JPS61129400A - Triaxial star sensor - Google Patents
Triaxial star sensorInfo
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- JPS61129400A JPS61129400A JP59249706A JP24970684A JPS61129400A JP S61129400 A JPS61129400 A JP S61129400A JP 59249706 A JP59249706 A JP 59249706A JP 24970684 A JP24970684 A JP 24970684A JP S61129400 A JPS61129400 A JP S61129400A
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- G01S3/786—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system the desired condition being maintained automatically
- G01S3/7867—Star trackers
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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、ロケットや人工衛星等の宇宙航行体の姿勢
制御に用いる三軸スターセンサに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a three-axis star sensor used for attitude control of a space vehicle such as a rocket or an artificial satellite.
C発明の技術的背景と問題点〕
宇宙航行体、例えば人工衛星のシステムは、衛星の機能
維持に必要な電力を制御する電源系、衛星構体内部の温
度を!l制御する熱制御系、衛星のロール、ピッチ、コ
ーの各軸やアンテナ等を所定方向に指向させるための姿
勢制御系、地上局からコマンド信号を受信し地上局へデ
ータを送信するテレメトリ・コマンド系、通信機器、観
測装置等のミッション系から構成されている。C Technical Background and Problems of the Invention] Spacecraft systems, such as artificial satellites, control the power supply system that controls the power necessary to maintain the functions of the satellite, and the temperature inside the satellite structure! A thermal control system that controls the satellite, an attitude control system that directs the satellite's roll, pitch, and core axes and antennas in predetermined directions, and a telemetry command that receives command signals from the ground station and transmits data to the ground station. It consists of mission systems such as systems, communication equipment, and observation equipment.
このように構成されている人工衛星やロケット等の宇宙
航行体(以下衛星という)の姿勢制御は、搭載されてい
るミッション機器のアンテナや撮像装置を地球などへ指
向させ、その指向安定度を維持することを目的としてお
り、その制御方法には、スピン制御方式と三軸制御があ
る。Attitude control of space vehicles (hereinafter referred to as satellites) such as artificial satellites and rockets configured in this way involves directing the antennas and imaging devices of the onboard mission equipment toward the Earth, and maintaining the stability of their pointing. Its control methods include spin control and three-axis control.
ところで、宇宙環境には、衛星の姿勢を乱丁外乱トルク
として、空気力1重力傾度、地磁気、大陽放射圧などが
あり、これらの外乱トルクによって衛星の指向方向に大
きな誤差が生じたり、姿勢の安定性が乱れたりする。こ
のため、地球センサ。By the way, in the space environment, there are disturbance torques that disturb the satellite's attitude, such as aerodynamic force, gravity gradient, geomagnetism, and solar radiation pressure. Stability may be disrupted. For this reason, earth sensors.
太陽センサ、スターセンサなどの姿勢+l、I+御用セ
ンサを用いて指向方向と指向安定度を検出し、誤差を修
正することによって姿勢制御を行なっている。Attitude control is performed by detecting pointing direction and pointing stability using attitude +l and I+ sensors such as sun sensors and star sensors, and correcting errors.
姿勢制御用上ンサの中、スターセンサは姿勢の基準とし
て恒星を利用するもので、超精密制御には不可欠なもの
であり、大別するとスタースキャナと、恒星ドラフカと
がある。Among the attitude control sensors, star sensors use stars as attitude standards and are indispensable for ultra-precise control, and can be roughly divided into star scanners and stellar drafkas.
スタースキャナは、スターマツパとも呼ばれ、スピン安
定111M。スロースピン衛星等に用いられるもので、
衛星自体のスピン又は軌道角速度により天球をスキャン
し、V字型等のスリットを配置した受光部による恒星検
出のタイミングにより恒星方向を検出して、衛星の姿勢
を検出するものである。Star Scanner, also called Star Matupa, has a stable spin of 111M. It is used for slow spin satellites, etc.
The attitude of the satellite is detected by scanning the celestial sphere using the spin or orbital angular velocity of the satellite itself, and detecting the direction of the star based on the timing of star detection by a light receiving section with a V-shaped slit or the like.
恒星トラッカは、衛星の姿勢が天球に対して非常にゆっ
くりとした動きしかしない場合、例えば、高度数100
−以上の地球指向三軸安定衛星、天体観測衛星、深宇宙
探査衛星等に用いられるもので、動作モードから単−星
センサと固定ヘッド型恒星ドラフカなどの2種類に大別
される。When the satellite's attitude moves only very slowly relative to the celestial sphere, the star tracker can
- They are used in the above-mentioned earth-oriented three-axis stable satellites, astronomical observation satellites, deep space exploration satellites, etc., and are roughly divided into two types based on their operating modes, such as single-star sensors and fixed-head stellar Drafkas.
単−星センサは、特定の恒星、例えばボラリスとかカッ
−パスのように比較的明るくて独立した星を常時トラッ
キングすることにより、衛星の姿勢変動を高精度に検出
し制御系をコントロールするものである。一方、固定ヘ
ッド型恒星トラッカは、固定した視野内の複数の恒星の
検出信号から恒星の同定、パターン認識を行ない、衛星
姿勢を高精度に検出するものである。A single-star sensor detects changes in the satellite's attitude with high precision and controls the control system by constantly tracking a specific star, such as a relatively bright and independent star such as Volaris or Cappus. be. On the other hand, a fixed-head star tracker identifies the stars and performs pattern recognition from the detection signals of multiple stars within a fixed field of view, and detects the satellite attitude with high precision.
これらの恒星トラッカは、いずれの場合も二次元的な位
置情報しか有していないため、二輪の姿勢検出のみ可能
であり、しかもスターカタログを用いた大規模ソフトウ
ェアを必要とし、更に衛星の三軸の姿勢制御を行なうた
めには、もう一系統(通常は直交方向に設ける)のスタ
ーセンサを設けなければならないという問題点があった
。In any case, these star trackers only have two-dimensional position information, so they are only capable of detecting the attitude of two wheels. Moreover, they require large-scale software using star catalogs, and they also require the ability to detect the satellite's three axes. In order to control the attitude of the star, another system of star sensors (usually installed in the orthogonal direction) must be provided.
本発明は、従来の恒星ドラフカ等のスターセンサの上記
問題点を解消すべくなされたもので、−個のスターセン
サで衛星の三軸の姿勢決定を行なうことができ、且つ高
圧電源等を必要とせず簡単な構成で長寿命の三軸スター
センサを提供することを目的とするものである。The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems of conventional star sensors such as stellar Dravka. The purpose of this invention is to provide a three-axis star sensor that has a simple configuration and has a long life.
本発明は、異方向の2個以上の恒星の星像を二次元CC
D撮像素子上に結像させるための2眼光学系と、該光学
系をその光学軸を軸として回転させる駆動系とを備え、
二次元CCD撮像素子上における星像の位置情報と駆動
系の回転角情報に基づいて容易に衛星の三軸姿勢検出を
行なえるようにし、センサの長寿命化と構成の簡略化を
計るものである。The present invention uses two-dimensional CC to obtain star images of two or more stars in different directions.
D includes a twin-lens optical system for forming an image on the image sensor, and a drive system for rotating the optical system about its optical axis,
This makes it possible to easily detect the three-axis attitude of the satellite based on the position information of the star image on the two-dimensional CCD image sensor and the rotation angle information of the drive system, thereby extending the life of the sensor and simplifying its configuration. be.
本発明の詳細な説明に先立ち、まず本発明の原理につい
て説明する。Prior to detailed description of the present invention, the principle of the present invention will be explained first.
第1図は本発明に係る三軸スターセンサの原理を説明す
るための説明図で、lは2眼光学系で、一方の恒星X、
例えばボラリスからの光線を導入するための鏡胴2と、
該鏡胴2に導入された入射光線を二次元CCD撮像を子
3へ結像させるためのレンズ4と、他方の目標となる恒
星Yからの光線を導入するため前記鏡胴2に対して所定
角度傾斜して配設した分岐鏡胴5と、恒JiYからの入
射光線を前記レンズ4を介してCCD撮像素子3へ結像
させるための半反射ミラー6又は全反射ミラー6′とで
構成されている。FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the principle of the three-axis star sensor according to the present invention, where l is a binocular optical system, one star X,
For example, a lens barrel 2 for introducing the light beam from Volaris,
A lens 4 is provided to form a two-dimensional CCD image of the incident light beam introduced into the lens barrel 2 onto the lens 3, and a lens 4 is provided at a predetermined position with respect to the lens barrel 2 to introduce the light beam from the target star Y. It is composed of a branching lens barrel 5 arranged at an angle of inclination, and a semi-reflection mirror 6 or a total reflection mirror 6' for imaging the incident light beam from the lens 4 onto the CCD image sensor 3. ing.
そして、地球指向の三軸安定衛星の場合は、地球の自転
にともなって24時間で1回転し、一方恒星は慣性空間
で固定されているので、上記2眼光学系の視野内に常時
特定の2つの恒星を入れておくために、回転駆動系で光
学軸を軸として、衛星と逆方向に回転させるように構成
する。この回転制御はCCD撮像素子上の星像の位置の
ずれが、あるレベルを越えた場合に1パルスあたり一定
角の回転をなすステッピングモータ等に指令を与えるこ
とによって行われる。そして、このように2眼光学系1
を回転させながら二次元CCDCD素像素子3上個の恒
星X、Yの星像を結像させて、該星像のCCD 素像素
子3上の位置情報と駆動系の回転角情報に基づいて三軸
姿勢検出を行なうものである。In the case of an earth-oriented, three-axis stable satellite, it rotates once every 24 hours as the earth rotates, and the star is fixed in inertial space, so there is always a specific point within the field of view of the twin-lens optical system. In order to accommodate the two stars, a rotational drive system is used to rotate them in the opposite direction to the satellite around the optical axis. This rotation control is performed by giving a command to a stepping motor or the like that rotates by a fixed angle per pulse when the positional deviation of the star image on the CCD image sensor exceeds a certain level. And in this way, the twin-lens optical system 1
While rotating the two-dimensional CCD image element 3, a star image of the stars X and Y is formed on the two-dimensional CCD image element 3, and based on the position information on the CCD image element 3 of the star image and the rotation angle information of the drive system. It performs three-axis attitude detection.
2眼光学系は、第2図に示すように、2個の恒IX、Y
からの光線の入射方向を、光学系の光学軸に対して、い
ずれも傾斜させるように、2つの分岐鏡胴7.8と2個
の反射ミラー9.10を配設して構成しても、全く同様
な動作をさせることができる。なお、分岐鏡胴7,8の
傾斜角α、βは、目標とする恒星X、Yに対応して設定
されるものである。The binocular optical system consists of two constants IX and Y, as shown in Figure 2.
Two branching lens barrels 7.8 and two reflecting mirrors 9.10 may be arranged so that the incident direction of the light beam from the optical system is tilted with respect to the optical axis of the optical system. , can perform exactly the same operation. Incidentally, the inclination angles α and β of the branched lens barrels 7 and 8 are set corresponding to the target stars X and Y.
次に、第3図に示した本発明の具体的構成例について説
明する。第3図において、11は第1図の原理説明図で
示したものと同様な構成の2眼光学系で、レンズ12を
配置した恒星Xからの光線を導入するための鏡胴13と
、恒lYからの光線を分岐鏡胴14を介しレンズ12に
入射させるための半反射ミラー15とで構成されている
。なお、16.17は鏡胴13及び分岐鏡胴14の先端
に取付けられたフードである。鏡胴13は円筒状の回転
シャフト18の内側に一体に固定されており、該回転シ
ャフト18は、軸受19を介して、本体20に一体に突
出形成された円筒状シャフト支持部21の内側に回転自
在に支持されている。22は2眼光学系11の回転用の
駆動モータ(アジマス駆動部)で、鏡胴13の下端部と
歯車等を介して係合している。23は2眼光学系11の
同転角を検出するヌルディテクタ(アジマス検出部)で
ある。Next, a specific configuration example of the present invention shown in FIG. 3 will be explained. In FIG. 3, reference numeral 11 denotes a twin-lens optical system having the same configuration as that shown in the principle explanatory diagram of FIG. It is composed of a semi-reflecting mirror 15 for making the light beam from lY enter the lens 12 via the branching lens barrel 14. Note that 16 and 17 are hoods attached to the tips of the lens barrel 13 and the branch lens barrel 14. The lens barrel 13 is integrally fixed to the inside of a cylindrical rotating shaft 18, and the rotating shaft 18 is fixed to the inside of a cylindrical shaft support portion 21 integrally formed on the main body 20 via a bearing 19. It is rotatably supported. Reference numeral 22 denotes a drive motor (azimuth drive unit) for rotating the binocular optical system 11, which is engaged with the lower end of the lens barrel 13 via gears or the like. 23 is a null detector (azimuth detection section) that detects the rotation angle of the binocular optical system 11.
21IN光学系11の焦点面には、2つの恒星X及びY
の星像を結像する二次元CCD撮像素子24が配設され
ている。25は該CCD撮像素子の駆動・制御韮を行な
い、恒l検出信号のA/D変換等を行なう電子回路であ
り、26はCCD撮像素子24を冷却し、その暗電流を
減少させるためのクーラーである。27はシャフタ機構
で、光輝物体センサ28の検出信号に基づきシャフタ2
9を閉じ、前記CCD撮像素子24を保護するためのも
のである。30は信号処理部で、前記電子回路25から
の恒星位置データやヌルディテクタ23からのヌル信号
を受けて、姿勢角又は座標変換行列(方向余弦行列)を
出力し、また、捕捉コマンドを受けて駆動モータ22に
回転コマンドを出力するものである。At the focal plane of the 21IN optical system 11, there are two stars X and Y.
A two-dimensional CCD image sensor 24 is disposed to form a star image. 25 is an electronic circuit that drives and controls the CCD image sensor and performs A/D conversion of the constant detection signal, etc.; 26 is a cooler that cools the CCD image sensor 24 and reduces its dark current; It is. 27 is a shafter mechanism, which operates the shafter 2 based on the detection signal of the luminous object sensor 28.
9 to protect the CCD image sensor 24. 30 is a signal processing unit which receives stellar position data from the electronic circuit 25 and a null signal from the null detector 23, outputs an attitude angle or a coordinate transformation matrix (direction cosine matrix), and receives a capture command. It outputs a rotation command to the drive motor 22.
次に、このように構成されている三軸スターセンサの動
作を、第4図に示した信号系統図を参照しながら説明す
る。Next, the operation of the three-axis star sensor configured as described above will be explained with reference to the signal system diagram shown in FIG.
第3図に示した構成例は、地球指向の三軸安定衛展用の
三軸ボラリスセンサを示したものであるが、先に述べた
ように、このような衛星は地球の自転にともなって回転
するので、それに用いるスターセンサの視野に常時特定
の2つの恒星を入れておくためには、光学系を衛lと逆
方向に回転させる必要がある。この構成例では、あらか
じめ設定された捕捉コマンドに基づいて信号処理部30
から回転コマンド(アジマス駆動コマンド)が出力され
、恒星Yを捕捉するために駆動モータ22が回転される
。そして、ヌルディテクタ23によってその回転角度が
検出され、回転角度情報たるヌル信号が信号処理部30
に入力される。The configuration example shown in Figure 3 shows a three-axis Volaris sensor for Earth-oriented three-axis stability display, but as mentioned earlier, such a satellite rotates with the rotation of the Earth. Therefore, in order to always keep the two specific stars in the field of view of the star sensor used for it, it is necessary to rotate the optical system in the opposite direction to satellite I. In this configuration example, the signal processing unit 30
A rotation command (azimuth drive command) is output from , and the drive motor 22 is rotated in order to capture the star Y. Then, the rotation angle is detected by the null detector 23, and a null signal serving as rotation angle information is sent to the signal processing unit 30.
is input.
一方、恒星X及びYの星像はCCO撮像素子24上に結
像され、光電変換作用により、その明るさと二次元座標
を与える恒星検出信号(画像データ)が電子回路25を
介して信号処理部30へ人力される。On the other hand, the star images of stars X and Y are formed on the CCO image sensor 24, and by photoelectric conversion, a star detection signal (image data) giving the brightness and two-dimensional coordinates is sent to the signal processing unit via the electronic circuit 25. It is man-powered to 30.
このようにして得られた恒星検出信号により、予め設定
したターゲット恒星であるか否かの識別を行なって恒星
の同定を行ない、次いで、ヌルディテクタ23からの回
転角度情報(ヌル信号)と二次元CCD撮像素子24か
らの画像情報に基づき、信号処理部30において後述の
アルゴリズムによって姿勢角又は座標変換行列(方向余
弦行列)を求め、三軸姿勢検出を行なうものである。Using the star detection signal obtained in this way, the star is identified by identifying whether or not it is a preset target star. Next, the rotation angle information (null signal) from the null detector 23 and the two-dimensional Based on the image information from the CCD image sensor 24, the signal processing unit 30 calculates an attitude angle or a coordinate transformation matrix (direction cosine matrix) using an algorithm described later, and performs three-axis attitude detection.
次に姿勢検出のための座標変換マトリクスCマの算出の
アルゴリズムについて、第5図のフローチャートを参照
しながら説明する。Next, an algorithm for calculating the coordinate transformation matrix Cma for posture detection will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.
(1)まず最初に、計測の対象である次式で示される恒
星の方向ベクトルSt、Sxを人力し、初期設定を行な
う、但しi、j、には天体を基準とする直交単位ベクト
ルである。(1) First, manually input the directional vectors St and Sx of the star to be measured, which are shown by the following equations, and perform initial settings. However, i and j are orthogonal unit vectors with the celestial body as the reference. .
S + −3111+ S + z J +S + s
kSt −3i+i +S*xj +5iikS■電
””S+t””513t=1
Si+” ”51m” +Szs” = 1(2)
半反射ミラー15の回転光軸に対する傾斜角αより、機
体(三軸スターセンサを搭載している衛星)とミラーを
関係付ける変換行列弓の一要素である行列C,i、を求
める。S + -3111+ S + z J +S + s
kSt -3i+i +S*xj +5iikS ■Electric ""S+t""513t=1 Si+""51m"+Szs" = 1 (2)
From the inclination angle α of the semi-reflective mirror 15 with respect to the rotating optical axis, a matrix C,i, which is one element of the transformation matrix bow that relates the mirror to the aircraft (satellite carrying a three-axis star sensor), is determined.
(3)光学軸の回転角(アジマス角)βを読み取り、機
体とミラーを関係付ける変換行列弓を次式にしたがって
算出する。(3) Read the rotation angle (azimuth angle) β of the optical axis, and calculate the transformation matrix bow that relates the aircraft and the mirror according to the following equation.
+41 CCD illl素像面上に重なって投影さ
れた2つの恒星像の位置を読み取り、方向ベクトルb+
。+41 Read the positions of the two star images projected onto the CCD illll elementary image plane and calculate the direction vector b+
.
b2に正規化する。但し、1.m、nはCCD撮像素子
の測定軸を基準とする直交単位ベクトルである。Normalize to b2. However, 1. m and n are orthogonal unit vectors with the measurement axis of the CCD image sensor as a reference.
bl =b1J+b+11n+b+3nbz −b、
+j +bt、m+bt!ab 11” + b 、−
+ b +s” −1bH” + b2t” + bg
3” = 1(5) ミラーによって屈折された恒星
Yの方向ベクトルb2より、β、m、n[標に対する恒
、IYの実際の方向ベクトルb、′を次式により算出す
る。bl=b1J+b+11n+b+3nbz-b,
+j +bt, m+bt! ab 11” + b, -
+ b +s"-1bH" + b2t" + bg
3" = 1 (5) From the direction vector b2 of the star Y refracted by the mirror, the actual direction vectors b,' of the star IY with respect to β, m, n [target are calculated by the following formula.
b□’−Lbオ
+61i、j、に座標に対する恒星の方向ベクトルSl
、S!と、!、m、n座標に対するそれらの測定方向ベ
クトルb、、b、′より、次式にしたがって、慣性座標
から計測座標を得るための座標変換行列C〒を求める。Direction vector Sl of the fixed star with respect to the coordinates b□'-Lbo+61i,j,
,S! and,! , m, and n coordinates, a coordinate transformation matrix C〒 for obtaining measurement coordinates from inertial coordinates is determined according to the following equation.
cti gc: C3
c3 − [b+ jb□’xb、i b、x (
bx□xb、))(7)上記(3)から(6)までの処
理を繰り返すことによって、座標変換行列C〒が更新さ
れる。cti gc: C3 c3 − [b+ jb□'xb, i b, x (
bx□xb, )) (7) By repeating the processes from (3) to (6) above, the coordinate transformation matrix C〒 is updated.
(8)この座標変換行列6の要素からオイラー角(ロー
ル角、ピッチ角、I−角)が解析的に求められる。(8) Euler angles (roll angle, pitch angle, I-angle) are analytically determined from the elements of this coordinate transformation matrix 6.
すなわち、座標変換行列C? の要素をとしたとき、計
測座標の慣性座標に対するオイラー角は、回転角が微小
な場合は、次の式によって求まる。That is, the coordinate transformation matrix C? The Euler angle of the measurement coordinates with respect to the inertial coordinates is determined by the following equation when the rotation angle is small.
ピッチ角θ=sin−’ (−Cz+) ” −C31
0−ル角φ−5in−’ (C)z/cosθ) ”
Cxtヨー角甲=sin−’ (C!I/CO3θ)′
:t(:、。Pitch angle θ=sin-' (-Cz+) ” -C31
0-le angle φ-5in-' (C)z/cosθ)”
Cxt yaw horn=sin-'(C!I/CO3θ)'
:t(:,.
以上のように本発明は、2眼光学系を光学軸の周りに回
転させ、同時に異方向の2個の恒星の動きを追跡するこ
とにより、スターカタログを用いた大規模ソフトウェア
を必要とせず、若干のハードウェアの増加だけで1個の
スターセンサにより三軸姿勢決定を可能にするものであ
る。As described above, the present invention does not require large-scale software using a star catalog by rotating the binocular optical system around the optical axis and simultaneously tracking the movements of two stars in different directions. It is possible to determine the three-axis attitude using one star sensor with only a slight increase in hardware.
本発明は、上記のように駆動部を有するものであるけれ
ども、静止衛星用で1日あたり1回転、周回衛星用でも
10あたり20回回転度であるから、寿命や劣化に対し
ては、余り問題にならない。Although the present invention has a drive unit as described above, it rotates once per day for geostationary satellites and 20 times per 10 times for orbiting satellites, so it has little impact on longevity and deterioration. It's not a problem.
また、検出素子としてCCD撮像素子を用いているため
、デセクタチューブの如く高圧を源を必要とせず、画素
数400 X 500のCCD撮像素子を用いた場合は
、視野角が±10″″となり、0.02 ’″の精度(
三軸とも)が達成可能であり、CCDtIlCCD撮像
素子ントロイド処理により0.5 X lo”degの
分解能が得られる。In addition, since a CCD image sensor is used as a detection element, there is no need for a high pressure source like a desector tube, and when a CCD image sensor with 400 x 500 pixels is used, the viewing angle is ±10''. , 0.02'' accuracy (
(all three axes) can be achieved, and a resolution of 0.5 x lo"deg can be obtained by CCDtIlCCD imager toroid processing.
また静止衛星用センサとしては三軸姿勢の連続的計測が
可能である。Furthermore, as a sensor for geostationary satellites, it is possible to continuously measure the three-axis attitude.
以上実施例に基づき説明したように、本発明は、異方向
の2個の恒星の星像を二次元CCD撮像素子上に結像さ
せるための2眼光学系と、該光学系をその光学軸を軸と
して回転させる駆動系とを備え、CCD撮像素子上にお
ける星像の位置情報と駆動系の回転角情報に基づいて三
軸姿勢検出をjテなうようにしたので、大規模ソフトウ
ェアを必要とせず、若干のハードウェアの増加のみで、
1個のスターセンサで三軸姿勢決定を行なうことができ
る。また検出素子としてc c o fil像素子を用
いたので、高分解能が得られ、低電力で長寿命のスター
センサが得られる。As described above based on the embodiments, the present invention provides a twin-lens optical system for forming star images of two stars in different directions on a two-dimensional CCD image sensor, and The system is equipped with a drive system that rotates around the axis, and detects the three-axis attitude based on the position information of the star image on the CCD image sensor and the rotation angle information of the drive system, so large-scale software is not required. With only a slight increase in hardware,
Three-axis attitude determination can be performed with one star sensor. Furthermore, since a cco fil image element is used as a detection element, a star sensor with high resolution, low power consumption, and long life can be obtained.
第1図は、本発明の原理を示す説明図、第2図は、その
変形例を示す説明図、第3図は、本発明の一実施例の概
略構成図、第4図は、第3図に示した実施例の信号処理
系の信号系統図、第5図は、座標変換行列を求めるアル
ゴリズムを示すフローチャートである。
図において、11は2眼光学系、12はレンズ、13は
鏡胴、14は分岐鏡胴、15は半反射ミラー、16゜1
7はフード、22は駆動モータ、23はヌルディテクタ
、24は二次元CCDCD素像素子5は電子回路、26
はクーラー、27はシャッタ機構、28は光輝物体セン
サ、29はシャッタ、30は信号処理部を示す。
特許出願人 宇゛ 宙 開 発 事 業 聞書 1
図
↓
東3図
×
合
初期枚先
C〒刑1シ17
荊5図FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a modification thereof, FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5, which is a signal system diagram of the signal processing system of the embodiment shown in the figure, is a flowchart showing an algorithm for obtaining a coordinate transformation matrix. In the figure, 11 is a binocular optical system, 12 is a lens, 13 is a lens barrel, 14 is a branch lens barrel, 15 is a semi-reflective mirror, 16°1
7 is a hood, 22 is a drive motor, 23 is a null detector, 24 is a two-dimensional CCDCD image element 5 is an electronic circuit, 26
27 is a cooler, 27 is a shutter mechanism, 28 is a luminous object sensor, 29 is a shutter, and 30 is a signal processing section. Patent Applicant Space Development Business Letter 1
Diagram ↓ East 3 Dia.
Claims (1)
御用センサとして用いられる三軸スターセンサにおいて
、異方向の2個以上の恒星の星像を二次元CCD撮像素
子上に結像させるための2眼光学系と、前記星像を前記
二次元CCD撮像素子上に維持させるため前記光学系を
その光学軸を軸として回転させる駆動系とを備え、前記
二次元CCD撮像素子上における星像の位置情報と駆動
系の回転角情報に基づいて三軸姿勢検出を行なうように
構成したことを特徴とする三軸スターセンサ。In a three-axis star sensor mounted on a space vehicle such as an artificial satellite and used as a sensor for attitude control of the vehicle, star images of two or more stars in different directions are formed on a two-dimensional CCD image sensor. and a drive system that rotates the optical system about its optical axis to maintain the star image on the two-dimensional CCD image sensor, A three-axis star sensor characterized in that it is configured to perform three-axis attitude detection based on image position information and drive system rotation angle information.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59249706A JPS61129400A (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Triaxial star sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59249706A JPS61129400A (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Triaxial star sensor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61129400A true JPS61129400A (en) | 1986-06-17 |
JPH026005B2 JPH026005B2 (en) | 1990-02-07 |
Family
ID=17196987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59249706A Granted JPS61129400A (en) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | Triaxial star sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61129400A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62102115A (en) * | 1985-10-24 | 1987-05-12 | メツセルシユミツト−ベルコウ−ブロ−ム・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | Star detector assembling structure of artificial satellite |
CN108535838A (en) * | 2018-03-19 | 2018-09-14 | 长光卫星技术有限公司 | Based on the micro-nano optical system of star sensor for combining the veiling glare that disappears |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP59249706A patent/JPS61129400A/en active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62102115A (en) * | 1985-10-24 | 1987-05-12 | メツセルシユミツト−ベルコウ−ブロ−ム・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | Star detector assembling structure of artificial satellite |
CN108535838A (en) * | 2018-03-19 | 2018-09-14 | 长光卫星技术有限公司 | Based on the micro-nano optical system of star sensor for combining the veiling glare that disappears |
CN108535838B (en) * | 2018-03-19 | 2020-06-26 | 长光卫星技术有限公司 | Micro-nano star sensor optical system based on combined stray light elimination |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH026005B2 (en) | 1990-02-07 |
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