KR100499810B1 - A Navigation System For Integrating Star Sensor and Gyroscope - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비행 제어 컴퓨터와 결합된 별 감지부와 자이로스코프를 결합한 통합 항법 시스템에 있어서, 별 영상을 촬상하여 별 영상을 검출하는 별 감지부, 비행체의 관성 정보를 검출하는 관성 센서부 및 상기 별 감지부에서 검출된 별 감지 정보로부터 상기 비행체의 자세 정보를 산출하고, 상기 관성 센서부에서 검출된 관성 정보로부터 상기 비행체의 각속도 정보를 산출하며, 상기 산출된 비행체의 자세 정보 및 각속도 정보로부터 상기 비행체의 정밀 자세를 산출하여 상기 비행 제어 컴퓨터로 전송하는 항법 컴퓨터를 포함한다.The present invention provides an integrated navigation system combining a star detector coupled with a flight control computer and a gyroscope, comprising: a star detector configured to capture a star image to detect a star image, an inertial sensor unit to detect inertia information of a vehicle, and the star The attitude information of the vehicle is calculated from the star detection information detected by the detection unit, the angular velocity information of the vehicle is calculated from the inertial information detected by the inertial sensor unit, and the vehicle from the calculated attitude information and the angular velocity information of the vehicle. It includes a navigation computer for calculating the precise attitude of the transmission to the flight control computer.
Description
본 발명은 별 감지부와 자이로스코프를 결합한 통합 항법 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별 감지부와 자이로스코프에서 측정된 데이터로부터 항법 센서오차의 보정 및 우주비행체의 자세, 각속도 등의 항법정보를 단일 항법 컴퓨터에서 일괄적으로 처리하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated navigation system combining a star detector and a gyroscope. More specifically, the present invention relates to a navigation sensor error correction and navigation information such as attitude and angular velocity of a space vehicle from data measured by a star detector and a gyroscope. A system for batch processing in a single navigation computer.
본 발명은 인공위성, 장기체공 성층권 비행선, 대륙간 유도탄 등의 우주 비행체의 비행제어 컴퓨터 또는 비행 자세 결정 및 제어 시스템에 자세 및 각속도 등의 항법 정보를 제공하는 분야에 적용된다. The present invention is applied to a field for providing navigation information such as attitude and angular velocity to a flight control computer or a flight attitude determination and control system of a space vehicle such as a satellite, a long-haul aerial stratospheric airship, and an intercontinental missile.
도 1은 종래 우주비행체에서 별 감지부와 관성센서 처리장치를 이용한 비행자세 결정 및 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a flight posture determination and control system using a star sensor and an inertial sensor processor in a conventional space vehicle.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 비행자세 결정 및 제어 시스템은 별 센서(100), 관성 센서 처리장치(200) 및 비행제어 컴퓨터(300)로 구성된다. As shown in FIG. 1, the conventional flight attitude determination and control system includes a star sensor 100, an inertial sensor processing device 200, and a flight control computer 300.
별 센서(100)는 일반적으로 상대적으로 적은 광량을 가진 별의 광 에너지를 집중시켜 주는 광학시스템(110), 별 영상을 감지하는 CCD Imager(120), CCD상에 감지된 별 영상을 디지털 정보로 변환하여 별위치의 중심을 찾아주는 이미지 처리부(130) 및 변환된 별들의 정보와 컴퓨터내에 저장된 별 데이터베이스와의 비교를 통해 별 패턴을 분석하여 별 감지부의 시선벡터의 방향을 계산하여 비행체의 자세정보를 처리하는 별 패턴처리 및 자세계산 컴퓨터(140)로 구성되어 있다.The star sensor 100 generally includes an optical system 110 for concentrating light energy of a star having a relatively low light amount, a CCD imager 120 for detecting a star image, and a star image detected on the CCD as digital information. Image processing unit 130 converts and finds the center of the star position and the information of the transformed stars and stars stored in the computer by analyzing the star pattern to calculate the direction of the eye vector of the star detector to calculate the attitude of the aircraft It consists of a star pattern processing and a computer world produced 140.
관성 센서 처리장치(200)는 자이로를 포함한 관성 센서부(210)와 관성센서부로부터 출력되는 신호의 변환 및 필터링을 담당하는 신호처리부(220) 및 관성 센서처리장치의 전체기능을 총괄하고 각속도 정보의 출력을 제어하는 탑재컴퓨터(230)로 구성된다.The inertial sensor processing apparatus 200 supervises the overall functions of the inertial sensor unit 210 including the gyro and the signal processing unit 220 and the inertial sensor processing apparatus in charge of the conversion and filtering of the signal output from the inertial sensor unit and the angular velocity information. It is composed of a mounted computer 230 for controlling the output of the.
상기 별 센서(100)와 관성 센서 처리장치(200)의 각 센서시스템에서 출력된 항법정보는 각각 다른 주기로 비행제어 컴퓨터(300)로 입력된다.Navigation information output from each sensor system of the star sensor 100 and the inertial sensor processing apparatus 200 is input to the flight control computer 300 at different periods.
비행제어 컴퓨터(300)는 센서의 신호를 수신하기 위한 수신부(310, 320), 자이로의 편향 및 표류오차 등을 보정하기 위하여 칼만필터와 같은 필터이론을 도입하여 비행체의 자세 및 각속도의 정밀한 항법정보를 산출하는 과정을 소프트웨어로 구현한 정밀자세결정 처리부(330), 계산된 정밀항법정보를 피드백하여 비행체의 자세를 기준 명령에 따라 제어하는 자세제어 로직처리부(340) 및 자세제어 로직처리부(340)에서 생성된 제어명령을 비행체 제어를 위한 구동기(추력기, 반작용 휠, 모멘텀 휠, 조종면 작동기 등)에 맞는 신호로 변환하여 출력하여 주는 구동기 제어신호 처리부(350)로 구성된다. 따라서 기존의 비행제어 시스템에서는 운동체의 자세 및 각속도 등의 항법정보를 얻기 위해서는 여러 개의 탑재컴퓨터를 필요로 하였다. The flight control computer 300 introduces a filter theory such as a Kalman filter to correct the receivers 310 and 320 for receiving the signal of the sensor, the gyro deflection and the drift error, and so on. Precise posture determination processing unit 330, which implements the process of calculating the software, the posture control logic processing unit 340 and posture control logic processing unit 340 for controlling the posture of the aircraft according to the reference command by feeding back the calculated precision navigation information. It consists of a driver control signal processing unit 350 for converting and outputting the control command generated in the signal for the driver (thruster, reaction wheel, momentum wheel, steering surface actuator, etc.) for controlling the aircraft. Therefore, in the existing flight control system, several onboard computers were required to obtain navigation information such as the attitude and angular velocity of the vehicle.
즉, 종래의 비행자세 결정 및 제어 시스템은 별 감지부와 자이로스코프가 별도의 구성품으로 설계되고, 각각 별도로 설계된 전용 컴퓨터를 이용하여 자세 및 각속도 등의 항법 정보 계산이 이루어지게 되며, 별도의 구성품으로 제작 및 판매됨으로써 시스템이 복잡해지고 하드웨어 수량 및 중량이 높아지게 되고 또한 가격이 상승하게 되는 문제점이 있다.That is, in the conventional flight attitude determination and control system, the star detection unit and the gyroscope are designed as separate components, and navigation information such as attitude and angular velocity is calculated using a dedicated computer designed separately, respectively. As a result of the manufacture and sale of the system, the system becomes complicated, the hardware quantity and weight are increased, and the price is increased.
따라서, 이러한 종래 비행자세 결정 및 제어 시스템의 불합리한 점을 극복하고, 탑재 하드웨어의 수량 및 중량을 감소시키고 제작 비용을 절감할 수 있는 시스템에 대한 요구가 높아지고 있다.Therefore, there is an increasing demand for a system capable of overcoming such unreasonable points of the conventional flight attitude determination and control system and reducing the quantity and weight of onboard hardware and reducing the manufacturing cost.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 기존의 자세 센서시스템 내부와 결합된 전용 컴퓨터들을 없애는 대신 그 전용컴퓨터가 담당하던 부분적인 항법정보의 계산 및 처리기능을 담당하는 별도의 항법 컴퓨터를 구성함으로써, 비행체의 비행 제어 컴퓨터의 효율을 제고할 수 있는 별 감지부와 자이로스코프를 결합한 통합 항법 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and the first object of the present invention is to calculate the partial navigation information that the dedicated computer was in charge of instead of eliminating the dedicated computers combined with the existing attitude sensor system. And by configuring a separate navigation computer in charge of the processing function, to provide an integrated navigation system combining a star detection unit and a gyroscope that can improve the efficiency of the flight control computer of the aircraft.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제 2 목적은 서로 다른 센서들을 통합된 하나의 항법시스템에 구현함으로써 탑재컴퓨터의 수량의 감소로 인한 비행제어시스템의 구성 원가를 절감할 수 있을 뿐 아니라 센서와 비행제어컴퓨터간의 외부 인터페이스를 단순화하여 설계의 효율화를 가져올 수 있는 별 감지부와 자이로스코프를 결합한 통합 항법 시스템을 제공하는 것이다.The second object of the present invention for solving the above problems is to implement the different sensors in one integrated navigation system not only can reduce the cost of the component of the flight control system due to the reduction of the number of onboard computer sensor It provides an integrated navigation system that combines a star detector and a gyroscope that can simplify the external interface between the control and the flight control computer.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 측면에 따르면, 비행 제어 컴퓨터와 결합된 별 감지부와 자이로스코프를 결합한 통합 항법 시스템에 있어서, 별 영상을 촬상하여 별 영상을 검출하는 별 감지부, 비행체의 관성 정보를 검출하는 관성 센서부 및 상기 별 감지부에서 검출된 별 감지 정보로부터 상기 비행체의 자세 정보를 산출하고, 상기 관성 센서부에서 검출된 관성 정보로부터 상기 비행체의 각속도 정보를 산출하며, 상기 산출된 비행체의 자세 정보 및 각속도 정보로부터 상기 비행체의 정밀 자세를 산출하여 상기 비행 제어 컴퓨터로 전송하는 항법 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 별 감지부와 자이로스코프를 결합한 통합 항법 시스템이 제공될 수 있다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, in the integrated navigation system combined with a gyroscope and a star detector coupled to a flight control computer, a star detector for detecting a star image by taking a star image And calculating the attitude information of the aircraft from the inertial sensor unit detecting the inertial information of the aircraft and the star detection information detected by the star sensor, and calculating the angular velocity information of the vehicle from the inertial information detected by the inertial sensor unit. And a navigation computer that calculates the precise attitude of the vehicle from the calculated attitude information and the angular velocity information of the vehicle and transmits it to the flight control computer. The integrated navigation system combining the star detector and the gyroscope may be provided. Can be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 측면에 따르면, 별 감지부 및 자이로스코프와 결합된 통합 항법 컴퓨터에 있어서, 상기 별 감지부에서 검출된 상기 별 영상을 디지털 정보로 변환하기 위한 이미지 처리부, 상기 이미지 처리부에 의해 디지털 정보로 변환된 별 영상정보의 별위치의 중심을 찾고, 변환된 별들의 정보를 별 데이터베이스와 비교함으로써 별 패턴을 분석하고, 그에 따라 상기 별 감지부의 시선벡터의 방향을 계산하여 상기 비행체의 자세정보를 산출하는 별 패턴 처리 및 자세 계산부, 상기 관성 센서부로부터 수신된 센서신호를 디지털 신호로 변환하여 필터링하는 신호 처리부, 상기 신호 처리부에서 디지털 신호로 변환된 신호를 원하는 형태의 각속도 정보로 변환하는 항법 계산부 및 상기 별 패턴처리 및 자세계산부와 항법 계산부에서 계산된 결과를 취합하여 필터구성에 근거하여 오차 보정을 수행한 후, 정밀 항법정보를 산출하여 상기 비행 제어 컴퓨터로 출력하는 정밀 자세 결정 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 별 감지부 및 자이로스코프와 결합된 통합 항법 컴퓨터가 제공될 수 있다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, in the integrated navigation computer combined with a star detector and a gyroscope, an image for converting the star image detected by the star detector into digital information The processor detects the center of the star position of the star image information converted into digital information by the image processor, analyzes the star pattern by comparing the converted star information with the star database, and accordingly, the direction of the eye vector of the star detector Star pattern processing and attitude calculation unit for calculating the attitude information of the aircraft by calculating the signal processing unit for converting and filtering the sensor signal received from the inertial sensor unit to a digital signal, the signal converted into a digital signal in the signal processing unit Navigation calculation unit for converting the angular velocity information of the desired form and the star pattern processing A star detection unit comprising a precision posture determination processing unit which collects the results calculated by the law calculation unit, performs error correction based on the filter configuration, calculates precision navigation information, and outputs the precision navigation information to the flight control computer; An integrated navigation computer coupled with a gyroscope may be provided.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 측면에 따르면, 별 감지부 및 자이로스코프와 결합된 통합 항법 컴퓨터에 있어서, 상기 별 감지부에서 검출된 상기 별 영상을 디지털 정보로 변환하기 위한 이미지 처리부, 상기 관성 센서부로부터 수신된 센서신호를 디지털 신호로 변환하여 필터링하는 신호 처리부, 상기 별 감지부와 관성 센서부로부터 취합된 정보를 임시 저장하기 위한 데이터 버퍼, 별 패턴을 처리하여 상기 비행체의 자세를 산출하고, 상기 관성 센서로부터 의 정보로부터 각속도 정보를 산출하며, 상기 비행체의 자세 및 각속도 정보로부터 정밀 자세를 결정하기 위한 소프트웨어를 저장하는 저장부, 상기 소프트웨어로 구현된 각 모듈을 계산하고, 입력신호들 간의 타이밍을 조절하며, 항법정보를 생성하는 프로세서 및 상기 생성된 항법정보를 상기 비행 제어 컴퓨터로 전송하는 데이터 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 별 감지부 및 자이로스코프와 결합된 통합 항법 컴퓨터가 제공될 수 있다.According to a third aspect of the present invention for achieving the above object, in the integrated navigation computer combined with a star detector and a gyroscope, an image for converting the star image detected by the star detector into digital information A processing unit, a signal processing unit for converting and filtering the sensor signal received from the inertial sensor unit, a data buffer for temporarily storing information collected from the star detecting unit and the inertial sensor unit, processing a star pattern to process the A storage unit for calculating attitude, calculating angular velocity information from information from the inertial sensor, and storing software for determining a precise attitude from the attitude and angular velocity information of the aircraft, calculating each module implemented by the software, A processor for adjusting timing between input signals and generating navigation information; The navigation information may have an integrated navigation computer combined with the specific sensor and a gyroscope, characterized in that including a data transmission sent to the flight control computer can be provided.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 별 감지부와 자이로스코프를 결합한 통합 항법 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an integrated navigation system combining a star detector and a gyroscope according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 별 감지부와 자이로스코프를 결합한 통합 항법 시스템은 별 감지부(10), 관성 센서부(20) 및 항법 컴퓨터(30)를 포함하여 구성되며, 비행 제어 시스템(40)과 연결되어 있다.As shown in FIG. 2, the integrated navigation system combining the star sensing unit and the gyroscope according to the present invention includes a star sensing unit 10, an inertial sensor unit 20, and a navigation computer 30. It is connected to the control system 40.
즉, 본 발명에 따른 별 감지부와 자이로스코프를 결합한 통합 항법 시스템은 종래의 별 센서의 광학시스템(11)과 별 영상을 감지하는 CCD Imager(13)만을 별도로 분리하여 별의 영상정보를 감지할 수 있는 별 감지부를 구성하였으며, 자이로 등의 관성 센서만을 별도로 장착한 관성 센서부(20)를 구비하며, 그 외의 구성은 항법 컴퓨터(30)에 의해 통합되어 있다. That is, the integrated navigation system combining the star detecting unit and the gyroscope according to the present invention separates only the optical system 11 of the conventional star sensor and the CCD imager 13 detecting the star image separately to detect star image information. A star detection unit is configured, and an inertial sensor unit 20 including only an inertial sensor such as a gyro is separately provided, and the other components are integrated by the navigation computer 30.
항법 컴퓨터(30)는 별 감지부(10)에서 검출된 별 감지 정보로부터 비행체의 자세 정보를 산출하고, 관성 센서부(20)에서 검출된 관성 정보로부터 비행체의 각속도 정보를 산출하며, 상기 산출된 비행체의 자세 정보 및 각속도 정보로부터 상기 비행체의 정밀 자세를 산출하기 위한 것이다. The navigation computer 30 calculates the attitude information of the vehicle from the star detection information detected by the star detection unit 10, calculates the angular velocity information of the vehicle from the inertial information detected by the inertial sensor unit 20, and calculates the calculated angular velocity information. It is for calculating the precise attitude of the vehicle from the attitude information and the angular velocity information of the vehicle.
이러한 항법 컴퓨터(30)는 하기와 같이, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 구현될 수 있다.Such a navigation computer 30 may be implemented in hardware or software as follows.
도 3은 도 2의 항법 컴퓨터(30)의 제 1 실시예에 따른 내부 구성 블록도이다. 제 1 실시예에 따른 항법 컴퓨터(30)는 이미지 처리부(31), 별 패턴 처리 및 자세 계산부(33), 신호 처리부(35), 항법 계산부(37) 및 정밀 자세결정 처리부(39)를 포함하는 하드웨어적인 구성을 갖는다.3 is a block diagram illustrating an internal configuration of the first embodiment of the navigation computer 30 of FIG. 2. The navigation computer 30 according to the first embodiment includes an image processor 31, a star pattern processing and attitude calculator 33, a signal processor 35, a navigation calculator 37, and a precision attitude processor 39. It has a hardware configuration to include.
이미지 처리부(31)는 별 감지부(10)의 CCD상에 감지된 별 영상을 디지털 정보로 변환한다. The image processor 31 converts the star image detected on the CCD of the star detector 10 into digital information.
별 패턴처리 및 자세계산부(33)는 이미지 처리부(31)에 의해 디지털 정보로 변환된 별 영상정보의 별위치의 중심을 찾고, 변환된 별들의 정보를 항법 컴퓨터(30) 내의 별 데이터베이스(미도시)와 비교함으로써 별 패턴을 분석하고, 그에 따라 별 감지부의 시선벡터의 방향을 계산하여 비행체의 자세정보를 처리한다. 신호 처리부(35)는 관성 센서부(20)로부터 수신된 센서신호를 디지털 신호로 변환하여 필터링한다. The star pattern processing and magnetic world mountain part 33 finds the center of the star position of the star image information converted into digital information by the image processing part 31, and converts the converted star information into a star database (not shown) in the navigation computer 30. By analyzing the star pattern by comparing with), the direction of the eye vector of the star sensor is calculated and the attitude information of the vehicle is processed. The signal processor 35 converts the sensor signal received from the inertial sensor unit 20 into a digital signal and filters the digital signal.
항법 계산부(37)는 신호 처리부(35)에서 디지털 신호로 변환된 신호를 원하는 형태의 각속도 정보로 변환하여 준다. 정밀 자세 결정 처리부(39)는 별 패턴처리 및 자세계산부(33)와 항법 계산부(37)에서 계산된 결과를 취합하여 필터구성에 근거하여 오차 보정을 수행한 후, 정밀 항법정보를 산출하여 비행 제어 컴퓨터(40)로 출력하는 기능을 담당한다.The navigation calculator 37 converts the signal converted into a digital signal by the signal processor 35 into angular velocity information in a desired form. The precision attitude determination processing unit 39 collects the results calculated by the star pattern processing and the magnetic world mountain unit 33 and the navigation calculation unit 37 to perform error correction based on the filter configuration, and then calculates the precision navigation information. It is in charge of outputting to the flight control computer 40.
상술한 바와 같이, 별 감지부(10) 및 관성 센서부(20)에서 출력되는 센서신호들로부터 자세 계산, 각속도 정보 계산 및 자세 계산 결과 및 각속도 계산 결과로부터 정밀 자세를 결정하는 처리 등이 모두 항법 컴퓨터(30)에서 통합적으로 이루어지며, 별 감지부(10) 및 관성 센서부(20)가 통합 항법 시스템에 통합된다. As described above, the posture calculation, the angular velocity information calculation and the posture calculation result, and the process of determining the precise posture from the angular velocity calculation result, etc. are all navigated from the sensor signals output from the star detection unit 10 and the inertial sensor unit 20. In the computer 30, the star detection unit 10 and the inertial sensor unit 20 are integrated into the integrated navigation system.
도 4는 도 2의 항법 컴퓨터의 제 2 실시예에 따른 내부 구성 블록도이다. 도 4는 주요 자세 계산 과정을 소프트웨어적으로 구현한 경우의 항법 컴퓨터(50)의 내부 구성을 도시한 것이다.4 is a block diagram illustrating an internal configuration according to a second embodiment of the navigation computer of FIG. 2. 4 shows the internal configuration of the navigation computer 50 in the case where the main attitude calculation process is implemented in software.
도 4에서, 이미지 처리부(51) 및 신호 처리부(53)의 구성은 제 1 실시예와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다. In Fig. 4, the configurations of the image processing unit 51 and the signal processing unit 53 are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof will be omitted.
데이터 버퍼(35)는 별 감지부(10)와 관성 센서부(20)로부터 취합된 정보를 임시 저장하기 위한 메모리이다. The data buffer 35 is a memory for temporarily storing information collected from the star detecting unit 10 and the inertial sensor unit 20.
저장부(57)는 별 패턴 처리 및 자세 계산모듈, 항법 계산모듈 및 정밀 자세결정 처리모듈 등을 구현하기 위한 소프트웨어를 저장하는 프로그램메모리이다. 별 패턴처리 및 자세 계산모듈은 이미지 처리부(31)에 의해 디지털 정보로 변환된 별 영상정보의 별위치의 중심을 찾고, 변환된 별들의 정보를 항법 컴퓨터(30) 내의 별 데이터베이스(미도시)와 비교함으로써 별 패턴을 분석하고, 그에 따라 별 감지부의 시선벡터의 방향을 계산하여 비행체의 자세정보를 처리하기 위한 프로그램이다. 항법 계산모듈은 신호 처리부(35)에서 디지털 신호로 변환된 신호를 원하는 형태의 각속도 정보로 변환하기 위한 프로그램이다. 정밀 자세 결정 처리모듈은 별 패턴처리 및 자세 계산모듈과 항법 계산모듈에서 계산된 결과를 취합하여 필터구성에 근거하여 오차 보정을 수행한 후, 정밀 항법정보를 산출하여 비행 제어 컴퓨터(40)로 출력하기 위한 프로그램이다.The storage unit 57 is a program memory that stores software for implementing a star pattern processing and attitude calculation module, a navigation calculation module, a precision attitude determination module, and the like. The star pattern processing and attitude calculation module finds the center of the star position of the star image information converted into digital information by the image processing unit 31, and converts the converted star information into a star database (not shown) in the navigation computer 30. The program analyzes the star pattern by comparing and calculates the direction of the eye vector of the star sensor according to the comparison to process attitude information of the vehicle. The navigation calculation module is a program for converting a signal converted into a digital signal by the signal processor 35 into angular velocity information of a desired form. The precision attitude determination processing module collects the results calculated by the star pattern processing and the attitude calculation module and the navigation calculation module to perform error correction based on the filter configuration, and then calculates the precision navigation information and outputs it to the flight control computer 40. It is a program to do.
프로세서(58)는 상기 소프트웨어로 구현된 알고리즘(모듈)의 계산, 입력신호들 간의 타이밍 조절과 항법정보의 생성을 담당하고, 데이터 전송부(59)는 항법정보를 비행제어 컴퓨터에 적절한 형태로 전송하기 위한 것이다.The processor 58 is responsible for calculation of the algorithm (module) implemented in the software, timing adjustment between input signals and generation of navigation information, and the data transmission unit 59 transmits the navigation information in a form suitable to the flight control computer. It is to.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 단일 항법 컴퓨터에서 별 감지부와 자이로의 출력에 필요한 항법데이터를 직접 처리할 뿐 아니라 자세계산 및 오차보정을 수행하여 향상된 자세 정확도를 가지는 새로운 통합 항법 시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, a new navigation system with improved posture accuracy can be implemented by directly processing navigation data necessary for output of a star detection unit and a gyro in a single navigation computer, and performing world-class calculation and error correction. It works.
그러므로 본 발명을 통해서 기존의 항법시스템 구성체계보다 하드웨어의 구성 및 데이터 처리의 간소화를 꾀할 수 있으며, 가격 및 중량의 절감효과를 가져올 수 있으므로 향후 인공위성 및 우주선의 항법시스템으로서 유용하게 사용할 수 있을 것이다.Therefore, through the present invention, it is possible to simplify the configuration of hardware and data processing than the existing navigation system configuration system, and it can be usefully used as a navigation system of satellites and spacecrafts in the future because it can bring a cost and weight reduction effect.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the spirit of the invention.
도 1은 종래 우주비행체에서 별 감지부와 관성센서 처리장치를 이용한 비행자세 결정 및 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a flight posture determination and control system using a star sensor and an inertial sensor processor in a conventional space vehicle.
도 2는 본 발명에 따른 별 감지부와 자이로스코프를 결합한 통합 항법 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an integrated navigation system combining a star detector and a gyroscope according to the present invention.
도 3은 도 2의 항법 컴퓨터의 제 1 실시예에 따른 내부 구성 블록도이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating an internal configuration according to the first embodiment of the navigation computer of FIG. 2.
도 4는 도 2의 항법 컴퓨터의 제 2 실시예에 따른 내부 구성 블록도이다.4 is a block diagram illustrating an internal configuration according to a second embodiment of the navigation computer of FIG. 2.
<주요 도면부호에 대한 간단한 설명><Short description of the major reference symbols>
10 : 별 감지부, 20 : 관성 센서부,10: star detection unit, 20: inertial sensor unit,
30, 50 : 항법 컴퓨터, 31, 51 : 이미지 처리부,30, 50: navigation computer, 31, 51: image processing unit,
33 : 별 패턴 처리 및 자세 계산부, 35, 53 : 신호 처리부,33: star pattern processing and attitude calculation unit, 35, 53: signal processing unit,
37 : 항법 계산부, 39 : 정밀 자세결정 처리부,37: navigation calculation unit, 39: precision attitude determination processing unit,
40 : 비행 제어 컴퓨터, 41 : 자세제어 로직 처리부, 40: flight control computer, 41: attitude control logic processing unit,
43 : 구동기 제어신호 처리부, 55 : 데이터 버퍼,43: driver control signal processor, 55: data buffer,
57 : 저장부, 58 : 프로세서,57: storage, 58: processor,
59 : 데이터 전송부.59: data transmission unit.
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