JPS6146798A - Controller for orbit of artificial satellite - Google Patents

Controller for orbit of artificial satellite

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Publication number
JPS6146798A
JPS6146798A JP59168220A JP16822084A JPS6146798A JP S6146798 A JPS6146798 A JP S6146798A JP 59168220 A JP59168220 A JP 59168220A JP 16822084 A JP16822084 A JP 16822084A JP S6146798 A JPS6146798 A JP S6146798A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
orbit
satellite
thruster
pitch axis
injection
Prior art date
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Pending
Application number
JP59168220A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
五十嵐 一則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP59168220A priority Critical patent/JPS6146798A/en
Publication of JPS6146798A publication Critical patent/JPS6146798A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は静止軌道上を飛翔する三軸安定盤の人工衛星
の軌道制御装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an orbit control device for a three-axis stabilizer artificial satellite flying in a geostationary orbit.

〔従来技術〕[Prior art]

従来のこの種軌道傾斜角制御は2人工衛星の軌道乞坤上
局において決定しその決定値から推定した制御日時と制
御量により地上局から衛星にスラスタ噴射開始時刻と噴
射時間を送信しその送信コマンドに従ってスラスタを噴
射することにより実施していた。その為、制御前の軌道
決定、制御用コマンド作成、コマンド送信、制御後の軌
道決定とその決定値による次回制御時期予測というθ量
の作業を衛星運用期間中宮に地上局で実施していかなく
てはならないという欠点があった。
Conventional orbit inclination angle control of this kind is determined at the orbit control station of two artificial satellites, and the thruster injection start time and injection time are transmitted from the ground station to the satellite based on the control date and time and control amount estimated from the determined values. This was carried out by firing thrusters according to commands. Therefore, the work of determining the orbit before control, creating control commands, sending commands, determining the orbit after control, and predicting the next control timing based on the determined value is not performed at the ground station during the satellite operation period. There was a drawback that it should not be done.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明はかかる欠点を改善する目的でなされたもので
、衛星に北極星を観測する恒星センサ(以下ボラリスセ
ンサと称す)及びこのセンサデータを処理する装置を搭
載することにより、地上局からの指示がなくてもオンボ
ードで軌道傾斜角を制御できる人工衛星の軌道制御装置
を提案するものである。
This invention was made with the aim of improving this drawback, and by equipping a satellite with a stellar sensor (hereinafter referred to as a Volaris sensor) that observes the North Star and a device that processes this sensor data, there is no need for instructions from a ground station. This project proposes an orbit control device for artificial satellites that can control the orbital inclination angle onboard.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図及び第2図はこの発明を説明する為の人工衛星の
静止軌道上の概略図及び衛星本体上の構成要素を示して
いる。図において(1)は地球、(2)は人工衛星の軌
道、(3)は赤道局、 (4a)は昇交点を通過する時
の衛星、 (4b)は赤道面から北側に最もずれた時の
衛星、 (4C)は降交点を通過する時の衛星。
1 and 2 show a schematic diagram of an artificial satellite on a geostationary orbit and components on the satellite body for explaining the present invention. In the figure, (1) is the Earth, (2) is the satellite's orbit, (3) is the equatorial station, (4a) is the satellite when it passes through the ascending node, and (4b) is when it is farthest north from the equatorial plane. (4C) is the satellite when it passes through the descending node.

(4d)は赤道面から南側へ最もずれた時の衛星、(5
)は軌道傾斜角、(6)は−ピッチ軸側に取り付けたス
ラスタ、(7)は+ピッチ軸側に取り付けたスラスタ。
(4d) is the satellite when it is farthest south from the equatorial plane, (5
) is the orbital inclination angle, (6) is the thruster attached to the − pitch axis side, and (7) is the thruster attached to the + pitch axis side.

(8)はロール軸、(9)はピッチ軸、00)はヨー軸
、 (lla)はボラリスセンサ座標上の北極星位置を
確定するデータ処理器1 、 (llb)は(lla)
で求めた北極星の位置から噴射スラスタを選択してかつ
噴射実行を指示する信号を作成するデータ処理器2.α
2はボラリスセンサである。第3図はボラリスセンサ座
標上の北極星の位置を示している。図においてα3)。
(8) is the roll axis, (9) is the pitch axis, 00) is the yaw axis, (lla) is the data processor 1 that determines the position of the North Star on the Volaris sensor coordinates, (llb) is (lla)
2. A data processor that selects an injection thruster based on the position of the North Star determined in 2. and creates a signal instructing execution of injection. α
2 is a volaris sensor. Figure 3 shows the position of Polaris on the Volaris sensor coordinates. α3 in the figure).

Q4)、 Q51. [161はそれぞれ第1図におけ
る(4a)、 (+b)。
Q4), Q51. [161 are (4a) and (+b) in FIG. 1, respectively.

(4c)、 (4d)に衛星が位置している時のボラリ
スセンサ座標上の北極星位置である。第4図は第2図に
示した構成要素間の信号の流れを示すものである。
(4c) and (4d) are the positions of the North Star on the Volaris sensor coordinates when the satellite is located. FIG. 4 shows the flow of signals between the components shown in FIG.

三軸姿勢制御衛星の姿勢は、ヨー軸頭を地球中心方向に
指向させ、ピッチ軸(9)を軌道面に垂直になるよう常
に制御されている。従って、衛星の一ピッチ軸方向にボ
ラリスセンサを搭載して北極星を感知できるようにする
と軌道傾斜角が零度の場合には第3図に示したボラリス
センサの中心すなわちロール軸方向、ヨー軸方向とも零
の位置に北極星を感知することになる。しかし、第1図
及び第3図に示すように軌道傾斜角(5)がある場合は
The attitude of the three-axis attitude control satellite is always controlled so that the yaw axis head is directed toward the center of the earth and the pitch axis (9) is perpendicular to the orbital plane. Therefore, if a volaris sensor is installed in one pitch axis direction of the satellite to be able to detect the Polaris, if the orbital inclination is 0 degrees, the center of the volaris sensor shown in Figure 3, that is, both the roll axis direction and the yaw axis direction, will be zero. You will sense the North Star in your position. However, if there is an orbital inclination angle (5) as shown in FIGS. 1 and 3.

軌道の位置により北極星を感知する位置が軌道1周回で
1回転することになる。これを利用してデータ処理器1
 (Ha)でボラリスセンサ座標上での北極星の位置を
求めそのデータをデータ処理器201b)に送る。デー
タ処理器2 (nb)では送られて来たデータが第3図
の061から右廻りに03)を通って圓迄の領域に存在
する時は一ピツチ軸側のスラスタ(6)を選択する信号
を作り、 (141から右廻りに05)を通って叫迄の
領域に存在する時は+ピッチ軸側のスラスタ(7)を選
択する信号を作る。更にデータ処理器1…a)の信号が
第5図のヒステリシスループ上のどの位置にあるかによ
り選択したスラスタを噴射するか否かを判断する。すな
わち、ボラリスセンサ座標上での北極星の位置が第3図
の閾値1αηよりも外にある時、第5図で見て閾値10
ηの右側にある時、スラスタ噴射信号をスラスタに送り
スラスタを駆動して軌道傾斜角を小さくしてゆき。
Depending on the position of the orbit, the position at which the North Star is detected will rotate once per orbit. Using this, data processor 1
(Ha) determines the position of the North Star on the Volaris sensor coordinates and sends the data to the data processor 201b). Data processor 2 (nb) selects the thruster (6) on the one-pitch axis side when the sent data exists in the area from 061 in Fig. 3 clockwise through 03) to the circle. A signal is created to select the thruster (7) on the + pitch axis side when the signal exists in the area from (141 to 05 clockwise) to the scream. Furthermore, it is determined whether or not to eject the selected thruster depending on the position on the hysteresis loop shown in FIG. 5 of the signal from the data processor 1...a). In other words, when the position of the North Star on the Volaris sensor coordinates is outside the threshold value 1αη in FIG. 3, the threshold value 10 in FIG.
When it is on the right side of η, a thruster injection signal is sent to the thruster to drive the thruster and reduce the orbital inclination angle.

第3図の閾値2Q81よりも小さく、第5図で見れば閾
値2Q8)の左側に移った時点でスラスタ噴射を停止す
る。
The thruster injection is stopped when the threshold value 2Q81 in FIG. 3 is smaller than the threshold value 2Q81 in FIG. 3, and when the threshold value 2Q8 in FIG.

スラスタを噴射してない状態で、閾値2と1の間に北極
星の位置が存在する場合は、徐々に閾値1に近づき閾値
1を越えた時に再度噴射を開始することになる。その結
果、第5図に示したヒステリシスループに従ってスラス
タON、 OFFが繰り返され、軌道傾斜角は閾値1に
対応した値と閾値2に対応した値の間に保持される事に
なる。
If the position of the North Star exists between thresholds 2 and 1 while the thrusters are not injecting, the thruster will gradually approach threshold 1 and when threshold 1 is exceeded, the thrust will start again. As a result, the thruster ON and OFF are repeated according to the hysteresis loop shown in FIG. 5, and the orbital inclination angle is maintained between the value corresponding to threshold 1 and the value corresponding to threshold 2.

スラスタ+61. +71がピッチ軸に平行でかつトル
クを発生しないように取り付けられない場合は、−ピッ
チ軸及び+ピッチ軸方向それぞれにおいて2つ以上のス
ラスタを搭載して、その合成された推力ベクトルがトル
クを発生しないで又は1発生しても姿勢制御系で十分制
御できる大きさで、並進方向の推力を発生されるように
取り付ければ良い。
Thruster +61. If the +71 cannot be installed parallel to the pitch axis so as not to generate torque, install two or more thrusters in each of the -pitch axis and +pitch axis directions, and the combined thrust vector will generate torque. It is only necessary to attach the thrust force in the translational direction so that it can be sufficiently controlled by the attitude control system even if no thrust force is generated or one thrust force is generated.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたようにこの発明によれば、静止軌道上の人工
衛星の軌道傾斜角は設定範囲に保持することがボラリス
センサとボラリスセンサ座標上の北極星位置を確定する
データ処理器1とボラリスセンサ上の北極星位から噴射
スラスタを選択してかつ噴射実行開始を指示する信号を
作成するデータ処理2とスラスタを用いることにより軌
道傾斜角制御が地上局からの制御コマンドを送ることな
く可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to maintain the orbital inclination angle of an artificial satellite in a geostationary orbit within a set range. By using the thruster and data processing 2 that selects an injection thruster from the list and creates a signal instructing the start of injection execution, orbit inclination angle control can be performed without sending a control command from the ground station.

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

第1図は人工衛星の軌道上の位置と各軸方向を説明する
為の図、第2図はこの発明による人工衛星の軌道制御装
置を説明する為の図、第3図は軌道上の衛星の位置に対
応するボラリスセンサ座標上の北極星の位置及び噴射ス
ラスタの選択基準を説明する為の図、第4図は第2図に
示す構成機器間の接続及び信号の流れを示す図、第5図
はスラスタ噴射のON、OFFの判断に使われるヒステ
リシスロジックを説明する図である。 図中の(1)は地球、(2)は人工衛星の軌道、(3)
は赤道面、 (4a)は外交点を通過する時の衛星、 
(ab)は赤道面から北側に最もずれた時の衛星、 (
4C)は降交点を通過する時の衛星、(5)は軌道傾斜
角、(6)は−ヒツチ軸側に取り付けたスラスタ、(7
)は+ピッチ軸側に取り付けたスラスタ、(8)はロー
ル軸、(9)はヒツチ軸、0ωはヨー軸、 (11a)
はデータ処理器1□(llb)はデータ処理器2,0り
はボラリスセンサ、03)(14) Q5)061はボ
ラリスセンサ座標上の北極星位置である。 なお1図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
Figure 1 is a diagram for explaining the position of an artificial satellite on its orbit and the direction of each axis, Figure 2 is a diagram for explaining the orbit control device for an artificial satellite according to the present invention, and Figure 3 is a diagram for explaining the satellite in orbit. Figure 4 is a diagram showing the connection and signal flow between the components shown in Figure 2. FIG. 2 is a diagram illustrating hysteresis logic used to determine whether thruster injection is ON or OFF. In the diagram, (1) is the earth, (2) is the orbit of the satellite, and (3)
is the equatorial plane, (4a) is the satellite when passing the diplomatic point,
(ab) is the satellite when it is farthest north from the equatorial plane, (
4C) is the satellite when passing the descending node, (5) is the orbital inclination, (6) is the thruster attached to the -hitchi axis side, and (7) is the orbital inclination angle.
) is the thruster attached to the + pitch axis side, (8) is the roll axis, (9) is the hit axis, 0ω is the yaw axis, (11a)
is the data processor 1□ (llb) is the data processor 2,0 is the Volaris sensor, 03) (14) Q5) 061 is the position of the North Star on the Volaris sensor coordinates. Note that the same or corresponding parts in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 静止軌道上の三軸姿勢制御衛星において、−ピッチ軸方
向に北極星を観測する恒星センサを、−ピッチ軸方向及
び+ピッチ軸方向にそれぞれ推力を発生する二つのスラ
スタを備え、上記恒星センサの出力を処理して上記二つ
のスラスタの噴射をON、OFF制御する信号を作成し
、その信号によつてスラスタの噴射を制御して軌道傾斜
角を設定範囲内に保つように構成したことを特徴とする
人工衛星の軌道制御装置。
A three-axis attitude control satellite in a geostationary orbit is equipped with a stellar sensor that observes Polaris in the -pitch axis direction, and two thrusters that generate thrust in the -pitch axis direction and +pitch axis direction, respectively, and the output of the stellar sensor is is processed to create a signal for controlling the injection of the two thrusters on and off, and the thruster injection is controlled by the signal to maintain the orbital inclination angle within a set range. An orbit control device for artificial satellites.
JP59168220A 1984-08-10 1984-08-10 Controller for orbit of artificial satellite Pending JPS6146798A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59168220A JPS6146798A (en) 1984-08-10 1984-08-10 Controller for orbit of artificial satellite

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JP59168220A JPS6146798A (en) 1984-08-10 1984-08-10 Controller for orbit of artificial satellite

Publications (1)

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JPS6146798A true JPS6146798A (en) 1986-03-07

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ID=15864011

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JP59168220A Pending JPS6146798A (en) 1984-08-10 1984-08-10 Controller for orbit of artificial satellite

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JP (1) JPS6146798A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS638100A (en) * 1986-06-26 1988-01-13 日本電気株式会社 Control system of orbit of artificial satellite

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS638100A (en) * 1986-06-26 1988-01-13 日本電気株式会社 Control system of orbit of artificial satellite

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