• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.163.1-163.1
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• 2012

이 연구는 우주물체에 대한 광학감시 및 추적을 수행하기 위한 선행연구로, 궤도전파 시뮬레이터를 개발하여 궤도상 위성의 광학관측가능성을 분석하고 광학관측 여부를 판단하는 것을 목표로 한다. 연구의 주 내용은 주어진 궤도정보를 바탕으로 하는 태양동기궤도(Sun-Synchronous Orbit; SSO) 위성, Dawn-dusk 위성, 저궤도(Low Earth Orbit; LEO) 위성, 정지궤도(Geostationary Orbit; GEO) 위성 등 궤도상 위성의 추정궤도 전파와 자국위성의 광학관측가능성 분석으로 구성된다. 각각의 궤도전파 정밀도 및 광학관측가능성 분석성능을 확인하기 위해 AGI(Analytical Graphics Incorporated)사의 STK(Satellite Tool Kit) 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 개발된 궤도전파 시뮬레이터와 비교하였다. 시뮬레이션 과정에서 광학관측의 제한조건을, 지구반영(penumbra)과 태양직사광(direct sun)에서만 관측하며, 고도(elevation angle)의 최소값은 20도, 태양고도(Sun elevation angle)의 최대값은 -10도로 설정하였다. 광학관측이 이루어지는 가상의 관측소는 임의로 선정하였으며, 기본적인 관측시간은 1년으로 잡고, 계절의 변화에 따른 광학관측가능성 궤적의 변화를 보기위해 춘하추동에 대해서 각각 3일이내의 기간 동안 시뮬레이션을 수행하였다. 결과적으로, 우주물체 광학감시 및 추적을 수행하기 위한 광학관측가능성 분석성능은 궤도전파 시뮬레이터 및 초기궤도요소 정밀도, 좌표변환과정 오차 등의 영향을 받으며, 설정된 제한조건에 따라 광학관측 지속시간의 차이가 발생한다. 연구결과를 통해 궤도상 위성의 궤도를 추정하기 위한 위성의 궤도전파 시뮬레이터를 개발하고, 자국위성의 관측가능성 분석을 통해 광학감시 및 추적시스템의 운영이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.279-279
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• 2021

위성영상정보는 센서의 종류, 취득, 분석, 재난과 위성영상 특성 매칭 등의 제약으로 재난 상황에서 제한적으로 사용되었다. 일반적으로 인공위성의 종류는 탑재한 센서의 정보제공 능력 범위에 따라 분류 가능하며 이에 따라 대상 범위가 결정된다. 본 연구에서는 재난의 예측, 탐지, 사후처리를 위한 위성자료의 취득과 활용을 위해 다양한 위성과 탑재된 센서의 궤도, 공간 해상도, 파장대 등의 특성에 대하여 분석하고 재난유형별로 최적 위성영상을 선정하였다. 행정안전부에서는 재난과 재해의 유형을 자연재난(10종)과 사회재난(27종)으로 분류하였다. 위성영상 활용이 가능한 재난 유형은 가시적으로 확인이 가능한 자연재난에 해당하며 그 중 태풍, 홍수, 가뭄, 산불 등 총 4종의 재난유형별로 가용한 최적의 위성영상을 분석하였다. 재난관측에 사용 가능한 대표적인 탑재체의 종류는 극궤도 지구관측 위성에서 광학과 SAR로 구분할 수 있다. 각 기본 특성에 따라 제공되는 정보의 종류가 분류되며 광학 센서는 태양복사 및 지구복사에너지 파장 영역 중 가시광선-근적외선-단파적외선-열적외선 파장대 영역의 분광 정보를 제공할 수 있는 다중 밴드들로 구성된다. 지표의 특정 대상이나 물질을 탐지하고 변화를 감지·분석하는데 유용하여 홍수, 태풍, 지진 등 자연 및 사회 재난·재해 관측에 유용하게 이용된다. SAR 센서는 장파장의 전자기파를 방출한 후 돌아오는 신호를 활용하여 대상에 대한 정보를 획득한다. 대기의 효과 및 요소를 투과하는 주파수 대역별 장파장 밴드 정보를 활용하여 고해상도의 대상 표면, 위치, 형태 등의 정보를 측량 및 관측하므로 중·광역 지역에 제약 없이 영상정보를 획득할 수 있어 산사태, 홍수, 지진, 등의 재난 모니터링에 유용하다. 이러한 다종 위성별 센서들의 특징(공간 해상도, 파장대별 밴드 특성, 관측폭, 재방문 주기 등)들을 분석하여 재난유형별로 가용한 무료/상용 지구관측위성을 분류한 결과 태풍에는 광역관측, 정지궤도 위성, 홍수에는 광학 및 SAR 고해상도 위성, 가뭄은 광역관측, 다분광 광학 위성 그리고 산불에는 정지궤도, 광학, SAR 위성이 적합함을 알 수 있다.

• 대한공간정보학회지
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• 제14권4호통권38호
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• pp.27-36
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• 2006

현재 위성영상에서 정확한 위치정보를 얻고자 할 때 일반적으로 위성영상에 대응되는 지상에서의 위치 정보, 즉 지상기준점이 필요하다. 이 논문에서는 지상기준점 없이 영상의 위치 정보를 얻기 위하여 동일궤도에서 연속적으로 촬영한 위성영상들 중에서 한 위성영상의 획득한 기준점으로 모델을 수립한 뒤, 수립된 센서모델을 동일궤도상의 다른 영상에 적용할 때의 센서모델의 정확도를 분석하고자 한다. 분석에 사용한 센서모델은 궤도기반센서모델을 사용하며, 여러 위성의 위치 자세 내삽법 및 미지수조합을 시험하여 궤도모델링에 적합한 내삽법(interpolation)과 최적의 미지수 조합을 알아보고자 했다. 실험은 총 420Km의 길이에 해당하는 SPOT-3의 영상 7장과 GPS수신기에서 취득한 기준점을 사용하였다. 실험결과 단일영상에서는 내삽법과 미지수 조합에 따른 결과의 차이는 크게 나타나지 않았으나 궤도모델링 시에는 미지수 조합과 자세와 위치의 내삽법에 따라 다양한 결과가 나타남을 알 수 있다. 또한 적절한 미지수조합과 내삽법을 사용하면 한 영상에서 추출한 기준점만으로 총 420Km의 궤도를 정확하게 모델 할 수 있음을 알 수 있었다.

• 정보와 통신
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• 제12권6호
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• pp.65-73
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• 1995

위성통신용 궤도와 주파수 자원은 매우 한정적이며 최근에 정지궤도 위성과 저궤도 위성을 이용한 다양하나 형태의 서비스에 대한 수요가 급증하고 있으므로 한정된 주파수 자원에 대한 효율적인 활용기술과 새로운 주파수자원 및 서비스 개발이 필요하다. 북미, 유럽, 일본은 1970년도 중반기부터 C-band를 이용하는 위성통신의 연구를 시작으로, 최근에는 L-band, Ku-band, Ka-band를 이용하는 위성통신에서 효율적으로 전력 및 주파수를 활용하는 방안에 대한 연구를 활발하게 진행하고 있다. 국내는 1980년도 하반기부터 Ku-band를 이용하는 위성통신에 대한 연구가 시작되었으나 아직도 장기적이고 구체적인 연구개발 계획이 미비한 상황이며 Ka-band 정지궤도와 L-band 저궤도 위성통신 기술의 연구개발은 아직 초보적인 단계이다. 따라서 본 논문에서는 위성통신용 주파수의 국제적인 이용현황과 추세를 분석하여 향후 국내에서 정지궤도 및 저궤도 위성의 궤도와 주파수 확보 및 활용에 참고가 되도록 한다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.27.1-27.1
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• 2009

인공위성 광학 감시 시스템 적용에 가장 효과적인 고전적 예비 궤도 결정법은 Gauss와 Laplace 방법이 있다. 이 두 방법은 세 쌍의 광학 관측 자료를 이용하여 위성의 궤도를 결정하는 방법으로 관측 시간간격에 따라 정밀도가 변화하는 특성이 있다. 이번 연구에서는 이러한 특성에 관련된 국내의 기존 연구 결과들에서 일부 상이한 점을 발견하여, 세 점의 시간간격에 대한 정밀도 변화 특성을 재검토해 보았다. 이러한 특성 연구는 다양한 위성 궤도 형태를 고려해야 하기 때문에 궤도 정보가 알려진 위성 전체를 대상으로 하였다. SGP4/SDP4 궤도전파 모델을 이용한 모의 관측 자료를 사용하여 방법론적인 정밀도 특성을 확인하였고, 특정 위성의 실제 관측 자료를 사용하여 인공위성 광학 감시시스템에 적용할 시에 발생되는 특성을 확인하였다. 결과적으로, 세 점의 시간간격에 대한 정밀도 변화 특성은 관측된 위성의 위치로 인해 달라질 수 있음을 확인하였다.

• 위성통신과 우주산업
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• 제4권1호
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• pp.81-85
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• 1996

통신기술과 뉴미디어의 발굴로 개인 생활이 편리해지고 지구 전체가 동일 정보영역으로 묶여 하나의 생활권을 형성하는 지구촌 시대가 열리고 있다. 국내에서도 제 1세대 무궁화위성 1.2호의 발사를 계기로 위성시대가 개막되었으며, 인공위성 개발 열기가 한층 고조되고 있다. 그러나 현재 세계적으로 사용하고 있는 위성궤도는 대부분 정지궤도이며, 정지궤도는 한정된 궤도 영역과 위성의 수요증가 때문에 이미 포화상태에 이르러 향후 개발의 한계에 이르게 되었다. 그리고 90년대 초반부터 미국을 중심으로 세계적 규모의 저궤도 위성통신이 제안되기 시작하여 현재 다수의 시스템이 개발되고 있다. 저궤도 위성산업은 이동통신의 세계화와 대중화 추세에 따라 특히 경량 통신위성 시스템을 중심으로 구 수요가 급증할 것으로 예상되고 있으며 이를 통해 통신서비스를 제공하는 국제적 저궤도 위성사업도 활발히 추진되고 있어 앞으로 상업성이 매우 높은 중점 육성대상분야로 평가되고 있다. 현대전자에서 저궤도 위성사업 글로벌스타에 사용될 인공위성을 2005년까지 26기를 제작하여 쏘아 올리겠다고 선언하면서부터 국내의 우주개발 경쟁은 한층 가열되고 있다. 현대전자 산업전자연구소장이자 위성사업단장이신 이명기 전무님으로부터 야심찬 위성사업의 마스터 플랜과 추진현황, 전망 등에 대하여 들어보았다. 사업의 전망을 힘주어 역설하시는 모습이 위성사업에 대한 열정과 도적적 각오를 엿볼 수 있었으며 성공사업으로의 확신을 읽게 하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.31-41
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• 2014

정지궤도위성은 다수의 탑재체를 하나의 위성체 플랫폼에 탑재하고 2010년 6월 26일에 발사되었다. 전력계는 태양 및 식 기간 상태에서 완전 조절 $50V_{DC}$ 전력 버스를 제공한다. 위성에서 요구되는 전력은 태양전지 배열기 윙에서 생성되며, 에너지는 192.5Ah 용량의 리튬-이온 배터리에 저장된다. 본 논문은 전력계의 성능 평가를 향후 정지궤도위성 설계에 활용하기 위해 전력계의 중요 설계 변수들을 선정하고, 지상에서 시험 결과와 궤도상에서 운영 결과를 비교 분석하였다. 설계로부터 궤도상에서 운영 결과까지의 성능 평가를 통해 전력계는 중요한 성능감소 없이 정상적으로 동작되고 있음을 입증하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 춘계학술발표회
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• pp.35-41
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• 2007

인공위성영상을 이용한 해양정보 추출을 위하여 SAR 위성영상을 이용한 해수유통 정보 추출을 연구하였다. SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성영상의 도플러 쉬프트 정보를 이용한 해수유동 정보 추출은 적용기술의 근본적 한계로 인하여 실제 유속이 아니라 위성궤도의 법선방향에 대한 유속강도만을 제시하는 문제가 있다. 이러한 한계 및 문제점을 극복하기 위하여 본 연구에서는 위성영상 촬영과 통일한 시간에 동일한 해역에서 해수유통을 관측하고, 관측된 해수유통 정보를 이용하여 위성영상에서 추출된 해수유동 정보를 보완 검증 하였다. 위성영상 추출 해수유통정보의 위성궤도 법선방향 유속강도는 관측된 해수유통 유향분포도에 근거하여 실제 해수유동 유향에 맞게 보정될 수 있었으며, 보정된 해수유통 정보는 실제 해수유동 분포를 잘 반영할 수 있었다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.50-56
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• 2010

이제까지 수행된 우주 탐사 임무에서 임무 궤도의 설계는 행성 혹은 위성과 인공위성의 2체 문제 (two-body problem)에 기초한 Hohmann transfer를 기반으로 하는 Patched Conic Approximation 방식이 주로 사용되어져 왔다. Hohmann transfer는 원 궤도에서 다른 원 궤도로 천이할 수 있는 타원 천이 궤도의 설계 방식으로서, Patched Conic Approximation은 태양계를 여러 개의 2체 문제로 분해하고 각기 분해된 2체 시스템 사이의 Hohmann 천이 궤도를 설계하여 조합함으로써 행성 간의 임무 궤도를 설계하는 방식이다. 이 방식은 하나의 행성만을 고려했을 때, 즉 행성과 인공위성의 2체 문제일 때, 가장 효율적인 천이 방식으로 알려져 있고 현재까지의 우주 탐사 임무 설계에 주로 이용되고 있다. 하지만, 우주 탐사 임무가 점차 다양화되고 소형 위성을 이용한 임무 수행의 필요성이 증가함에 따라 기존의 Patched Conic Approximation은 요구되는 연료의 양이 크다는 점과 원뿔꼴(conic) 특성을 가지는 궤도만을 표현할 수 있다는 점에서 한계점을 보이기 시작하고 있다. 이에 반해 3체 동역학의 기하학적 특성은 기존의 태양계의 패러다임을 획기적으로 변화시킨다. 개념적으로는 요구되는 에너지가 매우 적은 에너지로 태양계를 모두 연결하는 궤도를 구성할 수 있기 때문이다. 본 논문에서는2체문제 기반의 임무 궤도 설계 기술의 한계성에서 벗어나 유연하고 효율적인 탐사 임무를 설계한다.

• 위성통신과 우주산업
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• 제13권1호통권28호
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• pp.72-80
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• 2006

통신해양기상위성은 기상관측, 해양관측 및 통신방송의 3가지 임무를 수행하는 정지궤도 복합임무 위성이다. 위성본체는 기존의 화성탐사선(Mars Express) 위성의 구조를 확장하여 새로 개발한 구조체에 기존의 E3000 통신위성 버스에 사용하였던 전기전자 부품 및 추진계를 사용한다. 3축제어 위성으로서 태양전지판은 한 쪽에만 부착되어 있으며, 반대쪽에는 종래의 기상위성이 모멘트 균형을 위하여 갖고 있었던 솔라세일(solar sail)을 갖고 있지 않다. 기상탑재체는 미국의 아이티티(ITT)가 제작 공급하고, 해양탑재체는 이에이디에스 아스트리움(EADS Astrium)사와 항공우주연구원이 공동으로 개발하며, 통신 탑재체는 전자통신연구원에서 개발한다. 지상국은 항공우주연구원이, 관제시스템은 전자통신연구원이 개발을 담당하고 있다. 개발의 전 과정이 해외협력 개발로 이루어진다. 설계는 프랑스의 뚤르즈 소재 이에이디에스 아스트리움(EADS Astrium)사에서 한국 기술진의 참여 하에 이루어지며, 조립 및 시험은 항공우주연구원의 시설을 이용하여 한국에서 이루어진다. 발사준비도 공동으로 수행하고, 발사 후 전이궤도운영은 아스트리움사의 지상국을 사용하여 수행하여 목표궤도에 진입시킨 후 항공우주연구원의 지상국에서 궤도 내 시험(in-orbit-test)를 완료한 후 위성을 인도 받는다.