Analysis on the Orbit Accuracy of KOMPSAT-5

다목적실용위성 5호 궤도정밀도 분석

  • Received : 2014.09.15
  • Accepted : 2014.11.01
  • Published : 2014.11.01

Abstract

This paper describes the orbit accuracy of KOMPSAT-5, which has been in normal operations since the launch on Aug. 22, 2013. The analysis on the various GPS related data and the different methodologies for orbit estimation are carried out and compared with each other. The accuracy of precise orbit is confirmed to be 12.8cm($1{\sigma}$) on average using data from the in-flight dual frequency GPS receiver, GPS precise ephemeris, and IGS stations. In addition, the orbit estimation using single frequency GPS receiver provides the orbit solution around 2m level. And, the accuracy of orbit processing is 5m using on-board navigation solution, which has about 10m accuracy.

본 논문에서는 2013년 8월 22일 발사되어 정상 운영되고 있는 다목적실용위성 5호의 궤도정밀도를 기술하였다. 다목적실용위성 5호의 궤도결정을 위해 사용 가능한 다양한 GPS 자료에 대한 분석을 수행하였고, 궤도자료의 종류 및 처리방식에 따른 궤도정밀도를 비교하였다. 이중 주파수 GPS 수신기에서 제공되는 L1, L2 주파수에 대한 의사시선거리와 반송파 위상, GPS 위성의 정밀궤도력과 IGS 지상국 데이터를 이용하여 궤도결정을 수행한 결과 약 12.8cm($1{\sigma}$)의 위치정밀도를 확인하였다. 또한, 단일 주파수 GPS 수신기 데이터를 이용할 경우의 정밀도는 약 2m로 확인되었고, 10미터 수준의 정밀도를 갖는 GPS 항행해만을 이용할 경우, 지상 궤도결정 결과는 5m 수준임을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 이우경, 정종균, 조성기, 박종욱, 조정호, 윤재철, 이진호, 천용식, 이상률, "아리랑위성 5호의 GPS 전파 엄폐 자료처리시스템 개발을 위한 전리층 전자밀도 산출", 한국우주과학회지 제24권 제4호. 2007.
  2. 김해동, 정옥철, 김은규, "아리랑위성 2호 초기 운용 및 임무기간 중 궤도 분석", 한국항공우주학회지 제38권 제9호, 2010.
  3. 정옥철, 임현정, 정대원, 김은규, 김학정, "다목적실용위성 3호 발사 후 초기 궤도 운영결과 분석", 한국항공우주학회지 제 41권 4호, 2013.
  4. O. Montenbruck, et al., "Precise Orbit Determination for the Terrasar-X Mission", Proceedings of 19th International Symposium on Space Flight Dynamics, 2006
  5. KOMPSAT-5 GPS Receiver Operation Manual, Thales Alenia Space, 2008.
  6. KOMPSAT-5 Spacecraft Bus Operation Handbook, KARI, 2013.
  7. http://www.igs.org/products
  8. MicroCosm(v.2013) Operations Description Document, Van Martin Systems, 2013.
  9. http://www.mathworks.com
  10. Martin Wermuth, et al., "Terrasar-X Rapid and Precise Orbit Determination", Proc. of 21st International Symposium on Space Flight Dynamics, 2009.
  11. Yoola Hwang, Byoung-Sun Lee, Young-Rok Kim, Kyoung-Min Roh, Okchul Jung, Haedong Kim, "GPS-Based Orbit Determination for KOMPSAT-5 Satellite", ETRI Journal, Vol. 33, Issue 4, 2011