• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제24권2호
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• pp.145-154
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• 2007

접촉 케플러 궤도요소로부터 변환된 NORAD TLE를 정지궤도 위성의 안테나 포인팅에 직접 사용하기 위한 분석을 수행하였다. 일주일에 한번씩 동서방향과 남북방향의 위치유지를 위한 궤도조정을 수행하고 하루에 두 번씩 추력기를 이용한 모멘텀 덤핑을 통해서 궤도가 계속 변하는 통신해양기상 위성에 대해서 변환된 NORAD TLE를 이용한 안테나 포인팅 오프셋 각을 계산하여 위성신호를 수신할 수 있는지 검토하였다. 이를 통해 변환된 NORAD TLE를 사용하여 위성 관제시스템의 안테나 포인팅에 관련된 인터페이스를 간단하게 수행할 수 있음을 보였다. 또한 이심률이 큰 천이궤도에 있어서 위성의 평균 근점각에 따른 변환된 NORAD TLE 값의 차이를 분석하여 천이궤도의 원지점 근처에서의 NORAD TLE 변환 값이 더 좋은 결과를 나타내는 것을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권9호
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• pp.836-842
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• 2007

본 논문에서는 자동으로 궤도를 결정하고, 신뢰성을 판정한 후 임무계획, 위성추적, 위성위치 표시에 사용하도록 갱신하며, 안테나 추적을 위해 필요한 여러 가지 형태의 궤도데이터 파일을 생성하는 ‘자동 궤도운용 시스템 (KGS automated Operational Orbit Processing System, KOOPS)'의 개발 내용 및 실제 운용 결과를 기술하였다. 개발된 본 시스템은 다양한 형태의 궤도추적 데이터를 처리할 수 있으며, 각 위성 시스템에 따라 필요한 다양한 전처리 및 후처리 프로세스들을 각 위성 별로 개별적으로 설정할 수 있기 때문에 여러 기의 서로 다른 임무를 가진 “다중, 복합” 위성 궤도운용 시스템으로 적용이 가능하다. 아리랑 1호 및 아리랑 2호의 추적 및 임무계획을 위한 비행역학 시스템으로써 적용되어 운용한 결과, 임무운용의 효율성 및 안정성을 크게 높이고, 인력 소요를 대폭 줄이는 효과를 얻을 수 있었다. 본 시스템의 개발 과정과 실제 적용을 통해 얻은 경험은 향후 보다 효율적이고 자동화된 “통합지향형 범용” 비행역학 시스템 개발에 직접 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권5호
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• pp.8-15
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• 2018

발사체로부터 분리된 정지궤도위성은 천이궤도로 진입한 후에 액체원지점엔진을 사용하여 충분한 속도증분을 얻음으로써 정지궤도로 진입하게 된다. 이때 우주공간으로 배출되는 액체원지점엔진의 배기가스 중 일부는 고진공 환경에서 팽창하는 동안 위성체 방향으로 역류하는 후방유동으로 발달하게 된다. 이러한 후방유동은 위성체에 충돌하면서 자세제어 교란, 표면 오염, 열전달 등의 영향을 끼치게 되므로 정지궤도위성 임무성능의 저하를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 정지궤도위성에 사용되는 400 N급 액체원지점엔진에서 배출되는 배기가스의 거동을 해석하였다. 이를 위해 볼츠만방정식에 기반을 둔 직접모사법(DSMC)을 사용하였다. 해석결과로 액체원지점엔진에서 배출된 배기가스의 온도 및 수밀도와 같은 열유동 특성을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권9호
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• pp.914-924
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• 2010

본 논문에서는 지난 2009년 9월 30일 3년간의 정상임무 운영을 성공적으로 종료하고 연장임무 운용 중인 아리랑위성 2호의 실제 궤도데이터를 이용한 초기운용 및 임무기간 중 궤도분석 결과를 기술하였다. 초기 궤도운용을 위한 준비 및 수행결과들에 대해 중점을 두었으며, 동일 임무궤도 상에서 운용되었던 아리랑위성 1호와의 정상임무 기간 동안 서로 다른 우주환경(특히 태양활동)이 궤도변화에 미치는 영향력을 비교, 분석하였다. 본 논문에서 정리된 내용들은 추후 저궤도상에서 운용될 아리랑위성 시리즈(3호, 5호 3A호 등)들의 초기 및 정상 임무기간 동안 궤도운용 시 안정성과 효율성을 높이는데 주요 참고자료가 될 것으로 사료된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제14권1호
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• pp.142-149
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• 1997

잘 알려진 최적제어 이론의 선형제차조절법을 정지궤도 위성의 위치보존 궤도조정 문제에 적용하였다. 정지궤도 위성의 운동에 가장 큰 영향을 미치는 섭동향을 선택하여 동서방향과 남북방향 궤도조정의 경우 각각 14일간 지구비대칭 중력장의 영향, 28일간 태양과 달의 영향을 예측한 결과로 궤도조정할 경계조건을 적절하게 설정하였다. 비선형방정식을 선형화하여 리카티 방정식(Riccati Equation)을 두 번 적분함으로써 최적궤도와 이에 상응하는 추진 가속도를 알아내었다. 선형제차조절법으로 구한 속도변화량과 기하학적으로 계산한 ${\Delta}V$(속도변화량)을 비교해 봄으로써 제어이론을 통한 궤도조정 방법이 실제상황에 거의 근사한 해를 제공할 수 있는가와 제어이론을 위치보존 궤도조정 문제에 적용한 방법이 경제적인 측면에서의 연료최적화와 이에 따른 정지궤도 위성의 수명연장에 기여할 수 있는가에 대한 해석을 시도하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.20-25
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• 2006

정지궤도 통신위성 채널은 물리적 이격거리에 의한 전송지연과 잡음환경에 의해 위성단말의 기저대역부(가입 자부 및 다중화부) 성능열화에 영향을 미친다. 따라서, 위성 전송지연에 따른 가입자 정합부의 성능 열화정도를 미리 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 논문은 현재 개발 중인 군 위성통신체계 위성단말의 성능 평가를 위해 위성채널상의 지연 및 비트에러를 발생하여 실제 위성 링크를 사용하지 않고 위성단말의 기저대역부 통신품질 영향성을 평가할 수 있는 시뮬레이터를 개발하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권1호
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• pp.39-47
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• 2005

본 논문에서는 정지궤도 위성의 상대 운동과 최적화 기법과의 결합을 통해 새로운 형태의 위치유지 기법을 제안하였다. 상대 궤도 운동을 나타내기 위해 궤도 압축방법을 이용하여 비선형 미분 방정식 형태가 아닌 닫힌 해 형태의 모델을 사용하였으며, 매우 정확한 궤도 전파가 가능함을 확인하였다. 기존의 위치유지 기법은 궤도 요소를 이용하여 목표 궤도를 획득함으로써 궤도 형상을 유지하지만, 본 논문에서는 정밀한 위치유지를 위해 위성의 상대 위치를 직접 제어하였다. 최적화 목적 함수의 설정을 통해 다양한 형태의 기동 전략을 수립하였고, 구속 함수를 이용하여 상황에 따른 위치유지 범위를 설정하였다. 이 방법은 최적화 함수의 변경을 통해 다양한 위치유지 기법을 쉽게 적용할 수 있고, 그에 따른 궤도 운동을 분석할 수 있다. 비선형 시뮬레이션을 통해 위성의 위치가 허용범위 내에 적절하게 유지되고 있음을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제24권4호
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• pp.409-416
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• 2007

이 논문에서는 톤 방식을 사용하는 통신해양기상위성의 위성 거리 측정의 거리 측정 모호성 및 성능을 위성이 천이궤도(transfer-station)와 운용궤도(on-station)에서 운용될 경우를 고려하여 해석하였다. 결과적으로 위성 거리 측정의 모호성은 사용하는 톤 신호의 주파수 비율이 낮고, 많은 톤 신호를 사용할수록 작아짐을 알 수 있었다. 또한, 동일한 톤 신호의 신호 대 잡음밀도 비에서는 작은 잡음 대역폭을 사용할수록 모호성 발생이 작아짐을 알 수 있었다. 요구된 통신해양기상위성의 거리 측정 성능을 위해서 천이궤도에서는 2Hz, 그리고 운용궤도에서는 1Hz 이하의 잡음 대역폭으로 운용하여야 함을 확인할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권4B호
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• pp.331-337
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• 2002

본 논문은 정지궤도위성을 이용한 고정밀 표준 시각/주파수 방송 서비스를 위해 요구되는 정지궤도위성 궤도추적 정확도를 개선할 수 있도록 기존의 무선 지점결정 기술인 trilateration에 확장칼만필터(EKF extended Kalman filter)를 결합한 EKF-trilateration 방식을 제안하고 차동보정 방식, 국내 및 국외 보정국을 이용한 trilateration 방식과 시각 정확도를 비교 분석하였다. EKF-trilateration 방식은 ECF-좌표계상의 각 축별 오타를 수백 m이내로 줄임으로써 위성궤도 추적 정확도를 10배 개선할 수 있었다. 한국과 같이 영토가 작은 국가의 경우 위성궤도 결정에 참여하는 국내 보정 국들이 형성하는 기하학적 조건 (GDOP)이 매우 열악함에도 불구하고 국내 보정 국만을 이용한 EKF-trilateration 방식을 사용하여 수 ns 이내(주파수 안정도 : $10^{-14}$[7일이상]의 시각 정확도로 표준 시각 방송 서비스를 한반도 전역에 제공할 수 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.312-318
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• 2014

본 연구의 대상인 정지궤도위성은 GPS위성 궤도보다 높은 고도에 위치하기 때문에 지상 사용자에 비하여 GPS 신호의 가시성과 신호 세기 면에서 큰 차이가 있다. 본 연구에서는 이러한 정지궤도위성환경에 탑재되는 GPS 수신기에서의 GPS 위성 신호 가시성을 분석하고, 미약신호 획득 및 추적 알고리즘인 CCMDB 알고리즘을 적용하여 정지궤도위성 탑재 GPS 수신기에서 활용 가능한 소프트웨어 GPS 수신기를 개발하였다. 개발된 소프트웨어 GPS 수신기의 검증을 위하여 상용 하드웨어 시뮬레이터로 정지궤도위성 탑재 GPS 수신기에서 수신되는 GPS 신호를 생성하였고 이를 처리하여 성능을 분석하였다. 항법해 계산 결과 평균 3축 위치 및 속도 오차는 각각 165.636 m와 0.5081 m/s로 계산되었다.