• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.169.2-169.2
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• 2012

고기동 위성에 탑재된 GPS 수신기의 위성체의 기준 위치, 속도 및 시간의 정보를 제공한다. 특히 저궤도 관측위성은 빠른 동적 특성으로 인하여 GPS 위성 신호 획득 및 추적이 어려울 경우 연속적인 항행해를 제공하기 어려울 수 있다. 이를 위하여 위성 GPS 수신기는 지상용과 달리 넓은 대역폭의 신호 획득 및 추적이 가능한 RF수신단이 탑재되어 있으며 필터 기반의 궤도전파기가 탑재되어 있어 있다. 뿐만 아니라 GPS 수신기기의 상태 데이터 제공 및 고속 데이터 처리를 위하여 고성능 CPU가 탑재되어 있다. 특히 탑재된 궤도전파기는 고성능 필터 기반으로 설계되어 있으며 이를 이용하면 GPS 신호 추적이 되지 않은 상황에서도 비교적 정확하고 연속적인 항행해가 제공하게 된다. 본 논문에서는 저궤도 관측위성에 탑재된 GPS 수신기가 초기 위성운영에서 어떠한 절차에 의하여 동작이 되며 위성의 빠른 동적 특성에서 GPS 수신기의 가시성 및 추적 위성개수 분석 및 이를 바탕으로 위치 및 속도 정밀도가 어느 정도 되는지에 대한 성능 분석 결과를 정리 하였다. 본 논문 결과는 향후 고기동 위성의 GPS 수신기 및 관련 운영에 도움이 될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• v.2
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• pp.435-438
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• 2006

위성신호는 저앙각에 위치하거나 재밍 및 간섭신호의 영향을 받으면 약해진다. 이러한 약신호를 안정적으로 추적하기 위해서는 신호추적루프의 대역폭이 가능하면 작아야 한다. 그러나 작은 대역폭의 신호추적루프는 고기동 환경에서 기준주파수의 주파수오차를 포함한 입력오차가 커져 불안정해진다. 본 논문에서는 최대 저크 15g/s의 동적특성을 가지는 항체의 항법정보를 획득하고 동시에 28dB-Hz의 약신호도 안정적으로 추적할 수 있는 신호추적루프를 연구한다. 이를 위해 위성신호 상태를 예측할 수 있는 SNR, 앙각, 항체의 가속도 등을 고려하여 대역폭 및 PIT를 가변적으로 설계한 적응형 신호추적루프를 설계한다. 또한 약신호인 C/No 28dB-Hz 신호를 안정적으로 추적하기 위해 10ms의 PIT(Predetection Integration Time)와 비트동기를 고려한 Coherent 방식을 적용한 반송파 위상추적루프를 설계한다. 이렇게 설계된 신호추적루프의 성능을 검증하기 위해 항체의 동적환경과 위성신호 크기를 묘사해줄 수 있는 시뮬레이터를 이용하여 위성신호 추적성능을 시험하고 결과를 분석한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.10
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• pp.935-945
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• 2011

We study X-axis or Y-axis high agile attitude control method, using four reaction wheels and two control moment gyros. Since normal satellites use same actuators, researchers design an attitude controller first, and then allocate torque commands to each actuator. However, our satellite uses both control moment gyros and reaction wheels, whose torque output differences are very large. Therefore, we cannot apply normal attitude controller design procedure. In this paper, we solve this problem by combining actuator torque command and attitude controller. Through numerical simulations, we show that our method enables satellite high agility.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.46 no.11
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• pp.952-960
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• 2018

Recently, lots of remote sensing satellite require agility to collect more images within the limited time frame. To satisfy this kind of mission requirement, high torque actuator such as CMG is an essential element. In this study, 5Nm class small CMG developed by KARI is introduced to implement for an agile small satellite design. One of the singularity escape CMG steering law, Designated Direction Escape (DDE) method, which is a sort of modified version of Singular Direction Avoidance (SDA) method is summarized for its application on the numerical simulation of agile attitude control system design result. The performance of DDE method is demonstrated properly by escaping well known elliptic internal singularity successfully. 5Nm class small CMG cluster in a pyramid type as well as a roof type configuration is utilized to perform the numerical simulation and to demonstrate its agility design result for a small satellite. Simulation result shows the properness of 5Nm small CMG to a small agile satellite system. Also, the simulation result provides some valuable information that is important to CMG hardware design and manufacturing.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.166.2-166.2
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• 2012

국내에서 개발한 고기동 저궤도 위성이 일본 다네가시마 우주센터에서 2012년 5월 18일 발사되었다. 자세제어계는 위성의 임무수행을 완수할 수 있도록 발사 후부터 위성 수명 기간 동안 자세명령을 생성하고 제어 및 결정을 하며, 궤도 조정과 모멘텀 덤핑등의 임무를 수행한다. 이러한 임무 수행을 가능하게 하기 위해 자세제어계는 적절한 센서와 구동기 조합을 사용하여 추력기 기반 안전모드, 궤도 조정을 위한 Del-V Burn 기동 모드, 태양지향 서브모드 및 목표지향 서브모드 등을 설계했다. 고기동 위성의 초기 운용 중 자세제어계는 자세제어계 하드웨어의 초기 구동 및 점검을 수행하고 설계한 각 모드의 기능과 성능 확인을 수행하게 된다. 본 연구는 성공적으로 완료한 자세제어계 하드웨어의 초기 점검 결과를 소개하는 것이 목적이다. 초기 운용은 위성이 발사된 직후 탑재컴퓨터가 깨어나면서부터 시작되는데, 발사 후 최초 접속시 추력기 기반 안전모드에서 태양 획득 성능 및 제어 성능을 확인한 후 정상 상태 모드인 태양지향 자세로 전환하기 위해 자세제어계 하드웨어인 별 추적기, 자기토커, 반작용휠의 초기 구동 및 점검을 수행하였다. 본 연구에서는 각 하드웨어의 초기 구동 점검과 성능 및 기능 요구조건 만족에 대한 성능 분석 결과를 정리하였다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.13 no.2
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• pp.18-28
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• 2014

We assume that two control moment gyros are installed for space qualification in a satellite with four reaction wheels, and study the high agile maneuver method. Using high torque control moment gyros, we reduce the satellite's attitude error. After that, we activate reaction wheels to control remaining attitude error. This proposed method can avoid singularity problem of control moment gyros, and do not require gimbals' angle to calculate torque command. Through numerical simulations, we show that our method's agile performance is similar to previous method and reduce the reaction wheels' required momentum.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.41 no.2
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• pp.107-119
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• 2013

We study three axis attitude control method including two axis high agile maneuver using four reaction wheels and two control moment gyros. We investigate singularity conditions due to two control moment gyros and propose singularity escape method. Based on this, we propose actuator control algorithm for high agile maneuver. Also, we propose actuator momentum management method which preserves momentum of reaction wheels and control moment gyroscopes before and after satellite attitude control. Through numerical simulation, we show that our method achieves three axis attitude control including two axis high agile maneuver and preserves actuators' momentum.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.46 no.11
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• pp.934-943
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• 2018

In these days, demand for agile spacecraft is gradually increasing, due to the fact that agile spacecraft can improve mission capability. In this paper, an attitude control logic based on reaction wheels that can enhance agility of spacecraft is proposed. Three methods are suggested, and all three or part of them can be integrated to the existing attitude control system. First, a feedforward/feedback controller is introduced, and its pros and cons are provided, compared to the conventional feedback controller. Second, an attitude command generation method that fully utilizes torque/momentum capacities of reaction wheels is proposed. Third, a torque (current) control mode for internal wheel control is introduced. Numerical results verify that the settling time can be significantly reduced by employing the feedforward/feedback control method, especially for large angle maneuver.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.11 no.2
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• pp.80-86
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• 2012

A fast maneuvering LEO satellite producing high resolution images was developed by Korea Aerospace Research Institute and launched successfully. To achieve accurate pointing and stringent pointing stability, the attitude orbit control subsystem implements high performance star trackers and gyroscopes. In addition, series of on-orbit calibration need to be performed to compensate mainly misalignment errors due to launch shock and on-orbit thermal environment. In this paper, the on-orbit calibration approach is described with the performance enhancement result through flight data analysis.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.11 no.2
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• pp.87-95
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• 2012

This technical paper describes the analysis results of telemetry data for the initial activation of star trackers for an agile high accuracy low earth orbit satellite. The satellite was recently launched and is in the Launch and Early Operation Phases. It uses two SED36 star trackers manufactured by SODERN. The star tracker is separated by three parts, an optical head, an electronics box, and a baffle with maintaining optical head base plate temperature 20 degC in order to achieve the better performance in low frequency error. This paper presents the initial activation status, requirements and performance, anomaly occurrence, and noise equivalent angle performance analysis during the mission mode by processing the telemetry data.