• 광학세계
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• 통권142호
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• pp.17-22
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• 2012

인공위성 레이저 추적(SLR, Satellite Laser Ranging) 시스템은 레이저를 이용하여 위성까지 거리를 측정하는 가장 정밀한 인공위성 추적 시스템이다. SLR 시스템의 원리는 극초단파의 레이저 빔을 광학 망원경을 통해 발사하여 인공위성에 장착된 레이저 반사경에 의해 반사되어 되돌아오는 레이저 빔의 왕복 비행 시간을 측정함으로써 거리를 구한다. 1964년 발사된 Beacon Explorer-B 위성의 궤도결정을 위해 SLR 기술이 NASA에 의해 처음 사용되었는데, 당시에는 거리측정 오차가 50m 수준이었다. 현재는 전자, 광학 및 제어 기술의 발달에 힘입어 그 오차가 mm 수준으로 크게 향상되어 인공위성 운영, 지구물리, 우주측지 및 우주감시 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 미국을 비롯한 우주 선진국은 이미 다수의 SLR 시스템을 구축하여 운영하고 있으며, 현재 전 세계적으로 약 40여 개의 SLR 관측소가 국제레이저추적기구(ILRS, International Laser Ranging Service)에 가입하여 활동하고 있다. 또한 인공위성의 정밀한 거리측정을 위해 레이저 반사경이 장착된 위성 50여 개가 운영중에 있다. 고정밀 지구관측 위성 대부분에 레이저 반사경이 장착돼 있으며 러시아의 GLONASS 항법체계를 구성하는 모든 항법위성에도 레이저 반사경이 장착돼 있다. 또한 유럽우주기구에서 추진하는 갈릴레오 및 중국의 Compass 항법위성도 레이저 반사경이 장착될 예정이다. 최근에는 행성탐사 및 달탐사 우주선에 SLR 시스템의 활용 범위가 확대됨에 따라 SLR 시스템의 국제적 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 우리나라의 나로과학위성 및 다목적실용위성 5호에도 레이저 반사경이 장착돼 발사되기 때문에 국내 독자적 레이저추적을 위해서 SLR 시스템 구축이 꾸준히 요구되어 왔다. 한국천문연구원은 2008년부터 SLR 시스템 개발을 추진했다. 2012년 9월에 40cm 크기의 망원경을 지닌 이동형 SLR 시스템 개발을 완료했으며 오는 2015년에는 1m급 고정형 SLR 시스템 개발을 완료할 예정이다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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• pp.98-99
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• 2003

2005년 국산 소형위성 발사체에 탑재되어 발사 될 예정으로, 과학기술위성2호의 개발이 2002년 10월부터 시작되었다. 과학기술위성2호는 약 100kg의 소형위성으로, 경사각 60～80$^{\circ}$의 300km x 1500km 타원궤도에 발사될 것으로 예상되고 있으며, 라만-a태양촬영망원경(LIST, Larman-a Imaging Solar Telescope)과 레이저정밀거리측정용 반사경이 각각 주 및 부 탑재체로 탑재될 예정이다. 위성레이저정밀거리측정(SLR, Satellite Laser Ranging)이란 위성간의 거리를 가장 정확하게 측정할수 있는 축지학적 기술이다. (중략)

• 한국항공우주학회지
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• 제49권9호
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• pp.771-780
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• 2021

우주물체 레이저 추적(DLR : space Debris Laser Ranging) 시스템은 인공위성까지의 거리를 측정하는 인공위성 레이저 추적(SLR : Satellite Laser Ranging) 시스템의 확장형이라고 할 수 있다. 레이저를 발사하여 수신하는 광자 왕복하는 시간을 측정하여 궤도 결정하는 시스템이다. 거리 정밀도는 mm급 단위로 측정 가능하고 현존하는 시스템 중 가장 정밀한 시스템이다. 현재 한국천문연구원은 인공위성 레이저 추적 시스템을 세종 및 거창에 구축하였고, 나로호 과학위성, 다목적 실용위성 5호의 정밀궤도를 검증하기 위해 SLR 데이터를 활용하였다. 최근 몇 년간 우주쓰레기의 추락 또는 충돌로 인해 자국의 위성이 위협받고 있고, 이는 안보적인 측면에서 자국 우주자산 보호, 국민의 안전을 보호하기 위해 우주물체 레이저 추적이 지대한 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 인공위성 레이 추적, 우주물체 레이저 추적을 고려한 다목적형 레이저 추적 시스템의 시스템 설계를 위하여 1.5m 급 주경을 적용하였다. 그리고 주요 구성품의 성능(레이저 파장, 레이저 출력) 등을 고려하여 링크버짓 분석을 통해 시스템 예비 성능 분석을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권11호
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• pp.1136-1143
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• 2010

NASA가 발사한 LRO 달 탐사선의 정밀궤도 결정을 위해서 지상에서 발사한 레이저를 이용하여 단방향 거리측정 기술이 적용되었는데, 이는 실제 탐사선의 임무에 활용되는 첫번째 시도라고 할 수 있다. 본 연구에서는 LRO 달 탐사선의 레이저 거리측정을 수행하는 탑재체 및 지상 시스템, 레이저 비행시간 및 망원경 지향 오차 요소들을 분석하였다. 또한, 지상에서 발사한 레이저 펄스가 earth window내에 검출되기 위한 기술들을 분석하였다. 이러한 기술들을 적용하여 실제 LRO 달 탐사선의 레이저 추적을 통해서 관측한 데이터를 분석하고 이를 통해 성공적인 단방향 거리측정 기술이 구현될 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권12호
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• pp.1135-1142
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• 2007

과학기술위성2호는 정밀궤도결정을 위하여 위성레이저반사경을 부착할 예정이다. 위성레이저반사경은 지상으로부터 방사된 레이저가 위성에 부착된 반사경으로부터 되반사되어 돌아오는 광자(Photon)의 이동시간을 측정함으로써 관측소와 위성까지의 거리를 정밀하게 측정하는데 사용된다. 현재 레이저반사경은 준비행모델을 개발하였으며, 환경시험을 수행하였다. 본 논문에서는 레이저반사경의 준비행모델의 개발과정을 소개하고, 환경시험 결과를 보고한다. 준비행모델 레이저반사경의 환경시험은 엔지니어링 모델에서 발생하였던 코너큐브프리즘의 파손없이 성공적으로 수행되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권11호
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• pp.1006-1015
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• 2016

본 연구에서는 국내 최초 개발 예정인 1m급 인공위성 레이저추적 시스템(Satellite Laser Ranging, SLR)의 추적마운트 (Tracking Mount) 모듈 개발을 위한 예비설계 및 성능분석 결과를 제시한다. 인공위성 레이저추적 시스템은 위성까지의 거리를 정밀하게 측정하는 시스템으로 지상의 관측소에서 반사경을 탑재하고 있는 인공위성까지 레이저를 발사하여 되돌아오는 레이저 사이의 시간간격을 측정하는 시스템으로서, 현존하는 인공위성까지의 거리측정 시스템 중 가장 정밀한 측정 시스템이다. 본 논문에서 제안하는 인공위성 레이저 추적 시스템용 고속 고정밀 추적마운트의 추적범위는 고도 300 km에서 정지궤도(고도 36,000 km)까지 가능하며, 레이저 반사경을 탑재한 인공위성에 대해 주 야간 레이저추적이 가능해야 한다. 이러한 요구사항을 만족하기 위해, 본 연구에서는 고속 고정밀 추적마운트 기구부 설계 및 구조해석을 수행하였고, 추적마운트의 원활한 제어를 위한 모션 제어 시스템을 설계하여 예비 성능 분석을 실시한 결과를 소개하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.164.2-164.2
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• 2012

인공위성레이저추적(SLR, Satellite Laser Ranging) 시스템은 인공위성까지 레이저를 발사하여 되돌아오는 시간간격을 측정함으로서 위성까지의 거리를 측정하는 시스템으로 현존하는 인공위성 궤도결정 시스템으로는 가장 정밀하다. 한국천문연구원은 우주추적 및 감시의 필요성이 증가함에 따라 2008년부터 40cm급 이동형 인공위성레이저추적 시스템을 개발을 시작하였고, 현재 개발을 완료하여 시험운영 중에 있다. 시스템 개발 과정 중에 발생할 수 있는 문제점들을 최소화하기 위해, 설계 단계에서 부품을 포함한 광기계 구조물에 대한 구조해석과, 실험실 프로토타입 구성 등을 실시하였다. 제작된 각 서브시스템별 조립 및 평가는 한국천문연구원이 보유한 광학계 조립 및 평가 시설을 이용하였다. 개발된 이동형 레이저 추적 시스템의 광학부는 추적마운트에 장착되었고, 현장 시험관측을 통해 수신광학계 및 광신호유도계의 정렬 및 제어항목 교정 등을 실시하였으며, 성공적으로 시험 영상 관측을 완료하였다. 이 발표에서는 이동형 레이저 추적 시스템 광학계의 개발 과정과 그 결과에 대해 보고한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제10권2호
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• pp.189-196
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• 1993

상해 천문대 Sheshan 관측소의 레이저 위성거리 측정기기를 이용하여 LAGEOS II위성에 대한 레이저 관측을 수행하여 총 1,838점을 얻었다. 관측된 거리 자료를 지상목표물 관측에 의한 관측기기 지연보정, 대기굴절 보정, 위성의 질량중심거리 보정, 일반 상대론적 보정과 지구 고형체 조석, 극 조석, 대양 조석을 포함한 조석보정을 통해 지연값을 결정하였는데 거리보정의 평균값은 19.12m이다. 결국 다항식 fitting 과 최소 자승법을 이용하여 계산한 관측값의 내부 정밀도 평균은 $\pm$7cm이다. 잡음을 제거하고 보정된 최종 관측점은 1,340점으로 관측점 총수에 대한 잡음비율은 27.1%이다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.47-48
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• 2007

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2009년도 동계학술발표회 논문집
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• pp.367-368
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• 2009