JPH11160064A - 方位角検出センサ試験装置 - Google Patents
方位角検出センサ試験装置Info
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- JPH11160064A JPH11160064A JP9328598A JP32859897A JPH11160064A JP H11160064 A JPH11160064 A JP H11160064A JP 9328598 A JP9328598 A JP 9328598A JP 32859897 A JP32859897 A JP 32859897A JP H11160064 A JPH11160064 A JP H11160064A
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- Japan
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- light source
- angle
- azimuth angle
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Abstract
(57)【要約】
【課題】この発明は、簡単な設備を備えるだけで、信頼
性の高い高精度な性能試験を実現し得るようにすること
にある。 【解決手段】基準面に対して所定の天頂角を持つ他方面
を有したくさび形状の光学系１３を、シミュレータ光源
１２とスタートラッカ１１の中間部に回転自在に配置し
て、この光学系１３を回転制御することにより、その回
転位置に応じてシミュレータ光源１２の光がスタートラ
ッカ１１の検出部１１ａに入射角が可変されて入射され
るように構成したものである。
性の高い高精度な性能試験を実現し得るようにすること
にある。 【解決手段】基準面に対して所定の天頂角を持つ他方面
を有したくさび形状の光学系１３を、シミュレータ光源
１２とスタートラッカ１１の中間部に回転自在に配置し
て、この光学系１３を回転制御することにより、その回
転位置に応じてシミュレータ光源１２の光がスタートラ
ッカ１１の検出部１１ａに入射角が可変されて入射され
るように構成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば人工衛星
に搭載されて恒星の方位角を検出するのに用いられる恒
星（スター）トラッカの地上試験を実行するのに好適す
る方位角検出センサ試験装置に関する。
に搭載されて恒星の方位角を検出するのに用いられる恒
星（スター）トラッカの地上試験を実行するのに好適す
る方位角検出センサ試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種のスタートラッカは、恒
星の光を受光して秒角以下（ｓｕｂａｒｃ ｓｅｃ）
（１／３６００度）の精度で該恒星の方位角を検出し
て、その検出値が人工衛星等の宇宙航行体の姿勢制御に
供される。そこで、このようなスタートラッカは、地上
において各種の性能試験が実行される。
星の光を受光して秒角以下（ｓｕｂａｒｃ ｓｅｃ）
（１／３６００度）の精度で該恒星の方位角を検出し
て、その検出値が人工衛星等の宇宙航行体の姿勢制御に
供される。そこで、このようなスタートラッカは、地上
において各種の性能試験が実行される。
【０００３】このスタートラッカの地上試験手段として
は、従来、恒星を模擬する高安定な光源と、スタートラ
ッカを高分解能／秒角以下の精度で駆動制御するジンバ
ル機構を用いる方法が採られている。
は、従来、恒星を模擬する高安定な光源と、スタートラ
ッカを高分解能／秒角以下の精度で駆動制御するジンバ
ル機構を用いる方法が採られている。
【０００４】しかしながら、上記地上試験手段では、そ
の設備が非常に大掛かりとなるうえ、１μ ｒａｄ
（０．２１秒角）オーダーの精度を持つジンバル機構を
製作するのが、事実上、困難であるために、信頼性の高
い地上試験を実行するのが困難であるという問題を有す
る。係る問題は、人工衛星を含む宇宙航行体の姿勢制御
の高精度化を図るうえにおいて、重要な課題の一つとな
っている。
の設備が非常に大掛かりとなるうえ、１μ ｒａｄ
（０．２１秒角）オーダーの精度を持つジンバル機構を
製作するのが、事実上、困難であるために、信頼性の高
い地上試験を実行するのが困難であるという問題を有す
る。係る問題は、人工衛星を含む宇宙航行体の姿勢制御
の高精度化を図るうえにおいて、重要な課題の一つとな
っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のスタートラッカの地上試験手段では、設備が大掛か
りとなるうえ、高精度な性能試験が困難であるという問
題を有する。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、信頼性の高い高精度な性能試験
を実現し得るようにした方位角検出センサ試験装置を提
供することを目的とする。
来のスタートラッカの地上試験手段では、設備が大掛か
りとなるうえ、高精度な性能試験が困難であるという問
題を有する。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、信頼性の高い高精度な性能試験
を実現し得るようにした方位角検出センサ試験装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、光を検出し
て光の到来方向の方位角度を検出する方位角検出センサ
が位置決めされて設置される試験台と、この試験台に所
定の間隔を有して対向配置され、前記方位角検出センサ
の検出部に向けて検出光を放射するシミュレータ光源
と、このシミュレータ光源と前記方位角検出センサの検
出部との間に介在され、基準面に対して他方面が所定の
天頂角を有して形成され、前記シミュレータ光源からの
光が前記基準面あるいは他方面の一方から入射されて他
方に出射するくさび形状の光学系と、この光学系の光軸
を軸回りに回転制御して、前記シミュレータ光源から前
記方位角検出センサに入射する光の光軸の角度を制御す
る回転制御手段とを備えて方位角検出センサ試験装置を
構成したものである。
て光の到来方向の方位角度を検出する方位角検出センサ
が位置決めされて設置される試験台と、この試験台に所
定の間隔を有して対向配置され、前記方位角検出センサ
の検出部に向けて検出光を放射するシミュレータ光源
と、このシミュレータ光源と前記方位角検出センサの検
出部との間に介在され、基準面に対して他方面が所定の
天頂角を有して形成され、前記シミュレータ光源からの
光が前記基準面あるいは他方面の一方から入射されて他
方に出射するくさび形状の光学系と、この光学系の光軸
を軸回りに回転制御して、前記シミュレータ光源から前
記方位角検出センサに入射する光の光軸の角度を制御す
る回転制御手段とを備えて方位角検出センサ試験装置を
構成したものである。
【０００７】上記構成によれば、光学系の回転制御によ
り、シミュレータ光源からの光は、その回転位置に応じ
て方位角検出センサの検出部に対して入射角が可変設定
されて入射される。これにより、秒角以下の入射角調整
が可能となり、方位角検出センサの秒角以下の高精度な
性能試験が可能となる。
り、シミュレータ光源からの光は、その回転位置に応じ
て方位角検出センサの検出部に対して入射角が可変設定
されて入射される。これにより、秒角以下の入射角調整
が可能となり、方位角検出センサの秒角以下の高精度な
性能試験が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１はこの発明
の一実施の形態に係る方位角検出センサ試験装置を示す
もので、試験台１０には、取付部１０ａが設けられる。
この取付部１０ａには、被試験体のスタートラッカ１１
が取付けられる。
いて、図面を参照して詳細に説明する。図１はこの発明
の一実施の形態に係る方位角検出センサ試験装置を示す
もので、試験台１０には、取付部１０ａが設けられる。
この取付部１０ａには、被試験体のスタートラッカ１１
が取付けられる。
【０００９】また、試験台１０の取付部１０ａには、シ
ミュレータ光源１２が所定の間隔をとって対向配置さ
れ、このシミュレータ光源１２と試験台１０の中間部に
は、屈折率ｎ1 のウエッジプリズムと称する光学系１３
が対向配置される。この光学系１３は、その基準面に対
して他方面が天頂角αを有したくさび形状に形成され、
その基準面の光軸（法線）回りが回転自在に配設され
る。そして、この光学系１３は、回転駆動制御部１４を
介して基準面の光軸回りに回転駆動制御される。
ミュレータ光源１２が所定の間隔をとって対向配置さ
れ、このシミュレータ光源１２と試験台１０の中間部に
は、屈折率ｎ1 のウエッジプリズムと称する光学系１３
が対向配置される。この光学系１３は、その基準面に対
して他方面が天頂角αを有したくさび形状に形成され、
その基準面の光軸（法線）回りが回転自在に配設され
る。そして、この光学系１３は、回転駆動制御部１４を
介して基準面の光軸回りに回転駆動制御される。
【００１０】上記光学系１３には、その基準面の光軸に
対してθ1 の角度で上記シミュレータ光源１２からの光
が入射される。この角度θ1 で基準面に入射した光は、
光学系１３の屈折率ｎ1 により、法線に対して角度θ2
に傾斜され、他方面から出射される。この出射角度は、
他方面の法線と基準面の法線のなす角度をθ3 とし、外
部雰囲気の屈折率をｎ0 とすると、他方面の法線に対し
て角度θ4 となる。
対してθ1 の角度で上記シミュレータ光源１２からの光
が入射される。この角度θ1 で基準面に入射した光は、
光学系１３の屈折率ｎ1 により、法線に対して角度θ2
に傾斜され、他方面から出射される。この出射角度は、
他方面の法線と基準面の法線のなす角度をθ3 とし、外
部雰囲気の屈折率をｎ0 とすると、他方面の法線に対し
て角度θ4 となる。
【００１１】すなわち、光学系１３は、基準面から入射
した光が他方面から出射する光軸の角度変位をβとする
と、 ｓｉｎθ1 ／ｎ1 ＝ｓｉｎθ2 ／ｎ0 ｓｉｎθ4 ／ｎ1 ＝ｓｉｎθ3 ／ｎ0 θ3 ＋θ2 ＝α となり、β＝θ1 −θ2 −θ3 ＋θ4 ＝θ1 ＋θ4 −α で、その角度が定義される。
した光が他方面から出射する光軸の角度変位をβとする
と、 ｓｉｎθ1 ／ｎ1 ＝ｓｉｎθ2 ／ｎ0 ｓｉｎθ4 ／ｎ1 ＝ｓｉｎθ3 ／ｎ0 θ3 ＋θ2 ＝α となり、β＝θ1 −θ2 −θ3 ＋θ4 ＝θ1 ＋θ4 −α で、その角度が定義される。
【００１２】ここで、βは、天頂角αに関して一次のオ
ーダ、θ１〜θ4 に関しては、三角関数の近似式 ｓｉｎ（θ）〜θ、ｃｏｓ（α）〜１、ｃｏｓ（θ）〜
１−θ2 ／２として展開すると、 β＝α（ｎ1 ／ｎ0 ）ｃｏｓ（θ2 ） ＝α（ｎ1 ／ｎ0 ）（１−（θ2 2 ／２）） ＝α（ｎ1 ／ｎ0 ）−α（ｎ0 ／ｎ1 ）（θ1 2 ／
２）） で定義され、光学系１３を１８０ｄｅｇ回転させると、
スタートラッカ１１の検出部１１ａに対して入射角が２
β角変位される（図３参照）。即ち、光学系１３の設定
誤差の影響を小さく設定するには、その基準面に直角に
光を入射させればよいこととなる。
ーダ、θ１〜θ4 に関しては、三角関数の近似式 ｓｉｎ（θ）〜θ、ｃｏｓ（α）〜１、ｃｏｓ（θ）〜
１−θ2 ／２として展開すると、 β＝α（ｎ1 ／ｎ0 ）ｃｏｓ（θ2 ） ＝α（ｎ1 ／ｎ0 ）（１−（θ2 2 ／２）） ＝α（ｎ1 ／ｎ0 ）−α（ｎ0 ／ｎ1 ）（θ1 2 ／
２）） で定義され、光学系１３を１８０ｄｅｇ回転させると、
スタートラッカ１１の検出部１１ａに対して入射角が２
β角変位される（図３参照）。即ち、光学系１３の設定
誤差の影響を小さく設定するには、その基準面に直角に
光を入射させればよいこととなる。
【００１３】例えば、天頂角α＝０．０２ｄｅｇとした
場合の設定角ａ1 の許容誤差は、ビーム角度精度０．１
μｒａｄを目標にすると、２ｄｅｇ程度となる。即ち、
光学系１３は、回転駆動されると、入射光の角度を走査
し、その回転角の精度が天頂角αにより決定され、１ｍ
ｒａｄのオーダ（０．０５ｄｅｇ）の精度でよいことと
なる。
場合の設定角ａ1 の許容誤差は、ビーム角度精度０．１
μｒａｄを目標にすると、２ｄｅｇ程度となる。即ち、
光学系１３は、回転駆動されると、入射光の角度を走査
し、その回転角の精度が天頂角αにより決定され、１ｍ
ｒａｄのオーダ（０．０５ｄｅｇ）の精度でよいことと
なる。
【００１４】上記構成において、スタートラッカ１１の
地上試験を実行する場合には、先ずスタートラッカ１１
を試験台１０の取付部１０ａに取付ける。ここで、シミ
ュレータ光源１２が駆動され、該シミュレータ光源１２
からの光が光学系１３の基準面に入射され、その他方面
から出射されて試験台１０のスタートラッカ１１の検出
部１１ａに導かれる。
地上試験を実行する場合には、先ずスタートラッカ１１
を試験台１０の取付部１０ａに取付ける。ここで、シミ
ュレータ光源１２が駆動され、該シミュレータ光源１２
からの光が光学系１３の基準面に入射され、その他方面
から出射されて試験台１０のスタートラッカ１１の検出
部１１ａに導かれる。
【００１５】ここで、回転駆動制御部１４が回転駆動さ
れ、光学系１３は、矢印方向に回転駆動される。これに
より、光学系１３は、基準面から入射して他方面から出
射される光の角度が、上述したように変位させてスター
トラッカ１１の検出部１１ａに入射され、ここに、スタ
ートラッカ１１の秒角以下の方位角の変位検出が行われ
る。
れ、光学系１３は、矢印方向に回転駆動される。これに
より、光学系１３は、基準面から入射して他方面から出
射される光の角度が、上述したように変位させてスター
トラッカ１１の検出部１１ａに入射され、ここに、スタ
ートラッカ１１の秒角以下の方位角の変位検出が行われ
る。
【００１６】このように、上記方位角検出センサ試験装
置は、基準面に対して所定の天頂角を持つ他方面を有し
たくさび形状の光学系１３を、シミュレータ光源１２と
スタートラッカ１１の中間部に回転自在に配置して、こ
の光学系１３を回転制御することにより、その回転位置
に応じてシミュレータ光源１２の光がスタートラッカ１
１の検出部１１ａに入射角が可変されて入射されるよう
に構成した。
置は、基準面に対して所定の天頂角を持つ他方面を有し
たくさび形状の光学系１３を、シミュレータ光源１２と
スタートラッカ１１の中間部に回転自在に配置して、こ
の光学系１３を回転制御することにより、その回転位置
に応じてシミュレータ光源１２の光がスタートラッカ１
１の検出部１１ａに入射角が可変されて入射されるよう
に構成した。
【００１７】これにより、シミュレータ光源１２からの
光を秒角以下の入射角で設定することが可能となり、ス
タートラッカ１１の秒角以下の高精度な性能試験が実現
され、スタートラッカ１１の性能の向上に寄与できる。
光を秒角以下の入射角で設定することが可能となり、ス
タートラッカ１１の秒角以下の高精度な性能試験が実現
され、スタートラッカ１１の性能の向上に寄与できる。
【００１８】また、これによれば、スタートラッカ１１
を回転制御するジンバル機構を備えることなく、高精度
な性能試験が実現されるために、比較的簡単な試験設備
で信頼性の高い性能試験が実現できる。
を回転制御するジンバル機構を備えることなく、高精度
な性能試験が実現されるために、比較的簡単な試験設備
で信頼性の高い性能試験が実現できる。
【００１９】なお、上記実施の形態では、スタートラッ
カ１１で一つの検出光を検出するように構成した場合で
説明したが、これに限ることなく、複数、例えば図４に
示すように５個の検出部１１ａを配置して検出光（恒
星）の方位角が検出可能なものにおいても適用可能であ
る。この場合には、シミュレータ光源１２から方位角の
異なる複数の光が略同時に照射されるように構成され
る。
カ１１で一つの検出光を検出するように構成した場合で
説明したが、これに限ることなく、複数、例えば図４に
示すように５個の検出部１１ａを配置して検出光（恒
星）の方位角が検出可能なものにおいても適用可能であ
る。この場合には、シミュレータ光源１２から方位角の
異なる複数の光が略同時に照射されるように構成され
る。
【００２０】また、上記実施の形態では、恒星の方位角
を検出するスタートラッカ１１の地上性能試験を実行す
るように構成した場合で説明したが、これに限ることな
く、その他、高精度な方位角検出が要求される太陽セン
サを含む各種の方位角検出センサの性能試験に適用する
ことが可能である。
を検出するスタートラッカ１１の地上性能試験を実行す
るように構成した場合で説明したが、これに限ることな
く、その他、高精度な方位角検出が要求される太陽セン
サを含む各種の方位角検出センサの性能試験に適用する
ことが可能である。
【００２１】さらに、上記実施の形態では、光学系１３
の基準面側より検出光を入射させるように構成した場合
で説明したが、これ限ることなく、例えば基準面に対し
て所定の天頂角を有する他方面側から検出光を入射させ
るように構成することも可能である。よって、この発明
は、上記実施の形態に限ることなく、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
は勿論である。
の基準面側より検出光を入射させるように構成した場合
で説明したが、これ限ることなく、例えば基準面に対し
て所定の天頂角を有する他方面側から検出光を入射させ
るように構成することも可能である。よって、この発明
は、上記実施の形態に限ることなく、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
は勿論である。
【００２２】
【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、信頼性の高い高精度な性能試験を
実現し得るようにした方位角検出センサ試験装置を提供
することができる。
ば、構成簡易にして、信頼性の高い高精度な性能試験を
実現し得るようにした方位角検出センサ試験装置を提供
することができる。
【図１】この発明の一実施の形態に係る方位角検出セン
サ試験装置を示した図。
サ試験装置を示した図。
【図２】図１の光学系の動作原理を説明するために示し
た図。
た図。
【図３】図２の角度変位の原理を示した図。
【図４】この発明の他の実施の形態を示した図。
１０…試験台。 １０ａ…取付部。 １１…スタートラッカ。 １１ａ…検出部。 １２…シミュレータ光源。 １３…光学系。 １４…回転駆動制御部。
Claims (5)
- 【請求項１】 光を検出して光の到来方向の方位角度を
検出する方位角検出センサが位置決めされて設置される
試験台と、 この試験台に所定の間隔を有して対向配置され、前記方
位角検出センサの検出部に向けて検出光を放射するシミ
ュレータ光源と、 このシミュレータ光源と前記方位角検出センサの検出部
との間に介在され、基準面に対して他方面が所定の天頂
角を有して形成され、前記シミュレータ光源からの光が
前記基準面あるいは他方面の一方から入射されて他方に
出射するくさび形状の光学系と、 この光学系の光軸を軸回りに回転制御して、前記シミュ
レータ光源から前記方位角検出センサに入射する光の光
軸の角度を制御する回転制御手段とを具備した方位角検
出センサ試験装置。 - 【請求項２】 前記光学系は、基準面側にシミュレータ
光源が対向配置され、他方面に方位角検出センサの検出
部が対向配置されることを特徴とする請求項１記載の方
位角検出センサ試験装置。 - 【請求項３】 前記方位角検出センサは、恒星の光を検
出することを特徴とする請求項１又は２に記載の方位角
検出センサ試験装置。 - 【請求項４】 前記シミュレータ光源は、複数の異なる
方位の光が出射可能であることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載の方位角検出センサ試験装置。 - 【請求項５】 前記光学系は、天頂角に応じて光軸の調
整角度が可変設定されること特徴とする請求項１乃至４
のいずれかに記載の方位角検出センサ試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9328598A JPH11160064A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 方位角検出センサ試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9328598A JPH11160064A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 方位角検出センサ試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11160064A true JPH11160064A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18212075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9328598A Pending JPH11160064A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 方位角検出センサ試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11160064A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100828584B1 (ko) | 2006-12-15 | 2008-05-09 | 한국항공우주연구원 | 별추적기를 이용한 자세제어 폐루프 지상시험을 위한 정렬시스템 장치와 이를 이용한 정렬 방법 |
| CN102261921A (zh) * | 2011-06-14 | 2011-11-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种修正大气折射对星敏感器精度影响的方法 |
| CN102679999A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-09-19 | 南京航空航天大学 | 星敏感器安装误差四位置标定与补偿方法 |
| CN105318891A (zh) * | 2014-07-25 | 2016-02-10 | 北京航天计量测试技术研究所 | 一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置 |
| CN109405853A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-01 | 北京航天计量测试技术研究所 | 星敏感器一体化校准装置及方法 |
| CN109855650A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-06-07 | 北京东方计量测试研究所 | 一种可重构红外地球敏感器模拟器在线校准装置 |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP9328598A patent/JPH11160064A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100828584B1 (ko) | 2006-12-15 | 2008-05-09 | 한국항공우주연구원 | 별추적기를 이용한 자세제어 폐루프 지상시험을 위한 정렬시스템 장치와 이를 이용한 정렬 방법 |
| CN102261921A (zh) * | 2011-06-14 | 2011-11-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种修正大气折射对星敏感器精度影响的方法 |
| CN102679999A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-09-19 | 南京航空航天大学 | 星敏感器安装误差四位置标定与补偿方法 |
| CN105318891A (zh) * | 2014-07-25 | 2016-02-10 | 北京航天计量测试技术研究所 | 一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置 |
| CN105318891B (zh) * | 2014-07-25 | 2018-05-18 | 北京航天计量测试技术研究所 | 一种星敏感器基准立方镜安装误差的标定装置 |
| CN109855650A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-06-07 | 北京东方计量测试研究所 | 一种可重构红外地球敏感器模拟器在线校准装置 |
| CN109405853A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-03-01 | 北京航天计量测试技术研究所 | 星敏感器一体化校准装置及方法 |
| CN109405853B (zh) * | 2018-12-26 | 2022-03-22 | 北京航天计量测试技术研究所 | 星敏感器一体化校准装置及方法 |
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