• 제어로봇시스템학회지
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• 제17권4호
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• pp.42-45
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• 2011

위성 구동기 고장을 검출하는 문제를 살펴보기 위하여, 최근에 발표된 논문을 분석하였다. 구동기에 발생하는 고장은 그 영향이, 위성의 동역학을 거쳐서 센서의 출력으로 나타나기 때문에, 고장 검출은 기본적으로 상태추정이 수반되어야 한다. 다양한 상태추정기법이 적용될 수 있는데, 가장 많이 사용되는 기법은 Kalman 필터 및 유사 필터들이다. 위성의 고장에 적시에 대응한다면 피해를 최소화할 수 있기 때문에, 자율성 높은 탑재형(on-board)의 고장 진단 및 대응 시스템이 주요 연구목표가 된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권12호
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• pp.1225-1231
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• 2009

인공위성의 반작용 휠 클러스터는 보통 4개의 반작용 휠로 구성이 된다. 각각의 반작용 휠은 인공위성의 자세 축과 일치하게 배치되지 않기 때문에 하나의 반작용 휠에 고장이 일어난 경우 반작용 휠 자체의 센서를 이용한 방법 외에는 고장 분리가 매우 어렵다. 본 논문에서는 이중 필터를 이용하여 고장 검출에 효과적인 파라미터를 구성하고, 인공위성의 반작용 휠 각각이 정지 고장을 일으킬 경우를 가정하여 이중 필터와 다중 가설 필터를 이용하여 반작용 휠의 고장분리기를 설계하였다. 또한 이를 4개의 반작용 휠로 자세제어가 이루어지는 인공위성 시스템에 적용한 시뮬레이션으로 고장 검출 및 분리 성능이 향상되는 것을 검증하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.14-23
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• 2013

위성 운용 중 발생할 수 있는 오류에 대한 대비를 고장 관리 설계라고 한다. 고장 관리 설계는 위성에 이상 현상이 나타나는 경우 감지하고 고립시키며, 지상에서 위성과 접속한 이후 오류 사항을 파악하고 대응책을 마련할 때까지 위성을 안전한 상태로 유지하는 기능을 포함한다. 안전 모드 운용은 정상 운용과는 다르게 비행 소프트웨어를 탑재한 탑재 컴퓨터와 전력 제어 및 분배 장치 주관 하에 지상국의 접속 없이 이루어진다. 오류 발생 시 고장 관리 설계에 따라 자동화된 동작이 이루어지는 만큼 지상 시험 단계에서 고장 관리 로직 및 관련 하드웨어가 설계된 대로 동작하는지를 철저하게 검증해야 한다. 또한 실제와 유사한 오류를 위성에 손상 없이 인가해야 한다. 고장 관리 설계 검증시험은 위성을 구성하는 다양한 부분체에 대해서 수행되나 본 논문에서는 저궤도 위성의 비행 모델을 대상으로 수행된 자세제어계와 전력계 시험의 설계에 대해 서술하고 결과에 대해 정리하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.97-103
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• 2014

위성탑재컴퓨터의 정상동작을 검증하기 위해 프로세서의 모니터링 및 디버깅은 필수적이며, 현재 Aeroflex Gaisler의 GRMON을 사용하고 있다. GRMON은 LEON 프로세서를 모니터링 및 디버깅하기 위한 다양한 기능을 제공하지만, 국내에서 제작한 위성탑재 컴퓨터에 사용할 수 없는 기능이 많기 때문에 가격 대비 성능이 낮다. 또한 LEON 프로세서의 DSU를 이용하면 모든 메모리맵에 접근이 가능하여 프로그램 실행 중 고장을 주입할 수 있음에도 불구하고, GRMON을 수정할 수 없기 때문에 그동안 위성탑재소프트웨어를 수정하여 하드웨어에 고장을 주입하는 방식을 사용하였다. 이런 고장주입 방법은 위성탑재소프트웨어의 형상을 변경하는 것이므로 고장에 따른 소프트웨어의 영향성을 정확히 판단할 수 없다. 이에 향후 저궤도 관측위성에 적용될 LEON2FT AT697F프로세서를 탑재한 차세대 위성탑재컴퓨터(NGSCB, Next Generation Spacecraft Control Board)에서 프로세서 디버깅을 위한 기본 기능을 제공하고, 실제 위성에 탑재되는 위성탑재소프트웨어와 동일한 환경에서 하드웨어 고장을 주입할 수 있는 시스템을 설계 및 구현하였다.

• 항공우주기술
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• 제7권2호
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• pp.95-102
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• 2008

2009년에 발사될 통신해양기상위성은 다중화 구조설계를 통해 발생 가능성이 있는 고장으로부터 자동 회복을 수행할 수 있도록 자동조치기능이 탑재되어 있다. 본 연구에서는 자이로 센서의 고장이 COMS 임무에 미치는 영향을 살펴보고 장치 레벨의 자이로 센서 고장 처리를 위한 고장감지 방법과 기준, 고장고립과 회복 동작에 대한 메커니즘을 분석하였다 또한 시뮬레이터를 이용하여 고장 발생에 대한 자동조치 동작검증 결과를 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권2호
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• pp.144-152
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• 2011

본 논문에서는 인공위성 자세제어 시스템의 고장 검출 기법을 제시하였다. 논문에서는 상호간섭 다중모델을 기반으로 벌점을 이용하여 인공위성 자세 시스템 중 구동기의 완전 고장과 구동력 저하 고장을 검출하였다. 제안한 고장 검출 기법은 2단계로 구분되는데, 먼저 11개의 구동기 고장 관련 모델을 구성하여 구동기 고장 검출을 수행한 후, 구동기의 고장이 검출되면 구동기의 고장 특성에 관련된 하위 모델을 생성하여 실제 발생한 고장이 완전 고장인지 구동력 저하 고장인지를 구분하게 된다. 또한 기존에 제안된 상호간섭 다중모델을 이용한 고장 검출 기법과 비교한 결과, 본 논문에서는 병렬로 구성되었던 고장 모델들을 2단계로 구성하고 각 단계별로 차등화된 벌점을 이용함으로써 구동기 고장 검출 시간을 줄였을 뿐만 아니라, 고장의 특성까지 빠르게 구분할 수 있는 장점이 있음을 확인 하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2011년도 한국우주과학회보 제20권1호
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• pp.22.4-22.4
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• 2011

위성항법시스템에서 위성 신호의 이상 발생 시 신속하게 위성시계의 고장 유무를 판단할 수 있도록 실시간 위성 시계 이상감지 시스템을 구축하였다. 위성 시계는 시스템 성능에 직접적인 영향을 미치는 핵심 요소로서 고장이나 이상 발생 시 측정치에 매우 큰 영향을 미칠 수 있다. 특정 위성 시계에 고장이나 이상이 발생한 경우 사용자들이 해당 위성의 측정치를 사용하지 않도록 가능한 빨리 이를 감지하고 공지할 수 있어야 한다. 현재 GPS의 경우 시스템 자체만으로는 위성 상태 정보가 적절한 시간 내에 제공되지 못하므로, 사용자가 직접 위성 신호의 사용 유무를 판단할 수 있는 위성 상태 감시 기능이 필요하다. 이 논문에서는 위성 시계 이상 발생 시 이를 실시간으로 감지할 수 있도록 한국항공우주연구에서 구축한 실시간 위성 시계 이상 감지 시스템에 대해 소개하고자 한다. 시스템 구현을 위해 적용한 방법은 크게 세 단계로 나뉠 수 있다. 첫 번째, 실시간으로 수신한 GPS 이중 주파수 측정치로부터 반송파 스무딩 필터를 적용하여 위성 시계 바이어스를 추정한다. 두 번째, 위성 위치 및 시계 정보의 실시간 적용을 위해 항법력보다 성능이 뛰어난 IGS Ultra-rapid 예측 정보를 활용한다. 마지막으로 위성시계 바이어스 추정치와 예측치를 비교하여 시계 이상 유무를 판별한다. 실제 위성 시계 이상이 발생한 위성의 측정치를 적용하여 시스템에 대한 검증시험을 수행하였고, 10 나노 초 수준의 위성 시계도약 현상이 발생한 위성의 감지를 통해 시스템의 성능을 확인하였다. 이는 항공항법분야와 같이 고성능의 위치 정보를 요구하는 응용분야에 신뢰성 있는 위성 정보 제공을 위해 활용될 수 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권6호
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• pp.509-514
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• 2007

GPS로 대표되는 위성항법시스템은 위치와 시각 분야 인프라로 그 중요성이 매우 커지고 있다. 또한 위성항법시스템을 사용하고자 하는 분야에서는 위성항법시스템의 예기치 못한 고장으로 인한 피해를 방지하거나 최소화하기 위한 노력도 하고 있다. 이는 위성항법시스템의 고장은 경제적인 손실뿐만 아니라 사회적으로도 큰 영향을 줄 수 있기 때문이다. 현재 해양수산부에서 운영하고 있는 NDGPS 망은 해양 분야를 위한 서비스를 넘어서 내륙을 포함한 국내의 모든 위성항법시스템 사용자를 위한 인프라로 발전되고 있고 국내의 각 기관 및 관련 단체에서는 이를 다양한 분야에 적용하려는 노력들이 활발히 진행되고 있다. 본 논문은 현재 운영되고 있는 NDGPS 기준국과 감시국에서 수행하고 있는 무결성 감시가 실제 위성 고장과 관련된 데이터 분석을 통해 위성 고장에 적절히 대응하기에는 부족함을 보이고, 무결성 감시기능 고도화를 위한 검사 기법별로 NDGPS 망에 적용하기 위해 요구사항을 분석하여 기존 NDGPS 망의 구조를 그대로 유지하면서 적용 가능한 검사 기법을 제시하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.111-112
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• 2013

GPS는 항행, 측량, 지도제작, 시각동기 등 정확한 위치정보가 필요한 여러 분야에서 활용되고 있으며, 이에 대한 의존도는 점점 증가하고 있는 추세이다. 따라서 GPS 신호에 이상이 발생하는 경우 GPS를 기반으로 한 여러 시스템에서 혼란 및 막대한 경제적 손실이 발생할 것으로 예상된다. 이를 방지하기 위해 GPS 신호의 이상 감시를 위한 연구가 활발히 이루어지고 있는 추세이며, 이러한 연구 중에는 기존의 이상사례에 대해 분석하는 부분도 포함된다. GPS 신호 이상은 위성 고장, 태양폭풍에 의한 이온층의 급격한 변화, 항법메시지의 오류, 전자파 간섭 등 여러 요인에 의해 발생하게 된다. 본 논문에서는 위성 고장 사례 중 위성시계 이상, 위성궤도 이상와 이온층 폭풍에 의한 이상, 대류층 변화에 의한 이상에 대해 분석하고 이 때 고장으로 인해 발생한 이상신호에 대해 모델링을 수행한다. 기존의 이상사례에 대한 분석결과 및 모델링한 신호는 GPS 신호의 이상 감시 알고리즘을 개발 및 검증하기 위한 목적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 항공우주기술
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• 제4권2호
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• pp.71-78
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• 2005

FMECA의 목적은 위성체의 설계 시에 임무 수행에 치명적인 영향을 줄 수 있는 부품이나 구성을 밝혀내어 이를 설계에 이용하기 위한 것이다. 이러한 분석을 통하여 위성체의 운용 또는 생산 중에 예상되는 모든 고장 형태(Failure Mode)를 확인하고, 해당 고장 형태의 임무에 대한 영향을 검토하여 이러한 고장 형태가 허용될 수 있는 것인지를 결정하고 이를 보완하기위한 설계 변경 또는 관리가 이루어지게 된다. 본 기술 논문에서는 현재 개발 중인 위성에 대하여 수행된 FMECA의 절차와 결과를 수록하였다.