修士二年 宮﨑一樹 鶴田佳宏，加藤貴裕，永峰健太，上津原正彦，眞庭知成

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1 修士二年 宮﨑一樹 鶴田佳宏，加藤貴裕，永峰健太，上津原正彦，眞庭知成
QSAT 姿勢センサユニット 開発状況 修士二年　宮﨑一樹 鶴田佳宏，加藤貴裕，永峰健太，上津原正彦，眞庭知成 オーロラ帯磁化プラズマ観測衛星QSAT　研究成果報告会 2009/5/9

2 発表の流れ 背景 これまでの開発状況 較正試験 今後の予定 3-1. 太陽センサ 3-2. 磁気センサ 3-3. ジャイロセンサ
2009/5/9

3 背景 (1/1) 姿勢センサユニットとは？ 衛星がどの方向を向いているのか、検知するユニット 太陽センサ 磁気センサ ジャイロセンサ 入射角
SA SB 磁気センサ 地磁場 ジャイロセンサ 角速度 2009/5/9

4 これまでの開発状況 (1/2) Engineering Model １ Engineering Model ２ 〜2008.10
〜 NEW 　姿勢センサを一つのユニットに統一 　フラットケーブル型からスタックスルー型へ 　表面を黒色アルマイト加工 2009/5/9

5 これまでの開発状況 (2/2) 11月26〜28日に菱計装(株)様にて納品検査及び初期機能確認試験を行った。 納品検査 部品検査 ○
寸法検査 重量検査 組立検査 導通検査 初期機能確認試験 ユニット電源試験 ○ デバック通信試験 センサ電源試験 内蔵ADC試験 SBのCN11のサーミスタ交換 SAおよびSBのAN08,AN09の出力値 のプログラムによる補正 外付けADC試験 また、初期機能試験を行うことでいくつかの細かい修正点が見つかったが、今後の較正試験を行って行く上では問題がないことがわかった。 現在、本年度の較正試験完了を目指し、センサごとに試験を行っている最中である。 2009/5/9

6 これまでの開発状況 (2/2) 11月26〜28日に菱計装(株)様にて納品検査及び初期機能確認試験を行った。 宮﨑 眞庭 上津原 太陽センサ
部品検査 ○ 寸法検査 重量検査 組立検査 導通検査 較正試験 磁気センサ 地磁場 太陽センサ 入射角 ジャイロセンサ 角速度 宮﨑 眞庭 上津原 初期機能確認試験 ユニット電源試験 ○ デバック通信試験 センサ電源試験 内蔵ADC試験 SBのCN11のサーミスタ交換 SAおよびSBのAN08,AN09の出力値 のプログラムによる補正 外付けADC試験 また、初期機能試験を行うことでいくつかの細かい修正点が見つかったが、今後の較正試験を行って行く上では問題がないことがわかった。 現在、本年度の較正試験完了を目指し、センサごとに試験を行っている最中である。 2009/5/9

7 較正試験-太陽センサ (1/6) 較正試験計画 仰角の垂直方向 = 太陽センサ Y軸 入射角0°方向 （X=0°,Y=0°） 地平面
2009/5/9

8 較正試験-太陽センサ (2/6) 較正試験へ向けての準備 研究室所有の2軸ジンバル改造 センサユニット固定器具作成 2009/5/9

9 較正試験-太陽センサ (3/6) 較正試験の予備試験（光線観察試験） レフランプが光源として使えるかを検証する
較正試験に用いる光源を選定する レフランプ 光源 ピンホール 太陽センサ 受光部 X Y

10 較正試験-太陽センサ (3/6) 較正試験の予備試験（光線観察試験） レフランプが光源として使えるかを検証する
較正試験に用いる光源を選定する レフランプ 光源 ピンホール 太陽センサ 受光部 ぼやけた像 X Y 今後、較正試験の光源としてレフランプは使えない

11 較正試験-太陽センサ (4/6) 較正試験の予備試験（光線観察試験） 太陽が光源の場合 太陽 Y X ピンホール 光源 太陽センサ 受光部

12 較正試験-太陽センサ (4/6) 較正試験の予備試験（光線観察試験） 太陽が光源の場合 ハッキリした像 太陽 Y X ピンホール 光源
受光部 X Y

13 較正試験-太陽センサ (4/6) 較正試験の予備試験（光線観察試験） 太陽が光源の場合 今後、較正試験の光源として太陽を使っていく
ぼやけた像 レフランプ ハッキリした像 太陽 ハッキリした像 太陽 光源 ピンホール 太陽センサ 受光部 X Y 今後、較正試験の光源として太陽を使っていく

14 較正試験-磁気センサ (1/2) 北極星を基準点とし、簡易較正試験を行った 23.4° 北 磁北 X H D 西 東 Y 南 I F Z
座標変換 九州大学伊都キャンパス X Y 座標変換 F Z 2009/5/9

15 較正試験-磁気センサ (2/2) 試験結果 理論値の比と試験結果の 比が同じ傾向を示している ある程度の妥当性が確認できた 測定結果
理論値と試験結果の比較 試験結果 理論値の比と試験結果の 比が同じ傾向を示している ある程度の妥当性が確認できた 2009/5/9

16 較正試験-ジャイロセンサ (1/3) 較正試験の準備 ターンテーブルの自動化 較正試験方法 2009/5/9

17 較正試験-ジャイロセンサ (3/3) 試験結果 バイアスのドリフト 3軸の直交性 温度ドリフトor時間経過に よるドリフトの可能性がある
　よるドリフトの可能性がある 今後、要検証 約-0.5[mV/℃] =約-0.025[(deg/sec)/℃] 3軸の直交性 直交性の公称値に 充分収まっている 2009/5/9

18 較正試験-ジャイロセンサ (2/3) 試験結果 オフセット及びスケールファクタ 供給電圧が一定ならば、 十分な線形性を有している
y = 0.053x 線形近似結果 y = 0.053x 　試験条件として回転台入力角速度[deg/sec]を0, ±15, ±30, ±60, ±90とした。回転台角速度はロータリーエンコーダの出力角度の微分により取得している。試験結果は、回転台角速度とジャイロセンサ出力に強い相関が現れており、回転台自動化の効果を示すことが出来た。試験結果から得られた３軸ジャイロユニットの一次近似モデルの偏差は約1.5deg/secであった。 y = 0.053x 供給電圧が一定ならば、 十分な線形性を有している 2009/5/9

19 今後の予定 (1/1) 太陽センサ 磁気センサ ジャイロセンサ 入射角境界付近の較正 Y軸、Z軸も同様 要求測定範囲を満たすような
　機械的な設計変更 SBも　 　同様 各種 　環境試験 ハウスキー 　ピングデータ 　フォーマット 　の作成 北極星を用いた簡易較正 ヘルムホルツコイルを用いた 　精細な較正 低速回転域の較正 急激な温度変化環境下での 　温度ドリフトの較正 供給電圧が5Vを下回った場合 　の較正 太陽センサ 入射角 磁気センサ 地磁場 ジャイロセンサ 角速度 2009/5/9

20 ご清聴ありがとうございました 2009/5/9