JPH05155398A - 低推力スラスタによる南北軌道制御方法 - Google Patents
低推力スラスタによる南北軌道制御方法Info
- Publication number
- JPH05155398A JPH05155398A JP32293891A JP32293891A JPH05155398A JP H05155398 A JPH05155398 A JP H05155398A JP 32293891 A JP32293891 A JP 32293891A JP 32293891 A JP32293891 A JP 32293891A JP H05155398 A JPH05155398 A JP H05155398A
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- Japan
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- orbit
- thruster
- control
- thrust
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低推力スラスタ５による軌道制御に対して、
地上の運用負担と制御効率の低下を小さくするための制
御方法を与えるものである。 【構成】 南北軌道制御方法（その１）では、軌道傾斜
角をもたせノード１１は慣性空間に対して一定にして、
禁止帯１２外でかつノード１１に最も近い位置で噴射１
０を行う。また方法（その２）では、軌道傾斜角を０ｄ
ｅｇにしノード１１に関係なく最も効率が良いと予測さ
れる位置で噴射１０を行う。 【効果】 禁止帯がある場合の南北軌道制御の制御効率
の低下を小さくすることができる。
地上の運用負担と制御効率の低下を小さくするための制
御方法を与えるものである。 【構成】 南北軌道制御方法（その１）では、軌道傾斜
角をもたせノード１１は慣性空間に対して一定にして、
禁止帯１２外でかつノード１１に最も近い位置で噴射１
０を行う。また方法（その２）では、軌道傾斜角を０ｄ
ｅｇにしノード１１に関係なく最も効率が良いと予測さ
れる位置で噴射１０を行う。 【効果】 禁止帯がある場合の南北軌道制御の制御効率
の低下を小さくすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低推力スラスタにより
複数の軌道制御セットを自動的に実行することのできる
南北軌道制御装置及び軌道上においてスラスタ噴射の実
施できない位置がある場合における南北軌道制御方法に
関するものである。
複数の軌道制御セットを自動的に実行することのできる
南北軌道制御装置及び軌道上においてスラスタ噴射の実
施できない位置がある場合における南北軌道制御方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来の低推力スラスタによる南北
軌道制御装置の構成図を示す。この図において１は地
球、２は地球局、３は静止軌道、４は衛星本体、５はイ
オンエンジン、６はコマンド受信装置である。
軌道制御装置の構成図を示す。この図において１は地
球、２は地球局、３は静止軌道、４は衛星本体、５はイ
オンエンジン、６はコマンド受信装置である。
【０００３】次に動作について説明する。地上局２で計
画された軌道制御結果が衛星に送信され、これをコマン
ド受信装置６で受信し、６の出力信号を入力としてイオ
ンエンジン５が噴射を行うことによって南北軌道制御を
実施する。
画された軌道制御結果が衛星に送信され、これをコマン
ド受信装置６で受信し、６の出力信号を入力としてイオ
ンエンジン５が噴射を行うことによって南北軌道制御を
実施する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の南北軌道制御装
置は以上のように構成されているので、制御を実施する
直前に噴射コマンドを送信しなければならず、また、禁
止帯がある場合にはこれを避けて制御を行うことから、
禁止帯のない場合に対する制御効率低下をできるだけ抑
えるために複雑かつ回数の多い制御を行う必要がある
が、これには地上の運用にかなりの負担がかかるという
問題があった。
置は以上のように構成されているので、制御を実施する
直前に噴射コマンドを送信しなければならず、また、禁
止帯がある場合にはこれを避けて制御を行うことから、
禁止帯のない場合に対する制御効率低下をできるだけ抑
えるために複雑かつ回数の多い制御を行う必要がある
が、これには地上の運用にかなりの負担がかかるという
問題があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、制御タイマー装置に地上で計画さ
れた制御時刻と制御量の複数のセットを記憶しておくこ
とによって禁止帯がある場合の複雑な運用に対して地上
の負荷を軽くして対応できることを目的としており、さ
らに禁止帯がある場合にも制御効率の低下をできるだけ
小さくして南北制御が実施できるための方法を提供する
ことを目的とするものである。
めになされたもので、制御タイマー装置に地上で計画さ
れた制御時刻と制御量の複数のセットを記憶しておくこ
とによって禁止帯がある場合の複雑な運用に対して地上
の負荷を軽くして対応できることを目的としており、さ
らに禁止帯がある場合にも制御効率の低下をできるだけ
小さくして南北制御が実施できるための方法を提供する
ことを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる南北制御
方法は、禁止帯のある場合において軌道傾斜角をある程
度もたせノードは慣性空間に対してほぼ一定に保持し、
禁止帯とノードの位置関係から、禁止帯がノードにかか
っていない場合はノード中心にスラスタを噴射し、禁止
帯がノードに重なった場合は禁止帯の外でノードに最も
近い位置かつこの影響によるノードの回転を考慮して適
当な位置まで禁止帯外の１個所で噴射を行い、さらにノ
ードの回転を考慮して適当な位置から禁止帯の手前と後
ろの２個所での噴射に移るという低推力スラスタによる
南北軌道制御を行うものである。
方法は、禁止帯のある場合において軌道傾斜角をある程
度もたせノードは慣性空間に対してほぼ一定に保持し、
禁止帯とノードの位置関係から、禁止帯がノードにかか
っていない場合はノード中心にスラスタを噴射し、禁止
帯がノードに重なった場合は禁止帯の外でノードに最も
近い位置かつこの影響によるノードの回転を考慮して適
当な位置まで禁止帯外の１個所で噴射を行い、さらにノ
ードの回転を考慮して適当な位置から禁止帯の手前と後
ろの２個所での噴射に移るという低推力スラスタによる
南北軌道制御を行うものである。
【０００７】さらに、禁止帯のある場合の制御方法とし
て軌道傾斜角をほぼ０ｄｅｇに保持し、これによってノ
ードは決定できないがノードに関係なく禁止帯外で、か
つ軌道予測と前回までの制御位置等を考慮して、最も効
率が良いと予測される位置においてスラスタを噴射する
という低推力スラスタによる南北軌道制御を行うもので
ある。
て軌道傾斜角をほぼ０ｄｅｇに保持し、これによってノ
ードは決定できないがノードに関係なく禁止帯外で、か
つ軌道予測と前回までの制御位置等を考慮して、最も効
率が良いと予測される位置においてスラスタを噴射する
という低推力スラスタによる南北軌道制御を行うもので
ある。
【０００８】
【作用】この発明においては、南北軌道制御方法（その
１）としては、禁止帯のある場合に軌道傾斜角をある程
度もたせノードは慣性空間に対しほぼ一定に保持し、禁
止帯とノードの関係から、禁止帯がノードにかかってい
ない場合はノード中心にスラスタ噴射を行い、禁止帯が
ノードに重なった場合は禁止帯の外でノードに最も近い
位置かつこの影響によるノードの回転を考慮して適当な
位置まで禁止帯外の１個所で噴射を行い、さらにノード
の回転を考慮して適当な位置から禁止帯の手前と後ろの
２個所での噴射に移るというようにすることによって、
低推力スラスタによる禁止帯のある南北軌道制御の場合
でも、できるだけ制御効率の良い軌道制御を行う。
１）としては、禁止帯のある場合に軌道傾斜角をある程
度もたせノードは慣性空間に対しほぼ一定に保持し、禁
止帯とノードの関係から、禁止帯がノードにかかってい
ない場合はノード中心にスラスタ噴射を行い、禁止帯が
ノードに重なった場合は禁止帯の外でノードに最も近い
位置かつこの影響によるノードの回転を考慮して適当な
位置まで禁止帯外の１個所で噴射を行い、さらにノード
の回転を考慮して適当な位置から禁止帯の手前と後ろの
２個所での噴射に移るというようにすることによって、
低推力スラスタによる禁止帯のある南北軌道制御の場合
でも、できるだけ制御効率の良い軌道制御を行う。
【０００９】さらに制御方法（その２）としては、軌道
傾斜角を０ｄｅｇに保持し、これによってノードは決定
できないがノードに関係なく軌道予測と前回までの噴射
位置等から最も効率がよいと予測される位置でスラスタ
を噴射することによって禁止帯のある場合でもできるだ
け制御効率の良い軌道制御を行う。
傾斜角を０ｄｅｇに保持し、これによってノードは決定
できないがノードに関係なく軌道予測と前回までの噴射
位置等から最も効率がよいと予測される位置でスラスタ
を噴射することによって禁止帯のある場合でもできるだ
け制御効率の良い軌道制御を行う。
【００１０】
実施例１．図１はこの発明による南北軌道制御装置の実
施例の全体構成図である。この実施例は図１から明らか
なように、地球１で計画された軌道制御計画結果が地上
局２から静止軌道３上の衛星本体４に送信され、これを
コマンド受信装置６で受けたこのコマンド受信装置６か
らの出力信号を制御タイマー装置７が受け噴射時刻と噴
射量のセットを制御タイマー装置７に記憶しておき、こ
の制御タイマー装置７からの信号を受けて低推力スラス
タ装置５が噴射し軌道制御を行い、この低推力スラスタ
装置５の実際の推力と噴射時間をテレメトリデータ送信
装置８から地上局２へ送信することによって、地上局２
で南北軌道制御の制御評価を行えるように構成されてい
る。図（ａ）（ｂ）（ｃ）は図１に示す南北軌道制御装
置の構成において、禁止帯のある場合の効率の良い制御
方法である実施例１の制御方法を示すものである。図中
１は地球、１３は北極、３は静止軌道であり、これに対
して南北軌道制御の行えない位置すなわち禁止帯１２が
ある。この禁止帯１２は春分点方向９に対して１年間で
３６０ｄｅｇ回転するため、慣性空間に対して位置が一
定であるノード１１に対して低推力スラスタ噴射位置１
０は禁止帯以外を図２（ａ）（ｂ）（ｃ）のように移動
してゆく。
施例の全体構成図である。この実施例は図１から明らか
なように、地球１で計画された軌道制御計画結果が地上
局２から静止軌道３上の衛星本体４に送信され、これを
コマンド受信装置６で受けたこのコマンド受信装置６か
らの出力信号を制御タイマー装置７が受け噴射時刻と噴
射量のセットを制御タイマー装置７に記憶しておき、こ
の制御タイマー装置７からの信号を受けて低推力スラス
タ装置５が噴射し軌道制御を行い、この低推力スラスタ
装置５の実際の推力と噴射時間をテレメトリデータ送信
装置８から地上局２へ送信することによって、地上局２
で南北軌道制御の制御評価を行えるように構成されてい
る。図（ａ）（ｂ）（ｃ）は図１に示す南北軌道制御装
置の構成において、禁止帯のある場合の効率の良い制御
方法である実施例１の制御方法を示すものである。図中
１は地球、１３は北極、３は静止軌道であり、これに対
して南北軌道制御の行えない位置すなわち禁止帯１２が
ある。この禁止帯１２は春分点方向９に対して１年間で
３６０ｄｅｇ回転するため、慣性空間に対して位置が一
定であるノード１１に対して低推力スラスタ噴射位置１
０は禁止帯以外を図２（ａ）（ｂ）（ｃ）のように移動
してゆく。
【００１１】次に上記実施例１の動作を図１〜図３を参
照しながら説明する。図１は南北軌道制御装置の構成を
説明する図、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は図１の装置を使
った禁止帯がある場合の南北軌道制御方法（その１）の
説明図、図３はこの南北軌道制御方法（その１）を説明
するフローチャートである。まず軌道制御計画周期毎に
地上局２において南北軌道制御計画が実施される。この
結果を地上局２から衛星本体４のコマンド受信装置６に
送信し、このコマンド受信装置６の出力信号が制御タイ
マー装置７に送られてここで噴射時刻と噴射量のセット
として記憶される。そして衛星本体４が地上局２で計画
された低推力スラスタ５噴射位置に来たときに、制御タ
イマー装置７から信号が低推力スラスタ装置５に送ら
れ、この信号に基づいて低推力スラスタ装置５が噴射を
行い、南北軌道制御を行う。そしてこのときに実際に噴
射した推力と噴射時間をテレメトリデータ送信装置８に
よって地上局２を送ることによって、地上で軌道制御評
価が行われる。
照しながら説明する。図１は南北軌道制御装置の構成を
説明する図、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）は図１の装置を使
った禁止帯がある場合の南北軌道制御方法（その１）の
説明図、図３はこの南北軌道制御方法（その１）を説明
するフローチャートである。まず軌道制御計画周期毎に
地上局２において南北軌道制御計画が実施される。この
結果を地上局２から衛星本体４のコマンド受信装置６に
送信し、このコマンド受信装置６の出力信号が制御タイ
マー装置７に送られてここで噴射時刻と噴射量のセット
として記憶される。そして衛星本体４が地上局２で計画
された低推力スラスタ５噴射位置に来たときに、制御タ
イマー装置７から信号が低推力スラスタ装置５に送ら
れ、この信号に基づいて低推力スラスタ装置５が噴射を
行い、南北軌道制御を行う。そしてこのときに実際に噴
射した推力と噴射時間をテレメトリデータ送信装置８に
よって地上局２を送ることによって、地上で軌道制御評
価が行われる。
【００１２】このとき禁止帯がある場合の南北軌道制御
は、軌道傾斜角をある程度もたせノードは慣性空間に対
して一定に保持し、禁止帯１２とノード１１の関係によ
って、図２（ａ）のように禁止帯１２がノード１１にか
かっていない場合はノード１１を中心に噴射１０を行
い、図２（ｂ）のように禁止帯１２がノード１１にかか
っている時は禁止帯１２の外でかつノード１１に最も近
い位置かつこの影響によるノードの回転を考慮して適当
な位置まで禁止帯外の１個所で噴射１０を行い、そして
図２（ｃ）のようにノードローテーションが大きくなっ
てきたときには禁止帯１２外の手前と後ろの２個所で噴
射１０を行うというように制御することによって、ノー
ド１１以外で噴射することによる制御効率の低下をでき
るだけ小さくするように行われる。
は、軌道傾斜角をある程度もたせノードは慣性空間に対
して一定に保持し、禁止帯１２とノード１１の関係によ
って、図２（ａ）のように禁止帯１２がノード１１にか
かっていない場合はノード１１を中心に噴射１０を行
い、図２（ｂ）のように禁止帯１２がノード１１にかか
っている時は禁止帯１２の外でかつノード１１に最も近
い位置かつこの影響によるノードの回転を考慮して適当
な位置まで禁止帯外の１個所で噴射１０を行い、そして
図２（ｃ）のようにノードローテーションが大きくなっ
てきたときには禁止帯１２外の手前と後ろの２個所で噴
射１０を行うというように制御することによって、ノー
ド１１以外で噴射することによる制御効率の低下をでき
るだけ小さくするように行われる。
【００１３】実施例２．なお、上記実施例１は図１の南
北軌道制御装置によって軌道傾斜角をある程度もたせノ
ードを慣性空間に対して一定に保持して禁止帯を避けて
噴射を行う方法であるが、もう１つの制御方法として、
軌道傾斜角をほぼ０ｄｅｇに保持し、噴射位置はノード
に関係なく軌道予測と前回までの噴射位置等を考慮し
て、最も効率が良いと思われる位置で低推力スラスタ噴
射を行う方法によっても、ノード１１以外で噴射するこ
とによる制御効率の低下をできるだけ小さくすることが
できる。
北軌道制御装置によって軌道傾斜角をある程度もたせノ
ードを慣性空間に対して一定に保持して禁止帯を避けて
噴射を行う方法であるが、もう１つの制御方法として、
軌道傾斜角をほぼ０ｄｅｇに保持し、噴射位置はノード
に関係なく軌道予測と前回までの噴射位置等を考慮し
て、最も効率が良いと思われる位置で低推力スラスタ噴
射を行う方法によっても、ノード１１以外で噴射するこ
とによる制御効率の低下をできるだけ小さくすることが
できる。
【００１４】
【発明の効果】以上のようなこの発明によれば、軌道制
御時刻と噴射量のセットを衛星内に記憶しておく手段を
設け、そこからの信号によって適切な噴射位置において
地上からの指示によらず自動的に噴射が行えるように構
成したので、低推力スラスタによる南北軌道制御のよう
に制御回数が多く、また禁止帯がある場合のような複雑
な運用方法でも、簡単に実施することができる。また、
禁止帯がある場合は、軌道傾斜角をある程度もたせノー
ドを慣性空間に対して一定に保持し、禁止帯とノードの
関係において噴射位置を変える方法、又は、軌道傾斜角
を０ｄｅｇを保持しノードに関係なく軌道予測と前回ま
での噴射位置等から最も効率が良いと予測される位置で
噴射する方法をとることによって、禁止帯がある場合の
南北軌道制御の制御効率をできるだけ小さくすることが
できる。
御時刻と噴射量のセットを衛星内に記憶しておく手段を
設け、そこからの信号によって適切な噴射位置において
地上からの指示によらず自動的に噴射が行えるように構
成したので、低推力スラスタによる南北軌道制御のよう
に制御回数が多く、また禁止帯がある場合のような複雑
な運用方法でも、簡単に実施することができる。また、
禁止帯がある場合は、軌道傾斜角をある程度もたせノー
ドを慣性空間に対して一定に保持し、禁止帯とノードの
関係において噴射位置を変える方法、又は、軌道傾斜角
を０ｄｅｇを保持しノードに関係なく軌道予測と前回ま
での噴射位置等から最も効率が良いと予測される位置で
噴射する方法をとることによって、禁止帯がある場合の
南北軌道制御の制御効率をできるだけ小さくすることが
できる。
【図１】この発明による低推力スラスタによる南北軌道
制御装置の構成を示す図である。
制御装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施例１による低推力スラスタによ
る南北軌道制御方法（その１）を示す図であり、（ａ）
は禁止帯がノードにかかっていない場合の噴射位置を示
し、（ｂ）は禁止帯がノードにかかっている場合の噴射
位置を示し、（ｃ）はノードローテーションを考慮して
禁止帯の両側で噴射する場合を示す。
る南北軌道制御方法（その１）を示す図であり、（ａ）
は禁止帯がノードにかかっていない場合の噴射位置を示
し、（ｂ）は禁止帯がノードにかかっている場合の噴射
位置を示し、（ｃ）はノードローテーションを考慮して
禁止帯の両側で噴射する場合を示す。
【図３】この発明の実施例２による禁止帯がある場合の
低推力スラスタによる南北軌道制御方法（その１）を説
明するフローチャートである。
低推力スラスタによる南北軌道制御方法（その１）を説
明するフローチャートである。
【図４】この発明の実施例２による禁止帯がある場合の
低推力スラスタによる南北軌道制御方法（その２）を説
明するフローチャートである。
低推力スラスタによる南北軌道制御方法（その２）を説
明するフローチャートである。
【図５】従来の低推力スラスタによる南北軌道制御装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
１ 地球 ２ 地上局 ３ 静止軌道 ４ａ 衛星本体 ４ｂ 太陽電池パドル ５ 低推力スラスタ装置 ６ コマンド受信装置 ７ 制御タイマー装置 ８ テレメトリデータ送信装置 ９ 春分点方向 １０ 低推力スラスタ噴射位置 １１ ノード １２ 禁止帯 １３ 北極
Claims (2)
- 【請求項１】 地上から送信された軌道制御計画結果を
受信するための受信装置と、この軌道制御計画によるス
ラスタ噴射時刻と噴射量のセットを記憶しておくための
制御タイマー装置と、このタイマーからの信号を入力と
して推力を発生する低推量スラスタ装置と、この低推力
スラスタ装置が実際に噴射した推力とその時間を地上に
送信するテレメトリデータ送信装置を備えた静止衛星シ
ステムにおいて、軌道上でスラスタを噴射できない位置
すなわち禁止帯がある場合において、軌道上の２つのノ
ードで制御できないことによる制御効率の低下をできる
だけ小さくするために、軌道傾斜角をある程度もたせノ
ードは慣性空間に対してほぼ一定に保持し、禁止帯とノ
ードの位置関係から、禁止帯がノードにかかっていない
場合はノード中心にスラスタを噴射し、禁止帯がノード
に重なった場合は禁止帯の外でノードに最も近い位置で
かつこの影響によるノードの回転を考慮して適当な位置
まで禁止帯外の１個所で噴射を行い、さらにノードの回
転を考慮して適当な位置から禁止帯の手前と後ろの２個
所での噴射に移るという低推力スラスタによる南北軌道
制御方法。 - 【請求項２】 地上から送信された軌道制御計画結果を
受信するための受信装置と、この軌道制御計画によるス
ラスタ噴射時刻と噴射量のセットを記憶しておくための
制御タイマー装置と、このタイマーからの信号を入力と
して推力を発生する低推量スラスタ装置と、この低推力
スラスタ装置が実際に噴射した推力とその時間を地上に
送信するテレメトリデータ送信装置を備えた静止衛星シ
ステムにおいて、軌道上でスラスタを噴射できない位置
すなわち禁止帯がある場合において、軌道上の２つのノ
ードで制御できないことによる制御効率の低下をできる
だけ小さくするために、軌道傾斜角をほぼ０ｄｅｇに保
持し、これによってノードは決定できないがノードに関
係なく禁止帯外で、かつ軌道予測や前回までの噴射位置
等を考慮して効率の良いと予測される位置で噴射を行う
という低推力スラスタによる南北軌道制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32293891A JPH05155398A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 低推力スラスタによる南北軌道制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32293891A JPH05155398A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 低推力スラスタによる南北軌道制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05155398A true JPH05155398A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18149311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32293891A Pending JPH05155398A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 低推力スラスタによる南北軌道制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05155398A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6053455A (en) * | 1997-01-27 | 2000-04-25 | Space Systems/Loral, Inc. | Spacecraft attitude control system using low thrust thrusters |
| US11655056B2 (en) | 2018-09-21 | 2023-05-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Orientation control device, satellite, orientation control method, and program |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP32293891A patent/JPH05155398A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6053455A (en) * | 1997-01-27 | 2000-04-25 | Space Systems/Loral, Inc. | Spacecraft attitude control system using low thrust thrusters |
| US11655056B2 (en) | 2018-09-21 | 2023-05-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Orientation control device, satellite, orientation control method, and program |
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