본 논문에서는 나로호(KSLV-I) 비행상태의 실시간 감시를 목적으로 국내에서는 처음 개발된 우주센터 원격수신자료전시시스템(EDS)의 구축과 운용을 소개한다. EDS는 우주센터 발사통제시스템의 주요 시스템 중 하나이고 그 역할은 위성발사체의 비행에 중대한 영향을 주는 주요정보(QLM)와 궤적정보(TSPI)를 수신하여 실시간으로 처리함으로써 탑재 서브시스템별 전문가들이 위성발사체의 비행 상태를 감시할 수 있도록 지원하는 것이다. EDS는 3회에 걸친 나로호 비행시험에서 그 역할에 따라 매회 8대가 운영되었으며 임무를 성공적으로 수행하였다. 본 시스템을 기반으로 추후 발전된 형태의 한국형발사체(KSLV-II) 비행상태의 실시간 감시시스템의 구축이 가능할 것으로 예상된다.
국토지리정보원은 2015년 위성영상과 항공사진으로 기존 통합기준점과의 점간거리를 고려하여 시가지에 2~3km 간격으로 통합기준점 선점하는 배점계획을 수립하였다. 본 연구에서는 GIS를 이용해 통합기준점 후보지에서 GPS 수신환경을 모의하여 최적의 통합기준점 위치를 선정하는 방법을 연구하였다. 이를 위해 위성영상과 항공사진을 이용하여 신규 통합기준점 설치 후보지를 선정하였으며, GIS 스카이라인 분석을 이용해 통합 기준점 주변 건물과의 가시거리를 계산하여 GPS 수신환경을 분석하였다. GIS 스카이라인 분석결과 스카이뷰 관점에서 GPS 위성수신이 가능한 가시위성의 수와 배치상태를 도시하였으며, 통합기준점 GPS 관측시간인 8시간 동안 성균관대학교 두 지점에서 시간대별 PDOP을 평균 계산한 PDOP과 TEQC를 이용해 GPS 관측데이터의 품질 평가한 결과와 비교 분석하였다. GIS를 이용해 GPS 수신환경을 분석한 결과 PDOP이 높은 지점에서는 데이터수신율이 낮아지고 다중경로 오차가 높아지면서 사이클 슬립이 증가하였다. 본 연구를 통해 다수의 통합기준점을 GIS를 이용해 선점하는 경우 GIS로 3차원 공간정보를 구축하고, PDOP을 모의 분석함으로써 GPS 관측데이터의 품질을 확보할 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 위성방송 수신용 광대역 저잡음 증폭기를 설계 및 구현하였다. 전산모의 실험용 소프트웨어를 사용하여 저잡음 증폭기를 설계하였고, 제작된 저잡음 증폭기의 전기적 특성을 네트워크 분석기와 Noise Figure 분석기를 사용하여 측정하였다. LNA단의 Noise Figure에 중점을 두고 샘플을 제작하여 측정한 길과 전산모의실험에서 나온 데이터는 0.46㏈이하였고 전체 시스템에서 측정된 Noise figure는 0.6㏈정도의 좋은 길과를 나타내었지만, 반면에 이득과 반사손실의 결과가 약간 떨어짐을 보였다 위성 인터넷 등 위성을 이용하는 통신 인구의 급격한 증가와 더불어 구현된 저잡음 증폭기를 사용한 LNB(Low Noise Block down converter)가 널리 응용될 것으로 기대된다.
이동형 위성단말의 운용 환경에서는 장애물로 수신 성능이 감소한다. 하나의 방법으로 Diversity를 적용하여 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 Diversity방법 중 Equal Gain Combining(EGC)방식과 Selective Combining(SC)방식을 적용하여 성능을 분석한다. 분석을 위해 이동형 위성단말로 측정한 결과를 활용한다. 분석결과 SC방식을 사용 시 성능향상을 확인할 수 있었다. 하지만 EGC방식은 rural지역에선 성능향상을 보이지만, urban지역에서는 성능이 나빠지는 결과를 확인할 수 있었다.
위성방송 수신을 위한 S-band용 LNB를 유전율3.48, 기판두께 0.762mm의 기판을 사용하여 NF=0.9 dB, 변환이득 56dB, Gain Flatness +0.7dB/27MHz을 만족하도록 설계하였으며 대역통과필터는 원하는 대역내에서 삽입손실 -2dB, 반사계수 -l2dB 이하의 결과를 얻었다. 발진기는 3.62GHz에서 6.17dBm의 출력을 나타내었으며 위상잡음은 중심주파수 3.62GHz의 100kHz offset 지점에서 -98 dBc/Hz의 특성을 얻었다.
본 논문에서는 GPS(Global Positioning System)와 관성 항법 시스템(INS: Inertial Navigation System 이하 INS)을 혼합 구성한 수신보드의 운영을 위한 Embedded 운영체제를 설계하고 구현하였다. 이 운영체제는 실시간으로 인공위성과 IMU로부터 수신되어지는 Raw Measurement 획득, GPS 항법, 자세 결정, 통합항법, 위성 추적을 수행하는 태스크들을 우선순위 기반으로 처리하는 선점형(Premptive) 스케줄링 방식을 채택한 실시간 운영 체제이다. 본 논문에서는 자세 결정용 GPS와 INS를 이용한 통합시스템보드를 위한 실시간 운영체제의 개발 환경, 운영체제의 구조, 개발 내용과 실험내용에 대해 언급하였다.
LEO 통신위성 Constellation을 이용한 Packet-Level Broadcast Message 상용 서비스를 구현할 수 있는 육상, 해상 및 공중 이동체 탑재 수신 전용 단말기로 Application DTE를 직결, 차량항법 및 교통 정보 등 관련 서비스 IT화에 공헌하는 저 궤도 위성 방송망 구성 및 관련 기술을 현 운용 중인 Little LEO 개별 통신 개념으로부터 방송 형식으로 개정 연구 개발한 사항으로 소개한 것이다.
전국토가 약 18,000개의 크고 작은 섬으로 이루어진 인도네시아는 1960년대부터 위성통신 및 위성방송 기술을 적극적으로 도입한 국가 중 하나이다. 다른 국가와 달리 위성통신/방송망을 이용하는 것이 통신/방송용 송/수신탑과 광케이블을 설치하는 것 보다 유리했기 때문이다. 그리고 그 중심에는 인도네시아 국립항공우주연구소(LAPAN)이 있다.
위성항법시스템은 전지구에서 어디에서나 위성신호만 수신하면 수신기의 위치와 시간 정보를 획득할 수 있는 편리한 시스템이다. 하지만 항법신호는 오차를 포함하고 있고 신호의 수신 상태에 따라 수신기의 위치 오차가 발생한다. 또한, 위성들의 기하학적 배치에도 위치 오차는 영향을 받는다. 그러므로 가시위성의 개수와 상태에 따라 수신기의 위치 성능은 변화한다. 특히, 위성이 뜨거나 지는 시각에는 해당 위성의 신호 상태가 좋지 않으며 도심지에서 건물 등의 장애물로 인해 신호가 차단되는 경우에는 수신기의 위치가 변화하여 나타난다. 본 논문에서는 보정량을 추정하여 수신기가 측정한 의사거리에 반영하는 기법과 가시위성을 조정하는 기법을 이용하여 위성항법 성능을 향상하는 방법을 제안하였다. 제안된 기법을 가시위성의 개수가 빈번하게 변화하는 환경에 적용하여 위성항법 시스템의 성능향상을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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