On-board Realtime Orbit Parameter Generator for Geostationary Satellite

정지궤도위성 탑재용 실시간 궤도요소 생성기

This paper proposes an on-board orbit data generation algorithm for geostationary satellites. The concept of the proposed algorithm is as follows. From the ground, the position and velocity deviations with respect to the assumed reference orbit are computed for 48 hours of time duration in 30 minutes interval, and the generated data are up-loaded to the satellite to be stored. From the table, three nearest data sets are selected to compute position and velocity deviation for asked epoch time by applying $2^{nd}$ order polynomial interpolation. The computed position and velocity deviation data are added to reference orbit to recover absolute orbit information. Here, the reference orbit is selected to be ideal geostationary orbit with a zero inclination and zero eccentricity. Thanks to very low computational burden, this algorithm allows us to generate orbit data at 1Hz or even higher. In order to support 48 hours autonomy, maximum 3K byte memory is required as orbit data storage. It is estimated that this additional memory requirement is acceptable for geostationary satellite application.

본 논문은 정지궤도위성에 탑재 가능한 저 계산량의 궤도데이터 생성 알고리즘을 제안하고 있다. 제안하는 알고리즘의 기본적인 개념은 지상에서 생성된 기준궤도에 대한 변위 정보를 48시간에 대하여 30분 간격으로 생성한 다음, 위성에 업로드 한다. 위성에서는 업로드된 변위정보를 테이블 형태로 저장하고, 원하는 시간에 근접한 세 개의 데이터 셋을 취한 다음 이차함수 보간법 적용하여 원하는 시간에 대한 변위정보를 계산한다. 생성된 변위 정보는 다시 기준궤도에 더해져 최종적인 궤도성분을 복구하도록 한다. 여기서 기준궤도는 이심율과 궤도 경사각이 0인 이상적인 정지궤도를 의미한다. 본 알고리즘을 이용할 경우 1Hz이상의 속도로 궤도정보를 생성하여 요구하는 탑재체에 공급 할 수 있는 장점이 있다. 본 알고리즘은 48시간에 대한 궤도 변위 정보를 저장하기 위하여 3킬로바이트 이내의 추가적인 메모리를 요구한다. 이러한 수치는 정지궤도위성에서 충분히 지원 가능한 수치로 판단된다.