• 한국항공우주학회지
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• 제35권7호
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• pp.647-654
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• 2007

본 논문에서는 일정한 추력을 이용한 지구-달의 연료 최적 궤적해를 이용하여, 가변 추력기를 이용한 지구 탈출 궤적에서의 에너지 및 연료 최적 궤적을 설계하였다. 에너지 최적의 지구 탈출 궤적은 여러 차례 지구를 공전하게 되고, 궤도 천이 시간이 일반적인 궤도 천이 시간 보다 상대적으로 오래 소요되므로 최적화 문제를 해를 구하기가 쉽지 않다. 따라서 에너지 최적 해를 구하기 위하여, 초기 상태변수를 조정하면서 Discrete continuation의 기법을 적용하였다. 최적화 문제의 종말 조건은 일정한 추력기를 이용한 지구 탈출 궤적의 종말 조건을 이용하였고, 구속 시간은 일정한 추력기를 이용한 궤도 천이의 경우보다 큰 값으로 설정하였다. 한편, 연료 최적 궤적은 제어 입력의 형태가 불연속적이기 때문에 해를 구하기가 쉽지 않다. 따라서 연료 최적 궤적은 에너지 최적의 해와 호모토피(Homotopy) 기법을 적용시켜 그 해를 구하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권5호
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• pp.65-72
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• 2021

소형위성의 궤도조정 및 궤도유지에 활용될 수 있는 700 W급 홀추력기 랩모델을 개발하였다. 스케일링 방정식을 사용하여 방전채널의 크기를 선정하였으며, 자기장이 방전채널 중심선을 기준으로 대칭성을 가지면서 방전채널 바깥에서 최대가 되도록 설계하였다. 개발된 홀추력기의 방전시험은 2.0×10^-5 Torr 이하의 배경압력을 갖는 진공 환경에서 수행되었으며 추력 스탠드를 이용하여 추력을 측정하였다. 양극전압을 300 V로 고정하고 양극유량과 코일전류를 변수로 하여 추력을 측정하였으며, 양극유량 2.36 mg/s, 코일전류 2.4 A 조건에서 양극전력 620 W에서 추력 38 mN, 통합비추력 1,540 s, 양극효율 50 %로 가장 높은 성능을 보였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권1호
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• pp.99-110
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• 2009

이 연구의 목적은 편대비행위성의 항법 및 궤도제어를 위한 실시간 Hardware-In-the-Loop(HIL) 시뮬레이션 테스트베드를 개발하는데 있다. HIL 시뮬레이션 테스트베드는 실제와 비슷한 하드웨어 환경을 구성하여 주어진 편대비행임무 요구조건에 따른 새로운 개념의 알고리즘을 테스트할 수 있는 시뮬레이터이다. HIL 시뮬레이션 테스트베드는 실제의 인공위성 시스템 인터페이스와 최대한 유사하게 설계되었으며 환경 컴퓨터, GPS 시뮬레이터, GPS 수신기, 비행제어 컴퓨터, 시각화 컴퓨터 등 총 5개의 독립적인 시스템으로 구성되어 있다. Spirent Communication사의 GSS6560 다중패널 RF 시뮬레이터와, (주)세트렉아이에서 제작한 우주용 GPS 수신기를 사용하여 실제와 유사한 GPS 관측데이터를 사용한다. GPS 수신기로부터 획득한 관측데이터는 비행제어 컴퓨터 시스템으로 전송되고 이를 통해 편대비행위성의 절대위치 및 상대위치결정을 수행하였다. 또한 이 결과를 바탕으로 비행제어 컴퓨터 시스템은 궤도조정에 필요한 제어값을 계산하여 환경 컴퓨터 시스템으로 전송한다. 이렇게 5개의 독립적인 시스템을 유기적으로 통합하여 폐순환반복(closed-loop) HIL 시뮬레이션 테스트베드를 설계하였다. 이 논문에서는 편대비행 위성의 항법 및 제어 알고리즘 테스트를 위한 실시간 HIL 시뮬레이션 테스트베드의 전반적인 구성방법과 세부적인 구성요소에 대해 설명하였다 저궤도 편대비행위성의 편대유지 임무에 대한 가상의 시나리오를 설정하여 위성 편대비행의 항법 및 궤도제어 알고리즘을 실험적으로 검증하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제14권3호
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• pp.223-231
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• 1998

해양생물학 연구를 위해 전세계 바다색 관측을 수행하게 될 아리랑 1호 위성(Korean Multi-Purpose SATellite. KOMPSAT)의 탑재체 Ocean Scanning Multispectral Imager(OSMI)를 개발하였다. OSMI는 관측폭 800km 이내에서 1km 이하의 지상해상도를 갖고 whisk-broom 주사 기법으로 해양표면의 영상을 얻는다. OSMI는 3년의 수명 동안 20%의 궤도 운영 duty cycle을 갖으며 궤도 운영 중 영상 자료의 gain/offset 조정이 가능하고 영상자료 저장 기능이 내장되도록 설계되었다. 궤도 운영 중 센서 보정을 위해 OSMI는 태양 보정과 암흑 보정을 수행한다. OSMI는 2차원 Charge Coupled Device(CCD) Focal Plane Array(FPA)를 사용하는 다중 분광 촬영기로서 400nm에서 900nm가지의 파장 대역에 대한 결상이 가능하다. 이 파장대역 중에서 궤도 운영 중 지상명령을 통해 선택되는 6개 분광 채널을 사용하여 해양표면이 관측된다. 센서 성능은 지상 특성 시험 단계에서 412, 443, 490, 510, 555, 670, 765 그리고 865nm의 8개 분광 대역에 대해 측정되었다. 이 지상 특성 시험 결과와 더불어 태양/암흑 보정이 궤도 분광 채널 선택 및 보정에 사용될 것이다. 운영중 분광 채널 선택 기능은 바다색 관측 및 해양생물학 연구에 큰 유연성을 줄 것이다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제23권3호
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• pp.245-258
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• 2006

이 연구에서는 통신해양기상위성의 위치유지 조정을 분석하고 계획하는 자동화 알고리즘을 개발하였다. 섭동 계산 및 궤도 예측을 위해 일반섭동론을 사용하였으며 궤도 요소들을 각 섭동에 의한 장주기 변화, 영년 변화항으로 나누어 분석하는 해석적인 방법을 적용하였다. 이러한 분석을 통해 통신해양기상위성의 동서방향과 남북방향에 대한 위치유지 조정 시뮬레이션을 수행하였다. 위치유지를 위한 허용범위는 ${\pm}0.05^{\circ}$로 설정하였고 동서 방향은 7일 주기, 남북방향은 14일주기로 1년의 기간 동안 수행하였다. 통신해양기상위성의 경도가 동경 $128.2^{\circ}$와 동경 $116.0^{\circ}$ 사이에서 아직 확정되지 않았기 때문에 두 경우 모두에 대해서 시뮬레이션 해보았다. 2008년 12월부터 1년에 대해서 동경 $128.2^{\circ}$의 경우에는 동서방향 위지유지를 위해서 3.50m/s의 속도 변화량이 남북방향 위치유지를 위해서는 52.71m/s의 속도 변화량이 필요하다는 결과를 얻었다. 동경 $116.0^{\circ}$의 경우에는 동서방향 위치유지에는 3.86m/s, 남북방향 위치유지에는 52.71m/s의 속도 변화량이 필요하다는 결과를 얻었다. 이 결과를 통해서 통신해양기상위성의 위치유지 조정은 동경 $128.2^{\circ}$에 위치했을 때 효율적이라는 결론을 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.430-436
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• 2018

궤도보수용 특수철도차량은 열차 운행동안 철도차량의 진동저감 및 승차감 향상을 위하여 다양한 궤도틀림을 조정하는 탬핑장치를 장착한다. 궤도틀림의 선형화 작업에 대한 인적 오류를 감소하기 위하여 실제 탬핑작업의 착오를 바로 확인할 수 있는 모의 훈련연습기의 개발이 중요하다. 기존 2차원 시뮬레이터의 현실성 및 훈련효과를 높이기 위하여 본 연구에서는 가상현실 공간상에서 본 특수철도차량의 탬핑작업에 대하여 3차원 시뮬레이터 모델링을 구현하였다. 탬핑작업동안 고화질화면 작동 시 발생되는 버퍼링 문제는 고화질 다각형 모델링에서 추출한 로우 다각형의 Unwrap UVW 매핑기법을 사용하여 해결하였다. 탬핑작업의 훈련시 발생하는 인적오류는 침목과 탬핑유니트의 탬핑타인 충돌 유무를 원과 사각형 충돌원리로 감지된다. 또한 충돌과 동시에 작업운전실 의자의 진동이 발생되며, 모의연습기 화면에 침목 타격수량이 현시되므로 훈련생의 숙달정도까지 인지하도록 제작되었다. 그리고 침목위에 튀어 오른 자갈은 차량주행 안전성 심각한 영향을 미치므로 탬핑유니트에 자갈 튀는 효과를 적용하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.100-100
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• 2003

다목적실용위성 1호의 자세제어는 추력기를 이용한 방법과 반작용 휠을 이용한 방법으로 나눌 수 있다. 추력기를 이용한 방법은 위성이 안전모드에 진입하거나 궤도조정시 이용되며, 정상 운영모드에서 촬영임무를 수행할 때는 반작용 휠을 이용하여 위성의 자세를 제어하고 있다. 자세제어는 제로 모멘텀 바이어스(Zero Momentum Bias)를 이용하여 3축 제어방식을 사용하고 있다. 지구센서(CES, Conical Earth Sensor)와 자이로(Gyro)를 통하여 얻은 자세정보를 이용하여 위성의 탑재컴퓨터에서 제어로직을 수행하면 MDE(Motor Drive Electronic)를 통해 모멘텀을 입력받아 반작용 휠의 회전속도를 변화 시켜 자세제어를 수행한다. 본 논문은 위성의 임무기간 동안 반작용 휠을 이용하여 자세제어를 수행한 결과를 바탕으로 위성의 제로 모멘텀 바이어스를 통한 자세제어계의 변화를 분석하여 향후 연장 임무기간 동안 발생할 수 있는 운영상의 문제점을 확인하고, 이에 대한 조치 방법과 자세제어계의 운영 방안을 제시하고 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.1-2
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• 1997

인공위성용 추력기는 위성의 자세제어 및 궤도조정용 소형 액체추진기관으로서 개발기술은 인공위성 그 자체는 물론 위성 발사체와 유도 미사일의 추진기관에 이르기까지 다양하게 확장 적용할 수 있는 핵심 기반기술이다. 때문에 선진국으로부터의 기술 이전을 기대하기 힘든 품목으로, 자체 개발을 통해 위성이나 유도무기에 장착 운용시험을 하기에도 막대한 비용 때문에 회피되고 있는 실정이다. (주)한화는 정부에서 국책과제로 추진하고 있는 KOMPSAT 위성 개발사업에 참여하여 소형 액체 추진기관인 단일 추진제 추력기의 개발을 추진하였다 1994년 11월 사업착수 이래 미국 TRW사로부터 추력기 설계, 해석 및 제작 기술을 이전 받았으며, 추력기 제작/시험 시설을 완공하여 TRW사의 제품 품질 요구조건(product assurance requirements)에 의거 제작에 착수하였다. 현재 총 8세트의 이중 추력기 모듈(dual thruster module)을 제작 납품하였으며 또한 추력기 자체의 핵심 부품을 원부자재 가공으로부터 제작하고 이의 인증 시험을 성공적으로 완료하였다. 현재 국산화 추력기를 KOMPSAT 위성에 장착하기 위한 이중 추력기 모듈 제작이 진행 중에 있다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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• pp.225-228
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• 2005

본 논문에서는 한정된 위성 전파자원의 활용 및 지상망과의 주파수 공유를 위한 방안으로써, 위성망과 지상망간의 간섭 영향을 분석하고, 신규 지상망 배치시 위성망과의 주파수 공유가 가능한 허용 간섭량 및 위성으로부터의 PFD, 그리고 간섭량 입력에 의한 조정거리를 산출해내는 위성망과 지상망간 간섭분석 시뮬레이터를 구현하였다.

• 항공우주기술
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• 제13권2호
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• pp.142-149
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• 2014

저궤도위성은 발사 이후 초기 운영[1] 및 검보정 단계를 거쳐 정상 운영 단계로 진입한다. 정상 운영 단계에서는 이상 현상에 대한 대응조치[2], 궤도조정 작업 이외의 대부분 기간 동안 지상국으로부터 임무 명령을 수신하고 영상 촬영 및 전송 임무를 수행하게 된다. 저궤도위성과 지상국 시스템이 모두 관여된 임무수행능력은 저궤도위성 프로그램 성공 판단의 핵심 지표이고, 저궤도위성 프로그램 추진 목적과 일치하는 항목이기 때문에 지상 시험 단계에서 철저한 검증을 통해 신뢰성을 확보해야 한다. 지상 시험단계에서 지상국과 위성의 역할을 검증함으로써 임무수행능력에 대한 신뢰성을 확보하기 위해서는 저궤도위성의 실제 운용 상황과 유사한 시나리오를 작성하고 이를 바탕으로 명령을 생성하여 위성에 전달하며, 영상과 건강상태 텔레메트리(Telemetry) 데이터를 수신하는 등의 임무수행 전체 주기에 대한 검증이 필요하다. 이 논문은 저궤도위성과 지상국간 접속 환경을 활용해 수행된 임무수행능력 지상 검증 시험 설계 및 수행 결과에 대해 다룬다. 시험 설계시 고려되어야 할 항목과 이를 바탕으로 설계된 시험에 대해 상세히 서술하고 결과에 대해 정리하였다.