Kim, Dae-Yeong;Jeon, Mun-Jin;Gwon, Dong-Yeong;Kim, Hui-Seop;Kim, Gyu-Seon
The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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v.37
no.2
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pp.171.2-171.2
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2012
위성 개발에서 추력기는 위성의 경사각 및 고도 등의 궤도 제어 용도 이외에 위성 동작 초기 혹은 비상 상황에서 안정적인 전력 공급을 위한 자세 제어용 구동기로 사용되어야 하므로 매우 높은 신뢰성을 필요로 한다. 국내의 실용위성을 위해 개발되어 사용되고 있는 출력기는 1 파운드의 작은 용량으로 위성 운영에 일부 제약을 주게 된다. 본 논문은 위성 운영에 있어 반드시 필요한 궤도 천이 절차와 관련하여 기존에 사용된 절차를 보완하기 위한 방법에 대해 기술한다. 기존에 개발된 위성에서는 궤도 조정을 위한 자세 변화에 추력기를 사용하였다. 그러나 위성의 무게가 커짐에 따라 자세 변환을 위한 시간이 오래 걸려 궤도 조정 효율이 떨어지는 요인이 되고 있다. 뿐만 아니라, 자세 변화 과정에서 벡터 방향의 추력으로 인해 원하지 않는 궤도 변화가 생기므로 정밀 궤도 결정에도 영향을 주게 된다. 최근에 개발된 위성의 경우, 위성의 기동 성능을 높이기 위해 고성능 반작용 휠을 사용하므로 이를 이용하여 궤도 천이 전에 자세 변화를 하도록 하고 있다. 이러한 방법을 적용한 결과, 정밀 궤도 결정에 도움이 될 뿐만 아니라 자세 변화로 인한 연료 소모를 줄이는 효과도 있어 위성의 수명 연장에 도움이 되는 것으로 확인되었다.
Hyeon-man Yun;Chan-Ho Kim;In-Soo Choi;Soung-Sub Lee
Journal of Advanced Navigation Technology
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v.28
no.3
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pp.262-271
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2024
In this paper, by applying deep learning, one of the A.I. techniques, through angle information, which is optical observation data generated when observing satellites at observatories, distance information from observatories is learned to predict range data, thereby increasing the precision of satellite's orbit determination. To this end, we generated observational data from GMAT, reduced the learning data error of deep learning through preprocessing of the generated observational data, and conducted deep learning through MATLAB. Based on the predicted distance information from learning, trajectory determination was performed using an extended Kalman filter, one of the filtering techniques for trajectory determination, through GMAT. The reliability of the model was verified by comparing and analyzing the orbital determination with angular information without distance information and the orbital determination result with predicted distance information from the model.
Low Earth orbit satellites with satellite navigation receiver use onboard navigation filters for filtering measurement signals and for orbit prediction under signal loss. Precision satellite dynamic models, core of the navigation filter, are studied and a computation program is developed. Gravity acceleration, precision coordinate transform, third-body gravity, atmospheric drag, and solar radiation pressure models are combined into an orbit prediction algorithm, and a proven precision orbit determination software is used to validate the program. Orbit prediction accuracy is analyzed with simulated and flight orbit data. The program meets an accuracy level for onboard real-time navigation filter.
Kim, Young-Rok;Park, Eun-Seo;Park, Sang-Young;Choi, Kyu-Hong;Hwang, Yoo-La;Kim, Hae-Yeon;Lee, Byoung-Sun;Kim, Jae-Hoon
Journal of Astronomy and Space Sciences
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v.26
no.1
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pp.89-98
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2009
In this study, the YLPODS (Yonsei Laser-ranging Precision Orbit Determination System) is developed for POD using SLR (Satellite Laser Ranging) NP (Normal Point) observations. The performance of YLPODS is tested using SLR NP observations of TOPEX/POSEIDON and CHAMP satellite. JPL's POE (Precision Orbit Ephemeris) is assumed to be true orbit, the measurement residual RMS (Root Mean Square) and the orbit accuracy (radial, along-track, cross-track) are investigated. The validation of POD using GPS (Global Positioning System) raw data is achieved by YLPODS performance and highly accurate SLR NP observations. YGPODS (Yonsei GPS-based Precision Orbit Determination System) is used for generating GPS based precise orbits for TOPEX/POSEIDON. The initial orbit for YLPODS is derived from the YGPODS results. To validate the YGPODS results the range residual of the first adjustment of YLPODS is investigated. The YLPODS results using SLR NP observations of TOPEX/POSEIDON and CHAMP satellite show that the range residual is less than 10 cm and the orbit accuracy is about 1 m level. The validation results of the YGPODS orbits using SLR NP observations of the TOPEX/POSEIDON satellite show that the range residual is less than 10 cm. This result predicts that the accuracy of this GPS based orbits is about 1m level and it is compared with JPL's POE. Thus this result presents that the YLPODS can be used for POD validation using SLR NP observations such as STSAT-2 and KOMPSAT-5.
This article investigates the problem of data preprocessing for the precision orbit determination (POD) of low earth orbit satellite using GPS .aw data. Several data preprocessing algorithms have been developed to edit the GPS data automatically such that outlier deletion, cycle slip identification and correction, and time tag error correction. The GPS data are precisely edited for the accuracy of POD. Some methods of data preprocessing are restricted to the rate of the collections of the pseudorange and carrier phase measurements. This study considers the preprocessing efficiency varied with the rate, the quality of receiver and the altitude of the satellite's orbit. We also propose the proper methods in accordance with the rate for single frequency and dual frequency receivers.
본 논문에서는 무궁화위성의 발사단계에서부터 궤도상 운용에 이르기까지 각 임무 단계별로 필요한 궤도제어 기법을 살펴보았다. 정지궤도 통신/방송 위성은 정지궤도 진입 및 정지궤도상에서 임무 수행을 위한 정밀 궤도 제어 등 궤도제어와 관련하여 궤도 결정과 함께 지상국용 임무설계 S/W를 필요로 한다. 정지궤도 위성의 이러한 궤도 제어 기술은 향후 국내의 자체 정지궤도 위성 개발시 관련 기술의 국산화에 많은 도움이 될 것으로 기대된다. 또한 현재 무궁화위성 1, 2호의 운용기술을 자체 습득하고 고도화하는 노력도 향후 계속되는 국내 수요에 대비하여 계속되어야 할 것이다.
Kim, Eun-Hyouek;Lee, Byung-Hoon;Park, Sung-Baek;Jin, Hyeun-Pil;Lee, Hyun-Woo;Jeong, Yun-Hwang
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.44
no.9
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pp.781-788
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2016
In this paper, a real-time on-board orbit determination algorithm using the high precise orbit propagator is suggested and its performance is analyzed. Orbit determination algorithm is designed with the Extended Kalman Filter. And it utilizes the orbit calculated from the Pseudo-range as observed data. The performance of the on-board orbit determination method implemented in the GPS-12 receiver is demonstrated using the GNSS simulator. Orbit determination performance using high precise orbit propagator was analyzed in comparison to the orbit determination result using $J_2$ orbit propagator. The analysis result showed that position and velocity error are improved from 43.61 m($3{\sigma}$) to 23.86 m($3{\sigma}$) and from 0.159 m/s($3{\sigma}$) to 0.044 m/s($3{\sigma}$) respectively.
Park, Jae-Ik;Lee, Eun-Seong;Gang, U-Yong;Han, Ji-Ae;Kim, Hyeon-Su;Heo, Mun-Beom
Bulletin of the Korean Space Science Society
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2011.04a
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pp.25.5-26
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2011
이 연구에서는 네트워크 기반의 다중기준국을 이용하여 육상교통환경에서 항법위성의 궤도력에 따른 위치결정 성능향상의 정도를 분석하였다. 위성항법보정시스템(Differential Global Positioning System)을 활용하였을 경우 항법위성의 궤도력 오차정보가 소거되지 않는다는 가정 하에 방송궤도력이 아닌 International GNSS Service(IGS) 정밀궤도력중 신속궤도력(Ultra-Rapid)을 이용하여 궤도력 오차에 따라 위치결정 정확도가 향상됨을 확인하였다. 일반적으로 사용하는 위성항법보정시스템을 활용한 위치결정 방법은 기준국과 사용자의 거리에 따라서 그 성능이 달라진다. 이는 궤도 오차, 대류층 및 전리층 오차 등이 거리에 의존적이기 때문이다. 다중기준국을 활용하는 방법은 거리가 멀어짐에 따라 소거되지 않는 오차등을 극복하기 위한 기술이며 사용자 주변을 둘러싼 기준국들의 측정값을 조합하여 보상을 하거나 정확하게 모델링하여 사용자에게 오차정보를 보정정보로 전송하여 위치결정의 성능을 향상시키는 방법이다. 분석된 결과는 네트워크 기반의 다중기준국 환경에서 사용자와 기준국간의 거리에 따른 공간이격 오차정보 보정정보 생성 연구에 활용하며 이를 통해 육상교통 사용자의 위치결정 정확도 성능을 향상하는데 기여할 것으로 기대된다.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.41
no.4
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pp.319-326
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2013
This paper describes the orbital dynamics operation results for the launch and early operations phase (LEOP) of KOMPSAT-3, which was successfully launched on May 18, 2012. At the initial phase, operational orbit determination was carried out using ground tracking data and GPS navigation solution. And, both in-plane and out-of plane maneuvers were executed in order to change the orbit from the injection orbit to the mission orbit. In addition, the accuracy of precise orbit determination was indirectly evaluated by overlapping method using GPS raw data of KOMPSAT-3 and international GNSS service data from worldwide-distributed ground stations. Currently, KOMPSAT-3 is operated in pre-defined mission orbit, and its various kinds of orbit data are generated and distributed to support the normal mission operations.
Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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v.27
no.4
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pp.437-444
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2009
A bi-directional, multi-step numerical integrator is developed to determine the GPS (Global Positioning System) orbit based on a dynamic approach, which shows micrometer-level accuracy at GPS altitude. The acceleration due to the planets other than the Moon and the Sun is so small that it is replaced by the empirical forces in the Solar Radiation Pressure (SRP) model. The satellite orbit parameters are estimated with the least-squares adjustment method using both the integrated orbit and the published IGS (International GNSS Service) precise orbit. For this estimation procedure, the integration should be applied to the partial derivatives of the acceleration with respect to the unknown parameters as well as the acceleration itself. The accuracy of the satellite orbit is evaluated by the RMS (Root Mean Squares error) of the residuals calculated from the estimated orbit parameters. The overall RMS of orbit error during March 2009 was 5.2 mm, and there are no specific patterns in the absolute orbit error depending on the satellite types and the directions of coordinate frame. The SRP model used in this study includes only the direct and once-per-revolution terms. Therefore there is errant behavior regarding twice-per-revolution, which needs further investigation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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