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本システムは, 5 等星までの明るい恒星のパターンから人工衛星の姿勢を決める小型・軽

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USERS: Unmanned Space Experiment Recovery System 次世代型無人宇宙実験システム. この開発は、財団法人 無人宇宙実験システム研究開発機構と新エネルギー・産業技術総合開発機構の委託を受けて実施したものです。 . 先進的 スターセンサーシステム. 本システムは, 5 等星までの明るい恒星のパターンから人工衛星の姿勢を決める小型・軽量で低コストな人工衛星姿勢制御装置です. 2002 年 9 月人工衛星 USERS に搭載して軌道投入されました. 03 年 5 月から本格的な試験を実施します.. 開発の背景と概要.

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Presentation Transcript
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USERS: Unmanned Space Experiment Recovery System

次世代型無人宇宙実験システム

この開発は、財団法人 無人宇宙実験システム研究開発機構と新エネルギー・産業技術総合開発機構の委託を受けて実施したものです。

先進的スターセンサーシステム

本システムは,5等星までの明るい恒星のパターンから人工衛星の姿勢を決める小型・軽量で低コストな人工衛星姿勢制御装置です.

2002年9月人工衛星USERSに搭載して軌道投入されました.03年5月から本格的な試験を実施します.

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開発の背景と概要

  • 個々の衛星に共通するバスコントローラの小型・低コスト化が求められています.
  • バスコントローラの中枢である姿勢軌道制御系の小型・軽量化と低コスト化を目指し,複数の姿勢センサーをスターセンサーひとつに統合した先進的スターセンサシステムを開発しました.
slide3

主な特徴と成果

(1) 連続する複数の恒星の画像から人工衛星の姿勢を決定

恒星検出感度を1/10に緩和

(2) 小型・軽量化を実現

質量を従来の1/2~1/3に削減

(3) 民生部品を活用し、低コスト化と高信頼性を実現

コストを従来の1/3程度に削減

slide4

特徴(1) 明るい恒星の画像から人工衛星の姿勢を特徴(1) 明るい恒星の画像から人工衛星の姿勢を

決定する新方式のアルゴリズム

単一の画像だけで観測した恒星を同定するためには、光学系に高い分解能を必要とします.

本システムでは、連続して入力する複数の画面をつなぎあわせて広い視野を作り出すことにより、高分解能の光学系を用いなくても確実に恒星が同定できる新しいアルゴリズムを開発しました .

slide5

視野の中の

明るい星を

slide6

視野の中の

明るい星を

つないでいくと

slide7

??

??

??

??

次に星がどこに

見えるか,

いくつか

可能性が

でてくる.

視野の中の

明るい星を

つないでいくと

slide8

?

?

どんどん

つなげていくと

可能性が

slide9

どんどん

つなげていくと

可能性が

一つに

しぼられる

slide10

北斗七星だ.

姿勢が

わかった!

slide11

通信系

ホイール

地球センサー

地球センサー

磁気トルカ

粗太陽センサー

粗太陽センサー

推進系

精太陽センサー

精太陽センサー

高精度ジャイロ

高精度ジャイロ

特徴(2) 姿勢制御系の全センサーの統合と

制御回路の統合     

センサーヘッド

処理回路

バスコントローラー

 姿勢制御

 データハンドリング

 システム管理

 インタフェース

 その他

データレコーダー

従来の衛星の構成

slide12

通信系

ホイール

磁気トルカ

推進系

特徴(2) 姿勢制御系の全センサーの統合と

制御回路の統合     

センサーヘッド

処理回路

バスコントローラー

 姿勢制御

 データハンドリング

 システム管理

 インタフェース

 その他

データレコーダー

slide13

通信系

ホイール

磁気トルカ

推進系

特徴(2) 姿勢制御系の全センサーの統合と

制御回路の統合     

センサーヘッド

バスコントローラー

 姿勢制御

 データハンドリング

 システム管理

 インタフェース

 その他

処理回路

データレコーダー

slide14

通信系

ホイール

磁気トルカ

推進系

特徴(2) 姿勢制御系の全センサーの統合と

制御回路の統合     

センサーヘッド

バスコントローラー

 姿勢制御

 データハンドリング

 システム管理

 インタフェース

 その他

処理回路

データレコーダー

slide15

通信系

ホイール

磁気トルカ

推進系

特徴(2) 姿勢制御系の全センサーの統合と

制御回路の統合     

センサーヘッド

バスコントローラー

 姿勢制御

 データハンドリング

 システム管理

 インタフェース

 その他

処理回路

データレコーダー

slide16

通信系

ホイール

磁気トルカ

推進系

特徴(2) 姿勢制御系の全センサーの統合と

制御回路の統合     

バスコントローラー

 スターセンサー処理

 姿勢制御

 データハンドリング

 システム管理

 インタフェース

 その他

センサーヘッド

今回の開発範囲

データレコーダー

今回の構成

slide17

スター

センサ

スター

センサ

スター

センサ

恒星

検出

恒星

検出

恒星

検出

姿勢

決定

姿勢

決定

姿勢

決定

I/F

ミッション機器

アクチュエータ

通信機他

特徴(3)民生部品を活用し、高信頼性を維持できる

               アーキテクチャーを開発

スターセンサを

CPUに直結

同一の演算結果が得られるようにデータを再構築し3重多数決方式で信頼性を確保

恒星検出情報を3 CPUで共有