JPS60193799A - 人工衛星の姿勢およびアンテナ指向制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、人工衛星の姿勢およびアンテナ指向制御装
置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、この棟の装置として第１図に示すものがあった。

ｍ１図において、１は軌道上に静止している人工衛星、
２は前記人工衛星１に設置されたりフレフタ付のアンテ
ナ、３は前記アンテナ２の指向軸を動かす追尾装置、４
は地球の輪郭を見て、人工衛星１の姿勢誤差を検出する
姿勢センサ、５は前記人工衛星１の姿勢を修正するガス
ジェット部、６は地球、７は前記アンテナ２０指向角の
基準信号を発信する地上局である。

次に動作について説明する。

人工衛星１の姿勢誤差は前記姿勢センサ４によって検出
されるので、これを修正するために前記ガスジェット部
５が使われる。こうして人工衛星１の姿勢は安定化され
るが、その精度は一般に、アンテナ指向に要求されるも
のを満足するほど高くはない。アンテナ追尾機能の場合
には、地上局７からの基準信号を検出し、この指向角誤
差が零になるように追尾装置３′？：使って精密に回転
する。

一般に前記基準信号の角度検出は高精度であり、追尾装
置３０制御力はアンテナ２の慣性に比べて充分大きいの
で、追尾系の指向角は高精度に制御できる◎ 従来の姿勢制御装置は以上のように構成されているので
、姿勢制御と追尾制御のために２種類の検出器を備える
必要があった。その意味は人工衛星１の姿勢が地球６の
中心を指向するのに対し、アンテナ２の場合、アンテナ
指向角が地上局１を指向しており、地上局１の位置が人
工衛星１と地球６の中心を結ぶ直称上にはないからであ
る・〔発明の概要〕 この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、追尾装置に人工衛星との相対回
転角度を検出する検出器をとりつけ、前記相対回転角度
がある設定値となるように前記ガスジェット部を便って
人工衛星の姿勢を制御することにより、姿勢センサを使
わない姿勢およびアンテナ指向の制御装置を提供するこ
とを目的としている。以下、この発明の実施例を第２図
について説明する。

〔発明の実施例〕

第２図はこの発明の要部であるアンテナの追尾装置３の
構成を示すもので、第１図の追尾装置３の内部の構成に
係るものであり、全体の外観は第１図と異なるところは
ないので、以下の説明では第１図もこの発明として説明
に用いる。

第２図において、３ａは前記アンテナ２を固定しＢ軸の
まわりに自由に回転するプラットフォーム、３ｂは前記
プラットフォーム３ａをＢ軸のまわりに支持し、Ａ軸の
まわりに自由に回転するフレーム、３ｃはこのフレーム
３ｂをＡ軸のまわりに支持し、人工衛星１に固定される
取付治具、３ｄ、３ｅはそれぞれ前記フレーム３ｂ、　
プラントフオーム３ａを回転させるモータ、３ｆ、３ｇ
は前記プラントフオーム３ａ、フレーム３ｂの回転角を
検出する検出器である。

次にこの装置の動作について説明する。

第１図に示したように、アンテナ２０指向角誤差は地上
局７からの基準信号に従って各モータ３ｄ、３ｅを駆動
することによって高精度に修正されている。そして各モ
ータ３ｄ、３ｅのトルクはアンテナ２の慣性に比べて大
きいので、追尾速夏は人工衛星１の姿勢運動に比較して
充分速い。

一方、地上局１と地球６の中心との位置関係は静止軌道
上から見れば不変であるから、もしも人工衛星１の姿勢
が人工衛星１と地球６の中心とを結ぶ軸（以下これをヨ
ー軸とい５）のまわりの姿勢に１差がなければ、人工衛
星１の姿勢角はアンテナ２の追尾によって回転した指向
角にある予め定まった角度を加えることで計算できる。

もしヨー軸のまわりに姿勢誤差のある場合にはその大き
さに比例して前ｍｌ指向角から計算された前記姿勢角は
誤差を持つことになるが、通常ヨー角は別系統の制御装
置かあるいは人工衛星１の角運動量を使って安定化され
ているので、その誤差は許容されるし、アンテナ２の追
尾精度はこのことで何らその性能を劣化させるものでは
ない０ 第３図はこの発明の！ＩＩＪＩＩＩ手段の一例を示すブ
ロック図である。１０は指向制御系を示し、追尾受（ｇ
機１１と追尾装ｆｆ１３とで構成されている。２０は姿
勢制御系で、ガスジェット部５と人工衛星１の動特性決
定部２１とからなる。４０は演算部、５０は前記地上局
１の経緯度軌道情報部である。

七の動作を簡単に説明すると、追尾装置３は地上局１０
基準信号Ｓで駆動されるが、このとき生ずる指向角θ１
を検出し、この指向角θ１と地上局Ｔの経緯度軌道情報
部５０からの地上局７との位置関係に基づく簡単な演算
を演算部４０で行うととＫよって、推定姿勢角θ、を作
り、これＫよって人工衛星１の姿勢をガスジェット部５
で制御し、動特性決定部２１から姿勢角θ３を出し、こ
の姿勢角θ３と地上局Ｔからの基準信号Ｓとで追尾受信
機１１を制御する。

これによって人工衛星１の姿勢制御に従来不可欠であっ
た姿勢センサ４を用いることなく、追尾装置３に設けた
角度検出器３ｆ、３ｇにより制御を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、地上からの基準信号
に従ってアンテナを回転させて指向軸を追尾する機能を
備えた人工衛星において、前記追尾の際、前記アンテナ
の指向角を検出する手段と、前記指向角から前記人工衛
星の姿勢角を測定する手段と、前記姿勢角に基づいた角
度信号に従って衛星の姿勢を制御するようにしたので、
指向制御系の姿勢制御系に比較した場合の応答の敏速性
から、姿勢制御系における追尾も常に完全に行われ。

指向制御系と姿勢制御系の運動が互いに干渉し合う問題
も生じない。また、一般に指向角の検出器は前記人工衛
星の従来の姿勢センサに比べてはるかに安価で、かつ高
信頼性なので、前述のような姿勢および指向制御の構成
をとることにより人工衛星の生産コストを引き下げるこ
とが呵能になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の姿勢制御、指向制御の概略を示す構成図
、第２図はこの発明の一実施例のアンテナの追尾装置の
構成図、第３図は第２図の追尾装置を含む全体の構成を
示すブロック図である。 図中、１は人工衛星、２はアンテナ、３は追尾装置、３
ａはプラットフォーム、３ｂはフレーム、３ｃは取付治
具、３ｄ、３ｅはモータ、３ｆ、３ｇは検出器、４は姿
勢センサ、５はガスジェット部、６は地球、７は地上局
である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大岩増雄　（外２名ン 第１図 第２図 ゴ　３ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地上からの基準信号に従ってアンテナを回転させて指向
   軸を追尾する機能を備えた人工衛星において、前記追尾
   の際、回転した前記アンテナの指向角を検出する手段と
   、前記指向角から前記人工衛星の姿勢角を測定する手段
   と、前記姿勢角に基づいた角度信号に従って衛星の姿勢
   を制御する手段とを備えたことを特徴とする人工衛星の
   姿勢およびアンテナ指向制御装置。