• 한국항행학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.220-227
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• 2018

INS/GNSS 결합시스템을 구성하기 위해서 일반적으로 널리 사용되는 방법이 칼만필터를 이용한 통합항법 시스템을 구성하는 것이다. 하지만, 궤적에 따라 칼만필터의 상태변수들 중에서 가관측하지 않은 상태변수가 발생할 수도 있으며, 이 경우 해당 상태 변수들은 오차가 추정되지 않는다. 이런 문제를 해결하기 위해서는 일반적으로 통합항법 시스템을 구성한 이후에 가관측성 분석을 수행한다. 본 논문에서는 피치각 변화가 큰 궤적으로 움직이는 항체의 INS/GNSS 통합항법 시스템을 설계하기 위해서 24차의 위치 정합 칼만필터를 정의하였다. 설계에 적용된 오차 상태 변수들의 적절성을 검증하기 위해서 가관측성 분석을 수행하였다. 궤적을 5개의 segment로 구분하고 각 구간에서는 PWCS로 가정하여 가관측성을 해석적으로 분석했으며, 그 결과를 시뮬레이션을 통해서 검증하였다. 가관측성 해석 결과 및 시뮬레이션 결과를 통해서 칼만필터의 오차 상태 변수가 가관측하도록 잘 설계되었음을 확인 하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.26.3-27
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• 2009

한 기의 영상레이더 위성을 이용하여 동일한 촬영지역에 대해 적절한 기선벡터(Baseline)을 유지하는 두 장(scene)의 영상을 획득하여 그 지역의 정밀 표고차를 추출하는 레이더 간섭계(Interferometry) 임무를 수행하기 위해서는 반복지상궤적을 유지하도록 위성의 궤도를 주기적으로 조정해 주어야 한다. 이 연구에서는 반복지상궤적 유지 정밀도를 극대화시키기 위하여 최적의 기준궤도를 생성하고 이를 유지하기 위한 속도증분 및 궤도 조정 일정을 산출할 수 있는 궤도최적화 S/W 를 개발하였다. 이 연구의 최적 궤도 설계 문제는 다음과 같다. "시작시간 $T_0$에서 초기 접촉궤도 상태벡터 (ECEF 위치 및 속도벡터) $x_0$이고, 지상궤적반복주기 p 이후의 시간 $T_0+p$에서도 초기 접촉궤도 상태벡터와 동일한$x_0$가 되도록 궤도를 유지하려고 할 때, 여명 궤도(dawn-dusk and sun-synchronous orbit)에서 운영되는 위성의 연료소모(또는 속도증분)를 최소화시키는 가상의 궤도조정(maneuver) 횟수, 시기, 크기를 찾아라." 이 연구에서는 궤도최적화 문제를 풀기 위하여 GRACE 중력모델(GGM02C)이 적용된 수치적 방법의 위성궤도예측 알고리즘을 시스템 설계에 적용하였고, 매개변수 최적화 방법 중 구속조건이 있는 비선형 최적화 기법의 하나인 연속 2차 계획법(sequential quadratic programming)을 사용하여 해를 구하였다. 개발된 궤도최적화 S/W의 성능을 분석하기 위하여 고도 550km의 여명궤도를 돌며 지상궤적반복주기가 28일인 영상레이더 위성에 대해 적용하였다. 해석 결과를 통해, 비록 시스템의 비선형이 큼에도 불구하고 최소의 속도증분으로 정밀한 반복지상궤적이 유지됨을 알 수 있었다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.39.4-40
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• 2009

이 연구의 목적은 고해상도 합성개구레이더 센서를 탑재한 관측위성의 운용요구사항에 맞춰 임무기간 동안 관측 목표지역을 주기적으로 반복하고 지상궤적을 $\pm2km$ 범위 내에서 안정성을 갖도록 유지 조정하는 궤도제어 알고리즘 연구를 수행하는데 있다. 기존에 수행되어 왔던 지상궤적에 대한 오차를 해석적으로 계산하여 궤도를 유지 조정하는 방법이 아닌 기준궤도에 대하여 상대좌표계에서 표현된 위성의 실제 접촉궤도를 기준궤도와 직접적으로 비교하여 목표궤적을 유지 조정하는 알고리즘을 연구하였다. 이를 위해 첫째, 고해상도 관측위성의 운용요구사항을 만족하는 계획된 목표궤도인 기준궤도를 설계하였다. 기본적으로 기준궤도는 임무 설계 시 완전한 주기성이 고려된 최대한 실제에 가까운 궤도이기 때문에 지구중력장 모델만을 고려하여 간략하게 설계하였다. 둘째, 실제의 인공위성의 궤도는 계획된 기준궤도를 유지해야 하지만 시간에 따라 섭동력의 영향을 받아 계획된 궤도로부터 벗어나게 된다. 기준궤도로부터 실제궤도가 얼마나 벗어나는지에 대한 정량적 분석을 위해 지구 중력장, 달-태양 중력, 대기저항력, 태양복사압, 조석력 등과 같은 다양한 섭동력의 영향에 대한 분석을 수행하였다. 셋째, 반경방향(radial), 진행방향(along-track), 교차방향(cross-track)의 세 방향의 성분으로 구성된 우주공간오차(Space Error) 개념을 적용하여, 투영된 지상궤적에 상응하는 오차를 계산하는 것 보다 안정적으로 오차를 계산하였다. 또한 운용요구사항에 따라 허용된 범위 내에서 궤도를 유지하기 위해 GVE(Gauss Variation Equation)을 이용한 궤도조정을 수행하였다. 섭동력의 분석 결과로부터 지구대기저항력, 달-태양 중력으로 인해 가장 두드러지는 장반경과 궤도이심률의 변화를 조정하기 위해, 임무에 사용되는 추력기의 연료 효율을 고려하여 동결궤도가 유지될 수 있는 최적의 위도이각에서 In-plane에 대한 궤도조정만을 수행하여 장반경과 이심률을 동시에 조정하였다. 지구대기와 태양활동의 영향으로 시간에 따른 장반경의 변화율에 따라 궤도조정 주기를 가지는 것을 알 수 있었고, 이 변화율 때문에 생기는 우주공간오차의 증가를 보정하여 위성의 지상궤적을 목표범위 안에서 유지할 수 있었다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 1996년도 제23회 학술대회
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• pp.24-29
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• 1996

본 연구에서는 베어링 하우징의 탄성 변형을 고려한 커넥팅 로드 베어링의 탄성 유체 윤활 해석을 통해 축 중심의 궤적, 최소 유막 두께 변화, 최대 유막 압력 변화를 예측하였다. 베어링 하우징의 탄성 변형을 고려한 해석 결과 강체 해석 결과보다 축의 편심율과 최소 유막 두께는 크게, 최대 유막 압력은 낮게 예측되었다. 또 축의 회전 속도가 증가할수록, 실린더 압력이 증가할수록 최소 유막 두께는 감소하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.43-53
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• 1990

본 연구에서는 변속장치로 사용되는 유성치차장치에 있어서 특히 피치오차와 편심오차가 동시에 존재할 경우도 고려하여 내접치차, 태양치차 혹은 유성캐리어 등이 각각 고정되었을 경우의 회전호차를 해석하였다. 이러한 해석을 통하여 각 치차의 오차에 의한 태양치차 혹은 내접치차의 중심변위궤적을 컴퓨터 시뮬레이션으로 화면상 에 나타나게 하여 실제 태양치차나 내점치차의 중심변위를 측정했을 때 그 변위 궤적 만을 보고도 오차가 존재하는 치차를 진달할 수 있도록 한다. 또, FFT(Fast Fourie- r Transform)를 이용한 파워 스펙트럼 분석법을 도입하여 컴퓨터 프로그램을 작성한 후 이를 이용하여 변위신호의 주파수 분석을 수행함으로써 이 방법이 치차의 오차 진 단에 더욱 효율적임을 밝히고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권7호
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• pp.51-60
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• 2002

통계학적 해석인 몬테-칼로 모의실험은 대기권 재진입 분산의 결과인 낙하예정지역뿐만 아니라 상태변수들의 최종조건들을 조사하는데도 사용된다. 본 논문에서 재진입 분산은 위도, 경도, 고도, 뱅크각, 비행경로각, 기수 오차, 그리고 항속거리로 생성되는 $7\times7$ 공분산 행렬로 한정된다. 감속을 목표로 하는 대기권 재진입시 이것들에 영향을 미치는 오차 원인들은 대기밀도, 온도, 초기오차, 바람, 그리고 항력계수의 추정오차 등에 관련된 불확실성들로서 이들 오차의 $3{\sigma}_n$와 공칭 비행궤적을 사용해서 상태변수의 공분산 행렬은 궤적 오차 해석을 수행함으로 결정될 수 있다. 재진입에 대한 몬테-칼로법의 적용에 있어서 주요 고려할 점은 교란궤적, 뱅크역전, 그리고 이 제적들 각각에 대한 최종 낙하지점의 결정이다. 본 논문은 불확실성에 대한 결과를 공력계수와 뱅크역전의 관점에서 해석한다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.60-71
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• 2017

정지궤도 발사체의 시스템 옵션별 성능 해석을 위하여 3자유도 궤적모델을 이용한 궤도 해석 프로그램을 작성하였다. 이 프로그램을 이용하여 추진제의 종류와 엔진방식, 클러스터링 수, 그리고 발사장 위치 등을 옵션으로 두고 발사궤적과 정지천이궤도 투입성능을 추정하였다. 해석의 결과를 통하여 국내 발사장을 이용하여 임무 달성을 가능케 하는 다양한 설계 방안의 가능성과 함께 정지궤도 발사체의 설계 방향을 파악할 수 있었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제2권1호
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• pp.46-52
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• 1986

얇은 유막위의 타이어 변형해석이나, 압착막댐퍼 설계등의 해석에 응용되는 변동 하중하의 탄성 경계상 유체 압착막의 해석을 Newton-Raphson 반복법을 사용하여 하였다. 유막두께의 계산은 등계수 요소를 사용하여 정확한 계산을 하였고 슬라이더의 궤적은 강쇄진동의 응답곡선과 유사함을 알 수 있었다. 특히 본 연구에서는 미끄럼 속도의 영향을 고려하였으며 유체가 베어링내에 생긴 포켓에 정체하고 있어서 미끄럼의 영향은 속도가 클때를 제외하고는 큰 영향을 미치지 못함을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권1호
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• pp.21-30
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• 2021

탐색기를 탑재한 유도탄의 중기궤적은 탐색기 시야(FOV : Field-Of-View) 내에서 표적을 탐지하며, 전환 시점에서의 기동성을 최대화하도록 설계하는 것이 요구된다. 유도탄의 비행궤적 최적화 문제는 여러 구속조건이 적용된 비선형 문제로 일반적인 해석해를 도출하기 어렵기 때문에 그 동안 다양한 계산적인 방법들이 제시되어 왔다. 본 논문에서는 추진-활공 유도탄의 중기궤적 최적화 문제를 컨벡스 최적화 기법인 2차 원뿔 프로그래밍을 이용하여 산출하였다. 먼저, 운동방정식의 상태변수를 최소화하기 위해서 제어변수 구속조건이 추가된 제어변수 추가 형태의 운동방정식을 구성하였다. 또한, 자유 종말시간 문제와 추진시간 문제를 대처하기 위하여 정규화된 시간 변수를 독립 변수로 설정하였다. 그리고, 운동방정식과 제어변수 구속조건을 컨벡스 형태로 변환하기 위하여 각각 부분 선형화와 무손실 컨벡스 변환을 적용하였다. 마지막으로, 본 논문에서 제시된 방안의 타당성을 확인하기 위하여 비선형 최적화 프로그래밍 결과와 비교하였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권5호
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• pp.373-388
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• 2003

불연속면의 기하학적 특성 조사는 일반적으로 조사자가 암반 노출면에서 직접 측정 작업을 수행하여 자료를 획득한다. 이러한 방법은 조사 범위에 대한 제약이 있을 수 있고, 자료의 획득과 처리에 많은 비용과 시간을 소요하게 되는 단점이 있다. 이를 극복하기 위하여 디지털 영상 분석은 현장 측정에 대한 대안적인 방법으로 제시될 수 있으며, 자동화된 측정과 분석을 제공한다는 장점이 있다. 본 연구는 디지털 사진기에 의해 촬영된 암반 노출면 영상으로부터 절리의 궤적을 인식하기 위한 목적으로 수행되었으며. 결과적으로 부존하는 절리맵을 자동화된 방법으로 작성하고자 하였다. 이를 위하여 개발된 해석 과정은 Media cybernetic사의 ImagePro Plus ver 4.1의 매크로 명령을 사용하여 프로그램으로 작성하였다. 본 연구에서 수행된 영상처리 과정은 영상처리, 절리 인식, 절리 궤적 추적 단계로 구분된다. 영상 처리 단계는 암반 사면 영상에 나타나는 노이즈를 제거하거나 완화시키기 위한 단계로서 영상 필터들을 조합하여 적용하였다. 절리 인식단계는 암반과 절리의 명도차에 의한 국부적인 절리 궤적을 인식하는 과정이다, 인식된 절리는 절리 궤적 추적 단계에서 수치적 의사 결정이 가능한 구조로 재구성된 후 서로 연결되어 절리맵으로 완성된다. 암반 사면의 원 영상과 이러한 영상 처리 알고리즘에 의한 일련의 과정을 거쳐 작성된 절리맵을 비교한 결과, 75～80% 정도의 불연속면들이 인식된 것으로 나타났다. 본 연구와 관련하여 앞으로는 절리 궤적 추적에 더욱 적합한 영상을 획득하기 위한 영상 필터의 조합부분과 절리 궤적의 연결과정에서 seed pixel을 자동적으로 선택할 수 있는 부분을 보다 집중적으로 연구할 필요가 있을 것으로 생각한다.