横方向及び長手方向の計測学システム
【課題】横方向及び長手方向の計測学システムを提供する。
【解決手段】本発明は少なくとも一つの基準衛星（ＳＲ）及び一つの第二の衛星（ＳＳ）を備えた人工衛星編隊飛行用の衛星計測学システムに関する。
基準衛星において、光源（ＳＯ）は第二の衛星（ＳＳ）を照らすことを目的としている光線を放射し、光検出器（ＣＣＤ）の集合は第二の衛星によって反射された光を検出する。測定回路（ＣＩ）は第二の衛星（ＳＳ）からの光を受ける一つ又は複数の検出器を検知するために用いられる。
第二の衛星（ＳＳ）において、少なくとも一つの反射器（ＲＲ１）が基準衛星からの照射光を受け、それを基準衛星の検出器（ＣＣＤ）の集合に向かって反射する。
適用範囲：人工衛星の編隊飛行
【解決手段】本発明は少なくとも一つの基準衛星（ＳＲ）及び一つの第二の衛星（ＳＳ）を備えた人工衛星編隊飛行用の衛星計測学システムに関する。
基準衛星において、光源（ＳＯ）は第二の衛星（ＳＳ）を照らすことを目的としている光線を放射し、光検出器（ＣＣＤ）の集合は第二の衛星によって反射された光を検出する。測定回路（ＣＩ）は第二の衛星（ＳＳ）からの光を受ける一つ又は複数の検出器を検知するために用いられる。
第二の衛星（ＳＳ）において、少なくとも一つの反射器（ＲＲ１）が基準衛星からの照射光を受け、それを基準衛星の検出器（ＣＣＤ）の集合に向かって反射する。
適用範囲：人工衛星の編隊飛行
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は人工衛星の位置決めのために使用可能な衛星用の計測学システム、及び特に人工衛星が互いに関して位置することを可能にする計測学システムに関する。そのようなシステムは特に、技術的に「自由飛行」（“Ｆｒｅｅ Ｆｌｙｉｎｇ”）と現在呼ばれる衛星編隊飛行システムに適用可能である。
【０００２】
本発明はまた基準衛星に対して第二の衛星の運動と方向を制御するために使用可能な制御システムに関する。
【０００３】
それはまた衛星間の距離を等しくするためのシステムに適用できる。
【背景技術】
【０００４】
幾つかのシステムは互いに関し理路整然と移動する、幾つかの衛星を用いる。これは例えば、その中で光線が幾つかの衛星の助けにより集中する新世代の高エネルギー望遠鏡システムの場合である。これらの衛星はそのとき、制御され得る互いに関しての相対位置を維持しなければならない。
【０００５】
二つの衛星からなる編隊飛行において、一つは「マスター」衛星又は基準衛星として、他方は「スレーブ」又は第二の衛星として見なすことができる。基準衛星はそのとき自分の運動に従って第二の衛星の運動を観察する。
【０００６】
基準衛星は軌道追跡システムを含み、それに対して編隊の他の衛星が自身を位置合わせする衛星を構成する。
【０００７】
一つ又は複数の第二の衛星は軌道追跡手段を含み、従って推進及び／又は方向決めの手段を有する。
【０００８】
更に、開口合成干渉法を実施するために、幾つかの衛星の編隊飛行は基準衛星に対するそれらの位置の正確な認識を必要とする。横方向及び長手方向の位置決めの識別力は、それぞれ１００ｍあたり±１０μｍ及び１００ｍあたり±１００μｍである。
【０００９】
開口合成干渉法は各第二の衛星と基準衛星との間の距離の正確な均等化を要する。前記均等化は観察された起点の（フィルタリング有り、又は無しの）スペクトル幅により課されるコヒーレンス長に依存する。一般に、必要とされる均等化はナノスケールである。
【００１０】
合成波長（二つの隣接する波長間のうなり）及びレーザー遠隔測定の使用のような現在知られている解決策は、非常に複雑な機上システムの対象であり、遠隔測定に期待される精度を提供しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は従ってそのような問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は従って少なくとも一つの基準衛星及び一つの第二の衛星を含む衛星の編隊飛行用の衛星計測学システムに関する。基準衛星は、
―第二の衛星を少なくとも部分的に照らす光線を放射する光源と、
―第二の衛星から生じる光を検出できる主要な光検出器の集合と、
―第二の衛星からの光を受ける一つ又は複数の検出器を検知するための測定回路と
を含む。
【００１３】
更に、第二の衛星は基準衛星からの受光を受け取り、基準衛星の光検出器の集合に向かってそれを反射する、少なくとも一つの第一反射器を含む。
【００１４】
光源は発散光線を放射することが有利である。
【００１５】
そのとき出力集束レンズが備えられるであろう。そして光源はレンズの焦点距離の二倍に等しい距離に位置している。
【００１６】
本発明による好適な実施形態によれば、前記反射器は逆反射器である。
【００１７】
更に、本発明は主要な検出器の集合を検出器マトリックスとして備える。この検出器の集合は、第二の衛星が基準衛星に対して適切に位置しているときに、該検出器の集合の照射ポイントに対応する第一の公称検出器を含む。測定回路は第二の衛星により反射された光により照らされる検出器から前記公称検出器を隔てている距離を検出し、従って第二の衛星の公称位置に対する横方向の偏りを決定する。
【００１８】
別の形の実施形態によれば、第二の衛星はその各々が光源から発生した光を基準衛星の主要な検出器の集合に向けて反射することを目的としている、少なくとも三つの反射器を含む。
【００１９】
望ましくは、第二の衛星はその各々が光源から発生した光を基準衛星の主要な検出器の集合に向けて反射することを目的としている、第二、第三、第四、及び第五の反射器を備えるであろう。
【００２０】
前記反射器は同じ平面に沿って位置することが有利である。第二〜第五の反射器はそのとき第一の反射器のまわりに分布することが望ましい。
【００２１】
該光源はレーザー源であることが望ましい。
【００２２】
このように五つの反射器を含む計測学システムにおいて、主要な検出器の集合は、第二の衛星が基準衛星に対して角度的に適切に方向付けられているときに、それらの各位置が第二〜第五の反射器の一つによって反射された光線による照射ポイントに対応する、第二、第三、第四、及び第五の公称検出器を備える。そのとき測定回路は第二の衛星の対応する反射器により反射される光によって照らされる検出器から各公称検出器を隔てている距離を検出する。前記測定回路は従って第二の衛星の公称位置からの角度偏差を決定する。
【００２３】
実施形態の一つの形によれば、基準衛星は第二の衛星により反射された光を主要な検出器の集合に向けて偏向させるために、更に光源と出力レンズの間に置かれた第一の半反射装置を有する。
【００２４】
一つの変形の実施形態によれば、基準衛星は光源と第一の半反射装置の間に配置された第二の半反射装置を備える。補助検出器の集合は従って第二の衛星により反射された光によって照らされることができる。測定回路は公称検出器と第二の衛星によって反射された光により照らされる検出器とを隔てている距離の検出を、主要な検出器の集合から補助検出器の集合へと切り替えることができる。
【００２５】
有利なことに、本発明は反射器を安定した熱弾性構造の上へ取付けることを提供する。
【００２６】
更に本発明は、測定回路から様々な距離の測定値を受け取り、そして基準衛星に対する第二の衛星のドリフト速度を計算する、ドリフト速度計算回路と共に時計を含むことができる基準衛星を提供する。
【００２７】
同様に、基準衛星は該速度計算回路からのドリフト速度、又は該測定回路からの様々な距離測定値を受け取り、そしてそれに第二の衛星が従うドリフト加速度を計算する、加速度計算回路を含んでもよい。
【００２８】
実施形態の一つの有利な形によれば、第二〜第五の反射器が第一の反射器のまわりに対称に配置される。第二の衛星の角度方向を決定するために、第六の反射器が例えば第二〜第五の反射器の一つと組み合わされて備えられる。
【００２９】
代わりに、変形の実施形態によれば、第一の反射器に対して対称に配置されていない第二〜第五の反射器が提供され得る。
【００３０】
本発明はまた、このように開示される計測学システムを適用した衛星の編隊飛行位置制御システムに関する。基準衛星はそのとき、
―第二の衛星の反射器によって反射された光により照らされる検出器の集合の領域から公称検出器を隔てている距離の計算と、
―第二の衛星の方向及び運動のための、一つ以上の制御指令の計算と、
―前記制御指令による第二の衛星の運動及び方向のための、アクチュエータ制御用の制御回路を含む、第二の衛星への前記制御指令の伝送
のための制御ユニットを備える。
【００３１】
本発明はまた先に開示された計測学システムを適用している衛星間の距離を均等化するためのシステムに関する。前記均等化システムにおいて基準衛星は、
―干渉リングと、
―それが受ける光を干渉リングに向かって逆反射する二つの第二衛星に、光線が伝送されることを可能にする、該干渉リングの注入ポイントにおいて光線を注入するための光源と、
―第二の衛星によって反射された光線のそれぞれの位相を測定する干渉リングの出力に連結された検出器と、
―干渉リングの注入ポイントの各々の側に位置する該干渉リングの二つのアームに挿入された、二つの光学距離の均等化装置と
を備える。
【００３２】
そのようなシステムの望ましい形の実施形態によれば、該均等化装置は各々、干渉リングのアームの行程内へと挿入する第一の反射装置と、第一の反射装置に対して可動で該第一の反射装置に向かって光が逆反射されることを可能にする第二の反射装置とを備える。
【００３３】
本発明の様々な目的と特徴は以下に続く説明及び添付図においてより明確に現れるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１を参照して、衛星の編隊飛行システムに適用可能な計測学システムの基本的な実施形態の一例が説明されるであろう。
【００３５】
例として、本発明は二つだけの衛星の場合を考慮して説明されるが、しかし本発明はより多くの衛星を含む編隊飛行システムに適用可能である。
【００３６】
図１において、基準衛星（マスター衛星）ＳＲは第二の衛星（スレーブ衛星）ＳＳの面を照射できる光源ＳＯを備える。
【００３７】
光源ＳＯから生じる照射光線は、該光源から実質的に距離２ｆ’の距離に位置する焦点距離ｆ’のレンズＬＥを経由して伝送される。レンズの焦点距離ｆ’は照射光線の開口が、光線の断面ＥＱが基準衛星へと向いている第二の衛星ＳＳの面の照射を可能にするような方法で計算される。例として、照射光線の開口角は１５°である。
【００３８】
本発明によれば、第二の衛星の前記面が少なくとも一つの反射装置ＲＲ１を有する備えがなされている。反射器ＲＲ１によって受けられた照射光線からの光の全て又は一部は、基準衛星に向かって反射される。
【００３９】
半反射装置ＲＳがレンズＬＥと光源ＳＯの間に備えられ、第二の衛星により反射された光が、検出マトリックスＣＣＤのような検出器の集合に向けられることを可能にする。
【００４０】
反射器ＲＲ１は第二の衛星上に明確なスペースを占め、このスペースは基準衛星に知られている。例えば、反射器は照射光線によって照らされる衛星ＳＳの面の中央にある（図１参照）。
【００４１】
反射器ＲＲ１により反射された光線は検出マトリックスＣＣＤ表面の、範囲を定められた領域ＰＭを照らす。これらの条件の下で、もしその正規の位置において衛星ＳＳが軸ＸＸ’に沿って位置決めされる必要があり、そしてこの位置で反射光線が検出器ＰＮを照らす必要があった場合、基準衛星は照射される領域ＰＭから検出器ＰＮを隔てている距離を決定することにより、軸Ｘに関する衛星の位置を測定することができる。
【００４２】
そのとき、完全な横方向の位置調整を見出すために第二の衛星に適用されるべき補正の運動は、次の式を適用することにより決定されるであろう。：
【数１】
ここで、
Ｔｘ：Ｘ軸に沿った補正措置、
Ｔｙ：Ｙ軸に沿った補正措置、
Ｘｃｅｎｔｒｏｉｄ：照射される領域ＰＭのＸ座標（測定値）、
Ｙｃｅｎｔｒｏｉｄ：照射される領域ＰＭのＹ座標（測定値）、
φ：擬似線形関数（較正）
である。
【００４３】
有利なことに、本発明は反射器ＲＲ１が、検出マトリックスＣＣＤに向かって最大の光を反射するように、逆反射器であることを規定する。
【００４４】
更に、光源は望ましくはレーザー源であろう。
【００４５】
図１におけるシステムは従ってＸＸ’軸に関する第二の衛星ＳＳの位置を測定するために使用され得る。
【００４６】
図２ａ〜２ｃを参照して、本システムはここで衛星の傾きがＸＸ’軸及びこの軸まわりの角度方向に関して測定されることを可能にするという如く説明されるであろう。
【００４７】
このために、基準衛星から来る照射光線によって照らされる第二の衛星の面は、望ましくは反射器ＲＲ１のまわりに配置される四つの追加の反射器ＲＲ２、ＲＲ３、ＲＲ４、ＲＲ５を含む。これらの反射器は例えば十字を形成し、望ましくは同じｚｙ平面に沿って置かれる。
【００４８】
図２ａにおいて、衛星ＳＳはＸＸ’軸に対して偏位し、反射器ＲＲ１〜ＲＲ５の平面はＸＸ’軸に対して傾いている。更に、第二の衛星全体は反射器の平面図（図２ａの右下）において見られるようにＸＸ’軸まわりに角度的に偏位している。
【００４９】
反射器（又は逆反射器）ＲＲ１、ＲＲ２、ＲＲ３、ＲＲ４、ＲＲ５により反射（又は逆反射）される光は、検出マトリックスＣＣＤへ再度伝送され、照射される領域ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、及びｐ５がそれぞれ生じる。
【００５０】
ＸＸ’軸に対する第二の衛星の横方向の偏位は、前記のように公称位置ｐｎ１に対する領域ｐ１の距離を測定することによって測られる。
【００５１】
次に完全な姿勢を見出すために第二の衛星に適用される三つの補正回転は、次のマトリックス式を適用することにより決定されるであろう。：
【数２】
ここで、
α：Ｘ軸に沿った補正回転、
β：Ｙ軸に沿った補正回転、
γ：Ｚ軸に沿った補正回転、
Ｘｃｅｎｔｒｏｉｄｓ：ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５のＸ座標（測定値）、
Ｙｃｅｎｔｒｏｉｄｓ：ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５のＹ座標（測定値）、
φ１、φ２、φ３：擬似線形関数（較正）
である。
【００５２】
ｐ１はそのとき前述のように検出器ｐｎ１に合致することに留意されたい。
【００５３】
この測定によって第二の衛星ＳＳがＸＸ’軸に位置合わせされると仮定すると、図２ｂに示す状況が得られるであろう。
【００５４】
そのとき、照射される領域ｐ２〜ｐ５のそれぞれの位置を識別すること、及び第二の衛星が適切に方向付けられている場合に、それらが持つべき公称位置に対するそれらの距離を測定することが可能である。これらの公称位置ｎｐ１〜ｎｐ５を図２ｂに示す。図２ｃは第二の衛星の位置が補正されたときのシステムを示す。
【００５５】
図２ａ〜２ｃのシステムにおいて、五つの反射器が備えられているが、本発明の範囲から逸脱することなく、そのようなシステムは適切に位置する三つだけの反射器で作動し得る。
【００５６】
図３は反射器のうちの一つ（図３においては反射器ＲＲ３）と組み合わされた追加の反射器ＲＲ６が備えられている、変形の実施形態を示す。この反射器は領域ｐ３と組み合わされて第二の衛星の容易な角度の方向付けを可能にする、照射される領域ｐ６を与える。
【００５７】
図４は半反射装置ＲＳＡを経由して第二の衛星の反射器によって反射された一部の光を受ける、補助検出マトリックスＣＣＤＡが備えられている変形の実施形態を示す。
【００５８】
検出マトリックスＣＣＤはこれらが比較的大きいとき、横方向及び角度の偏位を測定するために使用可能である。その後に、第二の衛星の位置と方向が部分的に補正されたとき、該システムはより小型でマトリックスのより速いスキャンと、従ってより速い作動を可能にする、補助検出マトリックスＣＣＤＡを用いて作動することができる。
【００５９】
図５は図１〜４のシステムを用いて行なわれる測定結果の助けで、基準衛星が第二の衛星を制御出来るようにする制御システムを示す。
【００６０】
基準衛星ＳＲは測定回路ＣＩ（又は検出マトリックス走査回路）からの検出マトリックス情報を受ける、制御ユニットＵＣを有する。該制御ユニットＵＣは従って照射される領域（ｐ１〜ｐ５）の位置を識別し、それらのそれぞれの公称位置に対する偏位を計算することができる。該制御ユニットは、伝送回路ＴＲＯＮを経由して第二の衛星の受信回路ＲＯＮに伝送される補正指令ＴＣを計算する。
【００６１】
第二の衛星において受信回路ＲＯＮは、該第二の衛星の位置及び／又は方向を変えるためのアクチュエータを制御する、一つ以上の制御回路ＣＭＤに受けた指令を伝送する。
【００６２】
本発明の測定システムは、従って第二の衛星に設置される逆反射器のネットワークにより供給され、基準衛星から生じる発散レーザー光線により照射される、様々な画像スポット（中心軌跡）間の距離の測定に基づく。
【００６３】
中央の逆反射器（ネットワークの幾何学的中心）から生じる中心軌跡の位置は、横方向の認識を提供する。
【００６４】
更に、周辺の中心軌跡間距離の測定値（ｐ２〜ｐ５）が、次の式を適用して第二の衛星から基準衛星への距離を計算するために使用できる。
【数３】
ここで、
―ｄＢは基準衛星（レンズＬＥの平面）と第二の衛星の間の距離、
―ｆ’はレンズＬＥの焦点距離、
―２ａは二つの反射器（例えば図２ｃにおけるＲＲ３とＲＲ５）を隔てている距離、
―Δはこれらの反射器に対応する二つの公称位置（例えばｐｎ３とｐｎ５）を隔てている測定距離
である。
【００６５】
前述の開示において、第二の衛星の横方向の中心合わせのステップは、照射される領域ＰＭを検出器ＰＮの所に持ってくるように行なわれた（図１参照）。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、基本距離ｄＢは横方向の中心合わせ（ＰＮ内のＰＭ）の第一ステップを経ることなく推定され得る。そのとき偏位は、より一般化された式によって解析的に容易に補正されることが可能である。
【００６６】
更に、衛星内に搭載される本発明のシステムは、別の光源を位置合わせするための二つの追加の半反射薄板、及び別の検出器の集合も挿入することにより、冗長性の設備を提供する。従って、それ自体のこれら二つの能動部品のうち一つが故障した場合でも、計測機能は完全に保持されたままである。
【００６７】
更に、基準衛星に備えられた時計Ｈは、時間的に間隔をあけて幾つかの測定を行なうことにより、制御ユニットＵＣが基準衛星に対する第二の衛星の運動速度を（またはその加速度さえも）計算することを可能にする。
【００６８】
幾つかのシステムにおいて、様々な衛星の間の光学距離を非常に良い精度で均等化することが必要である。これは例えば距離均等化の精度が１ナノメートルのオーダーでなければならない干渉測定システムにおいて必須である。
【００６９】
本発明によれば、基準衛星と第二の衛星間の距離を均等化するために、白色光において使用されるマイケルソン干渉計の、光学距離のペアを均等化する備えがなされる。
【００７０】
図６は基準衛星ＳＲが二つの半反射鏡ＳＭ１とＳＭ２及び二つの鏡Ｍ１とＭ２で作られたマイケルソン干渉計を備える、そのようなシステムを示す。
【００７１】
このシステムは二つの第二衛星ＳＳ１及びＳＳ２と基準衛星ＳＲの間の光学距離が均等化されることを可能にする。第二の衛星ＳＳ１に関する光路は細線の矢印で、そして第二の衛星ＳＳ２に関する光路は黒三角の矢印で示されている。
【００７２】
半反射鏡ＳＭ１は光源Ｓから供給された白色光線が干渉リング内へと注入されることを可能にする。
【００７３】
光学距離の均等化装置はこの半反射鏡ＳＭ１の各々の側に位置する二つの干渉計アーム内に備えられる。
【００７４】
実施形態の一例として、前記均等化装置は各々、干渉計のアーム内のセットに入っている第一の反射装置ＰＲ１、ＰＲ２（例えばコーナーキューブ）を含む。該反射装置ＰＲ１及びＰＲ２は、第二の反射装置ＰＲ’１及びＰＲ’２に向けて光を反射し、それは光を再度干渉計に入れる該反射装置ＰＲ１、ＰＲ２に向かって光を反射する。一方で装置ＰＲ１とＰＲ’１の間の距離、他方で装置ＰＲ２とＰＲ’２の間の距離は、装置ＰＲ’１とＰＲ’２の動きにより別々に調整可能である。このために、反射装置ＰＲ’１及びＰＲ’２は、装置ＰＲ１及びＰＲ２に対して該装置ＰＲ’１及びＰＲ’２を動かすための圧電素子に取り付けられる。
【００７５】
検出器ＤＥＣは二つの第二衛星ＳＳ１及びＳＳ２に伝送される光の位相整合を検出するために用いられる。圧電素子ＰＺ１及びＰＺ２の作動はこの位相整合を制御し、従って基準衛星と第二の衛星の間の光学距離を制御するために用いられる。
【００７６】
従って、距離の差は白色干渉縞（輝く縞）の中心合わせを可能にする、従来の遅延線（圧電制御された可動コーナーキューブ）により正確に決定されることが見られ、それゆえこの正確な均等化を達成するために、長手方向の補正運動が第二の衛星に課される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】衛星の編隊飛行のための衛星計測学システムの基本的実施形態の一例である。
【図２ａ】そのような計測学システムのより完全な一例である。
【図２ｂ】そのような計測学システムのより完全な一例である。
【図２ｃ】そのような計測学システムのより完全な一例である。
【図３】図２ａ〜２ｃにおけるシステムの変形実施形態である。
【図４】本発明によるシステムの別の変形実施形態である。
【図５】本発明による計測学システムを適用した制御システムである。
【図６】衛星間の光学距離を均等化するためのシステムの実施形態の一例である。
【符号の説明】
【００７８】
ＳＲ 基準衛星、マスター衛星
ＳＯ 光源
ＳＳ 第二の衛星、スレーブ衛星
ＬＥ レンズ
ｆ’ 焦点距離
ＥＱ （光線の）断面
ＲＲ 反射装置、反射器、逆反射器
ＲＳ 半反射装置、第一の半反射装置
ＲＳＡ 半反射装置、第二の半反射装置
ＣＣＤ 検出マトリックス、光検出器、主要な検出器、検出器
ＰＭ 範囲を定められた領域、照射される領域
ＸＸ’ ＸＸ’軸
Ｘ Ｘ軸
ｚｙ ｚｙ平面
ＰＮ 検出器
ｐｎ 公称位置、検出器、公称検出器
ｐ 照射される領域、周辺の中心軌跡間距離の測定値
ＣＣＤＡ 補助検出マトリックス、補助検出器
ＵＣ 制御ユニット、ドリフト速度計算回路
ＣＩ 測定回路、検出マトリックス走査回路
ＴＣ 補正指令、制御指令
ＴＲＯＮ 伝送回路
ＲＯＮ 受信回路
ＣＭＤ 制御回路
Ｈ 時計
ＳＭ 半反射鏡、干渉リング、注入ポイント
Ｍ 鏡、干渉リング
Ｓ 光源
ＰＲ 第一の反射装置
ＰＲ’ 第二の反射装置
ＤＥＣ 検出器
ＰＺ 圧電素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は人工衛星の位置決めのために使用可能な衛星用の計測学システム、及び特に人工衛星が互いに関して位置することを可能にする計測学システムに関する。そのようなシステムは特に、技術的に「自由飛行」（“Ｆｒｅｅ Ｆｌｙｉｎｇ”）と現在呼ばれる衛星編隊飛行システムに適用可能である。
【０００２】
本発明はまた基準衛星に対して第二の衛星の運動と方向を制御するために使用可能な制御システムに関する。
【０００３】
それはまた衛星間の距離を等しくするためのシステムに適用できる。
【背景技術】
【０００４】
幾つかのシステムは互いに関し理路整然と移動する、幾つかの衛星を用いる。これは例えば、その中で光線が幾つかの衛星の助けにより集中する新世代の高エネルギー望遠鏡システムの場合である。これらの衛星はそのとき、制御され得る互いに関しての相対位置を維持しなければならない。
【０００５】
二つの衛星からなる編隊飛行において、一つは「マスター」衛星又は基準衛星として、他方は「スレーブ」又は第二の衛星として見なすことができる。基準衛星はそのとき自分の運動に従って第二の衛星の運動を観察する。
【０００６】
基準衛星は軌道追跡システムを含み、それに対して編隊の他の衛星が自身を位置合わせする衛星を構成する。
【０００７】
一つ又は複数の第二の衛星は軌道追跡手段を含み、従って推進及び／又は方向決めの手段を有する。
【０００８】
更に、開口合成干渉法を実施するために、幾つかの衛星の編隊飛行は基準衛星に対するそれらの位置の正確な認識を必要とする。横方向及び長手方向の位置決めの識別力は、それぞれ１００ｍあたり±１０μｍ及び１００ｍあたり±１００μｍである。
【０００９】
開口合成干渉法は各第二の衛星と基準衛星との間の距離の正確な均等化を要する。前記均等化は観察された起点の（フィルタリング有り、又は無しの）スペクトル幅により課されるコヒーレンス長に依存する。一般に、必要とされる均等化はナノスケールである。
【００１０】
合成波長（二つの隣接する波長間のうなり）及びレーザー遠隔測定の使用のような現在知られている解決策は、非常に複雑な機上システムの対象であり、遠隔測定に期待される精度を提供しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は従ってそのような問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は従って少なくとも一つの基準衛星及び一つの第二の衛星を含む衛星の編隊飛行用の衛星計測学システムに関する。基準衛星は、
―第二の衛星を少なくとも部分的に照らす光線を放射する光源と、
―第二の衛星から生じる光を検出できる主要な光検出器の集合と、
―第二の衛星からの光を受ける一つ又は複数の検出器を検知するための測定回路と
を含む。
【００１３】
更に、第二の衛星は基準衛星からの受光を受け取り、基準衛星の光検出器の集合に向かってそれを反射する、少なくとも一つの第一反射器を含む。
【００１４】
光源は発散光線を放射することが有利である。
【００１５】
そのとき出力集束レンズが備えられるであろう。そして光源はレンズの焦点距離の二倍に等しい距離に位置している。
【００１６】
本発明による好適な実施形態によれば、前記反射器は逆反射器である。
【００１７】
更に、本発明は主要な検出器の集合を検出器マトリックスとして備える。この検出器の集合は、第二の衛星が基準衛星に対して適切に位置しているときに、該検出器の集合の照射ポイントに対応する第一の公称検出器を含む。測定回路は第二の衛星により反射された光により照らされる検出器から前記公称検出器を隔てている距離を検出し、従って第二の衛星の公称位置に対する横方向の偏りを決定する。
【００１８】
別の形の実施形態によれば、第二の衛星はその各々が光源から発生した光を基準衛星の主要な検出器の集合に向けて反射することを目的としている、少なくとも三つの反射器を含む。
【００１９】
望ましくは、第二の衛星はその各々が光源から発生した光を基準衛星の主要な検出器の集合に向けて反射することを目的としている、第二、第三、第四、及び第五の反射器を備えるであろう。
【００２０】
前記反射器は同じ平面に沿って位置することが有利である。第二〜第五の反射器はそのとき第一の反射器のまわりに分布することが望ましい。
【００２１】
該光源はレーザー源であることが望ましい。
【００２２】
このように五つの反射器を含む計測学システムにおいて、主要な検出器の集合は、第二の衛星が基準衛星に対して角度的に適切に方向付けられているときに、それらの各位置が第二〜第五の反射器の一つによって反射された光線による照射ポイントに対応する、第二、第三、第四、及び第五の公称検出器を備える。そのとき測定回路は第二の衛星の対応する反射器により反射される光によって照らされる検出器から各公称検出器を隔てている距離を検出する。前記測定回路は従って第二の衛星の公称位置からの角度偏差を決定する。
【００２３】
実施形態の一つの形によれば、基準衛星は第二の衛星により反射された光を主要な検出器の集合に向けて偏向させるために、更に光源と出力レンズの間に置かれた第一の半反射装置を有する。
【００２４】
一つの変形の実施形態によれば、基準衛星は光源と第一の半反射装置の間に配置された第二の半反射装置を備える。補助検出器の集合は従って第二の衛星により反射された光によって照らされることができる。測定回路は公称検出器と第二の衛星によって反射された光により照らされる検出器とを隔てている距離の検出を、主要な検出器の集合から補助検出器の集合へと切り替えることができる。
【００２５】
有利なことに、本発明は反射器を安定した熱弾性構造の上へ取付けることを提供する。
【００２６】
更に本発明は、測定回路から様々な距離の測定値を受け取り、そして基準衛星に対する第二の衛星のドリフト速度を計算する、ドリフト速度計算回路と共に時計を含むことができる基準衛星を提供する。
【００２７】
同様に、基準衛星は該速度計算回路からのドリフト速度、又は該測定回路からの様々な距離測定値を受け取り、そしてそれに第二の衛星が従うドリフト加速度を計算する、加速度計算回路を含んでもよい。
【００２８】
実施形態の一つの有利な形によれば、第二〜第五の反射器が第一の反射器のまわりに対称に配置される。第二の衛星の角度方向を決定するために、第六の反射器が例えば第二〜第五の反射器の一つと組み合わされて備えられる。
【００２９】
代わりに、変形の実施形態によれば、第一の反射器に対して対称に配置されていない第二〜第五の反射器が提供され得る。
【００３０】
本発明はまた、このように開示される計測学システムを適用した衛星の編隊飛行位置制御システムに関する。基準衛星はそのとき、
―第二の衛星の反射器によって反射された光により照らされる検出器の集合の領域から公称検出器を隔てている距離の計算と、
―第二の衛星の方向及び運動のための、一つ以上の制御指令の計算と、
―前記制御指令による第二の衛星の運動及び方向のための、アクチュエータ制御用の制御回路を含む、第二の衛星への前記制御指令の伝送
のための制御ユニットを備える。
【００３１】
本発明はまた先に開示された計測学システムを適用している衛星間の距離を均等化するためのシステムに関する。前記均等化システムにおいて基準衛星は、
―干渉リングと、
―それが受ける光を干渉リングに向かって逆反射する二つの第二衛星に、光線が伝送されることを可能にする、該干渉リングの注入ポイントにおいて光線を注入するための光源と、
―第二の衛星によって反射された光線のそれぞれの位相を測定する干渉リングの出力に連結された検出器と、
―干渉リングの注入ポイントの各々の側に位置する該干渉リングの二つのアームに挿入された、二つの光学距離の均等化装置と
を備える。
【００３２】
そのようなシステムの望ましい形の実施形態によれば、該均等化装置は各々、干渉リングのアームの行程内へと挿入する第一の反射装置と、第一の反射装置に対して可動で該第一の反射装置に向かって光が逆反射されることを可能にする第二の反射装置とを備える。
【００３３】
本発明の様々な目的と特徴は以下に続く説明及び添付図においてより明確に現れるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１を参照して、衛星の編隊飛行システムに適用可能な計測学システムの基本的な実施形態の一例が説明されるであろう。
【００３５】
例として、本発明は二つだけの衛星の場合を考慮して説明されるが、しかし本発明はより多くの衛星を含む編隊飛行システムに適用可能である。
【００３６】
図１において、基準衛星（マスター衛星）ＳＲは第二の衛星（スレーブ衛星）ＳＳの面を照射できる光源ＳＯを備える。
【００３７】
光源ＳＯから生じる照射光線は、該光源から実質的に距離２ｆ’の距離に位置する焦点距離ｆ’のレンズＬＥを経由して伝送される。レンズの焦点距離ｆ’は照射光線の開口が、光線の断面ＥＱが基準衛星へと向いている第二の衛星ＳＳの面の照射を可能にするような方法で計算される。例として、照射光線の開口角は１５°である。
【００３８】
本発明によれば、第二の衛星の前記面が少なくとも一つの反射装置ＲＲ１を有する備えがなされている。反射器ＲＲ１によって受けられた照射光線からの光の全て又は一部は、基準衛星に向かって反射される。
【００３９】
半反射装置ＲＳがレンズＬＥと光源ＳＯの間に備えられ、第二の衛星により反射された光が、検出マトリックスＣＣＤのような検出器の集合に向けられることを可能にする。
【００４０】
反射器ＲＲ１は第二の衛星上に明確なスペースを占め、このスペースは基準衛星に知られている。例えば、反射器は照射光線によって照らされる衛星ＳＳの面の中央にある（図１参照）。
【００４１】
反射器ＲＲ１により反射された光線は検出マトリックスＣＣＤ表面の、範囲を定められた領域ＰＭを照らす。これらの条件の下で、もしその正規の位置において衛星ＳＳが軸ＸＸ’に沿って位置決めされる必要があり、そしてこの位置で反射光線が検出器ＰＮを照らす必要があった場合、基準衛星は照射される領域ＰＭから検出器ＰＮを隔てている距離を決定することにより、軸Ｘに関する衛星の位置を測定することができる。
【００４２】
そのとき、完全な横方向の位置調整を見出すために第二の衛星に適用されるべき補正の運動は、次の式を適用することにより決定されるであろう。：
【数１】
ここで、
Ｔｘ：Ｘ軸に沿った補正措置、
Ｔｙ：Ｙ軸に沿った補正措置、
Ｘｃｅｎｔｒｏｉｄ：照射される領域ＰＭのＸ座標（測定値）、
Ｙｃｅｎｔｒｏｉｄ：照射される領域ＰＭのＹ座標（測定値）、
φ：擬似線形関数（較正）
である。
【００４３】
有利なことに、本発明は反射器ＲＲ１が、検出マトリックスＣＣＤに向かって最大の光を反射するように、逆反射器であることを規定する。
【００４４】
更に、光源は望ましくはレーザー源であろう。
【００４５】
図１におけるシステムは従ってＸＸ’軸に関する第二の衛星ＳＳの位置を測定するために使用され得る。
【００４６】
図２ａ〜２ｃを参照して、本システムはここで衛星の傾きがＸＸ’軸及びこの軸まわりの角度方向に関して測定されることを可能にするという如く説明されるであろう。
【００４７】
このために、基準衛星から来る照射光線によって照らされる第二の衛星の面は、望ましくは反射器ＲＲ１のまわりに配置される四つの追加の反射器ＲＲ２、ＲＲ３、ＲＲ４、ＲＲ５を含む。これらの反射器は例えば十字を形成し、望ましくは同じｚｙ平面に沿って置かれる。
【００４８】
図２ａにおいて、衛星ＳＳはＸＸ’軸に対して偏位し、反射器ＲＲ１〜ＲＲ５の平面はＸＸ’軸に対して傾いている。更に、第二の衛星全体は反射器の平面図（図２ａの右下）において見られるようにＸＸ’軸まわりに角度的に偏位している。
【００４９】
反射器（又は逆反射器）ＲＲ１、ＲＲ２、ＲＲ３、ＲＲ４、ＲＲ５により反射（又は逆反射）される光は、検出マトリックスＣＣＤへ再度伝送され、照射される領域ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、及びｐ５がそれぞれ生じる。
【００５０】
ＸＸ’軸に対する第二の衛星の横方向の偏位は、前記のように公称位置ｐｎ１に対する領域ｐ１の距離を測定することによって測られる。
【００５１】
次に完全な姿勢を見出すために第二の衛星に適用される三つの補正回転は、次のマトリックス式を適用することにより決定されるであろう。：
【数２】
ここで、
α：Ｘ軸に沿った補正回転、
β：Ｙ軸に沿った補正回転、
γ：Ｚ軸に沿った補正回転、
Ｘｃｅｎｔｒｏｉｄｓ：ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５のＸ座標（測定値）、
Ｙｃｅｎｔｒｏｉｄｓ：ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５のＹ座標（測定値）、
φ１、φ２、φ３：擬似線形関数（較正）
である。
【００５２】
ｐ１はそのとき前述のように検出器ｐｎ１に合致することに留意されたい。
【００５３】
この測定によって第二の衛星ＳＳがＸＸ’軸に位置合わせされると仮定すると、図２ｂに示す状況が得られるであろう。
【００５４】
そのとき、照射される領域ｐ２〜ｐ５のそれぞれの位置を識別すること、及び第二の衛星が適切に方向付けられている場合に、それらが持つべき公称位置に対するそれらの距離を測定することが可能である。これらの公称位置ｎｐ１〜ｎｐ５を図２ｂに示す。図２ｃは第二の衛星の位置が補正されたときのシステムを示す。
【００５５】
図２ａ〜２ｃのシステムにおいて、五つの反射器が備えられているが、本発明の範囲から逸脱することなく、そのようなシステムは適切に位置する三つだけの反射器で作動し得る。
【００５６】
図３は反射器のうちの一つ（図３においては反射器ＲＲ３）と組み合わされた追加の反射器ＲＲ６が備えられている、変形の実施形態を示す。この反射器は領域ｐ３と組み合わされて第二の衛星の容易な角度の方向付けを可能にする、照射される領域ｐ６を与える。
【００５７】
図４は半反射装置ＲＳＡを経由して第二の衛星の反射器によって反射された一部の光を受ける、補助検出マトリックスＣＣＤＡが備えられている変形の実施形態を示す。
【００５８】
検出マトリックスＣＣＤはこれらが比較的大きいとき、横方向及び角度の偏位を測定するために使用可能である。その後に、第二の衛星の位置と方向が部分的に補正されたとき、該システムはより小型でマトリックスのより速いスキャンと、従ってより速い作動を可能にする、補助検出マトリックスＣＣＤＡを用いて作動することができる。
【００５９】
図５は図１〜４のシステムを用いて行なわれる測定結果の助けで、基準衛星が第二の衛星を制御出来るようにする制御システムを示す。
【００６０】
基準衛星ＳＲは測定回路ＣＩ（又は検出マトリックス走査回路）からの検出マトリックス情報を受ける、制御ユニットＵＣを有する。該制御ユニットＵＣは従って照射される領域（ｐ１〜ｐ５）の位置を識別し、それらのそれぞれの公称位置に対する偏位を計算することができる。該制御ユニットは、伝送回路ＴＲＯＮを経由して第二の衛星の受信回路ＲＯＮに伝送される補正指令ＴＣを計算する。
【００６１】
第二の衛星において受信回路ＲＯＮは、該第二の衛星の位置及び／又は方向を変えるためのアクチュエータを制御する、一つ以上の制御回路ＣＭＤに受けた指令を伝送する。
【００６２】
本発明の測定システムは、従って第二の衛星に設置される逆反射器のネットワークにより供給され、基準衛星から生じる発散レーザー光線により照射される、様々な画像スポット（中心軌跡）間の距離の測定に基づく。
【００６３】
中央の逆反射器（ネットワークの幾何学的中心）から生じる中心軌跡の位置は、横方向の認識を提供する。
【００６４】
更に、周辺の中心軌跡間距離の測定値（ｐ２〜ｐ５）が、次の式を適用して第二の衛星から基準衛星への距離を計算するために使用できる。
【数３】
ここで、
―ｄＢは基準衛星（レンズＬＥの平面）と第二の衛星の間の距離、
―ｆ’はレンズＬＥの焦点距離、
―２ａは二つの反射器（例えば図２ｃにおけるＲＲ３とＲＲ５）を隔てている距離、
―Δはこれらの反射器に対応する二つの公称位置（例えばｐｎ３とｐｎ５）を隔てている測定距離
である。
【００６５】
前述の開示において、第二の衛星の横方向の中心合わせのステップは、照射される領域ＰＭを検出器ＰＮの所に持ってくるように行なわれた（図１参照）。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、基本距離ｄＢは横方向の中心合わせ（ＰＮ内のＰＭ）の第一ステップを経ることなく推定され得る。そのとき偏位は、より一般化された式によって解析的に容易に補正されることが可能である。
【００６６】
更に、衛星内に搭載される本発明のシステムは、別の光源を位置合わせするための二つの追加の半反射薄板、及び別の検出器の集合も挿入することにより、冗長性の設備を提供する。従って、それ自体のこれら二つの能動部品のうち一つが故障した場合でも、計測機能は完全に保持されたままである。
【００６７】
更に、基準衛星に備えられた時計Ｈは、時間的に間隔をあけて幾つかの測定を行なうことにより、制御ユニットＵＣが基準衛星に対する第二の衛星の運動速度を（またはその加速度さえも）計算することを可能にする。
【００６８】
幾つかのシステムにおいて、様々な衛星の間の光学距離を非常に良い精度で均等化することが必要である。これは例えば距離均等化の精度が１ナノメートルのオーダーでなければならない干渉測定システムにおいて必須である。
【００６９】
本発明によれば、基準衛星と第二の衛星間の距離を均等化するために、白色光において使用されるマイケルソン干渉計の、光学距離のペアを均等化する備えがなされる。
【００７０】
図６は基準衛星ＳＲが二つの半反射鏡ＳＭ１とＳＭ２及び二つの鏡Ｍ１とＭ２で作られたマイケルソン干渉計を備える、そのようなシステムを示す。
【００７１】
このシステムは二つの第二衛星ＳＳ１及びＳＳ２と基準衛星ＳＲの間の光学距離が均等化されることを可能にする。第二の衛星ＳＳ１に関する光路は細線の矢印で、そして第二の衛星ＳＳ２に関する光路は黒三角の矢印で示されている。
【００７２】
半反射鏡ＳＭ１は光源Ｓから供給された白色光線が干渉リング内へと注入されることを可能にする。
【００７３】
光学距離の均等化装置はこの半反射鏡ＳＭ１の各々の側に位置する二つの干渉計アーム内に備えられる。
【００７４】
実施形態の一例として、前記均等化装置は各々、干渉計のアーム内のセットに入っている第一の反射装置ＰＲ１、ＰＲ２（例えばコーナーキューブ）を含む。該反射装置ＰＲ１及びＰＲ２は、第二の反射装置ＰＲ’１及びＰＲ’２に向けて光を反射し、それは光を再度干渉計に入れる該反射装置ＰＲ１、ＰＲ２に向かって光を反射する。一方で装置ＰＲ１とＰＲ’１の間の距離、他方で装置ＰＲ２とＰＲ’２の間の距離は、装置ＰＲ’１とＰＲ’２の動きにより別々に調整可能である。このために、反射装置ＰＲ’１及びＰＲ’２は、装置ＰＲ１及びＰＲ２に対して該装置ＰＲ’１及びＰＲ’２を動かすための圧電素子に取り付けられる。
【００７５】
検出器ＤＥＣは二つの第二衛星ＳＳ１及びＳＳ２に伝送される光の位相整合を検出するために用いられる。圧電素子ＰＺ１及びＰＺ２の作動はこの位相整合を制御し、従って基準衛星と第二の衛星の間の光学距離を制御するために用いられる。
【００７６】
従って、距離の差は白色干渉縞（輝く縞）の中心合わせを可能にする、従来の遅延線（圧電制御された可動コーナーキューブ）により正確に決定されることが見られ、それゆえこの正確な均等化を達成するために、長手方向の補正運動が第二の衛星に課される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】衛星の編隊飛行のための衛星計測学システムの基本的実施形態の一例である。
【図２ａ】そのような計測学システムのより完全な一例である。
【図２ｂ】そのような計測学システムのより完全な一例である。
【図２ｃ】そのような計測学システムのより完全な一例である。
【図３】図２ａ〜２ｃにおけるシステムの変形実施形態である。
【図４】本発明によるシステムの別の変形実施形態である。
【図５】本発明による計測学システムを適用した制御システムである。
【図６】衛星間の光学距離を均等化するためのシステムの実施形態の一例である。
【符号の説明】
【００７８】
ＳＲ 基準衛星、マスター衛星
ＳＯ 光源
ＳＳ 第二の衛星、スレーブ衛星
ＬＥ レンズ
ｆ’ 焦点距離
ＥＱ （光線の）断面
ＲＲ 反射装置、反射器、逆反射器
ＲＳ 半反射装置、第一の半反射装置
ＲＳＡ 半反射装置、第二の半反射装置
ＣＣＤ 検出マトリックス、光検出器、主要な検出器、検出器
ＰＭ 範囲を定められた領域、照射される領域
ＸＸ’ ＸＸ’軸
Ｘ Ｘ軸
ｚｙ ｚｙ平面
ＰＮ 検出器
ｐｎ 公称位置、検出器、公称検出器
ｐ 照射される領域、周辺の中心軌跡間距離の測定値
ＣＣＤＡ 補助検出マトリックス、補助検出器
ＵＣ 制御ユニット、ドリフト速度計算回路
ＣＩ 測定回路、検出マトリックス走査回路
ＴＣ 補正指令、制御指令
ＴＲＯＮ 伝送回路
ＲＯＮ 受信回路
ＣＭＤ 制御回路
Ｈ 時計
ＳＭ 半反射鏡、干渉リング、注入ポイント
Ｍ 鏡、干渉リング
Ｓ 光源
ＰＲ 第一の反射装置
ＰＲ’ 第二の反射装置
ＤＥＣ 検出器
ＰＺ 圧電素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星編隊飛行用の衛星計測学システムであって、少なくとも一つの基準衛星（ＳＲ）と一つの第二の衛星（ＳＳ）を備え、該基準衛星（ＳＲ）が
―少なくとも部分的に該第二の衛星（ＳＳ）を照らすための、レンズ（ＬＥ）を経由して伝送される光線を放射する光源（ＳＯ）と、
―第二の衛星から生じる光を検出できる主要な光検出器（ＣＣＤ）の集合と、
―第二の衛星から生じる光を受ける一つ又は複数の検出器を検出するための測定回路（ＣＩ）とを備え、
そしてまた第二の衛星（ＳＳ）が基準衛星からの受光を受け取って、それを基準衛星の光検出器（ＣＣＤ）の集合に向かって反射する、少なくとも一つの第一反射器（ＲＲ１）を含み、
そしてレンズ（ＬＥ）が出力集束レンズであり、基準衛星が光源と、第二の衛星によって反射された光を主要な検出器（ＣＣＤ）の集合に向けて偏向させるための出力レンズとの間に置かれる、第一の半反射装置（ＲＳ）を所有する
ことを特徴とする計測学システム。
【請求項２】
光源（ＳＯ）が発散光線を放射することを特徴とする請求項１に記載の計測学システム。
【請求項３】
光源（ＳＯ）がレンズ（ＬＥ）の焦点距離（ｆ’）の二倍に等しい距離に位置することを特徴とする請求項２に記載の計測学システム。
【請求項４】
前記反射器（ＲＲ１）が逆反射器であることを特徴とする請求項３に記載の計測学システム。
【請求項５】
主要な光検出器（ＣＣＤ）の集合が検出器マトリックスであり、第二の衛星が基準衛星に対して横方向に適切に位置するとき、それが検出器の集合の照射ポイントに対応する第一の公称検出器（ＰＮ、ｐ１）を含み、そして測定回路が、第二の衛星によって反射された光により照らされる検出器から前記公称検出器を隔てている距離を検出し、従って第二の衛星の公称位置に対するその横方向の偏位を決定することを特徴とする請求項４に記載の計測学システム。
【請求項６】
第二の衛星が少なくとも三つの反射器（ＲＲ１〜ＲＲ５）を含み、それらの各々が光源（ＳＯ）から生じる光を基準衛星の主要な検出器（ＣＣＤ）の集合に向かって反射するように意図されていることを特徴とする、請求項５に記載の計測学システム。
【請求項７】
第二の衛星が第二、第三、第四、及び第五の反射器（ＲＲ２、ＲＲ３、ＲＲ４、ＲＲ５）を備え、それらの各々が光源（ＳＯ）から生じる光を基準衛星の主要な検出器の集合に向かって反射するように意図されていることを特徴とする、請求項６に記載の計測学システム。
【請求項８】
前記反射器が同じ平面に沿って位置し、第二〜第五の反射器（ＲＲ２〜ＲＲ５）が第一の反射器（ＲＲ１）のまわりに分布していることを特徴とする請求項７に記載の計測学システム。
【請求項９】
光源がレーザー源であることを特徴とする請求項１に記載の計測学システム。
【請求項１０】
―主要な検出器（ＣＣＤ）の集合が第二、第三、第四、及び第五の公称検出器（ｐｎ２、ｐｎ３、ｐｎ４、ｐｎ５）を備え、第二の衛星が基準衛星に対して角度的に適切に方向付けられているとき、それらの各位置が第二〜第五の反射器（ＲＲ２〜ＲＲ５）の一つによって反射された光線による照射ポイントに対応し、
そして測定回路（ＣＩ）が、第二の衛星の対応する反射器によって反射される光により照らされる検出器から各々の公称検出器（ｐｎ２、ｐｎ３、ｐｎ４、ｐｎ５）を隔てている距離を検出し、前記回路が従って第二の衛星の公称位置に対するその角度偏差を決定することを特徴とする請求項７に記載の計測学システム。
【請求項１１】
光源と第一の半反射装置との間に配置された第二の半反射装置（ＲＳＡ）を備え、補助検出器（ＣＣＤＡ）の集合が第二の衛星によって反射された光により照らされることができ、公称検出器と第二の衛星によって反射された光により照らされる検出器とを隔てている距離の検出を、測定回路（ＣＩ）が主要な検出器（ＣＣＤ）の集合から補助検出器（ＣＣＤＡ）の集合へと切り替えることを特徴とする、請求項１に記載の計測学システム。
【請求項１２】
反射器（ＲＲ１〜ＲＲ５）が安定した熱弾性構造の上へ取付けられることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の計測学システム。
【請求項１３】
測定回路（ＣＩ）から様々な距離の測定値を受け取り基準衛星に対する第二の衛星のドリフト速度を計算する、ドリフト速度計算回路（ＵＣ）と共に時計（Ｈ）を含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の計測学システム。
【請求項１４】
速度計算回路からのドリフト速度、又は測定回路からの様々な距離の測定値を受け取り、そしてそれに第二の衛星が従うドリフト加速度を計算する加速度計算回路を含むことを特徴とする請求項１３に記載の計測学システム。
【請求項１５】
第二〜第五の反射器（ＲＲ２〜ＲＲ５）が第一の反射器（ＲＲ１）のまわりに対称に配置され、第二の衛星の角度方向を決定するために、第二〜第五の反射器の一つと組み合わされた第六の反射器（ＲＲ６）を含むことを特徴とする請求項１４に記載の計測学システム。
【請求項１６】
第二〜第五の反射器（ＲＲ２〜ＲＲ５）が第一の反射器（ＲＲ１）に対して対称に配置されていないことを特徴とする請求項１４に記載の計測学システム。
【請求項１７】
基準衛星（ＳＲ）が、
―第二の衛星の反射器によって反射された光により照らされる検出器（ＣＣＤ）の集合の領域から公称検出器を隔てている距離の計算を可能にし、
―第二の衛星の方向及び運動のための一つ以上の制御指令（ＴＣ）を計算し、
―前記制御指令（ＴＣ）による、第二の衛星の運動及び方向用のアクチュエータを制御するための制御回路（ＣＭＤ）を含む第二の衛星へ前記制御指令を伝送する
制御ユニットを備えることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の計測学システムを適用した衛星編隊飛行位置制御システム。
【請求項１８】
基準衛星（ＳＲ）が、
―干渉リング（ＳＭ１、Ｍ１、ＳＭ２、Ｍ２）と、
―受けた光を干渉リングに向かって逆反射する、二つの第二の衛星（ＳＳ１及びＳＳ２）に光線を伝送することを可能にする、干渉リングの注入ポイント（ＳＭ１）において光線を注入するための光源（Ｓ）と、
―第二の衛星によって反射された光線のそれぞれの位相を測定する、干渉リングの出力に結合された検出器と、
―干渉リングの注入ポイント（ＳＭ１）の各々の側に位置する、干渉リングの二つのアーム内に挿入された二つの光学距離均等化装置と
を備えることを特徴とする、請求項１６あるいは１８のいずれかに記載の計測学システムを適用した衛星間距離を均等化するためのシステム。
【請求項１９】
該均等化装置が各々、干渉リングのアームの行程内へと挿入する第一の反射装置（ＰＲ１、ＰＲ２）と、第一の反射装置に対して可動で該第一の反射装置に向かって光が逆反射されることを可能にする第二の反射装置（ＰＲ’１、ＰＲ’２）とを備えることを特徴とする請求項１８に記載の均等化システム。
【請求項１】
衛星編隊飛行用の衛星計測学システムであって、少なくとも一つの基準衛星（ＳＲ）と一つの第二の衛星（ＳＳ）を備え、該基準衛星（ＳＲ）が
―少なくとも部分的に該第二の衛星（ＳＳ）を照らすための、レンズ（ＬＥ）を経由して伝送される光線を放射する光源（ＳＯ）と、
―第二の衛星から生じる光を検出できる主要な光検出器（ＣＣＤ）の集合と、
―第二の衛星から生じる光を受ける一つ又は複数の検出器を検出するための測定回路（ＣＩ）とを備え、
そしてまた第二の衛星（ＳＳ）が基準衛星からの受光を受け取って、それを基準衛星の光検出器（ＣＣＤ）の集合に向かって反射する、少なくとも一つの第一反射器（ＲＲ１）を含み、
そしてレンズ（ＬＥ）が出力集束レンズであり、基準衛星が光源と、第二の衛星によって反射された光を主要な検出器（ＣＣＤ）の集合に向けて偏向させるための出力レンズとの間に置かれる、第一の半反射装置（ＲＳ）を所有する
ことを特徴とする計測学システム。
【請求項２】
光源（ＳＯ）が発散光線を放射することを特徴とする請求項１に記載の計測学システム。
【請求項３】
光源（ＳＯ）がレンズ（ＬＥ）の焦点距離（ｆ’）の二倍に等しい距離に位置することを特徴とする請求項２に記載の計測学システム。
【請求項４】
前記反射器（ＲＲ１）が逆反射器であることを特徴とする請求項３に記載の計測学システム。
【請求項５】
主要な光検出器（ＣＣＤ）の集合が検出器マトリックスであり、第二の衛星が基準衛星に対して横方向に適切に位置するとき、それが検出器の集合の照射ポイントに対応する第一の公称検出器（ＰＮ、ｐ１）を含み、そして測定回路が、第二の衛星によって反射された光により照らされる検出器から前記公称検出器を隔てている距離を検出し、従って第二の衛星の公称位置に対するその横方向の偏位を決定することを特徴とする請求項４に記載の計測学システム。
【請求項６】
第二の衛星が少なくとも三つの反射器（ＲＲ１〜ＲＲ５）を含み、それらの各々が光源（ＳＯ）から生じる光を基準衛星の主要な検出器（ＣＣＤ）の集合に向かって反射するように意図されていることを特徴とする、請求項５に記載の計測学システム。
【請求項７】
第二の衛星が第二、第三、第四、及び第五の反射器（ＲＲ２、ＲＲ３、ＲＲ４、ＲＲ５）を備え、それらの各々が光源（ＳＯ）から生じる光を基準衛星の主要な検出器の集合に向かって反射するように意図されていることを特徴とする、請求項６に記載の計測学システム。
【請求項８】
前記反射器が同じ平面に沿って位置し、第二〜第五の反射器（ＲＲ２〜ＲＲ５）が第一の反射器（ＲＲ１）のまわりに分布していることを特徴とする請求項７に記載の計測学システム。
【請求項９】
光源がレーザー源であることを特徴とする請求項１に記載の計測学システム。
【請求項１０】
―主要な検出器（ＣＣＤ）の集合が第二、第三、第四、及び第五の公称検出器（ｐｎ２、ｐｎ３、ｐｎ４、ｐｎ５）を備え、第二の衛星が基準衛星に対して角度的に適切に方向付けられているとき、それらの各位置が第二〜第五の反射器（ＲＲ２〜ＲＲ５）の一つによって反射された光線による照射ポイントに対応し、
そして測定回路（ＣＩ）が、第二の衛星の対応する反射器によって反射される光により照らされる検出器から各々の公称検出器（ｐｎ２、ｐｎ３、ｐｎ４、ｐｎ５）を隔てている距離を検出し、前記回路が従って第二の衛星の公称位置に対するその角度偏差を決定することを特徴とする請求項７に記載の計測学システム。
【請求項１１】
光源と第一の半反射装置との間に配置された第二の半反射装置（ＲＳＡ）を備え、補助検出器（ＣＣＤＡ）の集合が第二の衛星によって反射された光により照らされることができ、公称検出器と第二の衛星によって反射された光により照らされる検出器とを隔てている距離の検出を、測定回路（ＣＩ）が主要な検出器（ＣＣＤ）の集合から補助検出器（ＣＣＤＡ）の集合へと切り替えることを特徴とする、請求項１に記載の計測学システム。
【請求項１２】
反射器（ＲＲ１〜ＲＲ５）が安定した熱弾性構造の上へ取付けられることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の計測学システム。
【請求項１３】
測定回路（ＣＩ）から様々な距離の測定値を受け取り基準衛星に対する第二の衛星のドリフト速度を計算する、ドリフト速度計算回路（ＵＣ）と共に時計（Ｈ）を含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の計測学システム。
【請求項１４】
速度計算回路からのドリフト速度、又は測定回路からの様々な距離の測定値を受け取り、そしてそれに第二の衛星が従うドリフト加速度を計算する加速度計算回路を含むことを特徴とする請求項１３に記載の計測学システム。
【請求項１５】
第二〜第五の反射器（ＲＲ２〜ＲＲ５）が第一の反射器（ＲＲ１）のまわりに対称に配置され、第二の衛星の角度方向を決定するために、第二〜第五の反射器の一つと組み合わされた第六の反射器（ＲＲ６）を含むことを特徴とする請求項１４に記載の計測学システム。
【請求項１６】
第二〜第五の反射器（ＲＲ２〜ＲＲ５）が第一の反射器（ＲＲ１）に対して対称に配置されていないことを特徴とする請求項１４に記載の計測学システム。
【請求項１７】
基準衛星（ＳＲ）が、
―第二の衛星の反射器によって反射された光により照らされる検出器（ＣＣＤ）の集合の領域から公称検出器を隔てている距離の計算を可能にし、
―第二の衛星の方向及び運動のための一つ以上の制御指令（ＴＣ）を計算し、
―前記制御指令（ＴＣ）による、第二の衛星の運動及び方向用のアクチュエータを制御するための制御回路（ＣＭＤ）を含む第二の衛星へ前記制御指令を伝送する
制御ユニットを備えることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の計測学システムを適用した衛星編隊飛行位置制御システム。
【請求項１８】
基準衛星（ＳＲ）が、
―干渉リング（ＳＭ１、Ｍ１、ＳＭ２、Ｍ２）と、
―受けた光を干渉リングに向かって逆反射する、二つの第二の衛星（ＳＳ１及びＳＳ２）に光線を伝送することを可能にする、干渉リングの注入ポイント（ＳＭ１）において光線を注入するための光源（Ｓ）と、
―第二の衛星によって反射された光線のそれぞれの位相を測定する、干渉リングの出力に結合された検出器と、
―干渉リングの注入ポイント（ＳＭ１）の各々の側に位置する、干渉リングの二つのアーム内に挿入された二つの光学距離均等化装置と
を備えることを特徴とする、請求項１６あるいは１８のいずれかに記載の計測学システムを適用した衛星間距離を均等化するためのシステム。
【請求項１９】
該均等化装置が各々、干渉リングのアームの行程内へと挿入する第一の反射装置（ＰＲ１、ＰＲ２）と、第一の反射装置に対して可動で該第一の反射装置に向かって光が逆反射されることを可能にする第二の反射装置（ＰＲ’１、ＰＲ’２）とを備えることを特徴とする請求項１８に記載の均等化システム。
【図１】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−３９７６５（Ｐ２００８−３９７６５Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００７−１６７７７１（Ｐ２００７−１６７７７１）
【出願日】平成１９年６月２６日（２００７．６．２６）
【出願人】（５０５１５７４８５）テールズ (231)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６７７７１（Ｐ２００７−１６７７７１）
【出願日】平成１９年６月２６日（２００７．６．２６）
【出願人】（５０５１５７４８５）テールズ (231)
【Ｆターム（参考）】
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