JPS6280200A - スキヤン型地球センサ - Google Patents
スキヤン型地球センサInfo
- Publication number
- JPS6280200A JPS6280200A JP60221535A JP22153585A JPS6280200A JP S6280200 A JPS6280200 A JP S6280200A JP 60221535 A JP60221535 A JP 60221535A JP 22153585 A JP22153585 A JP 22153585A JP S6280200 A JPS6280200 A JP S6280200A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- earth
- scan mirror
- satellite
- control circuit
- secondary reflector
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、三軸型制御衛星の姿勢検出装置に利用するス
キャン型地球センサに関する。
キャン型地球センサに関する。
本発明、は人工衛星に搭載され、地球の南北二方向の輻
射を瞬間的に捉えて人工衛星の運動誤差情報を出力する
スキャン型地球センサにおいて、南北それぞれの輻射を
対地球高度変化に対応して反射角度が修正される二次反
射鏡で反射させスキャンミラーに入射させることにより
、人工衛星の対地球高度に関係なく高精度の運動誤差情
報を得るものである。
射を瞬間的に捉えて人工衛星の運動誤差情報を出力する
スキャン型地球センサにおいて、南北それぞれの輻射を
対地球高度変化に対応して反射角度が修正される二次反
射鏡で反射させスキャンミラーに入射させることにより
、人工衛星の対地球高度に関係なく高精度の運動誤差情
報を得るものである。
従来、三輪制御型の人工衛星用のスキャン型地球センサ
はスキャンミラーを駆動することにより、またスピン衛
星用のものは衛星のスピンを利用してそれぞれ地球を走
査し、南北二方向の瞬時視野に入射する地球赤外輻射を
、赤外線検出機で検出して、南北の地球パルスを生成し
、この地球パルスを信号処理部において処理することよ
って、人工衛星のロール誤差角およびピンチ誤差角を算
出し、姿勢制御を行う構成である。
はスキャンミラーを駆動することにより、またスピン衛
星用のものは衛星のスピンを利用してそれぞれ地球を走
査し、南北二方向の瞬時視野に入射する地球赤外輻射を
、赤外線検出機で検出して、南北の地球パルスを生成し
、この地球パルスを信号処理部において処理することよ
って、人工衛星のロール誤差角およびピンチ誤差角を算
出し、姿勢制御を行う構成である。
第３図に従来のスキャン型地球センサのブロック構成図
を示す。第３図において地球を走査するスキャンミラー
３は、スキャンミラー振動軸２を中心としてスキャンミ
ラー駆動装置制御回路８によりその運動が制御される。
を示す。第３図において地球を走査するスキャンミラー
３は、スキャンミラー振動軸２を中心としてスキャンミ
ラー駆動装置制御回路８によりその運動が制御される。
スキャンミラーによって走査された地球の南北二方向の
赤外輻射は赤外線光学系装置９を介して赤外線検出器１
０で検出され、信号処理部１１に入力される。
赤外輻射は赤外線光学系装置９を介して赤外線検出器１
０で検出され、信号処理部１１に入力される。
またスピン衛星用のスキャン型地球センサの場合、衛星
のスピンを利用して地球を走査するので、スキャンミラ
ーおよびスキャンミラー駆動装置制御回路が不要である
以外は上記と同様である。
のスピンを利用して地球を走査するので、スキャンミラ
ーおよびスキャンミラー駆動装置制御回路が不要である
以外は上記と同様である。
センサ視野の走査線は、ロール誤差角およびピンチ誤差
角に対して所望の感度比（以下ロール／ピッチ感度比と
いう）が得られるようなキャント角に設定されねばなら
ない。
角に対して所望の感度比（以下ロール／ピッチ感度比と
いう）が得られるようなキャント角に設定されねばなら
ない。
すなわち、第４図に示すように地球を真珠と仮定し、説
明を簡略化すれば、所望のロール／ピッチ感度比をｋ、
センサ視野のキャント角をα、地球半径をＲ１衛星高度
をｈとおくことにより、ｔａｎα＝ ｔａｎａＥｓｉｎ
θα−−−（１まただし、θ、 ＝ ５ｉｎ−’ （Ｒ
／ （Ｒ＋ ｈ） ）θ〆 ＝ ｊａｎ−’ （ｋ） を満足するようなキャント角αが設定される。ここで、
第４図において、地球断面１７に対して人工衛星の位置
１３が他心０と接線ＯＰとのなす角がθ５である。
明を簡略化すれば、所望のロール／ピッチ感度比をｋ、
センサ視野のキャント角をα、地球半径をＲ１衛星高度
をｈとおくことにより、ｔａｎα＝ ｔａｎａＥｓｉｎ
θα−−−（１まただし、θ、 ＝ ５ｉｎ−’ （Ｒ
／ （Ｒ＋ ｈ） ）θ〆 ＝ ｊａｎ−’ （ｋ） を満足するようなキャント角αが設定される。ここで、
第４図において、地球断面１７に対して人工衛星の位置
１３が他心０と接線ＯＰとのなす角がθ５である。
一方、人工衛星の位置１３と地球断面１７の間に仮想さ
れた地球投影平面１４上に投射された地球ディスク１５
の中心を０′とし、地球ディスク１５の周線とセンサ視
野走査線１６との交点をＰ′とすれば、地球ディスク１
５の赤道半径とこのｏ’ ｐ’ との交角はθぴとなる
。このように従来のスキャン型地球センサでは、走査線
に対して設定されるキャント角は、衛星の高度とロール
／ピッチ感度比の関数となるので、一定のロール／ピッ
チ感度比を得るためには、衛星の高度変化にしたがって
、キャント角を変化しなければならない。
れた地球投影平面１４上に投射された地球ディスク１５
の中心を０′とし、地球ディスク１５の周線とセンサ視
野走査線１６との交点をＰ′とすれば、地球ディスク１
５の赤道半径とこのｏ’ ｐ’ との交角はθぴとなる
。このように従来のスキャン型地球センサでは、走査線
に対して設定されるキャント角は、衛星の高度とロール
／ピッチ感度比の関数となるので、一定のロール／ピッ
チ感度比を得るためには、衛星の高度変化にしたがって
、キャント角を変化しなければならない。
しかし、実際には赤外線光学系装置および赤外線検出器
の取り付けられた物理的位置関係によって、キャント角
がある一定値に限定される。
の取り付けられた物理的位置関係によって、キャント角
がある一定値に限定される。
したがって、衛星の高度があらかじめキャント角を設定
する時に想定した高度から、大きくはずれると、赤外線
検出器から出力される地球パルスは、信号処理部にあら
かしめ設定されているロール／ピッチ感度比を考慮した
ものと異なってきて、この信号処理部から出力される姿
勢誤差角の値は真値から大きくはずれてしまう。このた
め高精度が要求される姿勢検出器としての機能を果たす
こができなくなる欠点がある。
する時に想定した高度から、大きくはずれると、赤外線
検出器から出力される地球パルスは、信号処理部にあら
かしめ設定されているロール／ピッチ感度比を考慮した
ものと異なってきて、この信号処理部から出力される姿
勢誤差角の値は真値から大きくはずれてしまう。このた
め高精度が要求される姿勢検出器としての機能を果たす
こができなくなる欠点がある。
本発明はこの欠点を改良して、対地球高度が大きく変化
しても、高精度の運動誤差情報が得られ、単一のもので
高範囲な対地球高度に適用できるスキャン型地球センサ
を提供することを目的とする。
しても、高精度の運動誤差情報が得られ、単一のもので
高範囲な対地球高度に適用できるスキャン型地球センサ
を提供することを目的とする。
本発明は、地球の南北二方向からの視野の輻射を走査す
るスキャンミラーと、このスキャンミラーの運動を制御
するスキャンミラー駆動装置制御回路と、上記スキャン
ミラーの反射した輻射を検知する検知手段とを含むスキ
ャン型地球センサにおいて、 上記スキャンミラーによる視野を拡大する二次反射鏡と
、この二次反射鏡の運動を制御する二次反射鏡駆動装置
制御回路と、衛星の軌道情報から衛星の高度を演算する
衛星高度計算装置と、この衛星高度計算装置の出力にし
たがって上記スキャンミラー駆動装置制御回路および上
記二次反射鏡駆動装置制御回路に制御情報を与える制御
量計算装置とを備えたことを特徴とする特 〔作用〕 人工衛星の高度変化に対応して二次反射鏡の回転角度を
制御し輻射のスキャンミラーに対する人、射角を調整す
れば、視野のキャント角を変化させ所定のロール／ピッ
チ感度比が得られ、高精度の運動誤差情報が求められる
。
るスキャンミラーと、このスキャンミラーの運動を制御
するスキャンミラー駆動装置制御回路と、上記スキャン
ミラーの反射した輻射を検知する検知手段とを含むスキ
ャン型地球センサにおいて、 上記スキャンミラーによる視野を拡大する二次反射鏡と
、この二次反射鏡の運動を制御する二次反射鏡駆動装置
制御回路と、衛星の軌道情報から衛星の高度を演算する
衛星高度計算装置と、この衛星高度計算装置の出力にし
たがって上記スキャンミラー駆動装置制御回路および上
記二次反射鏡駆動装置制御回路に制御情報を与える制御
量計算装置とを備えたことを特徴とする特 〔作用〕 人工衛星の高度変化に対応して二次反射鏡の回転角度を
制御し輻射のスキャンミラーに対する人、射角を調整す
れば、視野のキャント角を変化させ所定のロール／ピッ
チ感度比が得られ、高精度の運動誤差情報が求められる
。
次に、本発明一実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は、上記実施例のブロック構成図である。
第１図において、スキャンミラー３はスキャンミラー振
動軸２を中心としてその運動がスキャンミラー駆動装置
制御回路８によって制御される。地球の南北二方向の赤
外輻射はスキャンミラーにより走査され、赤外線光学系
装置９を介して赤外線検出器１０で検出され、南北の地
球パルス信号を生成し、この信号は信号処理部１１に入
力される。信号処理部１１では人工衛星の各時刻におけ
る姿勢のロール誤差角とピンチ誤差角を算出し、姿勢制
御を行う。
動軸２を中心としてその運動がスキャンミラー駆動装置
制御回路８によって制御される。地球の南北二方向の赤
外輻射はスキャンミラーにより走査され、赤外線光学系
装置９を介して赤外線検出器１０で検出され、南北の地
球パルス信号を生成し、この信号は信号処理部１１に入
力される。信号処理部１１では人工衛星の各時刻におけ
る姿勢のロール誤差角とピンチ誤差角を算出し、姿勢制
御を行う。
ここで本発明の特徴とするところは、二次反射鏡１は、
スキャンミラー振動軸？と、零状態におけるスキャンミ
ラー３の法線方向とに直交する回転軸４を持ち、二次反
射鏡駆動装置制御回路５によって回転軸４の回りにある
角度θ１を保って回転するよう衛星高度計算装置６によ
り出力される衛星高度をもとに、二次反射鏡制御量計算
装置７によって計算された修正情報を二次反射鏡駆動装
置制御回路５に入力することにある。
スキャンミラー振動軸？と、零状態におけるスキャンミ
ラー３の法線方向とに直交する回転軸４を持ち、二次反
射鏡駆動装置制御回路５によって回転軸４の回りにある
角度θ１を保って回転するよう衛星高度計算装置６によ
り出力される衛星高度をもとに、二次反射鏡制御量計算
装置７によって計算された修正情報を二次反射鏡駆動装
置制御回路５に入力することにある。
この場合同時に、二次反射鏡制御量計算装置７は、地球
視野角を計算し、スキャンミラー駆動装置制御回路８ヘ
スキヤンミラーの振幅角についての情報を提供する。
視野角を計算し、スキャンミラー駆動装置制御回路８ヘ
スキヤンミラーの振幅角についての情報を提供する。
前述のように、第４図に示すセンサ視野のキャント角α
と衛星高度りとの間には、地球半径をＲ１ロール／ピッ
チ感度比をｋとして、式（１）を変形した
− 一・・（２） の関係がある。
と衛星高度りとの間には、地球半径をＲ１ロール／ピッ
チ感度比をｋとして、式（１）を変形した
− 一・・（２） の関係がある。
このαを満足するような上述の二次反射鏡の角度θ、゛
は、赤外線光学系装置と赤外線検出器との位置関係によ
って、一意的に定まるキャント角をα。とすると、第２
図を参照して θ１＝（α−α。”） ／ ２ −（３１
により求めることができる。
は、赤外線光学系装置と赤外線検出器との位置関係によ
って、一意的に定まるキャント角をα。とすると、第２
図を参照して θ１＝（α−α。”） ／ ２ −（３１
により求めることができる。
すなわち第２図において、符号１８は上述のようにキャ
ント角α。となる位置（ノミナル位置）における二次反
射鏡の位置であり、符号１９は角度θ１だけ回転したと
きの二次反射鏡の位置である。
ント角α。となる位置（ノミナル位置）における二次反
射鏡の位置であり、符号１９は角度θ１だけ回転したと
きの二次反射鏡の位置である。
スキャンミラーの振幅角は、走査線が地球の東西水平線
を検知できるよう、地球視野直径よりもセンサ視野が大
きな振幅を持って走査するように設定しなければならな
い。
を検知できるよう、地球視野直径よりもセンサ視野が大
きな振幅を持って走査するように設定しなければならな
い。
地球視野半径θ、は第４図に示すようにθ、＝ ５ｉｎ
−’ （Ｒ／ （Ｒ＋ ｈ） ）で求められる。
−’ （Ｒ／ （Ｒ＋ ｈ） ）で求められる。
一戸二がってスキャンミラーの振幅角は±θ、／２より
大きくなければならないので、スキャンミラーの振幅角
を制御するスキャンミラー駆動装置制御回路８に対し、
前述のようにこの振幅角の情報が送られる。ただし、久
ビン衛星用の地球センサへ適用した場合には、このスキ
ャンミラーの振幅制御は無視できる。 ゛ 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、対地球高度に対応して二
次反射鏡を制御することによ、て、センサ視野のキャン
ト角を変化させることたより、人工衛星の対地球高度−
変動によっても運動誤差情報が高精度化されるとともに
、例えば、従来静止衛星用のセンサとして設計された場
合に、静止軌道上およびトランスファ軌道の遠地点近傍
の範囲外では十分に機能を果たせなかった地球センサが
、トランスファ軌道の中高度範囲でも高精度の姿勢検出
ができ、運用高度範囲が大幅に拡大されるので、従来別
個に搭載していたトランスフプフェーズ用のセンサが不
要となる効果がある。
大きくなければならないので、スキャンミラーの振幅角
を制御するスキャンミラー駆動装置制御回路８に対し、
前述のようにこの振幅角の情報が送られる。ただし、久
ビン衛星用の地球センサへ適用した場合には、このスキ
ャンミラーの振幅制御は無視できる。 ゛ 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、対地球高度に対応して二
次反射鏡を制御することによ、て、センサ視野のキャン
ト角を変化させることたより、人工衛星の対地球高度−
変動によっても運動誤差情報が高精度化されるとともに
、例えば、従来静止衛星用のセンサとして設計された場
合に、静止軌道上およびトランスファ軌道の遠地点近傍
の範囲外では十分に機能を果たせなかった地球センサが
、トランスファ軌道の中高度範囲でも高精度の姿勢検出
ができ、運用高度範囲が大幅に拡大されるので、従来別
個に搭載していたトランスフプフェーズ用のセンサが不
要となる効果がある。
第１図は本発明の一実施例の構成概要を示すブロック構
成図。 第２図は二次反射鏡の制御量に対するセンサ視野を表わ
すキャント角の関係図。 第３図は従来例のミラースキャン型地球センサのブロッ
ク構成図。 ” 第４図は人工衛星の高度とセンサ視野のキャント角との
関係位置図。 １・・・二次反射鏡、２・・・スキャンミラー振動軸、
３・・・スキャンミラー、４・・・二次反射鏡回転軸、
５・・・二次反射駆動装置制御回路、６・・・衛星高度
計算装置、７・・・二次反射鏡制御量計算装置、８・・
・スキャンミラー駆動装置制御回路、９・・・赤外線光
学系装置、１０・・・赤外線検出器、１１・・・地球セ
ンサの信号処理部、１２・・・センサ視野方向、１３・
・・衛星位置、１４・・・地球投影平面、１５・・・投
影方向に投影された地球ディスク、１６・・・センサ視
野走査線、１７・・・地球断面、１８・・・ノミナル位
置における二次反射鏡、１９・・・θ。 たけ駆動したときの二次反射鏡、２０・・・二次反射鏡
がノミナル位置にあるときの視野方向、２１・・・θ。 だけ二次反射鏡を駆動したときの視野方向、２２・・・
ノミナル位置における二次反射鏡の軸線と平行な方向。
成図。 第２図は二次反射鏡の制御量に対するセンサ視野を表わ
すキャント角の関係図。 第３図は従来例のミラースキャン型地球センサのブロッ
ク構成図。 ” 第４図は人工衛星の高度とセンサ視野のキャント角との
関係位置図。 １・・・二次反射鏡、２・・・スキャンミラー振動軸、
３・・・スキャンミラー、４・・・二次反射鏡回転軸、
５・・・二次反射駆動装置制御回路、６・・・衛星高度
計算装置、７・・・二次反射鏡制御量計算装置、８・・
・スキャンミラー駆動装置制御回路、９・・・赤外線光
学系装置、１０・・・赤外線検出器、１１・・・地球セ
ンサの信号処理部、１２・・・センサ視野方向、１３・
・・衛星位置、１４・・・地球投影平面、１５・・・投
影方向に投影された地球ディスク、１６・・・センサ視
野走査線、１７・・・地球断面、１８・・・ノミナル位
置における二次反射鏡、１９・・・θ。 たけ駆動したときの二次反射鏡、２０・・・二次反射鏡
がノミナル位置にあるときの視野方向、２１・・・θ。 だけ二次反射鏡を駆動したときの視野方向、２２・・・
ノミナル位置における二次反射鏡の軸線と平行な方向。
Claims (1)
- （１）地球の南北二方向からの視野の輻射を走査するス
キャンミラーと、 このスキャンミラーの運動を制御するスキャンミラー駆
動装置制御回路と、 上記スキャンミラーの反射した輻射を検知する検知手段
とを含むスキャン型地球センサにおいて、 上記スキャンミラーによる視野を拡大する二次反射鏡と
、 この二次反射鏡の運動を制御する二次反射鏡駆動装置制
御回路と、 衛星の軌道情報から衛星の高度を演算する衛星高度計算
装置と、 この衛星高度計算装置の出力にしたがって上記スキャン
ミラー駆動装置制御回路および上記二次反射鏡駆動装置
制御回路に制御情報を与える制御量計算装置と を備えたことを特徴とするスキャン型地球センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221535A JPS6280200A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | スキヤン型地球センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221535A JPS6280200A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | スキヤン型地球センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6280200A true JPS6280200A (ja) | 1987-04-13 |
Family
ID=16768239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60221535A Pending JPS6280200A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | スキヤン型地球センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6280200A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05172562A (ja) * | 1991-12-24 | 1993-07-09 | Nec Corp | 姿勢センサ装置 |
| JPH0976999A (ja) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nec Corp | 人工衛星システム |
-
1985
- 1985-10-03 JP JP60221535A patent/JPS6280200A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05172562A (ja) * | 1991-12-24 | 1993-07-09 | Nec Corp | 姿勢センサ装置 |
| JPH0976999A (ja) * | 1995-09-13 | 1997-03-25 | Nec Corp | 人工衛星システム |
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