JPS61226397A - ３軸制御衛星のヨ−姿勢角検出装置 - 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］ この発明は例えば太陽同期軌道上を周回する３軸制御衛
星に用いられるヨー姿勢角検出装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に、この種の３軸制御ｌｌ衛星は、第３図に示すよ
うに地球１０を周回する衛星１１の太陽同期軌道上にお
いて、そのロール、ピッチ及びヨー軸Ｘ　　、Ｙ　　及
び２　の３軸の姿勢を開園するのに、各ロール、ピッチ
及びヨー姿勢角Φ、ｅ及びψをそれぞれ各種の検出手段
を用いて検出して、その姿勢の制御が行なわれているこ
とが知られている。

そして、このような３軸制御衛星の姿勢角検出手段とし
ては、そのうちロール及びピッチ姿勢角Φ及びｅを周知
の地球センサーを用いて検出し、そのヨー姿勢角ψを各
種のヨー姿勢角検出手段を用いて検出していた。

例えば、第１のヨー姿勢角検出手段としては、衛星１１
の自転を利用したジャイロコンパスを用いて検出するよ
うに構成したものがある。

ところが、上記第１のヨー姿勢角検出手段では、その構
成上、直接的にヨー姿勢角ψを検出することが出来ない
と共に、衛星１１の自転速度も遅いので、必然的にその
検出精度が劣るという問題を有していた。

第２のヨー姿勢角検出手段としては、スターセンサと称
する検出センサーを用いてヨー姿勢角ψを検出するよう
に構成したものがある。

しかしながら、上記第２のヨー姿勢角検出手段は、その
構造上、比較的高精度な検出が可能なものであるが、そ
の出力情報が複雑なために、その処理系が非常に複雑と
なるという問題を有していた。。

第３のヨー姿勢角検出手段としては、衛星１１に複数の
太陽センサーを搭載してヨー姿勢角ψを検出するように
構成したものがある。

ところが、上記第３のヨー姿勢角検出手段では、その構
成上、衛星１１の軌道運動に伴って太陽光に対する角度
関係が変化するので、１個の太陽センサーによる姿勢決
定は、軌道上における位置部分の検出しか利用できない
ために、数多くの太陽センサーを用いなければならない
という問題を有していた。

［発明の目的］ この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な
構成で、かつ、軌道上における全ての位置で高精度にヨ
ー姿勢角を検出し得るようにした３軸制御衛星のヨー姿
勢角検出装置を提供することを目的とする。

［発明の概要コ すなわち、この発明は太陽電池パネル上に太陽光に対し
て所定の角度を有して２軸太陽センサーを搭載し、この
２軸太陽センサーの太陽方向出力に応動してヨー姿勢角
を検出するように構成することによって、所期の目的を
達成したものである。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例について、図面を参照して詳
細に説明する。

第１図はこの発明による３軸制御衛星のヨー姿勢角検出
装置を示すもので、歯巾１２は前記地球１０に対して太
陽同期軌道を周回する衛星本体である。この衛星本体１
２には太陽電池パネル１３が回転軸１４を介して回転自
在に支持されており、この太陽電池パネル１３は回転駆
動装置１５（第２図参照）を介して太陽方向に指向制御
されるようになっている。そして、上記太陽電池パネル
１３には２軸太陽センサー１６が軌道面と太陽光との角
度αだけ傾けて搭載され、この２軸太陽センサー１６の
太陽方向出力端εｘ１εｙには第２図に示すようにヨー
姿勢角算出部１７の第１の入力端が接続される。このヨ
ー姿勢角算出部１７はその第２の入力端に上記回転駆動
装置１５の出力端に接続され、その第３の入力端にはピ
ッチ姿勢角ｅ検出用の地球センサー１８の出力端に接続
されている。そして、上記ヨー姿勢角算出部１７の出力
端には図示しない３軸姿勢制御用の姿勢制御装置が接続
されている。

ここで、上記２軸太陽センサーの搭載角αは衛星本体１
２が太陽同期軌道上にあることで、時間的変化が生じる
ことがないものである。

すなわち、上記３軸制御衛星のヨー姿勢角制御装置は衛
星本体１２のロール、ピッチ及びヨー姿勢角Φ、０１里
に誤差が生じた場合、その２軸太曙センサー１６のＸρ
、Ｙｐ軸回りの各太陽方向出力εｘ１εｙがヨー姿勢角
算出部１７に入力される。すると、このヨー姿勢角算出
部１７はその太陽方向出力εｘ１εｙと第２及び第３の
入力端にそれぞれ入力される太陽電池パネル１３のパネ
ル角度δ（軌道上位置、即ち衛星地方太陽時午前６時か
ら測った角度）及びピッチ姿勢角ｅをεｘｈｖｃｏｓδ
＋ΦＳｉｎδ εｙ−！！−ψＳｉｎδ十ΦＣＯＳδ＋ｅの各式から求
められる次式 ｖ−ｇεｘｃｏｓδ−ａｙ　３　＋　ｎδ＋ｅｓ　ｉ　
ｎδを用いて演算をしてヨー姿勢角Ｗを算出し、上記姿
勢制御装置（図示せず）に出力する。ここで、この姿勢
制御装置（図示せず）は上記地球センサー１８からのロ
ール及びピッチ姿勢角Φ及びｅと上記ヨー姿勢角演算部
１７からのヨー姿勢角Ｗの各検出信号に応動して衛星本
体１２をＯ−ル、ピッチ及びヨー軸Ｘ　　、Ｙ　　及び
２　に対して姿勢制御を行ないせしめる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、太陽電池パネ
ル上に太陽光に対して所定の角度を有して２軸太陽セン
サーを搭載し、この２輪太陽センサーの太陽方向出力ε
ｘ１εｙ和応動してヨー姿鍔内ψを検出するように構成
したので、軌道上における全ての位置において、ヨー姿
勢角ψを高精度に検出し得る３軸制御衛星のヨー姿勢角
検出装置を提供することができる。また、上記３軸制御
衛星のヨー姿勢角検出装置は従来のものに比べて可及的
に太陽センサーの数を削減し得るもので、衛星の小形軽
量化の向上にも寄与し得るものである。

尚、この発明は上記実施例に限ることなく、その外、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
ることはいうまでもないことである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る３軸制御衛星のヨー
姿勢角検出装置を示す構成説明図、第２図は第１図の要
部詳細を示す回路構成図、第３図はこの発明の適用され
る３軸制御衛星における３軸姿勢制御の定義を説明する
ために示した図である。 １０・・・地球、１１・・・衛星、１２・・・衛星本体
、１３・・・太陽電池パネル、１４・・・回転軸、１５
・・・回転駆動装置、１６・・・２軸太陽センサー、１
７・・・ヨー姿勢角算出部、１８・・・地球センサー。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１１ＰＩ！ 第２１ｉ １３ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太陽方向に指向制御される太陽電池パネルを備えてなる
   ３軸制御衛星のヨー姿勢角検出装置において、太陽光に
   対して所定の角度を有して前記太陽電池パネルに搭載さ
   れる２軸太陽センサーと、この２軸太陽センサーの太陽
   方向出力に応動してヨー姿勢角を検出するヨー姿勢角算
   出手段とを具備したことを特徴とする３軸制御衛星のヨ
   ー姿勢角検出装置。