JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
Other TitleMethod to Determine the In-orbit Sensor Alignment of the Magnetometer Onboard a Spin-stabilized Satellite
Author(jpn)松岡, 彩子; 寺本, 万里子; 野村, 麗子
Author(eng)Matsuoka, Ayako; Teramoto, Mariko; Nomura, Reiko
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所太陽系科学研究系(JAXA)(ISAS); 名古屋大学宇宙地球環境研究所; 国立天文台RISE月惑星探査検討室
Author Affiliation(eng)Department of Solar System Sciences, Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS); Institute for Space-Earth Environmental Research, Nagoya University; Research of Interior Structure and Evolution of solar system bodies, National Astronomical Observatory of Japan
Issue Date2019-01-24
Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
Publication title宇宙航空研究開発機構研究開発資料
JAXA Research and Development Memorandum
Start page1
End page17
Publication date2019-01-24
Abstract宇宙機に搭載したベクトル磁力計を用いて、宇宙空間における磁場を精度良く観測するためには、絶対座標における磁場測定方向を高精度で決定する必要がある。このためには、絶対座標における宇宙機の姿勢を高精度で求めると同時に、宇宙機の機軸座標における磁場測定方向(アライメント)を高精度で求める必要がある。宇宙機がスピンしている場合には、ベクトル磁力計の3 成分のデータは正弦波の時間変動を示し、その振幅と位相を使って、スピン軸を基準とした機軸座標における磁力計のアライメントを算出することが可能である。磁力計の地上較正で、各測定軸の感度と測定軸間のなす角が既に求められている場合、アライメントを表す2 つの角度と、スピン面内の磁場の2 成分の合計4 つの未知数に対し、これらの間の関係を表す式は6 つ立ち、3 通りのアライメントの解が求められる。ここで示した手法を、ジオスペース探査衛星「あらせ」搭載の磁場観測器MGF によって実際に得られたデータに適用した。±8000 nT レンジの時には0.05度、±60000 nT レンジの時には0.2度の精度でアライメントを求められることが示された。
Magnetic field vector in the space has been measured by many magnetometers onboard spacecraft. When we need to measure the magnetic field with good accuracy, the precise determination of the sensing directions in the absolute coordinate is essential. We have to know the precise attitude of the spacecraft as well as the precise sensing directions in the frame of the spacecraft. In the case of spin-stabilized spacecraft, the three magnetic field components measured by the magnetometer show time-varying sinusoidal wave form. The alignment angles of the sensing direction can be computed from the amplitude and phase of the sinusoidal wave form. When the sensitivity of and angles between the three sensor elements are precisely calibrated in the ground experiment, the sensing directions in the spacecraft reference frame are expressed by two alignment angles., α and β. There are three solutions of the pair of the alignment angles, αandβ. We applied the calculation method shown here to the data from MGF onboard the Arase satellite. The alignment angles are determined with the accuracy of 0.05deg and 0.2deg for the +/-8000 nT and +/-60000 nT ranges, respectively.
Description形態: カラー図版あり
Physical characteristics: Original contains color illustrations
KeywordsArase; ERG; MGF; magnetic field; alignment
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発資料
NASA Subject CategorySpacecraft Design, Testing and Performance
Report NoJAXA-RM-18-008

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