• 광학세계
• /
• 통권142호
• /
• pp.17-22
• /
• 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.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제49권9호
• /
• pp.771-780
• /
• 2021

우주물체 레이저 추적(DLR : space Debris Laser Ranging) 시스템은 인공위성까지의 거리를 측정하는 인공위성 레이저 추적(SLR : Satellite Laser Ranging) 시스템의 확장형이라고 할 수 있다. 레이저를 발사하여 수신하는 광자 왕복하는 시간을 측정하여 궤도 결정하는 시스템이다. 거리 정밀도는 mm급 단위로 측정 가능하고 현존하는 시스템 중 가장 정밀한 시스템이다. 현재 한국천문연구원은 인공위성 레이저 추적 시스템을 세종 및 거창에 구축하였고, 나로호 과학위성, 다목적 실용위성 5호의 정밀궤도를 검증하기 위해 SLR 데이터를 활용하였다. 최근 몇 년간 우주쓰레기의 추락 또는 충돌로 인해 자국의 위성이 위협받고 있고, 이는 안보적인 측면에서 자국 우주자산 보호, 국민의 안전을 보호하기 위해 우주물체 레이저 추적이 지대한 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 인공위성 레이 추적, 우주물체 레이저 추적을 고려한 다목적형 레이저 추적 시스템의 시스템 설계를 위하여 1.5m 급 주경을 적용하였다. 그리고 주요 구성품의 성능(레이저 파장, 레이저 출력) 등을 고려하여 링크버짓 분석을 통해 시스템 예비 성능 분석을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제44권11호
• /
• pp.1006-1015
• /
• 2016

본 연구에서는 국내 최초 개발 예정인 1m급 인공위성 레이저추적 시스템(Satellite Laser Ranging, SLR)의 추적마운트 (Tracking Mount) 모듈 개발을 위한 예비설계 및 성능분석 결과를 제시한다. 인공위성 레이저추적 시스템은 위성까지의 거리를 정밀하게 측정하는 시스템으로 지상의 관측소에서 반사경을 탑재하고 있는 인공위성까지 레이저를 발사하여 되돌아오는 레이저 사이의 시간간격을 측정하는 시스템으로서, 현존하는 인공위성까지의 거리측정 시스템 중 가장 정밀한 측정 시스템이다. 본 논문에서 제안하는 인공위성 레이저 추적 시스템용 고속 고정밀 추적마운트의 추적범위는 고도 300 km에서 정지궤도(고도 36,000 km)까지 가능하며, 레이저 반사경을 탑재한 인공위성에 대해 주 야간 레이저추적이 가능해야 한다. 이러한 요구사항을 만족하기 위해, 본 연구에서는 고속 고정밀 추적마운트 기구부 설계 및 구조해석을 수행하였고, 추적마운트의 원활한 제어를 위한 모션 제어 시스템을 설계하여 예비 성능 분석을 실시한 결과를 소개하였다.

• 천문학회보
• /
• 제37권2호
• /
• pp.164.2-164.2
• /
• 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.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2005년도 한국우주과학회보 제14권2호
• /
• pp.69-69
• /
• 2005

• 천문학회보
• /
• 제34권1호
• /
• pp.55.2-55.2
• /
• 2009

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권1호
• /
• pp.31.4-32
• /
• 2009

• 우주기술과 응용
• /
• 제4권2호
• /
• pp.169-183
• /
• 2024

한국천문연구원은 인공위성 정밀 궤도 결정, 우주 감시, 우주 측지 등 과학 연구 및 국가적 우주 미션을 수행하기 위해 거창 SLR(satellite laser ranging) 시스템을 개발하였다. 시스템을 구성하는 여러 서브시스템 중 하나인 운영 시스템은 다른 서브시스템을 제어하고 관측 알고리즘을 기반으로 수동 및 자동 관측 모드를 제공하여, 지상에서 인공위성까지의 거리를 계산하는 소프트웨어로써 네트워크 기반의 서버와 클라이언트 방식으로 개발되었다. 본 연구에서는 운영 시스템의 요구사항을 분석하고, 서버 및 클라이언트 통신을 위한 개발환경, 소프트웨어 구조 및 관측 알고리즘을 기술한다. 그리고 개발된 운영 시스템을 이용하여 지상보정 및 측지 전용 인공위성 STARLETTE에 대한 레이저 추적을 통해 취득한 관측 데이터를 처리하여 ILRS(international laser ranging service) 국제기구에서 배포한 전 세계 SLR 관측소와 거리측정 정밀도를 비교 분석하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 2009년도 동계학술발표회 논문집
• /
• pp.367-368
• /
• 2009

• 한국항공우주학회지
• /
• 제44권12호
• /
• pp.1103-1111
• /
• 2016

한국천문연구원은 인공위성 정밀궤도 결정, 우주측지 및 인공위성 자세역학 연구를 위해서 2kHz 반복율을 가지는 SLR 시스템을 운영하고 있다. 그러나 측지위성의 회전속도를 보다 정밀히 결정하고 거리 측정 정밀도 향상을 위해서 고반복율의 SLR 관측 데이터가 요구된다. 따라서 고반복율 시스템 구현을 위해 운영 소프트웨어 및 레인지 게이트 생성기를 개발하여 최대 10kHz 반복율로 레이저추적이 가능한 HSLR-10(High repetition-rate Satellite Laser Ranging-10kHz) 시스템으로 개선하였다. 본 연구에서는 10kHz 반복율을 가지는 HSLR-10 시스템의 운영 소프트웨어 개발 방법, 구성 및 검증 결과를 제시한다.