JPS6171300A - 人工衛星の姿勢角計算装置 - Google Patents

人工衛星の姿勢角計算装置

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JPS6171300A
JPS6171300A JP59192252A JP19225284A JPS6171300A JP S6171300 A JPS6171300 A JP S6171300A JP 59192252 A JP59192252 A JP 59192252A JP 19225284 A JP19225284 A JP 19225284A JP S6171300 A JPS6171300 A JP S6171300A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は２％に地球指向三軸姿勢制御衛星の姿勢角（
計算）装置に関する。
地球観測衛星や通信衛星では衛星に搭載したアンテナや
観測機器の所定の軸を地球方向へ向けるために、衛星の
所定の軸を常に地球中心方向へ指向させることが必要と
なる。
姿勢角計算装置は、地球中心方向及び軌道面垂直方向と
衛星機軸座標のなす角度関係を測定するものであり、こ
れを用いて、制御回路は例えばこの姿勢角が零となるよ
うに人工衛星の姿勢を制御することによって、衛星の機
軸方向を常に目標姿勢状態に保つことができる。
〔従来技術〕
まず、従来の姿勢角測定方法について簡単に説明する。
従来開発されているこの種の姿勢角測定方法は、第１図
に示すように地球センサを用いて。
軌道座標（ｘｏ、　ｙｏ、　ｚｏ）に対し、地球Ａの中
心２　方向と衛星機軸ｚＢ方向との相対的な偏差（φ、
θ〕金検出していた。さらに詳しくはＸＢ軸回りの回転
角即ちロール角φはセンサ視野Ｂ１゜Ｂ　による地球走
査中の差から、またＹＢ軸回りの回転角即ちピッチ角θ
は基準パルス（基準パルス発生方向Ｃ）の走査パルス中
心からのズレから検出するものであった。しかしながら
、＠記した従来の方法では衆知のように、ｚＢ軸回りの
回転による偏差即ちヨー角Ｖが測定できないという欠点
があった。そこでその他の従来例では、この欠点を克服
するために、ヨー角Ｖの測定に太陽センサを用いる方法
が提案されている。
即ち、第２図に示すように視野方向か−ＸＢ軸と一致す
るように取付けた太陽センサによって太陽の入射角ηの
変化敢Δηを測定する。
図において、（１）は軌道面、Ｏは地球Ａの中心。
Ｎは軌道面垂直方向、Ｌは太陽方向ベクトルＳとＯＮの
作る面と軌道面（１ンとの交線２Ｍは軌道面（１）内で
Ｌから９０＠の点、βは点Ｍと人工衛星の軌道上の点Ｐ
とが地球中心Ｏを見込む角である。又Ｌ　は　Ｘ。、２
９面内に在ってＬと平行な線である。
図から明らかなようにβ−０即ち太陽が常にＸＹ　　面
内にあれば入射角ηのある時刻におけ０′０ る値を０としてその後の変化分△ηがそのま＼ヨー角の
変化分ΔＶと一致する。即ちロール角φはΔηから完全
に分離されている。しかし、実際の人工衛星では、軌道
上の運動にともなって、太陽はＸＹ　　面外に出してし
まうので１機軸Ｘ。回ｌ　　　Ｏ りの角度変化Δφが△ηの測定値に重畳して分離できな
い。従って、ヨー角偏移ΔＦを精度よく測定することが
出来ないという欠点があった。尚ピッチ偏差θは衆知の
ように太陽センサの特性上Δηの測定には重畳しない。
〔発明の概要〕
この発明は、衛星の姿勢を精度良く制御するために必要
となる姿勢角の測定装置に関し、地上局コマンドに基づ
いて計算した軌道位置と地球センサデータ全周いて、太
陽センサデータを処理し。
所望のヨー角酬移を出力するように構成した姿勢角計算
装置を提供しようとするものである。
以下、この発明の一実施例を図面により詳述する。
〔発明の実施例〕
第３図はこの発明による姿勢角計算装置の溝数概念を示
す図である。
図において、（２）は地球センサ、（３）は太陽センサ
。
（４）はレジスタ、（５）は初期補正散計算部、（６）
はタイマ、（７）は軌道上位置計算部、（８）は補正第
二計算部。
（９）はヨー角偏移計算部、　ｉｌＧは姿勢角計算装置
、Ｓｌは地球センサ信号入力スイッチ、Ｓ２はコマンド
信号スイッチである。
このような構成において、レジスタ（４）は地上局から
のコマンド信号として伝送された衛星位＃端報β。を記
憶する。初期補正叶計算部（５）は上記レジスタ（４）
内の位置情報β。と地球センサ（２）データとを入力と
して太陽センサ（３）のデータの補正数の初期値を計算
する。
軌道上位置計算部（７）はタイマ（６）とレジスタ（４
）内の位置情報β。を用いて、衛星位置と太陽方向との
角度関係を逐次的に計算する。補正量計算部（８）に地
球センサ（２）のデータと、初期補正鼠計算部（５）で
与えられる補正量初期値と軌道上位置計算部（７）で与
えられる衛星位置と太陽方向の角度関係を入力として太
陽センサ（３）データの補正量を計算する。
ヨー角偏移計算部（９）は上記補正量計算部（８）から
の出力信号と太陽センサ（３）データとを入力として軌
道座標に対する衛星機４１］座標のヨー角の変化承を計
算し出力する。
以下、姿勢角計算装置ｔ１１を構成する各構成要素の詳
細について説明する。
ます、初期補正数１ｌｉｆ算部（５）について説明する
。
第２図を参照して２時刻ｔ。での人工衛星の位置と太陽
１１）方向との角度関係を与えるβ。全レジスタ（４）
から読出し１時刻ｔ。で地球センサ（２）で測定したロ
ール角φ（０）を読込む。補正量の初期（直は次式で与
えられる。
ａｏ−φ（ｏ）ｓｉｎβ。　　　　　　　　（１］つぎ
に＠迫上位置計算部（７）について説明する。
タイマ（６）からの時間信号Δｔと、レジスタ（４）の
データβ。と全読込む。衛星の位置と太陽方向との角度
関係は次式で与えられる。
β（Δｔ）りβ。＋ω。Δｔ（２） 但し、Δｔは時刻ｔ。を零としたときの経過時間、ω０
は衛星の軌道上の角速度であり、既知とできる（例えば
静止衛星の場合０．２５°／分）。
補正量計算部（８）は、上記初期補正量計算部（５）に
よるａ。と、軌道上位置計算部（７）によるβ（△ｔ）
とを入力として１次式により補正量Δφ（△ｔ）を計算
する。
Δφ（Δｔ）りａ、−ａｏ１３１ ａ１＝φ（Δｔ）比β（Δｔ　）　　　　　　　＋４１
ヨ一角偏移計算部（９）は、上記式（３）による補正量
△φ（Δｔ）と、（２）式によるβ（Δｔ）及び太陽入
射角ηの時刻ｔ　でのｆ直η（ｔｏ）を零として以後の
変化分△η（△ｔ）を太陽センサ（３）で測定したもの
と金入力として、ヨー角の偏移ΔＦ（Δｔ）を次式％式
％（５） 〔発明の効果〕 以上述べたことから明らかなように、この発明による姿
勢角計算装置（９）は衛星位置と太陽方向との角度関係
βが零近傍にあると否とに係らず、太陽センサ（３）を
用いて十分子Ｉ度良く人工衛星のヨー角の偏移を計算し
、出力することができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は地球センサによるロール、ピッチ角測定の概念
を示す図、第２図は太陽と衛星の位置関係βとヨー角偏
移測定にロール角が重畳することの概念金示す図、第３
図はこの発明の一実施例を示す姿勢角計算装置の構成概
念を示す図である。 図において、（ｌ；は太陽、（２）は地球センサ、（３
）は太陽センサ、（４）はレジスタ、（５）は初期補正
量計算部、（６）はタイマ、（７）は軌道上位置計算部
、（８）は補正量計算部、（９）はヨー角偏移計算部、
α１は姿勢角計算装置である。 なお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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 地上局からのコマンド信号として送信された人工衛星の
    軌道上の位置を記憶するレジスタと、人工衛星に仮想的
    に設定した所定の機軸と地球中心方向との偏差を測定す
    る地球センサと、上記レジスタに記憶された衛星の位置
    とコマンド信号送信時刻における上記地球センサからの
    出力信号を入力して補正量の初期値を計算する初期補正
    量計算手段と、上記レジスタに記憶された衛星位置及び
    コマンド送信時刻を零として起動するタイマ信号を入力
    して、人工衛星の位置と太陽方向との角度関係を計算す
    る軌道上位置計算手段と、太陽入射角の相対的な変化分
    を測定する太陽センサと、上記地球センサと、上記軌道
    上位置計算手段及び初期補正量計算手段からの出力信号
    を入力して逐次的に補正量を計算する補正量計算手段と
    、上記太陽センサと上記補正量計算手段からの出力信号
    を入力して、軌道座標に対する衛星機軸座標のヨー姿勢
    角の偏移を計算するヨー角偏移計算手段とを具備したこ
    とを特徴とする人工衛星の姿勢角計算装置。
JP59192252A 1984-09-13 1984-09-13 人工衛星の姿勢角計算装置 Granted JPS6171300A (ja)

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JPH0420124B2 JPH0420124B2 (ja) 1992-03-31

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EP0174715A2 (en) 1986-03-19
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