• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.54-54
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• 2003

위성이 우주 공간에서 통신, 관측 등의 임무를 제대로 수행할 수 있도록 지상에서 원격으로 추적, 제어, 감시 등의 관제가 필요하며, 본 연구에서는 과학 위성 1호 관제 시스템 프로그램에 대하여 살펴본다. 과학 위성 1호 관제 시스템은 한번에 운용할 수 있는 시간이 짧은 특성을 고려한, 통신 신호 처리시스템, 위성 제어 시스템, 위성 임무 계획 시스템으로 구성되었다. 통신 신호 처리 시스템은 위성과 지상국 간의 무성 링크와 신호 처리를 위한 시스템이고, 위성 제어 시스템은 위성의 건강 상태를 감시하고, 위성의 임무 수행을 위한 명령을 송수신하는 시스템이고, 임무 계획 시스템은 사용자의 요구를 실제 위성 운영 계획 또는 탑재체 운용을 계획하는 시스템이다. 위성의 임무는 임무 계획 시스템을 통해서 철저히 분석을 통해서 생성되고, 이렇게 생성된 임무는 위성 제어 시스템에서 제어 명령으로 변환되며, 이러한 제어 명령은 통신 신호 처리 시스템을 거쳐 위성으로 전달된다. 특히, 짧은 운용 시간을 고려하여 과학위성 1호 관제 시스템 프로그램에서는 위성 제어 시스템은 위성의 이상 상태 여부를 신속히 파악하고, 정확하고 신속하게 판단하고 복구할 수 있도록 구현하였다.

• 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.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2001.04a
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• pp.448-450
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• 2001

위성 인터넷 서비스 제공을 위한 시스템 구조는 위성망과 지상망을 함께 이용한 하이브리드형 시스템과 양방향에서 위성링크만을 사용한 양방향 위성 인터넷 시스템이 있다. 본 논문에서는 위성링크를 통하여 정보가 직접 송수신되는 양방향 위성 인터넷 시스템에서 종단간 인터넷 서비스를 제공하기 위한 시스템을 설계하였다. 세부적으로, 시스템 보안, 사용자 인증을 포함한 효과적인 시스템 관리를 위해 IPSec 및 RADIUS시스템의 도입하여 안전하고 안정적인 양방향 위성 인터넷 시스템을 설계하였다. 또한, 패킷 전송시 인증 및 대역폭 할당을 위한 동작 절차를 설계하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.10c
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• pp.685-687
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• 2003

최근 국내우주개발 중장기계획에 따라 지구관측위성, 통신위성, 기상위성 등 다양한 위성개발이 추진되고 있으나, 선진국들이 첨단 위성의 기술이전을 기피함에 따라 국내주도의 독자적인 차세대위성의 개발 필요성이 대두되고 있다. 그러나 새로운 위성의 설계, 제작, 조립 및 시험, 검증에는 많은 시설 및 장비가 필요하며 오랜 기간과 많은 예산이 소요된다. 이를 해결하기 위해 새로운 위성의 개발 시 선진국에서는 범용위성 개발 테스트베드(Flight System Testbed)를 제작하여 사전에 위성시스템을 모델링 및 검증함으로서 개발기간의 최적화, 개발예산의 최소화, 신기술의 적용 등에 활용하고 있는 추세이다. 국내의 경우, 위성의 지상관제와 운용요원의 교육을 위해 위성시뮬레이터를 제작하여 확용하는 단계이나, 새로운 위성 개발을 위한 위성전자전산시스템 개발검증장비 및 활용기술은 전무한 상태이다. 향후 다양한 위성임무에 대응한 위성의 개발기간 단축 및 비용절감과 첨단 위성전자시스템 및 부품기술의 사전 검증을 위해 위성 전자전산시스템 개발검증장비에 대한 연구가 필수적이다. 본 논문에서는 해외 위성선진국에서의 위성전자전산시스템에 대한 기술에 대해 살펴보고 현재까지 진행된 차세대 위성개발을 위한 위성시스템 개발검증 장비의 설계에 대해 알아보고자 한다.

• Proceedings of the KSRS Conference
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• 2009.03a
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• pp.327-330
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• 2009

해양위성센터는 2009년 발사예정인 통신해양기상위성(COMS)의 해양위성관측자료의 원활한 수신 및 분석자료의 생산, 관리, 분배를 담당하고 있다. 정지궤도해양위성 위성자료수신시스템을 비롯하여, 위성자료전처리시스템, 해양위성자료처리시스템, 자료관리시스템, 통합감시시스템등을 통해서 수신/처리하는 다양한 위성자료를 해양 연구자들이 쉽게 찾아 사용할 수 있도록 위성자료분배시스템을 구축하고 있다. 위성자료의 활용성 증대 및 확산 유도를 위한 위성자료 DB 및 온라인 배포 사이트를 구축하며, 위성자료배포현황 관리를 위한 관리자 페이지도 운영할 계획이다.

• 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.

• Proceedings of the Korea Society for Simulation Conference
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• 2002.11a
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• pp.65-69
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• 2002

위성의 운용 중 발생할 수 있는 Contingency에 대한 분석과 이의 해결을 위한 운용자의 대응 과정은 매운 중요하다. 현재 한국전자통신연구원에서는 2004년 5월 발사 예정인 다목적 실용위성 2호 관제시스템을 개발 중에 있으며 위성 시뮬레이터는 관제 시스템을 구성하는 하나의 서브시스템이다 개발 중인 위성 시뮬레이터는 순수 소프트웨어 시뮬레이터이며 위성의 하드웨어 서브시스템, 위성의 비행 소프트웨어, 위성 비행역학을 높은 정밀도를 갖는 모델로 구성하여 원격측정과 원격명령의 처리, 위성시스템, 기능검증, 위성 비행운동 예측과 분석, 위성 운용자 교육 등의 기능을 수행 할 수 있도록 설계되었다. 본 논문은 위성 운용 중 발생 예측되는 Contingency 상황을 설정하여 시뮬레이션 할 수 있는 다목적 실용위성 2호 관제시스템의 위성 시뮬레이터 기능과 그 이용 방법을 설명하고자 한다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.175.1-175.1
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• 2012

본 논문은 위성이 발사된 이후 수행된 초기 시스템 운영 점검을 내용으로 한다. 위성이 발사된 이후 위성 상태 및 기능에 대한 점검이 수행된다. 위성체 초기 점검은 위성체 개발자 관점에서 수행되며 준비된 위성 명령 중심으로 수행되며 이를 지원하기 위하여 지상국 일부가 사용된다. 하지만 검보정 기간의 촬영 및 정상 운영에서는 지상국 전체 시스템이 사용되어 영상 촬영 및 수신 중심으로 위성 명령이 생성된다. 이러한 배경에 의해 위성체 초기 점검과 정상 운영의 차이를 극복하기 위해 초기 시스템 운영 점검이 수행되었다. 초기 시스템 운영 점검을 위해서 촬영 시나리오가 도출되었고, 촬영 시나리오에 대한 상세 절차가 수립되었다. 발사전 리허설을 통해 사전 점검이 수행되었고, 위성이 우주로 발사된 이후 실제 지상국 시스템을 이용하여 지상국 운영을 확인하였다. 초기 시스템 운영 점검이 완료된 이후 위성체에 대한 검보정이 수행되었다. 본 연구 결과는 저궤도 위성 시스템 개발에 있어서 유용하게 응용될 수 있을 것으로 예상된다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.59-59
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• 2003

과학위성 1호는 고도 685 km 태양동기궤도에서 운용되는 소형인공위성으로 지구 그림자에 의한 주기적인 온도변화, 태양과 지구로부터의 자외선복사, 진공환경과 같은 가혹한 우주환경에서 정상적으로 임무를 수행해야 한다. 이러한 가혹한 우주환경에서 위성 각 시스템의 온도를 허용범위 내에서 조절하고 구조적인 열변형을 최소화하기 위하여 열제어 시스템이 필요하며, 위성개발과정에서 상세한 열설계 요구조건을 도출하고 반영하여 과학위성 1호의 열제어 시스템을 설계하였다. 열제어 시스템은 위성의 내\ulcorner외부에서 위성외부로부터의 열유입을 최소화하고 위성내부에서 발생한 열을 효과적으로 방출하는 역할을 한다. 열제어 시스템의 성능을 검증하기 위하여 다양한 임무와 궤도를 고려한 궤도열해석이 수행되었으며, 주기적인 온도변화와 진공환경을 모사하는 열진공시험을 통하여 예상되는 우주환경에서 위성 각 시스템의 정상동작 여부가 검증되었다. 본 연구는 과학위성 1호의 열설계 결과와 효과적인 열설계를 위한 궤도열해석 과정 그리고 위성 시스템의 신뢰성 검증을 위한 열진공시험결과를 다룬다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2004.05a
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• pp.1513-1516
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• 2004

선진국들은 위성개발을 위한 첨단기술의 개발 및 적용을 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있으며 실제 위성의 개발에도 직접적으로 적용하고 있다. 그러나 이러한 첨단 위성의 기술이전을 기피함에 따라 국내주도의 독자적인 차세대 위성의 개발이 필요하게 되었다. 국내에서도 우주개발 중장기계획에 따라 지구관측위성, 통신위성, 기상위성 등 다양한 위성개발이 추진되고 있으나, 새로운 위성의 설계, 제작, 조립 및 시험, 검증에는 많은 시설 및 장비가 필요하며 오랜 개발기간과 많은 예산이 소요된다. 이를 해결하기 위해 새로운 위성의 개발 시 선진국에서는 범용위성 개발 테스트베드를 제작하여 사전에 위성시스템을 모델링 및 검증함으로써 개발기간의 최적화, 개발예산의 최소화, 신기술의 적용 등에 활용하고 있는 추세이다. 국내의 경우, 현재 위성의 지상관제와 운용요원의 교육을 위해 위성시뮬레이터를 제작하여 활용하는 단계이며, 새로운 위성 개발을 위한 위성전자전산시스템 개발검증장비 및 활용기술에 대한 기반기술 확보를 위한 연구가 진행 중이다. 향후 다양한 위성임무에 대응한 위성의 개발기간 단축 및 비용절감과 첨단 위성전자시스템 및 부품기술의 사전 검증을 위해 위성전자전산시스템 개발검증장비에 대한 기반기술 확보가 필수적이다. 본 논문에서는 해외 위성선진국에서의 위성전자전산시스템 기술에 대해 살펴보고 현재까지 진행된 차세대 위성개발을 위한 위성시스템 개발검증장비의 설계에 대해 알아보고자 한다.