• 한국항공우주학회지
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• 제39권7호
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• pp.674-681
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• 2011

인류 최초의 인공위성 스푸트니크가 발사된 이후 50여년의 기간 동안 인류의 지속적인 우주개발로 인해 저궤도는 물론 지구 정지궤도까지 상당수의 우주파편들이 생겨나 임무를 수행하는 유인 우주활동이나 인공위성을 위협하고 있다. 우리나라에서도 지난 2010년 6월 성공적으로 발사되어 현재 임무를 수행하고 있는 천리안 위성 또한 우주파편으로부터 자유로울 수 없기 때문에 적절한 우주임무설계가 요구된다. 본 연구에서는 지구정지궤도 위성의 충돌확률 및 임무궤도 환경 분석의 선행연구로써 천리안 위성에 대해 분석한 내용을 기술하였다. NORAD TLE를 이용하여 분석한 결과 지난 1월 14일 천리안 위성과 RADUGA 1-7 위성의 충돌확률은 정지궤도위성의 위치추정오차가 10km라고 가정했을 때 2.8753E-07로 나타났으며, 지구정지궤도 우주환경 특성에 따라 임무 궤도에 머무르는 우주파편의 상당 부분이 유성이나 유성우로 분석되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권6호
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• pp.488-496
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• 2015

본 연구에서는 각각 다른 목적지에서 다수의 임무를 수행해야하는 복수 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAVs)의 경로를 결정할 때, 무인항공기의 생존가능성을 고려하여 경로를 결정하는 프레임워크를 제안하였다. 본 라우팅 문제는 무인항공기 안전과 임무 완료시간 간의 trade-off 를 나타내는 비용 매트릭스를 이용한 차량경로문제(Vehicle Routing Problem, VRP)로 정의할 수 있다. 특정위치에서 무인항공기의 위험 레벨은 감지될 확률과 격추될 확률을 고려하여 모델링 하였고, 위협 레벨과 비행거리를 고려한 두 지역간의 최소비용경로는 육각형격자(Hexagonal cells)에서 Dijkstra 알고리듬을 사용하여 결정하였다. 또한, 지속적으로 다수의 적을 감시 정찰하는 임무를 수행하는 복수 무인항공기의 최적경로를 결정하는 case study를 수행하였으며, 그 결과를 논의하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권7호
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• pp.537-546
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• 2020

우주발사체 개발과정에서 설계와 프로세스의 성능지표로 활용되는 신뢰도는 발사 성공률로 유효성이 확인되고, 반복된 발사를 통해 수집된 데이터는 신뢰도 관리를 위하여 피드백 되어야 한다. 본 논문에서는 전 세계 우주발사체의 발사 이력을 조사하여 발사체 모델이나 발사 운용을 통한 기술 성숙도에 따른 발사 성공률을 비교 분석하였고, 사전정보를 반영한 사전확률분포에 발사를 통해 관측된 데이터를 업데이트하는 베이지안 기법을 적용하여 다음 발사에서 예상되는 성공률을 추정하였다. 여러 유형의 사전확률분포를 사용하여 추정한 발사 성공률과 전통적인 통계 기법을 통해 산출한 성공률을 비교 분석하여 적절한 사전분포를 설정하는 방안을 검토하였고, 베이지안 기법을 적용하여 미래의 발사 성공률을 예측하기 위해 고려할 사항들을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권1호
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• pp.63-68
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• 2011

세계 각국은 달 탐사에 대한 연구를 활발하게 진행하고 있으며 우리나라에서도 달 탐사 임무를 수행하기 위한 기초연구가 이루어지고 있다. 성공적인 달 탐사 임무 수행을 위한 통신 시스템의 개발은 달 탐사 프로젝트에 있어서 중요한 부분이다. 본 논문에서는 기저대역 프로세서 개발을 위한 기본 연구로써 달 탐사 통신 링크에 대한 요구조건 분석을 바탕으로 DSP 프로토타입 시스템을 설계하고 심우주 통신을 위한 국제 표준을 고려하여 각 핵심 모듈을 구현한다. DSP 프로토타입의 비트 오류 확률 값을 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 비교함으로써 검증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.451-458
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• 2019

무기체계 개발 및 운용과정에서의 신뢰도는 시스템이나 구성요소가 지정된 기간 동안 지정된 조건에서 필요한 기능을 수행하는 능력의 핵심 척도이며 임무달성의 평가를 위한 임무신뢰도는 전투의 승패를 좌우하는 중요한 지표이다. 임무신뢰도는 특정 기간 동안 주어진 임무가 이벤트나 환경상황에서 성공과 실패할 확률을 나타내며, 신뢰도 산출시 장비의 동작여부만을 고려하는 것이 아니라 시스템의 임무를 물리적 및 기능적으로 구분하여 임무의 수행 신뢰도를 산출하게 된다. 기존의 임무신뢰도는 임무에 따른 물리적인 연결만을 가지고 신뢰도 블록선도를 작성한 후 신뢰도를 산출하였다. 하지만, 현대 무기체계들은 발전하여 고도화되면서 장비 구조가 복잡해져 기능적 또는 물리적 연결에 따른 임무 구분이 필요한 경우 임무 연관성 표현이 불가하다. 이에 본 연구에서는 설계구조행렬과 인터페이스 매트릭스 기법을 사용하여 물리적 구조와 기능적 구조의 연관성을 표현하여 함정 전투체계 시스템 중 한 부분인 함포통제 시스템에 대하여 임무신뢰도를 산출하였다. 본 연구결과를 바탕으로 임무신뢰도 검증자료로 활용되기를 기대한다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.166-173
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• 2014

최근 쿼드콥터에 대한 관심이 증가하면서 방송에서 군에 이르기까지 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히 다수의 쿼드콥터를 동시에 제어하는 군집 비행 연구는 중요 임무 수행 성공 확률을 높일 수 있고, 예술과 융합되어 군무를 수행하는 등 다양한 응용에 활용될 수 있다. 본 논문에서는 AR.Drone을 활용하여 실내에서 모션 캡쳐 기반으로 다수의 비행체가 서로의 위치를 파악하고, 시나리오에 맞춰 정해진 임무를 수행하기 위해 개발된 군집 비행 시스템을 소개한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.259-261
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• 2017

SRK-BB(Skill-, Rule-, Knowledge-Based Behavior)는 주어진 사건을 처리할 때 인간이 행하는 행동을 체계적으로 식별하기 위한 하나의 이론이다. 이러한 SRK-BB에 대한 결과는 주어진 임무에 대한 '성공'과 '실패'로 나타낼 수 있다. 만약, 어느 사건에 대한 SRK-BB를 식별할 수 있고, 이에 대한 '성공/실패'의 결과를 알 수 있다면, SRK-BB를 이용하여 이들 사이에 연계된 확률적인 관계를 정립할 수 있다. 한편, 해양사고의 결과를 분석한 해양안전심판원의 재결서 또는 재결요약서에는 다양한 사고(즉, 실패한 사건)에 대해서 해기사가 어떠한 행동을 취했는지 상세하게 기록되어 있다. 이러한 해양안전심판원의 자료를 분석하면 실패한 해양사고에 대한 방대한 해기사의 SRK 분포를 확보할 수 있다. 본 연구의 목적은 다양한 해양사고에 나타난 해기사들의 행동을 SRK-BB로 식별한 후 해기사들이 추후 야기할 수 있는 인적오류를 예측하기 위한 모델 구축에 있다. 인적오류 모델을 구축하기 위해서는 우선 해양사고에 포함된 SRK 분포 분석이 필요하고, 시스템적인 입출력 관계를 통해서 SRK에 의한 인적오류의 결과를 예측하기 위한 예측 모델이 필요하다. 본 연구에서는 해기사의 인적오류에 의한 사고를 어떻게 SRK 분포를 이용하여 예측할 수 있는지에 대한 개념을 설명하고, 해양사고 데이터에서 획득한 SRK 분포의 의미와, SRK 분포를 이용하여 어떻게 해기사가 야기할 사고를 예측할 수 있는지에 대한 연구접근 방법을 소개하고자 한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.527-534
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• 2023

삼중구조 시스템에서는 하나의 프로세서에서 고장이 발생해도 여유도 때문에 주어진 임무를 계속 수행할 수 있다. 본 연구에서는 삼중구조 시스템에 체크포인터 기법을 도입한 후 고장 탐지와 체크포인터를 분리하는 새로운 고장 극복 방법을 제안한다. 먼저 한 개 프로세서에서 고장이 발생하면 고장 탐지와 동시에 모든 프로세서의 상태를 동기화함으로써 고장을 복구한다. 또한 두 개 이상의 프로세서에서 동시에 고장이 발생하면 직전의 체크포인터로 회귀하여 태스크를 재실행함으로써 고장을 복구한다. 본 논문에서는 태스크가 데드라인 이내에서 성공적으로 수행될 확률을 최대화하는 고장 탐지 구간과 체크포인터 구간의 선정 방법을 제안한다. 제안된 방식을 탑재한 삼중구조 시스템을 마코프 체인으로 모델링하고 실시간 태스크의 성공적 수행 확률을 도출하는 모의실험을 수행하여 최적의 해를 구하는 과정을 제시한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권8호
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• pp.558-565
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• 2019

현대 전함의 근접방어체계 기술이 발전함에 따라 대함유도탄의 생존성 향상에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 다수의 유도탄을 이용하여 목표물을 동시에 공격하는 것은 유도탄의 생존성 향상과 연관이 있으며 임무수행 성공확률을 향상시킬 수 있다. 이러한 이유로 동시 공격 또는 시간차 공격을 수행하기 위한 충돌시간 제어 유도법칙에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 충돌시간 제어 유도법칙 설계에 있어서 필요한 잔여비행시간(Time-to-go) 추정방법의 중요성에 대해 다루고자 한다. 3차원 환경에서 두 가지 잔여비행시간 추정방법을 소개하고, 각 잔여비행시간 추정방법에 대한 충돌시간 제어 유도법칙을 설계하였다. 수치 시뮬레이션을 통해 잔여비행시간 추정방법에 따른 유도법칙의 결과를 확인하고 잔여비행시간 추정방법에 대해 논하였다.

• 우주기술과 응용
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• 제3권2호
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• pp.118-143
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• 2023

우주공간은 안보공간의 역할에서 상업공간으로 역할을 급속히 넓혀가고 있다. 현실적인 제약들 때문에 늦게 출발했지만 우리나라는 최근 들어 비약적 기술발전과 함께 우주에 대한 국가적 관심이 커지고 있다. 2023년 5월 25일, 누리호는 7개의 위성을 성공적으로 550 km 고도의 태양동기궤도에 배치했다. 그런데, 이 근처 고도에는 이미 스타링크가 4,000대 이상의 위성을 배치시키고 상업적 서비스를 진행하고 있다. 따라서, 누리호 위성들은 스타링크위성들과의 위험상황발생 가능성에 대해 지속적으로 예측하고 만일의 경우에 대해서는 준비를 해야 한다. 본 논문은 누리호 위성들이 임무수행을 위해 궤도비행을 하면서 발생할 수 있는 충돌위험상황에 대해 수행한 연구의 계량적 분석결과를 보고한다. 분석결과에 따르면 누리호 위성들은 하루에 3회 정도 1 km 거리 이내로 스타링크위성에 접근하는 것으로 나타났으며, 이 상황에서의 충돌확률은 1.0E-5 이상인 것으로 계산되었고 크게는 1.0E-2 이상인 경우도 발생하고 있다. 2013년에 발사된 후 성공적으로 임무를 수행하고 있는 아리랑 5호에 대한 본 연구의 비교분석은 아리랑 5호와 누리호 위성들이 위험상황의 분포에 있어 중요한 차이가 있음을 보여준다. 본 연구는 스타링크가 회피기동을 할 때의 비용에 대한 계량적인 분석결과도 보고하며, 후발주자로서 우주산업에 진입하는 우리나라가 고려해야 할 전략도 제시했다. SpaceMap사에서 개발한 AstroOne 프로그램을 분석도구로 사용했으며, Celestrak사의 Socrates Plus에서 보고한 결과와 비교검증하였다. 우주물체데이터는 TLE(two line element)를 사용했다.