JPS6138078B2 - - Google Patents

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JPS6138078B2
JPS6138078B2 JP56069511A JP6951181A JPS6138078B2 JP S6138078 B2 JPS6138078 B2 JP S6138078B2 JP 56069511 A JP56069511 A JP 56069511A JP 6951181 A JP6951181 A JP 6951181A JP S6138078 B2 JPS6138078 B2 JP S6138078B2
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JP
Japan
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signal
earth
sun
signal generator
amplifier
Prior art date
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Expired
Application number
JP56069511A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS57186600A (en
Inventor
Akio Teranishi
Mikio Matsumoto
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、人工衛星、ロケツト等に搭載される
地平線検出装置に関し、更に詳述すれば太陽の影
響を受けない信号処理方式による地平線検出装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a horizon detection device mounted on an artificial satellite, a rocket, etc., and more specifically to a horizon detection device using a signal processing method that is not affected by the sun.

人工衛星、ロケツト等の姿勢を検出する装置と
して温度約4Kの宇宙と温度約230Kの地球との温
度差を赤外線検出器で検出して地球端(地平線)
を知る地平線検出装置がある。これには、人工衛
星、ロケツト等のスピンを利用して宇宙と地球を
走査する方式と、反射鏡またはプリズム等で視野
を回転させて走査する方式とがある。
As a device for detecting the attitude of artificial satellites, rockets, etc., an infrared detector detects the temperature difference between space, which has a temperature of approximately 4K, and the earth, which has a temperature of approximately 230K, and detects the edge of the earth (horizon).
There is a horizon detection device that can detect the There are two ways to do this: one uses the spin of an artificial satellite or rocket to scan the universe and the earth, and the other uses a reflective mirror or prism to rotate the field of view.

第1図は、従来の地平線検出装置の系統図、第
2図は各部の波形を示すタイムチヤートである。
第1図および第2図を用いて従来の地平線検出装
置を説明する。
FIG. 1 is a system diagram of a conventional horizon detection device, and FIG. 2 is a time chart showing waveforms of various parts.
A conventional horizon detection device will be explained using FIGS. 1 and 2.

宇宙と地球を走査することにより赤外線検出器
11には、赤外線エネルギ210が入射される。
この赤外線エネルギ210中の211は宇宙、2
12は地球、213は太陽より放射される赤外線
エネルギである。太陽は温度約6000Kと高温であ
るため、放射される赤外線エネルギ(波長14〜16
μm)は、地球のそれと比較して数十倍と大き
い。また太陽の地球よりの視野角は約0.5度と小
さい。入射した赤外線エネルギ210は、赤外線
検出器11で電気信号に変換され、微分機能を有
する帯域制限回路を含む増幅器12で増幅、波形
整形された信号220となる。増幅器12からの
信号220は、地球立上り信号発生器13、およ
び地球立下り信号発生器14に入る。地球立上り
信号発生器13では信号220を立上り比較電圧
221と比較して地球立上り信号230を発生す
る。同様に、地球立下り信号発生器14では信号
220を立下り比較電圧222と比較して地球立
下り信号240を発生する。地球巾信号発生器1
5では、地球立上り信号230でセツトし、地球
立下り信号240でリセツトして地球巾信号25
0を発生する。地球巾信号250において、25
1は太陽の影響を受けない正常な地球巾信号、2
52は太陽の影響を受けて赤外線検出器11に太
陽からの放射が入射した時から、地球より宇宙に
変る時までの巾を有する巾の広くなつた異常な信
号を示す。信号252は、太陽がなければ斜線部
の信号253のみとなり正常な信号となるはずの
ものである。この地球巾信号250は、カウンタ
16に送られ地球巾信号250が立上つている
間、別のクロツク発生器18よりのパルスをカウ
ントする。カウンタ16で計測されたパルスの数
は、2進出力としてカウンタ16が計数終了する
と同時に各桁がシフトレジスタ17に並列入力さ
れる。これを時系列に読出して地上に伝送する。
したがつて、太陽が視野に入つた場合は、すでに
説明したように異常な信号252のまま伝送され
ることになり、人工衛星等の姿勢決定に不都合を
生じていた。
Infrared energy 210 is incident on the infrared detector 11 by scanning space and the earth.
211 of this infrared energy 210 is space, 2
12 is the earth, and 213 is infrared energy radiated from the sun. Because the sun has a high temperature of approximately 6000K, it emits infrared energy (wavelengths 14 to 16
μm) is several tens of times larger than that of Earth. Also, the viewing angle of the Sun from the Earth is small, about 0.5 degrees. The incident infrared energy 210 is converted into an electric signal by the infrared detector 11, and is amplified and waveform-shaped by the amplifier 12 including a band-limiting circuit having a differentiation function to become a signal 220. Signal 220 from amplifier 12 enters earth rise signal generator 13 and earth fall signal generator 14. The earth rising signal generator 13 compares the signal 220 with a rising comparison voltage 221 to generate an earth rising signal 230. Similarly, earth fall signal generator 14 compares signal 220 with fall comparison voltage 222 to generate earth fall signal 240. Earth width signal generator 1
5, it is set with the earth rising signal 230, reset with the earth falling signal 240, and the earth width signal 25 is set.
Generates 0. In the global signal 250, 25
1 is a normal earth width signal that is not affected by the sun, 2
Reference numeral 52 indicates an abnormal signal whose width becomes wider, extending from the time when radiation from the sun enters the infrared detector 11 to the time when the radiation changes from the earth to the space. If the sun were not present, the signal 252 would be a normal signal, with only the signal 253 in the shaded area. This width signal 250 is sent to a counter 16 which counts pulses from another clock generator 18 while the width signal 250 is rising. The number of pulses counted by the counter 16 is input in parallel to the shift register 17 as a binary output at the same time as the counter 16 finishes counting. This is read out in chronological order and transmitted to the ground.
Therefore, when the sun comes into the field of view, the abnormal signal 252 is transmitted as is, as described above, causing problems in determining the attitude of the artificial satellite, etc.

本発明は、このような不都合を解消しようとす
るものである。以下その一実施例を説明する。第
3図は、本発明の一実施例における地平線検出装
置の系統図、第4図は、各部の波形を示すタイム
チヤートである。入射した赤外線エネルギ410
は、赤外線検出器31で電気信号に変換され、微
分機能を有する帯域制限回路を含む微分機能を有
する交流増幅器32で増巾、波形整形された信号
420となる。交流増幅器32からの信号420
は、地球立上り信号発生器33、地球立下り信号
発生器34、および太陽除去信号発生器35に入
る。地球立上り信号発生器33では、信号420
を0より大きく、地球信号最大値より小さい立上
り比較電圧421と比較して地球立上り信号43
0を発生する。同様に、地球立下り信号発生器3
4では信号420を立下り比較電圧422と比較
して地球立下り信号450を、また太陽除去信号
発生器35では、信号420を地球信号の最大値
より大きく太陽信号より小さい太陽比較電圧42
3と比較して、その立上りで同時に立上り、太陽
信号が存在する時間よりも長い時間t1を経過後立
下る太陽除去信号460を発生する。この太陽除
去信号460が発生するとこの信号で交流増幅器
32の増巾度を数分の1〜零倍に落し、不必要な
増巾器の飽和を避け、増巾器32の出力信号42
0の太陽による信号424のうち、斜線部425
を立上り比較電圧421以下になるようにする。
このようにすると、地球立上り信号発生器33の
出力である地球立上り信号430の太陽による信
号431の内、斜線部432は出力されない。太
陽遅延信号発生器36では、太陽除去信号460
の立上によりt2時間後に立上る単一パルスの太陽
遅延信号470を発生させる。ただし、O<t2
t1とする。地球巾信号発生器37では、地球立上
り信号430の立上りでセツトし、地球立下り信
号450あるいは太陽遅延信号470のいずれか
の信号のリセツトパルス480でリセツトされる
地球巾信号490を発生する。カウンタ38で
は、地球巾信号490の時間を計測するため、地
球巾信号490が立上つている間、別のクロツク
発生器40からのパルスをカウントする。カウン
タ38で計測されたパルスの数はカウンタ38の
段数に対応する複数の出力より成る2進出力とし
てカウンタ38が計数を終了すると同時に、すな
わち地球幅信号490の立下りでシフトレジスタ
39に並列入力される。この場合、太陽が赤外線
検出器の視野に入らない場合は、従来と同じ信号
が得られ、太陽が視野に入つた場合は、地球巾信
号490の太陽による信号491は存在し、カウ
ンタ38はカウントを開始するが、太陽除去信号
460の立上りでリセツトされる。すなわちカウ
ンタ38の内容は零になる。したがつて、シフト
レジスタ39への入力時点である太陽による信号
491の立下り時におけるカウンタ38の内容は
すべて零であるので、シフトレジスタ39には零
が入力され、結局太陽による信号491の影響を
受けない。このレジスタ39の出力を時系列に読
み出すと地球巾計測信号495が得られる。すな
わち、太陽が赤外線検出器の視野に入つても、太
陽の視野角(約0.5度)と赤外線検出器の視野
(約1度)の総和程度の時間t1が測定不能となる
以外は、太陽の影響を受けずに、正常な地球巾信
号495となる。
The present invention attempts to eliminate such inconveniences. An example of this will be described below. FIG. 3 is a system diagram of a horizon detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a time chart showing waveforms of various parts. Incident infrared energy 410
is converted into an electrical signal by an infrared detector 31, and amplified and waveform-shaped by an AC amplifier 32 having a differential function including a band limiting circuit having a differential function, resulting in a signal 420. Signal 420 from AC amplifier 32
enters an earth rise signal generator 33, an earth fall signal generator 34, and a sun removal signal generator 35. In the earth rising signal generator 33, the signal 420
The earth rising signal 43 is compared with the rising comparison voltage 421 which is larger than 0 and smaller than the earth signal maximum value.
Generates 0. Similarly, earth falling signal generator 3
4, the signal 420 is compared with a falling comparison voltage 422 to obtain an earth falling signal 450, and in the sun removal signal generator 35, the signal 420 is compared with a falling comparison voltage 422 which is greater than the maximum value of the earth signal and smaller than the solar signal.
3, it generates a sun removal signal 460 that rises at the same time and falls after a time t 1 that is longer than the time that the sun signal exists. When this sun removal signal 460 is generated, this signal reduces the amplification degree of the AC amplifier 32 to a fraction of a factor to zero, thereby avoiding unnecessary saturation of the amplifier, and reducing the output signal 42 of the amplifier 32.
Of the signal 424 caused by the sun at 0, the shaded part 425
is made to be less than or equal to the rising comparison voltage 421.
In this way, the shaded portion 432 of the sun signal 431 of the earth rise signal 430, which is the output of the earth rise signal generator 33, is not output. In the solar delay signal generator 36, the solar removal signal 460
The rise of t generates a single pulse solar delay signal 470 that rises after t2 hours. However, O<t 2 <
Let t be 1 . The earth width signal generator 37 generates an earth width signal 490 that is set at the rising edge of the earth rising signal 430 and reset at the reset pulse 480 of either the earth falling signal 450 or the sun delay signal 470. Counter 38 counts pulses from another clock generator 40 while the span signal 490 is rising to time the span signal 490 . The number of pulses measured by the counter 38 is input in parallel to the shift register 39 as a binary output consisting of a plurality of outputs corresponding to the number of stages of the counter 38 at the same time as the counter 38 finishes counting, that is, at the falling edge of the earth width signal 490. be done. In this case, if the sun is not in the field of view of the infrared detector, the same signal as before is obtained, but if the sun is in the field of view, the signal 491 due to the sun of the earth width signal 490 exists, and the counter 38 counts. , but is reset at the rising edge of the sun removal signal 460. That is, the contents of the counter 38 become zero. Therefore, since the contents of the counter 38 at the time of falling of the signal 491 caused by the sun, which is the input time to the shift register 39, are all zero, zero is input to the shift register 39, and as a result, the influence of the signal 491 caused by the sun is I don't receive it. When the output of this register 39 is read out in chronological order, an earth width measurement signal 495 is obtained. In other words, even if the sun enters the field of view of the infrared detector, the sun cannot be measured for a period of time t 1 , which is approximately the sum of the field of view of the sun (approximately 0.5 degrees) and the field of view of the infrared detector (approximately 1 degree). It becomes a normal earth width signal 495 without being affected by this.

以上のように、本発明は宇宙と地球の温度差を
検出し、人工衛星等の姿勢を決定する地平線検出
装置において、地球より温度の高い高温天体、た
とえば太陽が検出器の視野をよぎることによつて
生じる偽地球信号を除くために、地球信号を検出
するための立上り及び立下り比較電圧とは別に、
地球による信号の最大値より大きく、上記高温天
体による信号より小さい第3の比較電圧を利用し
て高温天体信号を作り、この高温天体信号で増幅
器の増幅度を下げて増幅器の不必要な飽和を避け
るとともに、この高温天体信号が存在する間地球
幅を計測するカウンタをリセツトするようにした
地平線検出装置であり、太陽等の高温天体の影響
を受けずに確実に地球端が検出され、人工衛星等
の姿勢決定をすることができる。
As described above, the present invention uses a horizon detection device that detects the temperature difference between space and the earth to determine the attitude of an artificial satellite, etc. In order to eliminate the resulting false earth signal, apart from the rising and falling comparison voltages for detecting the earth signal,
A third comparison voltage that is larger than the maximum value of the signal from the earth and smaller than the signal from the hot celestial object is used to create a hot celestial object signal, and this hot celestial object signal lowers the amplification of the amplifier to avoid unnecessary saturation of the amplifier. This horizon detection device resets the counter that measures the earth's width while this high-temperature celestial body signal is present, and the edge of the earth is reliably detected without being affected by high-temperature celestial bodies such as the sun. It is possible to determine the posture such as

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の地平線検出装置の信号処理等を
示すブロツク図、第2図は第1図の要部波形図、
第3図は本発明による地平線検出装置の信号処理
系を示すブロツク図、第4図は第3図の要部波形
図である。 31……赤外線検出器、32……増幅器、33
……地球立上り信号発生器、34……地球立下り
信号発生器、35……太陽除去信号発生器、36
……太陽遅延信号発生器、37……地球巾発生
器、38……カウンタ、39……シフトレジス
タ、40……クロツク発生器、410……入射赤
外線、420……増巾、波形整形された信号、4
21……0より大きく、地球信号最大値より小さ
い比較電圧(正の地球比較電圧)、422……負
の比較電圧、423……太陽比較電圧、424…
…太陽による信号、425……太陽による信号4
24の内、正の地球比較電圧より大きくなつた時
以降の信号、430……地球立上り信号、431
……太陽による信号、432……太陽による信号
431の内、425と共通な部分、450……地
球立下り信号、460……太陽除去信号、470
……太陽遅延信号、480……リセツトパルス、
490……地球巾信号、491……太陽による信
号、492……太陽による信号491の内、太陽
除去信号460と共通の部分、495……正常な
地球巾信号。
Fig. 1 is a block diagram showing signal processing etc. of a conventional horizon detection device, Fig. 2 is a waveform diagram of the main part of Fig. 1,
FIG. 3 is a block diagram showing the signal processing system of the horizon detection device according to the present invention, and FIG. 4 is a waveform diagram of the main part of FIG. 3. 31...Infrared detector, 32...Amplifier, 33
...Earth rise signal generator, 34...Earth fall signal generator, 35...Sun removal signal generator, 36
... Solar delay signal generator, 37 ... Earth width generator, 38 ... Counter, 39 ... Shift register, 40 ... Clock generator, 410 ... Incident infrared rays, 420 ... Amplification, waveform shaping signal, 4
21... Comparison voltage greater than 0 and smaller than the earth signal maximum value (positive earth comparison voltage), 422... Negative comparison voltage, 423... Solar comparison voltage, 424...
...Signal from the sun, 425...Signal from the sun 4
Among 24, the signal after becoming larger than the positive earth comparison voltage, 430...Earth rising signal, 431
...Signal from the sun, 432... Part common with 425 of the signal from the sun 431, 450... Earth fall signal, 460... Sun removal signal, 470
...Solar delay signal, 480...Reset pulse,
490...Earthwidth signal, 491...Signal due to the sun, 492...Part common with the sun removed signal 460 in signal 491 due to the sun, 495...Normal earthwidth signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 地球および宇宙空間から入射した赤外線を電
気信号に変換する赤外線検出器と、前記電気信号
を増幅する微分機能を有する交流増幅器と、前記
交流増幅器の出力より地球による信号の立上りお
よび立下りを検出する地球立上り信号発生器およ
び地球立下り信号発生器と、前記交流増幅器の出
力より地球による信号の最大値より大きく太陽に
よる信号より小さい基準値をもとに太陽による信
号の持続時間より長い時間幅の太陽除去信号を発
生する太陽除去信号発生器と、前記地球立上り信
号発生器の出力によりセツトし、地球立下り信号
発生器の出力または前記太陽除去信号の立上りか
ら太陽除去信号の時間幅より短い時間だけ遅延し
たパルスを発生する太陽遅延信号発生器の出力に
よりリセツトされる地球幅信号発生器と、地球幅
信号発生器の出力をもとにクロツクパルスを計数
し太陽除去信号によりリセツトされるカウンタと
を備え、前記太陽除去信号により前記交流増幅器
の増幅度を小さくすることを特徴とする地平線検
出装置。
1. An infrared detector that converts infrared rays incident from the earth and outer space into electrical signals, an AC amplifier that has a differential function that amplifies the electrical signals, and detects the rise and fall of the signal from the earth from the output of the AC amplifier. an earth rise signal generator and an earth fall signal generator, and a time width longer than the duration of the sun signal based on a reference value that is greater than the maximum value of the earth signal and smaller than the sun signal from the output of the AC amplifier; A sun removal signal generator that generates a sun removal signal of an earth-width signal generator that is reset by the output of a solar-delayed signal generator that generates pulses delayed by a time; and a counter that counts clock pulses based on the output of the earth-width signal generator and is reset by a sun removal signal. A horizon detection device comprising: reducing the amplification degree of the AC amplifier by the sun removal signal.
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