Aerospace Engineering and Technology (항공우주기술)

Korea Aerospace Research Institute (한국항공우주연구원)
권호 표지

A Concept for improving the Level of Autonomy of an LEO Satellite

저궤도 위성의 자율성 수준 향상을 위한 개념 제안

  • 전문진 (다목적실용위성3A호체계팀) ;
  • 김응현 (다목적실용위성3A호체계팀) ;
  • 임성빈 (다목적실용위성3A호체계팀)
  • Received : 2014.05.02
  • Accepted : 2014.07.01
  • Published : 2014.07.01
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Abstract

The ground station which operates the LEO satellite performs monitoring state of health of the satellite, sending the commands for the imaging mission of receiving the images during about 10 minutes of contact time. To finish the planned procedure in limited contact time, specific level of autonomy is applied in the satellite and the ground system. For example, the attitude and orbit control logic has high level of autonomy because it must be operated alone for long period without operator intervention. On the other hand, the fault management logic has relatively low level of autonomy because of that failure detection and safing operation are performed on-board, whereas failure identification and recovery are on-ground operation. The level of autonomy of the satellite affects also the ground operation. The command set for mission operation is generated by ground system. If the satellite has higher level of autonomy, some of operation currently done on-ground can be performed on-board, so the ground operation can be simplified. In this paper, we discuss the level of autonomy and propose a concept for improving the level of autonomy of an LEO satellite.

저궤도 위성을 운영하는 지상국에서는 10분 내외의 교신 시간 동안 위성의 건강 상태를 확인한 후 영상 촬영을 위한 임무 명령을 전송하거나 촬영한 영상을 수신한다. 제한된 교신 시간동안 매일의 임무를 위한 일련의 절차를 완료하기 위해 위성 및 지상국 시스템에서는 적절한 수준의 자율성이 적용되어 있다. 예를 들어 위성의 자세 및 궤도를 유지하기 위한 제어 로직은 운영자의 개입 없이도 오랜 시간동안 자동으로 수행되어야 하므로 높은 자율성을 갖는 부분이다. 이와는 대조적으로 위성의 고장 관리 로직의 경우 고장 상황 인지 및 안전 조치는 위성에서 자동으로 수행되지만 대체적으로 고장의 원인 판단 및 복구 절차는 지상에서 수행하도록 설계하므로 상대적으로 낮은 자율성을 갖는 부분이라 할 수 있다. 위성의 자율성 수준은 지상국 운영에도 영향을 준다. 지상국에서는 촬영 임무를 위한 일련의 명령 세트 등을 생성한다. 위성이 좀 더 높은 수준의 자율성을 갖는다면, 지상국에서 수행하는 동작의 일부를 위성에서 수행할 수 있을 것이며 지상국의 절차를 간소화할 수 있을 것이다. 이 논문에서는 위성의 자율성 수준에 대해 논의하고 적절한 자율성 수준을 위한 설계 개념을 제안한다.

Keywords

References

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