• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2011.04a
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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.

• 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.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.200.1-200.1
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• 2012

저궤도 위성은 크게 탑재체(Payload) 와 본체(Bus System)로 구성된다. 버스시스템은 다시 여러 서브시스템으로 나뉘는데 그 중의 하나가 원격측정명령계이다. 원격측정명령계는 위성의 각 서브시스템에 대한 정보를 텔레메트리를 사용하여 지상으로 전송하고 지상으로부터 커맨드를 받아서 이에 대한 명령을 수행한다. 이 때 S 대역 송수신기를 통해 RF로 변복조 되어 지상과 통신을 하게 된다. 보통 저궤도 위성의 송수신기는 레인징 기능을 제공하는데 이는 위성의 궤도를 예측하는데 사용된다. 위성의 궤도를 예측하기 위해서는 위치를 알아야 하는데 이 때 지상국에서 일정한 톤 신호를 위성으로 보내 되돌아오는 신호를 측정하여 위상차를 통해 거리를 측정하게 된다. 위성에 탑재되는 송수신기는 설계상 고유의 레인징 신호 지연 값을 가지게 되는데 이는 위성 발사 후 위성과의 거리측정 시 계산에 영향을 미치게 된다. 때문에 이에 대한 정확한 값을 미리 획득하여 발사 후 위성 궤도 예측에 사용되어야 한다. 본 논문에서는 한국항공우주연원에서 개발한 저궤도 위성의 송수신기를 사용하여 정확한 레인징 측정방법을 통해 결과 값을 제시하여 레인징 성능을 확인하고 또한 장기간에 걸친 모니터링을 통해 경향을 파악하여 송수신기의 성능을 확인하여 추후 이를 지상국과 위성사이의 통신에 활용할 수 있게 한다.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.25 no.5A
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• pp.641-650
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• 2000

The effects of noise and doppler for low orbit satellite range measurement using tone method are represented in this paper. Also the optimal noise bandwidth of range signal detection circuit which is used for range measurement system of KOMPSAT is proposed. Based on the effects of satellite orbit parameters via the deduction of dynamic motion characteristics of low orbit satellite and signal to noise spectral density of range measurement signal, the effects of noise and doppler for range measurement system are analyzed. The effect of satellite link noise is decreased, but the effect for doppler is increased as the PLL noise bandwidth of range signal detection circuit is increased. The validation of analyzed effect is verified via comparison of measurement results of KOMPSAT's range measurement system and simulation results in environments of low orbit satellite.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.6 no.5
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• pp.775-781
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• 2011

For the measurement of absolute position of mobile robot in indoor environments, the ultrasonic positioning systems using ultrasound have been researched for several years. Most of these ultrasonic positioning systems to avoid interference between the ultrasound are used for sequential transmitting. However, due to the use of sequential transmitting, the positions of transmitter to receive an ultrasound will change when the mobile robot moves. Therefore the accuracy of positioning is reduced. In this paper, the new position estimation algorithm with weighting factor according to the time of receipt is proposed. By applying the proposed algorithm to existing Ultrasonic Satellite System(USAT), the improved USAT is configured. The positioning performance of the improved USAT with the proposed position estimation algorithm are verified by experiments.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2010.04a
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• pp.29.1-29.1
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• 2010

GPS(Global Positioning System)로 대표되는 위성항법시스템(GNSS: Global Navigation Satel lite System)은 우주공간의 위성을 이용하여 사용자에게 위치와 함께 시각 정보를 제공해 준다. 위성항법시스템은 항법 분야 뿐 아니라 측량, 측지를 비롯하여 정밀 시각동기 및 지각변동의 측정까지 다양한 분야에서 활용되고 있다. 항법분야에 있어서 위성항법시스템의 오차를 제거한 정밀한 위치 정보를 이용하여 이동체에 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 위성항법을 움직이는 이동체에 적용할 경우 주변 환경에 따라 위성항법 신호의 오차가 증가하여 급격한 위치 오차를 유발하므로 추가적인 센서 사용을 통하여 안전성을 향상시킬 필요가 있다. 이 논문에서는 위성항법 기반의 위치정보와 이동체에 부착되어 있는 센서 정보를 병렬적으로 사용하는 주행시스템을 구성하고 주행 시험을 수행하였다. 이동체에 부착되어 있는 센서 정보를 이용한 주행시스템의 경우 이동 거리를 측정할 수 있는 엔코더와 조향각을 측정할 수 있는 포텐셔미터 그리고 차량 모델을 이용하여 구성하였다. 시험 결과 위성항법기반의 위치 정보와 이동체의 센서 정보를 이용한 위치 오차의 차이는 0.4m 이내로 위성항법 신호에 급격한 오차가 들어오는 경우 이동체의 센서 정보를 이용하여 감지할 수 있음을 확인하였다.

• 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.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2017.05a
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• pp.765-766
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• 2017

본 논문은 유럽의 Galileo 시스템에 대한 특성을 분석하고, 추진 계획된 30기의 위성(24+예비6) 중에서 현재까지 구축된 18기 위성으로 위치측정이 가능한지 기하학적 배치 상태를 확인하기 위하여 DOP를 분석하였다. 분석결과, 하루 24시간 중 17시간은 양호한 DOP로 정상적인 위치측정이 가능하였으며, 7시간은 위성 수가 3개로 부족하여 위치측정이 제한되었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC
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• v.42 no.2 s.332
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• pp.9-16
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• 2005

The performance of satellite range measurement using tone method was analyzed in the presence of satellite link AWGN. The phase errors in range measurement are generated by AWGN of satellite up- and down-link and the degradations of satellite range measurement are dependent on the transmission mode and loop bandwidth of satellite measurement system. The analyzed effects for satellite measurement in presence of satellite link noise were also analyzed with the measured satellite range data via satellite range measurement system operating in satellite link AWGN. In RAU mode, the satellite range differences of 14.4 to 40.6 m were occurred according to the loop bandwidth of satellite range measurement system and the degradation of 0.3 dB compared with theoretical value was generated under condition of the signal-to-noise ratio of 43 dB. In RAU and TM mode, the performances of range measurement were approximately agreed to the that of RAU mode. In order to get the equal performance characteristics with RAU mode, the signal-to-noise ratio of satellite link for RAU and TM mode should be increased by signal power of 2.3 dB, which is a power loss due to transmission of telemetry signal.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.11
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• pp.61-69
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• 2006

Position determination accuracy is strongly depending on how much precisely and frequently satellite receiver measures transmitted signals from terminals on target animals when Doppler effect is applied for position determination. ARGOS satellite system has shown relatively high position determination accuracy by operating multiple satellites, which enable operator to get more Doppler shift data from terminals. In case of animal tracking mission with single satellite, however, it is difficult for the satellite receiver to receive transmitted signals from terminals frequently during short period that satellite passes over ground terminals. This is one of the main sources to decrease position accuracy on target animals. In this paper, the Doppler rate estimation is implemented to increase the number of Doppler shift data received by single satellite. It is proved that the relatively high position determination accuracy with increased number of estimated data can be obtained. We also suggest that the Doppler rate estimation is applicable for position determination system with single satellite.