• The Optical Journal
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• s.142
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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.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2010.04a
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• pp.31.2-31.2
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• 2010

편대비행 위성이 공동의 임무를 수행하기 위해서는 편대를 이루는 위성의 각기 다른 초기 오차와 다양한 외란 환경에서도 자세 동기화를 이룰 수 있는 기법이 필요하다. 이 연구에서는 편대비행위성의 자세 동기화를 위하여 비선형 시스템에 대한 준최적 제어기법인 SDRE(State-Dependent Riccati Equation)에 기반한 추적 제어기가 사용되었다. 반작용 휠이 포함된 위성의 자세 동역학이 SDRE 추적 제어기를 구성하는데 이용된다. 이를 Leader/Follower 편대비행 시스템에 적용하며, 기준 자세를 추적하는 Leader 위성의 자세를 Follower 위성이 추적하여 자세 동기화를 이룰 수 있다. MATLAB과 SIMULINK를 이용한 수치해석적 시뮬레이션으로 추적 제어기의 성능을 검증하였으며, 이에 대한 실시간 HIL(Hardware-In-the-Loop) 시뮬레이션이 수행되었다. 무중력 환경을 모사하는 에어베어링시스템과 세 개의 반작용 휠을 장착한 자세제어 HILS(Hardware-In-the-Loop Simulator)는 PC104 타입의 임베디드 컴퓨터에서 SIMULINK의 xPC Target을 이용한 실시간 시뮬레이션 환경을 제공하며, 이에 적용되는 SDRE 추적 제어기는 이산화되어 설계되었다. 또한 SDRE 추적 제어기에 대한 안정성을 보장하는 영역이 추정되어 위 추적 제어기가 위성 편대비행에 적합한 자세 동기화 기법임을 보였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.49 no.9
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• pp.771-780
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• 2021

The space Debris laser ranging system is called to be a definite type of satellite laser ranging system that measures the distance to satellites. It is a system that performs POD (Precise Orbit Determination) by measuring time of flight by firing a laser. Distance precision can be measured in mm-level units, and it is the most precise system among existing systems. Currently, KASI has built SLR in Sejong and Geochang, and utilized SLR data to verify the precise orbits of the STSAT-2C and KOMASAT-5. In recent years, due to the fall or collision of space debris, its satellites have been threatened, and in terms of security, laser tracking of space objects is receiving great interest in order to protect their own space assets and protect the safety of the people. In this paper, a 1.5m-class main mirror was applied for the system design of a multipurpose laser tracking system that considers satellite laser ranging and space object laser tracking. System preliminary performance analysis was performed based on Link Budget analysis considering specifications of major components.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2004.04a
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• pp.78-78
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• 2004

인공위성의 추적 및 관측은 일반적인 천체관측 시스템과는 다른 특성을 요구한다. 특히 저궤도 인공위성은 추적 및 관측에 있어서 이러한 시스템의 특성이 더욱 강하게 나타난다. 경희대학교 인공위성관측소(KOSOF: KyungHee Optical Satellite Observing Facility)에서는 인공위성 관측용 시스템을 개발해오고 있으며, 자체적으로 개발한 시스템을 통해 중ㆍ고궤도 인공위성의 측광 및 분광관측을 수행하고 있다. (중략)

• 전기의세계
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• v.39 no.5
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• pp.38-49
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• 1990

NOAA 위성에서 보내오는 고해상도(HRPT) 전좌신호를 추적하고 수신하는 수신장치의 개발을 소개하였으며, 또한 저해상도(ART) 수신 장치 및 수신된 화상을 얻는 방법을 소개하였다. HRPT는 직경 3m의 안테나로 1500km의 거리에 있는 NOAA 위성으로 부터 받는 반송파대 잡음비는 15dB 측정되어 2000km 이내의 위성 신호 수신이 가능함을 보였다. 위성추적은 산출된 위성궤도를 따라 자동적으로 위성을 추적하는 program추적으로 할 수 있으며, 전파신호의 도래 방향으로 안테나를 자동 이동시키는 monopulse 추적이 성공적으로 동작됨을 확인하였다. 전 시스템 중 포물면 안테나와 치치 그리고 철탑을 국내 업체에 주문 제작 하였으며 복조기를 제외하고 각종 프로그램을 포함한 전 시스템이 실험실에서 설계, 제작, 시험되었다. HRPT수신시스템은 과학기술처 특정연구와 체신부 전파연구소 연구사업으로 4개년에 걸쳐 수행되었다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.35 no.1
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• pp.37.2-37.2
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• 2010

한국천문연구원에서는 이동형 레이저위성추적(SLR) 시스템을 개발하고 있다. 이동형 레이저위성추적 시스템의 광학부는 송신광학계, 수신광학계, 광신호유도계로 구성되어 있으며, 주야간에 운영되는 시스템의 특성상 광신호유도계는 특별한 구성과 기능을 갖는다. 본 연구에서는 주야간 위성추적을 위해 요구되는 광신호유도계의 구성과 기능을 소개하며, 또한 광신호유도 광학계의 광학설계에 대해서도 논한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.11
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• pp.1006-1015
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• 2016

This paper presents preliminary design and performance analysis of a fast and high precision Tracking Mount for 1m Satellite Laser Ranging(SLR) which is development by Korea Astronomy and Space science Institute(KASI). SLR is considered to be the most accurate technique currently available for the precise orbit determination of Earth satellites. The SLR technique measures the time of flight between pulses emitted from laser transmitter and pulses returned from satellites with laser retro-reflector array. It provides millimeter level precision of range measurements between SLR stations and satellites. A fast and high precision Tracking Mount for SLR which is proposed in this research should be capable of day and nighttime laser tracking about the satellites with laser reflectors from 200 km to 36,000 km altitude(geosynchronous orbit). In order to meet this requirement, we performed mechanical design and structural analysis for Tracking Mount. Also we designed the motion control system and conducted pre-performance analysis to obtain good performance results for a fast and high precision Tracking Mount.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.19 no.12
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• pp.2498-2507
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• 1994

This paper proposes the Doppler frequency tracking system by the optimum synchronization technique which compensates the frequency shifts caused by satellite movement in a coherent digital satellite communication system. A Doppler frequency shift caused by satellite movements and the design theories of the optimum synchronization system are mathematically described. Based on this theory, a Doppler frequency tracking system is implemented via digital signal processing techniques utilizing a DSP chip, RAMs, PROMs, and a 80286 microprocessor. The performance of the designed system was evaluated through the experiments with the INTELSATVA satellite.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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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.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.16 no.2
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• pp.93-99
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• 2016

In this paper, higher order coupler using small size waveguide which applicable for mobile Ku-band multimode monopulse satellite tracking antenna system, has been designed, implemented and tested. Proposed higher order mode coupler adopts a coaxial structure for low profile characteristic considering installation property to mobile satellite terminal system. In addition, by using proposed coupler, extracted tracking error signal pattern has measured and confirmed that required tracking accuracy is satisfied in desired frequency band. In the future, proposed coupler could utilize for multimode monopulse satellite tracking system for high tracking accuracy.