JPS61171700A

JPS61171700A - 地球センサ

Info

Publication number: JPS61171700A
Application number: JP60013798A
Authority: JP
Inventors: 表野　正樹
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-01-28
Filing date: 1985-01-28
Publication date: 1986-08-02

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】〔産業上の利用分野〕この発明は人工衛星の地球に対する姿勢角を検出する地
球センサ、特にその姿勢制御モード指定機能に関するも
のである。

〔従来の技術〕

まず従来のスピン安定型姿勢制御衛星（以下「スピン衛
星」という。）及び三軸姿勢制御衛星（以下「三軸衛星
」という。）に使用される地球センナについて説明する
。はじめにスピン衛星用地球センサについて説明する。

第２図はスピン衛星に搭載された地球センサの配置を示
す。図においてＣ１）はスピン衛星、（２）はスピン衛
星ａＤの回転軸。

（３ａ）及び（６ｂ）はスピン衛星用地球センサで（３
ａ）は地球の北半球をスキャンし検出するための北半球
地球センサ、　　（３ｂ）は地球の南半球をスキャンし
検出するための南半球地球センサ、（４）は地球、（５
）は地球の回転軸を示す。次にｔａ３図により動作につ
いて説明する。図において（６）はスピン衛星！１１が
回転することにより北半球地球センサ（３ａ）のスキャ
ンする軌跡を示し、（７）は南半球地球センサ（３ｂ）
のスキャンする軌跡を示す。（６ａ）及び（６ｂ）は北
半球地球センサ（３ａ）が地球（４）と検出している範
囲を示し＋　　（７ａ）及び（７ｂ）は南半球地球セン
サ（３ｂ）が地球（４）を検出している範囲を示す。（
８ａ）は北半球地球センナ（３ａ）の出力を示し、　　
（８ｂ）は南半球地球センサ（３ｂ）の出力を示す。従
来のスピン衛星用地球センサは上記のように構成されて
いることにより。

地球の回転軸＋５１とスピン衛星（１）の回転軸（２）
との角度つまりスピン衛星（１）の地３５７（４１に対
する姿勢角は北半球地球センサ（３ａ）の出力（８ａ）
と南半球地球センサ（３ｂ）の出力（８ｂ）の出力幅の
差の量に比例するため、この出力幅の差を検出すること
により決定することができる。

次に三軸衛星に使用される地球センサについて説明する
。第４図はそのブロック図である。図において（９ａ）
は地球の北半球卆らの赤外線を示し。

（９ｂ）は南半球からの赤外線を示す。鱒は赤外線（９
ａ）及び（９ｂ）を反射するミラー、Ｉは赤外線レンズ
、　　（１２ａ）及び（１２ｂ）は赤外線検出器を示し
、　　（１２ａ）は地球の北半球からの赤外１ｌｌ（９
ａ）を検出する北半球検出器、　　（１２ｂ）は南半球
からの赤外＠　（９ｂ）を検出する南半球検出器、　　
（１３ａ）及び（１３ｂ）は赤外線検出器（１２ａ）及
び（１２ｂ）の出力信号を増幅する増幅器を示し、　　
（１３ａ）は北半球検出器（１２ａ）の出力信号を増幅
し、　　（１３ｂ）は南半球検出器（１２ｂ）の出力信
号を増幅する。α番はミラー＋ｌｉｅを回転振動させる
駆動コイル、αジは駆動コイルα◆を駆動するミラー駆
動制御回路、　ａＳはミラーａ・の回転振動の中心を検
出するピックアップコイルを示す。鰭は北半球検出器（
１２ａ）の出力信号及び南半球検出器（１２ｂ）の出力
信号を用いて三軸衛星の姿勢角の一つであるロール角を
検出するロール角検出器でＱｌはロール角信号を示し、
翰は北半球検出器（１２＆）の出力信号、南半球検出器
（１２１））の出力信号及びミラーａＩの回転振動中心
を検出するピックアップコイルαｅの出力信号を用いて
ピッチ角を検出するピッチ角検出器で、■はピッチ角信
号を示す。

次に動作について説明する。まずロール角（Ｉｅの検出
はスピン衛星用地球センサと原理的には同じであり、ス
ピン衛星用地球センサは地球のスキャンをスピン衛星の
スピンを利用して行うが、三軸衛星用地球センサはミラ
ーα１の回転振動により地　　　　　１球のスキャンを
行う。従って第４図の北半球検出器（１２ａ）及び南半
球検出器（１２ｂ）の出力信号は第３図の（８ａ）及び
（８ｂ）と同様な出力となり、この（８ａ）及び（８ｂ
）の出力幅の差をロール角検出器顛で検出することによ
りロール角α・を決定することができる。次に！５図に
よりピッチ角の検出について説明する。図においてＱυ
はミラーα・が回転撮動した際に地球（４）をスキャン
する軌跡を示し、＠は北半球検出器（１２ａ）の出力を
示し、　　（２１ａ）及び（２１ｂ）は北半球検出器（
１２ａ）が地球（４）を検出している範囲を示す。口は
第４図のピックアップコイルａｅによるミラー回転振動
中心信号を示す。北半球検出器出力■の出力幅の中心位
置とミラー回転振動中心（至）の位置の差がピッチ角に
比例するため、この差をピッチ角検出器ａ場で検出する
ことによりピッチ角（至）を決定することができる。尚
、北半球検出器（１２ａ）の代りに南半球検出器（１２
ｂ）の出力を使用してもピンチ角彌を同様に決定するこ
とができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の地球センサでは１人工衛星の姿勢制
御モードとしてスピン制御モードと三軸制御モードの２
つのモードを有する場合に於ては。

上記スピン衛星用地球センサと三軸衛星用地球センサを
各々搭載することが必要となる。一方人工衛星に搭載さ
れる機器は重量１寸法及び容積等が制限されるため、上
記各々の姿勢制御モードに対して各々の地球センナを搭
載することは重量９寸法及び容積の点からも制約となる
という問題があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で９人工衛星の姿勢制御モードに対応して地球センサの
モード指定を行うことにより、スピン制御モード及び三
軸制御モードのいずれの姿勢制御モードに於ても、地球
に対する人工衛星の姿勢角を検出することができる地球
センサを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る地球センナは１人工衛星の姿勢制御モー
ドに対応して地球センナのモード指定を行うモード指定
信号及びモード制御回路を配備し喪ものである。

〔作用〕

この発明に於ては、モード指定信号に基づくモ−ド制御
回路動作により地球センサの検出モードを切換えて１人
工衛星のスピン制御モード時及び三軸制御モード時のい
ずれのモードに対しても地球に対する人工衛星の姿勢角
を検出することができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
　　（９ａ）〜■は上記従来の地球センサと全く同一の
ものである。（２）は人工衛星の姿勢−Ｊ御モードを指
定するモード指定信号を示し、（至）はモード指定信号
＠に基づきロール角検出器値力、ピッチ角検出器α優及
びミラー駆動制御回路ａ！９を制御するモード制御回路
を示す。（至）はミラー駆動制御回路ａ９から出力され
るミラー（１１の回転振動を動作又は停止させるミラー
動作制御信号を示し、２７１はスピン制御モード時にピ
ッチ角検出器ａ！Ｊの動作を停止させるインヒビット信
号を示す。

上記のように構成された地球センサにおいて。

人工衛星の姿勢制御モードがスピン制御モードあるいは
三軸制御モードのいずれかにあるかをモード指定信号＠
により指定することにより、いずれのモードに対しても
地球に対する人工衛星の姿勢角を検出することができる
。

次に動作について説明する。まずモード指定信号＠によ
シスピン制御モードが指定された場合。

モード制御回路（ハ）からミラーａ・の回転振動を停止
させるミラー動作制御信号（至）及びピッチ角検出器０
の動作を停止させるインヒビット信号勾が出力される。

スピン制御モード時は衛星が回転している念め、北半球
検出器（１２ａ）及び南半球検出器（１２ｂ）の出力は
衛星のスピンによりｗ、３図の（８ａ）及び（８ｂ）と
同様な出力となる。この出力幅の差は衛星の地球に対す
る姿勢角に比例するためロール角検出器鰭により、この
差を検出することにより決定することができる。次にモ
ード制御信号（財）により三軸制御モードが指定された
場合について説明する。

原理的には上記従来の三軸衛星用地球センサと同　　　
　　　１じである。この場合はモード制御回路（至）か
らミラーα〔の回転振動を動作させるミラー動作制御信
号（至）の出力及びピッチ角検出器ａ！Ｊを動作させる
ためィンヒビット信号＠の解除がなされる。三軸衛星の
姿勢角であるロール角（Ｉｓの検出はスピン制御モード
時と原理的には同じであり、スピン制御モード時は地球
のスキャンを衛星のスピンを利用して行うが、三軸制御
モード時ミラー員の回転振動により北半球検出器（１２
ａ）及び南半球検出器（１２ｂ）の出力は填３図の（８
ａ）及び（８ｂ）と同様な出力となり。

この差をロール角検出器住ηで検出することにより。

ロール角ｔ１ｓを決定することができる。次にピッチ角
■の検出は第５図に示す北半球検出器出力（２）とミラ
ー回転中心（至）の位置の差をピッチ角検出器（Ｉ優で
検出することによりピッチ角（至）を決定することがで
きる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり９人工衛星の姿勢制御モ
ードをモード指定信号（財）で指定することにより、ス
ピン安定型姿勢制御モード及び三軸姿勢制御モードのい
ずれのモードに於ても人工衛星の地球に対する姿勢角を
１台の地球センサにより検出することができ２重量１寸
法及び容積を減少することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図。第２図は従来のスピン衛星用地球センサの配置図。第３図は従来のスピン衛星用地球センサの動作原理図、
第４図は従来の三軸衛星用地球センサのブロック図、第
５図は従来の三軸衛星用地球センサのピッチ角検出の原
理図である。図において＋１１はスピン衛星、（２）はスピン衛星（
１）の回転軸、　　（３ａ）は北半球地球センサ、　　
（３ｂ）は南半球地球センサ、（４）は地球、（５）は
地球の回転軸、（６）は北半球地球センナ（３ａ）のス
キャンする軌跡、　（６ａ）及び（６ｂ）は北半球地球
センサ（３ａ）が地球（４）を検出している範囲、（）
）は南半球地球センナ（３ｂ）のスキャンする軌跡、　
　（７ａ）及び（７ｂ）は南半球地球センサ（３ｂ）が
地球（４）を検出している範囲、　　（８ａ）は北半球
地球センサ出力、　　（８ｂ）は南半球地球センサ出力
。（９ａ）は地球（４）の北半球からの赤外線、　　（９
ｂ）は南半球からの赤外線、α０はミラー、ａυは赤外
線レンズ。（１２ａ）は北半球検出器、　　（１２ｂ）は南半球検
出器。（１５ａ）は北半球検出器（１２ａ）の出力信号増幅器
。（１３ｂ）は南半球検出器（１２ｂ）の出方信号増幅器
。＋１４１は駆動コイル、ａ！９はミラー駆動制御回路、
ａｅはピックアップコイル、ａηはロール角検出器、舖
はロール角信号、ａｓ／ｆｉピッチ角検出器、（至）は
ピッチ角信号、ｅＤは地球（４）をスキャンする軌跡、
　　（２１ａ）及び（２１ｂ）は北半球検出器（１２ａ
）が地球（４）を検出している範囲、器は北半球検出器
（１２ｂ）の出方。（ハ）はミラー回転中心信号、ｅａはモード指定信号。１２９はモード制御回路、翰はミラー動作制御回路。（至）はミラー動作制御信号、鰭はインヒビット信号で
ある。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

地球から赤外線を検出する赤外線検出器、この赤外線検
出器の出力信号にもとずき人工衛星の地球に対する姿勢
角信号を出力するロール角検出器及びピッチ角検出器、
上記赤外線検出器により地球からの赤外線を検出する際
に地球をスキャンするためのミラー、このミラーの回転
振動及び停止を制御するミラー駆動制御回路、上記ミラ
ー駆動制御回路及びピッチ角検出回路の動作を人工衛星
の姿勢制御モードに応じて制御するためのモード制御回
路を備えたことを特徴とする地球センサ。