JPS62279199A - 人工衛星の姿勢軌道制御装置 - Google Patents
人工衛星の姿勢軌道制御装置Info
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- JPS62279199A JPS62279199A JP61124169A JP12416986A JPS62279199A JP S62279199 A JPS62279199 A JP S62279199A JP 61124169 A JP61124169 A JP 61124169A JP 12416986 A JP12416986 A JP 12416986A JP S62279199 A JPS62279199 A JP S62279199A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 15
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 8
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
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Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
この発明の人工衛星を構放する各機器が冗長溝ry、<
主系、冗長系より成る)される人工衛星において人工衛
星上で発生した故障を自動的に検出し。
主系、冗長系より成る)される人工衛星において人工衛
星上で発生した故障を自動的に検出し。
故障′!f−識別し、正常な機器に切換えて故障回復を
行なう自律冗長故障回復装置を備えた姿勢軌道制御装置
に関する。
行なう自律冗長故障回復装置を備えた姿勢軌道制御装置
に関する。
第2図は従来の人工衛星の姿勢軌道制御装置の説明図で
ある。
ある。
図において、(1)は主系コンポーネントスイッチ。
(2)は1ill仰装置スイツチ、(3)は主系センサ
、(4)は主系アクチュエータ、(5)は主系?!II
I M装置、t61は故障検出装置、(7)はレコーダ
、I8)は通信装置、(9)はアンテナ、αqは従来(
予備系)センサ、 allは従系アクチュエータ、 Q
2は従系コンポーネントスイッチ。
、(4)は主系アクチュエータ、(5)は主系?!II
I M装置、t61は故障検出装置、(7)はレコーダ
、I8)は通信装置、(9)はアンテナ、αqは従来(
予備系)センサ、 allは従系アクチュエータ、 Q
2は従系コンポーネントスイッチ。
αJは従系制御装置でらる。
従来の人工衛星の姿勢軌道制御装置は上記の様に主系(
メインの系)、冗長系(バンクアップの系)の各機器(
コンポネント)より成り、ロケットから衛星が分離され
ると主系コンボネントスインチ(1)及び制御装置スイ
ッチ(2)が作動し、主系センサ(3)(例えば光学セ
ンサや慣性センサ)、主系アクチュエータ(4)(例え
ばスラスタ−〕と主系制御装置(5)と故障検出装[t
61及びレコーダ(7)を結合した系を構成し、主系セ
ンサ(3)で人工衛星の姿勢基準となるロール軸、ピッ
チ軸、ヨー軸(以下各軸と云う)の天体(例えば地球〕
に対する姿勢角やその変化率即ち各軸の指向誤差を検出
すると主系制御装置(5)はこの指向誤差を基準値(例
えば0.01°)以下にする為の制御量に変換しこの制
御量どうりに主系アクチュエータ(4)を動作せしめて
各軸の指向方向即人工衛星の姿勢を保持する。こ−で故
障検出装置(6)は主系センサ(3)の検出する姿勢角
とその変化率や主系アクチュエータ(4)の動作量(例
えばスラスタ噴射時間)が許容[を超える様な場合(例
えば静止高度からの地球の視角13゜に対して視野範囲
は600を有する一般的な地球センサの視野から地球が
見えな(なった様な場合)に故障検出装置(6)は人工
衛星と地上の通信局との通信回線や人工衛星自身の電力
を確保してお(為に例えば主系アクチュエータ(4)を
動作せしめる人工衛星をスピンアンプ(人工衛星の姿勢
はスピン安定するので通信口側等を確保できる)して、
同時にレコーダ(7)にこの異常時のデータを記録して
おき9人工衛星が地上の通信局の上空を飛行している間
に通信装置(8)及びアンテナ(9)経由でレコーダ(
7)に記録されたデータを再生・送信し、このデータを
地上の通信局で受信し1人間が解析して。
メインの系)、冗長系(バンクアップの系)の各機器(
コンポネント)より成り、ロケットから衛星が分離され
ると主系コンボネントスインチ(1)及び制御装置スイ
ッチ(2)が作動し、主系センサ(3)(例えば光学セ
ンサや慣性センサ)、主系アクチュエータ(4)(例え
ばスラスタ−〕と主系制御装置(5)と故障検出装[t
61及びレコーダ(7)を結合した系を構成し、主系セ
ンサ(3)で人工衛星の姿勢基準となるロール軸、ピッ
チ軸、ヨー軸(以下各軸と云う)の天体(例えば地球〕
に対する姿勢角やその変化率即ち各軸の指向誤差を検出
すると主系制御装置(5)はこの指向誤差を基準値(例
えば0.01°)以下にする為の制御量に変換しこの制
御量どうりに主系アクチュエータ(4)を動作せしめて
各軸の指向方向即人工衛星の姿勢を保持する。こ−で故
障検出装置(6)は主系センサ(3)の検出する姿勢角
とその変化率や主系アクチュエータ(4)の動作量(例
えばスラスタ噴射時間)が許容[を超える様な場合(例
えば静止高度からの地球の視角13゜に対して視野範囲
は600を有する一般的な地球センサの視野から地球が
見えな(なった様な場合)に故障検出装置(6)は人工
衛星と地上の通信局との通信回線や人工衛星自身の電力
を確保してお(為に例えば主系アクチュエータ(4)を
動作せしめる人工衛星をスピンアンプ(人工衛星の姿勢
はスピン安定するので通信口側等を確保できる)して、
同時にレコーダ(7)にこの異常時のデータを記録して
おき9人工衛星が地上の通信局の上空を飛行している間
に通信装置(8)及びアンテナ(9)経由でレコーダ(
7)に記録されたデータを再生・送信し、このデータを
地上の通信局で受信し1人間が解析して。
人工衛星の故障を発見し、その後に故障箇所を切離し異
常から回復させる為のコマンド(指令)をアンテナ(9
)及び通信装置(8)経由で送り込み1例えば主系制御
装置(5)が故障した場合には主系コンポーネントスイ
ッチ(1)と制菌装置スイッチ(2)を切換えて主系セ
ンサ(3)、と主系アクチュエータ(4)、と従系制御
装置(13と故障検出装置(61とレコーダ(7)を結
合した系を構成し故障から回復させる。
常から回復させる為のコマンド(指令)をアンテナ(9
)及び通信装置(8)経由で送り込み1例えば主系制御
装置(5)が故障した場合には主系コンポーネントスイ
ッチ(1)と制菌装置スイッチ(2)を切換えて主系セ
ンサ(3)、と主系アクチュエータ(4)、と従系制御
装置(13と故障検出装置(61とレコーダ(7)を結
合した系を構成し故障から回復させる。
こ−でもち論従系コンポネントスイッチα2と制御装置
スイッチ(2)を作動せしめ、従系センサα1従系アク
チユエータαυと従系制御装置αj、故障検出装置(6
)レコーダ(7)より成る系を構成することもできる。
スイッチ(2)を作動せしめ、従系センサα1従系アク
チユエータαυと従系制御装置αj、故障検出装置(6
)レコーダ(7)より成る系を構成することもできる。
上記の様に従来の軌道制御装置は異常が発生した場合に
レコーダに記録しておいた異常時のデータを人工衛星が
地上の通信局の上空を飛行してる間(可視と云う)にデ
ータを再生し地上の通信局へ伝送しこのデータにより人
工衛星の故障解析をしていたが1例えば1.000kM
前後の中高度の衛星では1日14周回するうち不可視が
5周回可視が2周回(可視の時間は1同回5〜10分程
度)のサイクルを繰返すので不可視の間に更に人工衛星
の機能回復が不可能な状態に陥つfこり、レコーダのデ
ータを再生し故障解析をやってる間に同様に人工衛星の
機能ンこ重大な危@を招いたりしており。
レコーダに記録しておいた異常時のデータを人工衛星が
地上の通信局の上空を飛行してる間(可視と云う)にデ
ータを再生し地上の通信局へ伝送しこのデータにより人
工衛星の故障解析をしていたが1例えば1.000kM
前後の中高度の衛星では1日14周回するうち不可視が
5周回可視が2周回(可視の時間は1同回5〜10分程
度)のサイクルを繰返すので不可視の間に更に人工衛星
の機能回復が不可能な状態に陥つfこり、レコーダのデ
ータを再生し故障解析をやってる間に同様に人工衛星の
機能ンこ重大な危@を招いたりしており。
地上の通信局で人間の行なう作業を介しての故障回復作
業では対応しきれない等の問題がある。
業では対応しきれない等の問題がある。
この発明はか又る問題点を解決する為になされたもので
人工衛星上で発見した異常については人工衛星上で故障
箇所を識別し、この故障箇所を系から切離し、故障して
ない機器に切換えて故障回復を行なう姿勢軌道ffyl
J呻gc置を得装ことを目的とする。
人工衛星上で発見した異常については人工衛星上で故障
箇所を識別し、この故障箇所を系から切離し、故障して
ない機器に切換えて故障回復を行なう姿勢軌道ffyl
J呻gc置を得装ことを目的とする。
この発明に係る姿勢軌道制御装置は既に具備されている
故障検出装置に新たに故障識別装置、故障回復装置を加
えた自°律冗長故障回複機能を具備したものである。
故障検出装置に新たに故障識別装置、故障回復装置を加
えた自°律冗長故障回複機能を具備したものである。
この発明においては、故障識別装置には例えば人工衛星
に搭載した高々100グラムを超えない数キロワードの
メモリにセンサ、アクチュエータ。
に搭載した高々100グラムを超えない数キロワードの
メモリにセンサ、アクチュエータ。
制御装置のON / OF F (各機器の内部の0N
10FFも含む」の組合せとこのOM / OF Fに
応じた各機器の例えば数十から数百〇電圧、を流。
10FFも含む」の組合せとこのOM / OF Fに
応じた各機器の例えば数十から数百〇電圧、を流。
温度等の動作状態のデータの基準値と許容値(例えば最
少値と最大値)を設定しておきこれを用いて各機器の動
作状態をチェックし異常データを示している機器とその
異常箇所と異常の程度を識別し、故障回復装置は各機器
を○N10 F F’−J″るパルスを発生するパルス
発生器を用いて故障と識別された機器を系から切離す為
のスイッチを作動させて正常な冗長系の機器へ切換え故
障回復し姿勢状態を回復する。
少値と最大値)を設定しておきこれを用いて各機器の動
作状態をチェックし異常データを示している機器とその
異常箇所と異常の程度を識別し、故障回復装置は各機器
を○N10 F F’−J″るパルスを発生するパルス
発生器を用いて故障と識別された機器を系から切離す為
のスイッチを作動させて正常な冗長系の機器へ切換え故
障回復し姿勢状態を回復する。
現在人工衛星に搭載した各機器の状況判断は人工衛星に
搭載された通信装置を介して地上の通信局に送られてく
る各機器のON / OF”y状態と動作状態を計算機
でチェックし例えば温度が下限直近(になったらヒータ
をONにして保守する(これを人工衛星のハウスキーピ
ングと云う)のでこれらの機能を人工衛星上に搭載した
計算機で行なうことは人工衛星が地上の通信局の上空を
通過してない場合も含め常時故障対策を処すことができ
ると云う長所を有する。
搭載された通信装置を介して地上の通信局に送られてく
る各機器のON / OF”y状態と動作状態を計算機
でチェックし例えば温度が下限直近(になったらヒータ
をONにして保守する(これを人工衛星のハウスキーピ
ングと云う)のでこれらの機能を人工衛星上に搭載した
計算機で行なうことは人工衛星が地上の通信局の上空を
通過してない場合も含め常時故障対策を処すことができ
ると云う長所を有する。
第1図はこの発明の一実施例を示す図であす(1)〜1
6+、 +IQ−Q:jは上記従来の姿勢軌道制御装置
と全(同一のものであす、u4は故障識別装置、μ9は
故障回復装置、αeはパルス発生装置、αのは自律冗長
故障回復装置である。
6+、 +IQ−Q:jは上記従来の姿勢軌道制御装置
と全(同一のものであす、u4は故障識別装置、μ9は
故障回復装置、αeはパルス発生装置、αのは自律冗長
故障回復装置である。
第1図に示す姿勢軌道制御装置は上記の従来の制御装置
と同様に主系及び冗長系の各機器(コンポーネント)よ
り構成され、ロケットから衛星が分離されると主系のコ
ンポーネントスイッチ(1)及び制御装置スイッチ(2
)を動作せしめ主系センサ(3)。
と同様に主系及び冗長系の各機器(コンポーネント)よ
り構成され、ロケットから衛星が分離されると主系のコ
ンポーネントスイッチ(1)及び制御装置スイッチ(2
)を動作せしめ主系センサ(3)。
主系アクチュエータ(4)、主系制御装置(51と故障
検出装置(6)、故障識別装置I、故障回復装置霞およ
びパルス発生装置ueを具備した自律冗長故障回復装置
σηとを接続した系を構成し、故障検出装置ff IG
+は主系コンポーネントスイッチ(1)と制御装置スイ
ッチ(2)のON / OIF F状態のチェック、主
系の制(財)装置(5)の動作モードと制6!+量の正
常性のチェック、主系センサ(3)の検出する姿勢角の
チェック。
検出装置(6)、故障識別装置I、故障回復装置霞およ
びパルス発生装置ueを具備した自律冗長故障回復装置
σηとを接続した系を構成し、故障検出装置ff IG
+は主系コンポーネントスイッチ(1)と制御装置スイ
ッチ(2)のON / OIF F状態のチェック、主
系の制(財)装置(5)の動作モードと制6!+量の正
常性のチェック、主系センサ(3)の検出する姿勢角の
チェック。
主系アクチュエータ(4)の動作量(例えば噴射時間)
の許容量チェック等を行ない1例えば主系制御装置(5
)と主系センサ(3)の制御量や姿勢角に異常f直が発
見されたら故障回復装置αSはこの2つのコンポーネン
トを構成するモジュール(回路)やバーン(部品)に関
するO N / OI’ !’や動作状態に応じた温度
や電圧等の機械的及び電気的な緒特性について1コンポ
ーネント当り200〜300点のチェックポイント(例
えば主系太陽センサ(3)の感光素子の検出する生のア
ナログデータ出力部とこれを量子化したディジタル出力
部)の基準データをあらかじめ故障回復装置(Iりの図
示してない記憶装置(メモリ)に設定しておき、この基
準データで時々刻々変る上述のチェックポイントの状態
をチェックして異常箇所を識別し例えば主系太陽センサ
(3)のアナログ1直の出力とそれを量子化したディジ
タル(直が一致せず又主系制御装置(5)の制御量をお
かしい様な場合には、故障回復装置(【りは)くルス発
生装置u61の生成する信号により主系コンポーネント
スイッチ(1)をOFFにし従系コンポーネントスイッ
チσ3をONにし?1rlI御装置スイッチ(2)を従
系制(財)装置αり側に切換えて、従系センサ0α、従
系アクチュエータαυ従系制(財)装置0及び自律冗長
故障回復装置αDを結合した故障の無い系を構築しこの
系に関して異常状態の検出9判断1回復を同様に自律冗
長故障回復機能0ηで行なう。
の許容量チェック等を行ない1例えば主系制御装置(5
)と主系センサ(3)の制御量や姿勢角に異常f直が発
見されたら故障回復装置αSはこの2つのコンポーネン
トを構成するモジュール(回路)やバーン(部品)に関
するO N / OI’ !’や動作状態に応じた温度
や電圧等の機械的及び電気的な緒特性について1コンポ
ーネント当り200〜300点のチェックポイント(例
えば主系太陽センサ(3)の感光素子の検出する生のア
ナログデータ出力部とこれを量子化したディジタル出力
部)の基準データをあらかじめ故障回復装置(Iりの図
示してない記憶装置(メモリ)に設定しておき、この基
準データで時々刻々変る上述のチェックポイントの状態
をチェックして異常箇所を識別し例えば主系太陽センサ
(3)のアナログ1直の出力とそれを量子化したディジ
タル(直が一致せず又主系制御装置(5)の制御量をお
かしい様な場合には、故障回復装置(【りは)くルス発
生装置u61の生成する信号により主系コンポーネント
スイッチ(1)をOFFにし従系コンポーネントスイッ
チσ3をONにし?1rlI御装置スイッチ(2)を従
系制(財)装置αり側に切換えて、従系センサ0α、従
系アクチュエータαυ従系制(財)装置0及び自律冗長
故障回復装置αDを結合した故障の無い系を構築しこの
系に関して異常状態の検出9判断1回復を同様に自律冗
長故障回復機能0ηで行なう。
以上のように自律冗長故障回復装置taηは故障検出装
置(6)、故障識別装置I、故障回復装置US及びパル
ス発生装置0eを用いて、主系センサ(3)、主系アク
チュエータ(4)、主系制御装置(5)及び従系センサ
αO9従系アクチュエータαB、従系制御装置113の
異常を検出し、故障した機器を識別し、この故障した機
器を正常な機器に切換えて故障から回復するので人工衛
星の故障に対しても人間が回復処置をしなくても衛星上
で自動的に故障回復し姿勢状態も回復することができる
。
置(6)、故障識別装置I、故障回復装置US及びパル
ス発生装置0eを用いて、主系センサ(3)、主系アク
チュエータ(4)、主系制御装置(5)及び従系センサ
αO9従系アクチュエータαB、従系制御装置113の
異常を検出し、故障した機器を識別し、この故障した機
器を正常な機器に切換えて故障から回復するので人工衛
星の故障に対しても人間が回復処置をしなくても衛星上
で自動的に故障回復し姿勢状態も回復することができる
。
なお上記の実施例では自律冗長故障回復装置のうちの故
障回復装置のメモリに各機器の0N10FF構成や動作
状態に応じγこ基準データを設定し、これにより異常状
態の検出をしていたが、このメモリの代りに小型コンピ
ュータ(1〜2キログラム程度で100キロワード程度
のメモリを有する〕を用いて故障識別装置に人工知能機
能を具備せしめて各機器の機械的・電気的な特性のみな
らず例えば状態のトレンド(成る時間の間の傾向)や瞬
時の衝撃的エラーの(り返し1等の複合的な異常につい
ても対処できる。
障回復装置のメモリに各機器の0N10FF構成や動作
状態に応じγこ基準データを設定し、これにより異常状
態の検出をしていたが、このメモリの代りに小型コンピ
ュータ(1〜2キログラム程度で100キロワード程度
のメモリを有する〕を用いて故障識別装置に人工知能機
能を具備せしめて各機器の機械的・電気的な特性のみな
らず例えば状態のトレンド(成る時間の間の傾向)や瞬
時の衝撃的エラーの(り返し1等の複合的な異常につい
ても対処できる。
この発明は上記説明したとうり姿勢軌道側(財)系に故
障検出装置、故障識別装置、故障回復装置。
障検出装置、故障識別装置、故障回復装置。
パルス発生装置を自律冗長故障回復装置に具備すること
により従来と同様に人工衛星上で異常を検出するとメも
に検出された異常を発生している故障機器を識別し、こ
の識別された故障機器を正常な冗長系へ切換えて故障か
ら自律的に回復し姿勢も回復するので人工衛星の寿命、
安全性、運用性(人工衛星が通信局の上空を飛行中に故
障対策をする制限ン1等の大巾な改善を可能とする姿勢
軌道制御装置を提供できる。
により従来と同様に人工衛星上で異常を検出するとメも
に検出された異常を発生している故障機器を識別し、こ
の識別された故障機器を正常な冗長系へ切換えて故障か
ら自律的に回復し姿勢も回復するので人工衛星の寿命、
安全性、運用性(人工衛星が通信局の上空を飛行中に故
障対策をする制限ン1等の大巾な改善を可能とする姿勢
軌道制御装置を提供できる。
第1図はこの発明の一実施例を示す人工衛星の姿勢軌道
ff1l制御装置のブロック図、第2図は従来の人工衛
星の姿勢軌道1!31J到装置を示すブロック図である
。 図中(11は主系コンボーネントスインチ、(2)は制
御装置スイッチ、(3)は主系センサ、(4)は主系ア
クチュエータ、(5)は主系II制御装置、 +611
1:l故障検出装置、(7)はレコーダ、(81は通信
装置、(9)はアンテナ。 翰は従系センサ、αυは従系アクチュエータ、αりは従
系コンポーネントスイッチ、 (13は従系制御装置。 α心は故障識別装置、 USは故障回復装置、 aeは
パルス発生装置、αηは自律冗長故障回復装置である。 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。
ff1l制御装置のブロック図、第2図は従来の人工衛
星の姿勢軌道1!31J到装置を示すブロック図である
。 図中(11は主系コンボーネントスインチ、(2)は制
御装置スイッチ、(3)は主系センサ、(4)は主系ア
クチュエータ、(5)は主系II制御装置、 +611
1:l故障検出装置、(7)はレコーダ、(81は通信
装置、(9)はアンテナ。 翰は従系センサ、αυは従系アクチュエータ、αりは従
系コンポーネントスイッチ、 (13は従系制御装置。 α心は故障識別装置、 USは故障回復装置、 aeは
パルス発生装置、αηは自律冗長故障回復装置である。 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】 人工衛星の姿勢の基準をなすロール軸、ピッチ軸、ヨー
軸の指向する姿勢を検出するセンサと、このセンサから
出力される人工衛星の姿勢の指向誤差を基準値以下に保
持する為の姿勢制御量を計算する制御装置と、この制御
装置からの姿勢制御量を入力として人工衛星の上記の三
軸回りに回転運動を発生し姿勢の指向誤差を除去するア
クチュエータと、人工衛星の姿勢の指向誤差を除去する
に際して姿勢の指向誤差及びアクチュエータの動作量が
前記の姿勢の指向誤差の基準値をも含む許容値を超えた
事を検出する故障検出装置、この許容値を超えたデータ
を出力した上記センサ、アクチュエータ、制御装置を識
別する故障識別装置。 この故障識別装置により故障と識別された上記センサ、
アクチュエータ、制御装置を、故障してない予備のセン
サ、アクチュエータ、制御装置に切換えて異常状態から
の回復を行なわしめる故障回復装置とから構成される自
律冗長故障回復装置とを具備したことを特徴とする人工
衛星の姿勢制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61124169A JPS62279199A (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 人工衛星の姿勢軌道制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61124169A JPS62279199A (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 人工衛星の姿勢軌道制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62279199A true JPS62279199A (ja) | 1987-12-04 |
Family
ID=14878659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61124169A Pending JPS62279199A (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | 人工衛星の姿勢軌道制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62279199A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008179194A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Mitsubishi Electric Corp | 人工衛星の姿勢制御装置 |
JP2011169696A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁気センサユニット |
-
1986
- 1986-05-29 JP JP61124169A patent/JPS62279199A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008179194A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Mitsubishi Electric Corp | 人工衛星の姿勢制御装置 |
JP2011169696A (ja) * | 2010-02-17 | 2011-09-01 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 磁気センサユニット |
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