JPS60229900A - 位置調節システムのための星および太陽センサ - Google Patents
位置調節システムのための星および太陽センサInfo
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- JPS60229900A JPS60229900A JP60065091A JP6509185A JPS60229900A JP S60229900 A JPS60229900 A JP S60229900A JP 60065091 A JP60065091 A JP 60065091A JP 6509185 A JP6509185 A JP 6509185A JP S60229900 A JPS60229900 A JP S60229900A
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- Japan
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- sensor
- objective lens
- sun
- electrox
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S5/163—Determination of attitude
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/78—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
- G01S3/782—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/785—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system
- G01S3/786—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system the desired condition being maintained automatically
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
デムのための星および太陽センサに関する。
宇宙空間における衛星の位置を決定するため罠、太陽ま
たは明るい星の位置を検出し、その衛星の位置を調節す
るために対応する位置データを供給する光学的検出器が
公知である。光学系によって結像する際に太陽は円板と
なって現われるが、星は検出素子の直径に較べて点光源
として現われるから、星および太陽センサのためには異
ったエレクトロエックス評価方法およびエレクトロエッ
クスが必要である。（例えば１９７９年６月シーラ研究
所株式会社（ ＳｉｒａＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｌｔｄ．
）発行、′テブエロプメント・スタディ・フォア・ア
・ボラリス・センサ（ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｓｔ
ｕｄｉｅｅ ｆｏｒ ａ Ｐｏｌａｒｉｓｓｅｎｓｏｒ
） （北極星センサのための開発研究）″および１９
８３年１１月２８日ＭＢＢ ／ ＥＲＮＯ 発行１テク
ニカル・デスクリプンヨン・サン・センサ（ Ｔｅｃｈ
ｎｉｃａｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｓｕｎ Ｓｅｎ
ｓｏｒ ）（太陽センサの技術的記述）“） 長に少ないエレクトロエックスのための出費で済む、位
置調節システムのための星および太陽センサを提供する
ことが本発明の課題である。
たは明るい星の位置を検出し、その衛星の位置を調節す
るために対応する位置データを供給する光学的検出器が
公知である。光学系によって結像する際に太陽は円板と
なって現われるが、星は検出素子の直径に較べて点光源
として現われるから、星および太陽センサのためには異
ったエレクトロエックス評価方法およびエレクトロエッ
クスが必要である。（例えば１９７９年６月シーラ研究
所株式会社（ ＳｉｒａＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｌｔｄ．
）発行、′テブエロプメント・スタディ・フォア・ア
・ボラリス・センサ（ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｓｔ
ｕｄｉｅｅ ｆｏｒ ａ Ｐｏｌａｒｉｓｓｅｎｓｏｒ
） （北極星センサのための開発研究）″および１９
８３年１１月２８日ＭＢＢ ／ ＥＲＮＯ 発行１テク
ニカル・デスクリプンヨン・サン・センサ（ Ｔｅｃｈ
ｎｉｃａｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｓｕｎ Ｓｅｎ
ｓｏｒ ）（太陽センサの技術的記述）“） 長に少ないエレクトロエックスのための出費で済む、位
置調節システムのための星および太陽センサを提供する
ことが本発明の課題である。
この課題は、特許請求の範囲第１項の特徴部分にしたが
って構成された星および太陽センサによって達成される
。
って構成された星および太陽センサによって達成される
。
星センサのための対物レンズへの得るように努められる
収差の導入によって殆んど点状の星も検出器アレーでは
光のスポットとして現われ、そのことＫよって検出素子
の数と配列に関して太陽センサと同じ検出器アレーを使
用することが可能となる。このことはさらに、検出器ア
レート接続されているたＹ一つのエレクトロエックス評
価装置による検出器アレーの訂価を可能にする。
収差の導入によって殆んど点状の星も検出器アレーでは
光のスポットとして現われ、そのことＫよって検出素子
の数と配列に関して太陽センサと同じ検出器アレーを使
用することが可能となる。このことはさらに、検出器ア
レート接続されているたＹ一つのエレクトロエックス評
価装置による検出器アレーの訂価を可能にする。
星センサの中で点状の光源を光のスポットに拡けること
は、さらに、検出素子の直径に基づいて可能であると思
われるよりも正確な星の角度決定を行なうことができる
という利点を持つている。検出素子の直径は典型的に１
２８μｍで、それは、典型的にｒｉｂ°×５°の２５６
Ｘ２５６検出素子を有する全検出器アレーの像の場で、
７０秒の角の大きさに対応する。今や点光源を拡げるこ
とによって壕す才す沢山の検出素子が異なった強度で照
らされるから、内挿によって約２秒の精度が得られる。
は、さらに、検出素子の直径に基づいて可能であると思
われるよりも正確な星の角度決定を行なうことができる
という利点を持つている。検出素子の直径は典型的に１
２８μｍで、それは、典型的にｒｉｂ°×５°の２５６
Ｘ２５６検出素子を有する全検出器アレーの像の場で、
７０秒の角の大きさに対応する。今や点光源を拡げるこ
とによって壕す才す沢山の検出素子が異なった強度で照
らされるから、内挿によって約２秒の精度が得られる。
本発明が以下に図面に部分的に図式的に示された実施例
を使って記載される。
を使って記載される。
スペース飛行物体１の表面には太陽センサおよび星セン
サの受光装置２および３が設けられている。受光装置２
および３の光学軸は、宇宙空間の中でのスペース飛行物
体のある定められた状態で、それらが直接それぞれ太陽
４および予め定められた星の場５に向けられるように整
備されている。受光装置２および３け電気的導線６およ
び７を通じて共通のエレクトロエックス評価装置と接続
されている。
サの受光装置２および３が設けられている。受光装置２
および３の光学軸は、宇宙空間の中でのスペース飛行物
体のある定められた状態で、それらが直接それぞれ太陽
４および予め定められた星の場５に向けられるように整
備されている。受光装置２および３け電気的導線６およ
び７を通じて共通のエレクトロエックス評価装置と接続
されている。
組み合わされた星および太陽センサの構造が第２図に一
層詳細に示されている。受光装置２およ０・３けそＪｌ
ぞれ入口対物レンズ２１および五１およびそれぞれの像
面に設けられた検出器アレ−２２および五２を持ってい
る。検出器アレーとしては、いわゆる電荷結合素子（Ｃ
ＩＣＤ）または電性注入素子（ＣＩＤ）を応用すること
ができる。入口対物レンズ２１および５．１の焦点距離
は、同じ大きさの検出器アレーそれぞれ′２．２および
五２で、太陽４に向けられた受光装置２を使って約６０
°×６０° の像の場が検出され、星の場に向けられた
受光装置３を使って約５ｃ×５ｃの像の場が検出される
ように選はれている。
層詳細に示されている。受光装置２およ０・３けそＪｌ
ぞれ入口対物レンズ２１および五１およびそれぞれの像
面に設けられた検出器アレ−２２および五２を持ってい
る。検出器アレーとしては、いわゆる電荷結合素子（Ｃ
ＩＣＤ）または電性注入素子（ＣＩＤ）を応用すること
ができる。入口対物レンズ２１および５．１の焦点距離
は、同じ大きさの検出器アレーそれぞれ′２．２および
五２で、太陽４に向けられた受光装置２を使って約６０
°×６０° の像の場が検出され、星の場に向けられた
受光装置３を使って約５ｃ×５ｃの像の場が検出される
ように選はれている。
星センサ３の入口対物レンズΔ１は例えはペツソヴアル
（ ｐｏｔｚｖａｌ）型あるいはガウス（ Ｇａｕｅ日
）型であり、星が検出器アレー上で約２検出素子直径の
直径を持つ光のスボッｌ−キして形成されるように、得
るように努められている収差を含んでいる。
（ ｐｏｔｚｖａｌ）型あるいはガウス（ Ｇａｕｅ日
）型であり、星が検出器アレー上で約２検出素子直径の
直径を持つ光のスボッｌ−キして形成されるように、得
るように努められている収差を含んでいる。
この光のスポットへの殆んど点状の光源の拡げに基づい
て、太陽および星の像は同じように評価され、それぞれ
の中心の位置が評価される。
て、太陽および星の像は同じように評価され、それぞれ
の中心の位置が評価される。
そｉ″ＬＶｉＬＶｉ共通トロエックス評価装置８で交互
に行なわれる。
に行なわれる。
受光装置２および３［共通のエレクトロエックス評価装
置８け質問制御装置ａｌ、エレクトロエックススイッチ
ａ２およびａ３、エレクトロエックス処理装置ａ４、デ
ータ出力ａ５およびａ６、および命令入力ａ７かも成っ
ている。
置８け質問制御装置ａｌ、エレクトロエックススイッチ
ａ２およびａ３、エレクトロエックス処理装置ａ４、デ
ータ出力ａ５およびａ６、および命令入力ａ７かも成っ
ている。
エレクトロエックス処理装置ａ４は衛星と受光装置２お
よび３０間のデータの往復を監視し、衛星から命令を受
け取り、質問制御装置を制御し、その時々に接続されて
いる受光装置Ｍ、Ｉ／Ｃ，よって供給されるデータの評
価を行なう。
よび３０間のデータの往復を監視し、衛星から命令を受
け取り、質問制御装置を制御し、その時々に接続されて
いる受光装置Ｍ、Ｉ／Ｃ，よって供給されるデータの評
価を行なう。
動作中、衛星は入力ａ７を通じて処理装置ａ４に定めら
れた演算方法を前もって命令することができる。例えば
星センサおよび太陽センサが同時に活性化されなければ
ならないときけ、質問制御装置ａ１は処理装置ａ４によ
って、それらがエレクトロエックススイッチａ２および
ａ３を通じて、エレクトロエックス処理装置ａ４にディ
ジタルな形で存在しているそｔｌぞれ太陽センサデータ
および星センサデータを交互に通すように指令される。
れた演算方法を前もって命令することができる。例えば
星センサおよび太陽センサが同時に活性化されなければ
ならないときけ、質問制御装置ａ１は処理装置ａ４によ
って、それらがエレクトロエックススイッチａ２および
ａ３を通じて、エレクトロエックス処理装置ａ４にディ
ジタルな形で存在しているそｔｌぞれ太陽センサデータ
および星センサデータを交互に通すように指令される。
そこで、どちらのデータが来ているかにしたがって、特
定の、仁の関連ではこれ以上は興味深いことは何もない
内挿および調整アルゴリズムを使って光のスポットの中
心位置が得られ、出力それぞれａｓおよびａ６を通じて
衛星にディジクルの形で利用に供される。このようにし
て、星センサおよび太陽センサは準並列にあるいは個々
に、いろいろの、前もって指令することができる質問頻
度で読み出される仁とができる。
定の、仁の関連ではこれ以上は興味深いことは何もない
内挿および調整アルゴリズムを使って光のスポットの中
心位置が得られ、出力それぞれａｓおよびａ６を通じて
衛星にディジクルの形で利用に供される。このようにし
て、星センサおよび太陽センサは準並列にあるいは個々
に、いろいろの、前もって指令することができる質問頻
度で読み出される仁とができる。
第１図は組み合わされた星および太陽センサを有するス
ペース飛行物体を示す図、第２図は組み合わされた星お
よび太陽センサの原理的構造を示す図である。 １・・・スペース飛行物体、２−・・太陽センサの受光
装置、３・・・星センサの受光装置、４・・・・太陽、
５・・・星、６．７・・・電気的導線、８・・・エレク
トロエックス評価装置、ａｌ・・・質問制御架ｆｌ、ａ
２．ａｓ・・・エレクトロエックススイッチ、＆４・・
・エレクトロエックス処理装置９、ａｓ、ａ６・−・デ
ータ出力、＆７・・・命令入力。 代理人 江 崎 光 好 代理人 江 崎 光 史
ペース飛行物体を示す図、第２図は組み合わされた星お
よび太陽センサの原理的構造を示す図である。 １・・・スペース飛行物体、２−・・太陽センサの受光
装置、３・・・星センサの受光装置、４・・・・太陽、
５・・・星、６．７・・・電気的導線、８・・・エレク
トロエックス評価装置、ａｌ・・・質問制御架ｆｌ、ａ
２．ａｓ・・・エレクトロエックススイッチ、＆４・・
・エレクトロエックス処理装置９、ａｓ、ａ６・−・デ
ータ出力、＆７・・・命令入力。 代理人 江 崎 光 好 代理人 江 崎 光 史
Claims (3)
- （１）下記の諸点の組合せを特徴とする、スペース飛行
物体の位置調節システムのための星および太陽センサ。 （ａ） 星センサ（３）が第１の対物レンズ（３゜１）
を有し、その像面に第１の検出器アレ、（３，２）が配
列されている。 （ｂ） 星センサ（３）の対物レンズ（３，１）は点状
光源（星５）から得るように努められる収差によって像
面に光のスポットを発生させ、その直径が検出素子の直
径よりも大きい。 （Ｃ） 太陽センナ（２）がＭ２の対物レンズ（２，１
）を有し、その像面に第１の検出器アレー（３，２）と
同じ数と配列の検出素子を有する第２の検出器アレー（
２，２）が配列されている。 （ｄ） 第１および第２の検出器アレー（五２゜２２）
が切換え装置（ａ３ａ３）を介して交互にたＹ一つのエ
レクトロエックス評価装置と接続される。 - （２）その第１の対物レンズ（５，１） が０．５から
１２μｍ 壕でのスペクトル領域に亘る色収差補正を有
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の星お
よび太陽センサ。 - （３） その第１の対物レンズ（３，１）が得るように
努められる球面収差あるいはアポダイゼーションを有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
記載の星および太陽支ンサ。 （４１そのエレクトロエックス評価装置（８）が光のス
ポット［よって照らされる検出素子間の内挿によってそ
の光のスポットの中心を決定することを特徴とする特許
請求の範囲第１項から第６項までの一つに記載の星およ
び太陽センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843412046 DE3412046A1 (de) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | Stern- und sonnensensor fuer ein lageregelungssystem |
| DE3412046.7 | 1984-03-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60229900A true JPS60229900A (ja) | 1985-11-15 |
Family
ID=6232223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60065091A Pending JPS60229900A (ja) | 1984-03-31 | 1985-03-30 | 位置調節システムのための星および太陽センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4618259A (ja) |
| JP (1) | JPS60229900A (ja) |
| DE (1) | DE3412046A1 (ja) |
| FR (1) | FR2562262B1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5023440A (en) * | 1985-04-22 | 1991-06-11 | Lockheed Sanders, Inc. | Tracker using angle-converting cones |
| US4801202A (en) * | 1985-12-20 | 1989-01-31 | Itt Aerospace Optical | Method and apparatus for radiometer star sensing |
| US4933550A (en) * | 1988-07-15 | 1990-06-12 | Hegyi Dennis J | Photodetector system with controllable position-dependent sensitivity |
| US4870290A (en) * | 1988-09-26 | 1989-09-26 | Honeywell Inc. | Object motion sensing and measuring apparatus using position sensing detectors |
| US6098929A (en) * | 1998-01-28 | 2000-08-08 | Falbel; Gerald | Three axis attitude readout system for geosynchronous spacecraft |
| US6622970B2 (en) * | 2000-01-04 | 2003-09-23 | The Johns Hopkins University | Method and apparatus for autonomous solar navigation |
| US20030152248A1 (en) * | 2000-04-11 | 2003-08-14 | Spark Peter Edmunds | Self calibration of an array of imaging sensors |
| EP1807676A1 (en) * | 2004-10-28 | 2007-07-18 | University of Maryland | Navigation system and method using modulated celestial radiation sources |
| CN103234511B (zh) * | 2013-04-12 | 2015-04-22 | 北京控制工程研究所 | 小型长寿命编码式太阳敏感器 |
| CN104457759A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-03-25 | 上海卫星工程研究所 | 高精度原子鉴频测速导航仪及其导航方法 |
| RU2690055C1 (ru) * | 2018-05-17 | 2019-05-30 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Устройство ориентации космического аппарата по звездам |
| EP4109043A1 (en) * | 2021-06-23 | 2022-12-28 | The Boeing Company | Direct sun imaging star tracker |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58194698A (ja) * | 1982-05-10 | 1983-11-12 | 三菱電機株式会社 | 人工衛星の姿勢センサ |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2763177A (en) * | 1952-10-24 | 1956-09-18 | Northrop Aircraft Inc | Solar and stellar tracker |
| US3931515A (en) * | 1963-04-05 | 1976-01-06 | Sanders Associates, Inc. | Radiant energy detection apparatus |
| US3499156A (en) * | 1966-02-16 | 1970-03-03 | Goodyear Aerospace Corp | Celestial matching system for attitude stabilization and position determination |
| US3744913A (en) * | 1972-02-24 | 1973-07-10 | Nasa | Device for determining relative angular position between a spacecraft and a radiation emitting celestial body |
| US4225781A (en) * | 1979-02-26 | 1980-09-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Solar tracking apparatus |
| US4367403A (en) * | 1980-01-21 | 1983-01-04 | Rca Corporation | Array positioning system with out-of-focus solar cells |
-
1984
- 1984-03-31 DE DE19843412046 patent/DE3412046A1/de active Granted
-
1985
- 1985-03-28 FR FR8504693A patent/FR2562262B1/fr not_active Expired
- 1985-03-30 JP JP60065091A patent/JPS60229900A/ja active Pending
- 1985-04-01 US US06/718,358 patent/US4618259A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58194698A (ja) * | 1982-05-10 | 1983-11-12 | 三菱電機株式会社 | 人工衛星の姿勢センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4618259A (en) | 1986-10-21 |
| DE3412046C2 (ja) | 1988-06-09 |
| FR2562262B1 (fr) | 1988-10-14 |
| DE3412046A1 (de) | 1985-10-03 |
| FR2562262A1 (fr) | 1985-10-04 |
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