• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2009.10a
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• pp.39.4-40
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• 2009

이 연구의 목적은 고해상도 합성개구레이더 센서를 탑재한 관측위성의 운용요구사항에 맞춰 임무기간 동안 관측 목표지역을 주기적으로 반복하고 지상궤적을 $\pm2km$ 범위 내에서 안정성을 갖도록 유지 조정하는 궤도제어 알고리즘 연구를 수행하는데 있다. 기존에 수행되어 왔던 지상궤적에 대한 오차를 해석적으로 계산하여 궤도를 유지 조정하는 방법이 아닌 기준궤도에 대하여 상대좌표계에서 표현된 위성의 실제 접촉궤도를 기준궤도와 직접적으로 비교하여 목표궤적을 유지 조정하는 알고리즘을 연구하였다. 이를 위해 첫째, 고해상도 관측위성의 운용요구사항을 만족하는 계획된 목표궤도인 기준궤도를 설계하였다. 기본적으로 기준궤도는 임무 설계 시 완전한 주기성이 고려된 최대한 실제에 가까운 궤도이기 때문에 지구중력장 모델만을 고려하여 간략하게 설계하였다. 둘째, 실제의 인공위성의 궤도는 계획된 기준궤도를 유지해야 하지만 시간에 따라 섭동력의 영향을 받아 계획된 궤도로부터 벗어나게 된다. 기준궤도로부터 실제궤도가 얼마나 벗어나는지에 대한 정량적 분석을 위해 지구 중력장, 달-태양 중력, 대기저항력, 태양복사압, 조석력 등과 같은 다양한 섭동력의 영향에 대한 분석을 수행하였다. 셋째, 반경방향(radial), 진행방향(along-track), 교차방향(cross-track)의 세 방향의 성분으로 구성된 우주공간오차(Space Error) 개념을 적용하여, 투영된 지상궤적에 상응하는 오차를 계산하는 것 보다 안정적으로 오차를 계산하였다. 또한 운용요구사항에 따라 허용된 범위 내에서 궤도를 유지하기 위해 GVE(Gauss Variation Equation)을 이용한 궤도조정을 수행하였다. 섭동력의 분석 결과로부터 지구대기저항력, 달-태양 중력으로 인해 가장 두드러지는 장반경과 궤도이심률의 변화를 조정하기 위해, 임무에 사용되는 추력기의 연료 효율을 고려하여 동결궤도가 유지될 수 있는 최적의 위도이각에서 In-plane에 대한 궤도조정만을 수행하여 장반경과 이심률을 동시에 조정하였다. 지구대기와 태양활동의 영향으로 시간에 따른 장반경의 변화율에 따라 궤도조정 주기를 가지는 것을 알 수 있었고, 이 변화율 때문에 생기는 우주공간오차의 증가를 보정하여 위성의 지상궤적을 목표범위 안에서 유지할 수 있었다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.162.2-162.2
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• 2012

한국형 발사체 KSLV-2의 발사능력을 고려하면 달 탐사선의 총 무게는 약 550kg이 된다. 따라서 달 탐사선에 탑재할 수 있는 탑재체 무게를 최대화하기 위해서는 지구에서 달로 가는 천이궤적을 가장 효율적으로 설계하여 연료 소모량을 최소화하여야 한다. 본 연구에서는 최근에 달 탐사 천이궤적으로 가장 많이 사용되고 있는 Weak Stability Boundary 천이궤적에 관해 연구를 수행하였다. Weak Stability Boundary 천이궤적은 지구로부터 출발한 후 원지점 약 1.4 km(지구-태양의 L1 점 근처)까지 비행한 후 태양풍을 통해 에너지를 얻어 근지점 거리를 지구-달 거리만큼 증가시켜 LOI(Lunar Orbit Injection)시 ${\Delta}V$를 최소화하여 달 궤도에 들어가는 방법이다. Weak Stability Boundary 천이방법의 TLI(Trans Lunar Injection) 값은 직접천이 방법의 TLI 값보다 더 크지만 달 궤도 진입에 필요한 LOI ${\Delta}V$값은 25% 정도 덜 든다는 장점이 있다. 이 방법은 일본의 Hiten 탐사선이 최초로 사용하였으며, 달에 도착하기까지 수개월이 걸리는 단점이 있다. Weak Stability Boundary 천이궤적 시뮬레이션을 통해 최대로 절약할 수 있는 연료 소모량을 확인할 수 있었으며, 다른 천이방법들과의 장단점 비교를 통해 한국형 달 탐사선의 지구-달 천이궤적 후보로 사용 될 수 있음을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2009.10a
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• pp.40.2-40.2
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• 2009

이 연구에서는 달천이(TLI: Trans Lunar Injection) 및 달포획(LOI: Lunar Orbit Injection) 기동 시 대전 지상국의 가시성을 고려한 최적의 임무를 설계하였다. TLI 기동은 탐사선이 지구 주차궤도에서 지구-달 천이궤적으로 진입하기 위하여 주어지는 기동이며, LOI 기동은 탐사선이 지구-달 천이궤적에서 달의 중력권으로 진입하기 위하여 주어지는 기동이다. TLI 및 LOI 기동 시 대전 지상국에서의 가시성의 확보는 실제적인 미래 한국의 달 탐사를 대비하였을 때 중요한 요소이다. 따라서 이 연구에서는 TLI 및 LOI 기동 시 대전 지상국에서의 가시성을 모두 고려하여, 최소연료로 지구 주차궤도에서 달 임무궤도 진입까지의 모든 단계에 대해 임무설계를 실시하였다. TLI 및 LOI 기동 시 추력은 순간 추력(Impulsive thrust)로 가정하였으며, KSLV-II 발사체의 성능을 적용하여 설계하였다. 임무 설계 시 태양, 지구, 달의 섭동력을 고려한 N체 운동 방정식을 탐사선에 적용하였으며, 지구의 비대칭 중력장, 태양 복사압, 달의 J2 섭동에 의한 영향도 고려하였다. JPL의 정밀 천체력인 DE405를 사용하였고, 상용 소프트웨어인 SNOPT(Spares Nonlinear OPTimizer)를 이용하여 비행 궤적의 최적해를 도출하였다. 임무 설계 결과를 통해, 대전 지상국의 가시성을 고려한 TLI 및 LOI 기동의 크기에 의한 임무설계의 분석을 수행하였다. 또한 최적화된 달 탐사 임무의 단계별 기동의 크기와 지구-달 천이 궤적의 형상 및 다양한 임무 요소들의 해석을 도출하였다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2011.04a
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• pp.25.1-25.1
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• 2011

다목적 실용위성 5호는 국내 최초로 합성 개구면 레이더(SAR)를 장착한 지구 관측위성으로서 2011년 중반에 러시아의 Dnepr 로켓에 의해 발사되어 평균 고도 550 km의 태양동기 여명궤도에서 운용될 예정이다. 위성은 28일을 주기로 지구를 421회 공전하는 반복 지상궤적을 가지며 인터페로메트리 레이더 영상의 획득을 위해 위성이 지구적도 상공을 통과할 때 기준경도로부터 ${\pm}2$ km 이내로 지상궤적이 유지될 수 있도록 궤도조정을 수행한다. 위성은 궤도에 투입된 후 2개월 이내에 정상적인 지상궤적을 획득하고 몽골에 설치된 레이더 반사판을 이용하여 4개월에 걸친 검보정을 수행한 후에 정상적인 운용에 들어가게 된다. 이 연구에서는 위성이 발사체와 분리된 이후 정상적인 지상궤적을 획득하는데 걸리는 시간을 분석하고 위성의 지상궤적을 기준 경도로부터 ${\pm}2$ km 이내로 유지시키기 위한 궤도조정에 필요한 조정주기와 연료소모량을 분석한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.40 no.9
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• pp.752-759
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• 2012

This paper presents a mission orbit design method for spacecraft which use the sun-synchronous and ground repeat orbits. In this work, we have proposed a new design procedure, "Nonlinear simulation-based numerical optimization technique" using the commercial S/W's such as STK (Satellite Tool kit) and Matlab, which are widely adopted S/W's in the area of orbital mechanics and engineering analysis. Inclusion of all the perturbation effects on the spacecraft not only can more precisely satisfy the mission requirements for sun-synchronicity and repeated ground track, and also operational requirements such as minimum change in the S/C local time, maximization of the contact time with a specified ground station, etc. can be appropriately considered. Design examples for LEO sun-synchronous mission are presented to demonstrate the usefulness of the proposed method in this paper.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.21 no.5
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• pp.645-652
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• 2011

The present study investigated the tracking system of a reflector to trace the movement of sun. The system was designed to minimize the error between the vertical vector of reflector and the position of sun. The proposed system was able to collect the sun lights at a point as a useful source of light energy and transmit the collected light to a remote area through optical fibers. Also the study successfully solved the controller design problem due to the complexity of modeling of the sun tracking system using a fuzzy logic controller which mimics human reasoning.

• Journal of Conservation Science
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• v.37 no.2
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• pp.90-100
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• 2021

Outdoor cultural buildings and their accessories receive different amounts of solar radiation depending on their location's latitude, azimuth, and tilt. Shading is also affected by the surrounding terrain and objects, necessitating individual and quantitative shading analysis. In July 2019, this study conducted a shading analysis on the tops, midpoints, and bottoms of wooden pillars in the azimuth of Cheongpunggak, a traditional building in South Korea's National Research Institute of Cultural Heritage. The shading analysis found that the solar access/shade predicted by the solar trajectory meter was 30 minutes slower than measured in the field. The highest solar access and solar radiation levels came from the south, followed by the west, east, and north. The pillars' bases received the highest solar access and solar radiation, followed by their midpoints and tops. Solar access was high at tilt 90°, but solar radiation was high at tilt 0°, due to the light-collection efficiency and the irradiance. Shading on the pillars' tops was caused by the roof eaves, while shading on the midpoints and bases were affected by the surrounding pillars, topography, and other objects. Simultaneous solar access at the tops, midpoints, and bottoms was possible for 365 days for the northwest, west, and southwest pillars but only from October to March for the south and southeast pillars.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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• v.47 no.4
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• pp.102-108
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• 2010

The photovoltaic system changes solar energy into DC by solar cell and this DC is inverted into AC which is used in general houses by inverter. Recently, the use of power of the photovoltaic system is increased. Therefore, the study of 3 phase solar system to transmit large power is very important. This paper proposes a method that finds simply faults and diagnoses the switch open faults of 3-phase pulse width modulation (PWM) inverter of grid-connected photovoltaic system. The proposed method in $\alpha\beta$ plane uses the patterns of trajectory image as the characteristic parameters and differenciates a normal state and open states of switches. Then, the result is made into tree. The tree is composed of 21 fault patterns and the parameters to classify faults are a shape, a trajectory area, a distributed angle, and a typical vector angle. The result shows that the proposed method diagnosed fault diagnoses, classified correctly them, and made a pattern tree by fault patterns.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.22 no.5
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• pp.141-151
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• 2018

A trajectory analysis program was developed to predict KSLV-II (Korea Space Launch Vehicle-II) performance with the reducing weight. The program estimates the LEO (Low Earth Orbit) / SSO (Sun-Synchronous Orbit) injection performance, which is determined as payload weight for the orbits, with decreasing the structural ratio or increasing rocket engine power. It is expected that the KSLV-II can transport up to 4.5 tons, 3 tons of space payloads at LEO, SSO with a reduced structural ratio by 60% of the original. It also shows that the KSLV-II can transport up to 3.65 tons at SSO by applying advanced engines of 90 tonf, 10 tonf class with the reduced structure.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.1
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• pp.43-53
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• 1990

The manufacturing errors such as pitch error and run-out error in planetary gear system bring about the irregular displacement of the center of each gear, which cause the torqe variation, vibration and noise. In this study, the relation between manufacturing errors and error motions of the center of gear was analyzed, and it can be applied to identyfy the errors of gears by investigating the measured locus of the center of each gear. Also, another identification method of power spectrum estimation using FFT algorithm was introduced, which analyze the frequency of the measured error motions. The results show that the error of each gear had a corresponding unique frequency, therefore, this method proved to be more effective.