に
向けさせるための宇宙機の姿勢を決定する際に用いられ
るのが太陽方向検出装置である。したがって、この太陽
方向検出装置は、より広い視野をもったものが望まし
い。しかしながら、従来の太陽方向検出装置には、次に
述べるような問題点がある。
【0005】すなわち、従来の太陽方向検出装置は、上
面中央部に太陽光が通るスリットを設けた箱体でセンサ
部を構成し、その内側底面に複数の太陽電池S1 〜S9
を並設した構成となっているため、その視野角には、お
のずと限界がある。つまり、センサ部の内底面の長さL
とセンサ部の内底面から上面までの高さHの比によっ
て、一意に、太陽光を受光できる視野角は決まってしま
う。従来の太陽方向検出装置の視野角を、後述する捕捉
用太陽方向検出装置と、通常運用用太陽方向検出装置を
例にとって示すと、前者が約50度、後者が約30度と
狭く、太陽を捕捉する際にも、衛星の姿勢をかなり変え
て全天球を探さなければならない。したがって、従来の
太陽方向検出装置の構成のままで広い視野を確保するに
は、上記長さLを長くし、太陽電池をより多く配置する
か、あるいは、スリットと太陽電池S1 〜S9 の距離を
小さくする、つまり、上記高さHを低くするという方法
が考えられる。しかし、センサ部の底面を長くし太陽電
池をたくさん配置すると、センサ部が大きくなり、大き
さ、重量の両面について制限が厳しい人工衛星にとっ
て、搭載するには不向きなものとなってしまう。一方、
スリットと太陽電池S1 〜S9 の距離を小さくすると、
単位当たりの視野角に対する太陽電池数の比率が下が
り、結果として、分解能が落ち、通常運用時において精
度が悪くなってしまう。そのため、いままでの人工衛星
は、互いに直交する二つの軸それぞれに、前述したよう
な精度は悪いが視野は広い捕捉用太陽方向検出装置、つ
まり、上記高さHの低い太陽方向検出装置と、精度は良
いが視野は狭い通常運用用の太陽方向検出装置、つま
り、上記高さHの高い太陽方向検出装置を、組にして取
付け、太陽方向を検出している。このように、従来の人
工衛星は、計4つの太陽方向検出装置を搭載しているた
め、大きさ、重量の面で問題となっていた。また、2種
類の太陽方向検出装置を、そのときどきに応じて、ハー
ドウェア及びソフトウェアにより切り換えて使っていた
ので、煩雑であった。この発明は、このような従来の太
陽方向検出装置における課題を解決するためになされた
ものであり、以下に詳述する。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の実施の形態1
においては、太陽方向検出装置を、半球の平面部分の中
央に設けられ、太陽光を半球内に通す所定の大きさの
穴、および半球の曲面部分の内面に並設され、上記穴を
通って半球内に入射する太陽光を検知し起電力を発生す
る複数の太陽電池によって構成されたセンサ部と、上記
した複数の太陽電池のいずれかから発生した起電力を受
光信号として導入し、それを2進数に符号化するエンコ
ーダ、このエンコーダから得られた受光太陽電池の位置
情報等を記憶する読み書きメモリ、所定の太陽方向計算
式が書き込まれている読み出し専用メモリ、および上記
読み書きメモリに記憶された受光太陽電池の位置情報
と、上記読み出し専用メモリに書き込まれている所定の
太陽方向計算式を使って、太陽方向を計算する信号処理
手段によって構成された信号処理部とで構成する。
【0007】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.次に図1を用いて、この発明の実施の形
態1を説明する。図1において、1〜13は、図3、図
4と同じものである。SL1 、SL2 、SR1 、SR
2 、及びS3 は、センサ部2の曲面部分の内面に取付け
た太陽電池である。θは、穴14を通る太陽光5とセン
サ部2の平面部分とのなす角度を示す。なお、上記太陽
電池SL1 、SL2 、SR1 、SR2 、及びS3 は、太
陽電池S1 〜S9 と同様にエンコーダ9につながってい
る。
【0008】次に、このように構成されたこの発明の太
陽方向検出装置1における太陽方向の検出方法を説明す
る。
【0009】図1のように太陽光5が太陽電池SL2
照射されると、その太陽電池SL2に起電力が発生す
る。そこで、太陽電池SL2 に起電力が発生したことを
検出すれば、前記の穴14と、太陽電池SL2 の位置関
係から、角度θを求めることができる。あらかじめ、セ
ンサ部2の曲面部分の内面に並設される太陽電池の数は
決まっているので、前記θは、数1によって求めること
ができる。数1において、Xは太陽電池の添え字の番
号、たとえば、SL2 の場合2を、Nは太陽電池の添え
字の数の上限、たとえば、図1の場合3を、それぞれ示
す。
【0010】
【数1】
【0011】上記した数1の演算を信号処理部7でおこ
ない、それによって太陽方向を求め、θの値を太陽方向
信号13として出力する。
【0012】以上、1軸については、180度の視野
で、太陽方向を検出できることを説明した。実際、太陽
方向検出装置1は、図2に示すように、半球状のセンサ
部2で構成されているので、センサ部2上方の360度
の方位について、180度の視野で、太陽方向を検出で
きる。
【0013】以上のようにして、太陽方向検出装置1
は、上方のあらゆる方向からの太陽光5についての太陽
方向を視野角180度の範囲で検出することができる。
【0014】
【発明の効果】以上述べたように、この発明において
は、以下のような効果がある。
【0015】実施の形態1においては、センサ部を平面
部分の中央に所定の大きさで、かつ太陽光を通す穴を有
する半球状の形で構成することにより、太陽方向検出装
置の大きさは従来のままで、360度の方位に対して、
衛星の姿勢を変えることなしに、視野角180度の範囲
にわたって太陽を捕捉することを可能にするという効果
がある。また、精度についても、視野角を広げるのにセ
ンサ部の高さHを低くする必要がないので、従来の通常
運用用太陽方向検出装置と同等な精度で太陽方向を検出
することを可能にするという効果がある。
【0016】その上、実施の形態1において、従来のよ
うに、太陽捕捉用と通常運用用の2種類の太陽方向検出
装置を使わなくてすむので、大きさ、重量、及びハード
ウェア、ソフトウェアによる2種類の太陽方向検出装置
の切り換えについての負担を軽減するという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1を説明する接続構成
図である。
【図2】 太陽方向検出装置の外観図である。
【図3】 従来の太陽方向検出装置を示す図である。
【図4】 従来の太陽方向検出装置の内部接続を示す図
である。
【符号の説明】
1 太陽方向検出装置、2 センサ部、3 スリット、
4 太陽、5 太陽光、6 信号線、7 信号処理部、
8 受光信号、9 エンコーダ、10 信号処置手段、
11 読み出し専用メモリ、12 読み書きメモリ、1
3 太陽方向信号、14 穴。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半球の平面部分の中央に設けられ、太陽
    光を半球内に通す所定の大きさの穴、および半球の曲面
    部分の内面に並設され、上記穴を通って半球内に入射す
    る太陽光を検知し起電力を発生する複数の太陽電池によ
    って構成されたセンサ部と、上記した複数の太陽電池の
    いずれかから発生した起電力を受光信号として導入し、
    それを2進数に符号化するエンコーダ、このエンコーダ
    から得られた受光太陽電池の位置情報を記憶する読み書
    きメモリ、所定の太陽方向計算式が書き込まれている読
    み出し専用メモリ、および上記読み書きメモリに記憶さ
    れた受光太陽電池の位置情報と、上記読み出し専用メモ
    リに書き込まれている所定の太陽方向計算式を使って、
    太陽方向を計算する信号処理手段によって構成された信
    号処理部とで構成したことを特徴とする太陽方向検出装
    置。
JP7308729A 1995-11-28 1995-11-28 太陽方向検出装置 Pending JPH09145357A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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