• 한국항행학회논문지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.404-411
• /
• 2022

위성항법시스템 운용 시 주요 기능은 항법위성의 궤도를 정확히 결정하여 항법메시지로 전송하는 것이다. 본 연구에서는 확장 칼만필터와 정밀동역학모델을 결합하여 항법위성의 궤도결정을 수행하는 소프트웨어를 개발하였다. IGS (international gnss service) 지상국의 실제 관측값을 사용하여 GPS (global positioning system)와 QZSS (quasi-zenith satellite system)의 궤도결정을 수행하고, IGS 정밀궤도력과 비교하여 항법시스템의 주요 성능지표인 URE (user range error)를 계산하였다. 항법위성에 탑재된 시계오차를 추정할 경우 radial 방향 궤도오차와 시계오차가 높은 역상관 관계를 가지는데 서로 상쇄되어 GPS와 QZSS의 궤도결정 URE 표준편차는 1.99 m, 3.47 m로 낮은 수준을 유지하였다. 항법위성 시계오차를 추정하는 대신 항법메시지의 시계오차를 모델링한 값으로 대체하여 궤도결정을 수행하였으며, URE와 지역적 상관관계 및 지상국 배치에 의한 영향을 분석하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제14권2호
• /
• pp.330-346
• /
• 1997

다목적 실용위성 1호 (KOMPSAT I)는 지도 제작, 해양관측, 우주 과학실험 등에 활용할 태양도기 저궤도용 위성으로 1999년 8~9월에 발사될 예정이다. 본 위성에 탑재될 고해상도 전자광학 카메라(Electro-Optical Camera: EOC)의 주임무는 한반도 표준지도 제작을 위한 위성영상정보의 획득이다. EOC 센서는 가시광선 영역의 흑백 단일 채널(510~730mm)을 통해 수직 촬영 시 최소 15km 이상의 폭과 궤도 800km의 길이를 지상 해상도 6.6m로 촬영한다. 본 연구에서는 아리랑 1호의 한반도 통과 시각을 결정하기 위하여 한반도 지역에 있어 EOC 영상에 커다란 영향을 미치는 태양 변수와 구름과 시정의 일변를 조사하였다. 조사 결과는 다음과 같다. 1) 동지의 경우 대략 오전 10시 30분 이후 태양 천장 각 의 $70^{\circ}$보다 작고, 예상되는 EOC 스펙트럼 밴드의 flux 값은 맑은 날씨 육지에서 약 $2.4mW/cm^2$보다 크다. 2) 낮 동안의 구름의 분포 (맑은 하늘의 분포)는 오전 11시경에 최소값(최대값)을 보이며, 비록 안개에 의한 악 시정의 발생 빈도는 정오로 갈수록 감소하나 맑은 하늘의 분포에 미치는 영향은 미약하다. 이러한 결과로부터 EOC 관측을 위해서는 다목적 실용위성 1호의 한반도 통과 시각을 오전 10시 30분에서 11시 30분 사이에서 결정하는 것이 적합하다고 판단된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제20권1호
• /
• pp.21-28
• /
• 2003

다른 나라의 저궤도 위성에 대한 궤도 정보를 레이더 시스템을 이용하여 독자적으로 획득할 경우, 이에 필요한 궤도결정 알고리즘을 해석적 모델인 SGP4 모델과 실시간 처리방식인 확장 칼만필터를 이용하여 수치적 방법으로 개발하였다. 궤도결정 알고리즘의 상태벡터를 Kepler 6궤도 요소로 지정할 경우, 상태천이 행렬 계산시 궤도 경사각과 이심률에 대해 특이점 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 평균 궤도 요소를 평균 위치 및 속도 요소로 변환하여 상태벡터로 지정하였다. 필터 구성시 상태천이 행렬(State Transition Matrix)과 공분산 행렬(Covariance Matrix)은 SGP4모델과 수치적 방법인 finite difference방법을 이용하여 계산하였으며, 관측 자료는 방위 각, 고도각, 그리고 시선거리 형태로 각각 입력되며 각 관측 형태에 따라 일괄적으로 처리하도록 필터를 구성하였다. TOPEX/POSEIDON POE를 이용 시뮬레이션 생성한 관측간을 사용하여 개발한 궤도결정 알고리즘의 성능을 분석한 결과 개발한 알고리즘은 약 1km의 위치 오차를 가지며 7일 동안 약 3km의 위치 오차를 가지는 NORAD시스템과 동일한 성능을 가지기 위해 필요한 레이더 시스템의 최소 성능 요구조건은 방위각과 고도각은 0.1도 이내이고 시선거리는 50m이 내여야 한다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.327-336
• /
• 2002

다양한 분야에서 고해상도 위성영상의 활용도가 높아짐에 따라 많은 고해상도 인공위성이 발사되고 있으며 발사예정에 있다. 본 논문은 DEM과 항공사진영상을 이용하여 임의의 궤도정보와 자세정보를 가지는 인공위성에 대하여 모의위성영상을 제작할 수 있는 두 가지 방법을 제안하였다. 제작된 모의위성영상의 센서모델에서 자세는 변화가 없는 것으로 가정하였고, 투영중심의 위치는 위성의 진행방향에 따라 변화하는 모델을 사용하였다. 또한 자세와 위치에 변화를 준 모의위성영상을 제작하여 입체시 가능성을 실험하였으며, 제작된 모의위성영상의 정확도를 검증하기 위해 공간전방 교회를 이용하여 검증하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제6권2호
• /
• pp.101-108
• /
• 1989

1983년 초 세 부분-COSMOS 1402-A, B, C-으로 분리되어 추락한 소련 위성 COSMOS 1402호의 낙하를 추정하기 위한 알골이즘을 개발하였다. 이 인공위성의 궤도에 영향을 미치는 섭동력으로는 지구의 비대칭 중력포텐셜과 지구의 대기 저항에 의한 섭동력이 고려되었고, 고도에 따른 지구의 대기 밀도를 구하기 위해 표준대기모델을 만들었다. COSMOS 1402호의 낙하시 NASA GSFC가 보내온 궤도요소 자료를 이용하여 COSMOS 1402-A와 C의 낙하시각과 낙하지점을 추정하고, 미국무성의 발표와 비교해 보았다. COSMOS 1402-C의 경우 모두 잘 일치함을 보이나 COSMOS 1402-A 의 경우 낙하시각이 1분, 낙하지점은 경위도 각각 2도씩의 오차를 보였다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.514-521
• /
• 2018

COSPAS-SARSAT 406 MHz 조난용 비콘에는 항공용의 ELTs (emergency locator transmitter), 선박용의 EPIRBs (emergency position indicating radio beacon), 개인용의 비콘인 PLBs(personal locator beacons)가있으며, 406 MHz 조난주파수로 부호화된 메시지를 발사하여 조난 시 탐색과 구조를 위한 경보를 보내는 데 사용한다. COSPAS-SARSAT 기술문서인 C/S T.001과 T.018은 조난용 비콘 개발에 필요한 기본 기술정보와 메시지 구성방법, 형식승인을 위한 시험방법 등을 포함하고 있다. 기존의 저궤도와 정지궤도위성을 사용하는 COSPAS-SARSAT 시스템은 반송링크서비스(RLS; return link service) 기능이 없어 조난자가 조난신호의 발사여부를 확인할 수 없었으나 새롭게 추가된 중궤도 위성 시스템은 RLS 기능이 도입되어 확인이 가능하게 됐다. 이 논문은 개선된 중궤도 위성을 활용한 406 Mhz의 PLB와 121.5 Mhz의 호밍 신호 발생기, 243 MHz의 항공용 VHF AM 송신기를 통합하는 탐색구조 단말기 개발에 필요한 C/S T.001과 T.018을 분석하였다.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
• /
• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
• /
• pp.38-39
• /
• 2010

낙뢰란 뇌운 속에서 분리 축적 된 음 (-)과 양 (+)의 전하 사이 또는 뇌운 속의 전하와 지면에 유도되는 전하 사이에서 발생하는 불꽃 방전을 말한다. 뇌운 안에는 이 불꽃 방전을 반복하기에 충분한 전하의 분리가 계속 일어나고 있는데, 그 결과 양전하 (+)는 구름의 상부에 넓게 분산되어 분포하고, 음전하 (-)는 주로 구름 하부에 분포한다. 이 때 음전하가 대지로 방전되어 발생하는 낙뢰를 부극성 (-)낙뢰, 양전하가 대지로 방전되어 발생하는 낙뢰를 정극성 (+)낙뢰라 한다. 낙뢰의 약 80%는 구름 내부 또는 구름 대 구름 사이에서 발생하고, 약 20%만이 구름과 지면 사이에서 발생하는데, 이러한 구름-지면 낙뢰 (Cloud-to-ground lightning)는 가장 위험하고 그 피해도 크다. 우리나라는 동아시아 몬순 기후의 영향으로 여름철에 대기가 불안정하여 낙뢰가 집중적으로 발생하며, 복잡한 지형과 해양의 영향으로 낙뢰현상의 공간적 변동도 크게 나타난다. 이러한 낙뢰는 최근으로 올수록 강도가 증가하고 있어 그 피해의 증가가 우려되기 때문에 낙뢰 발생 특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 낙뢰자료와 강수자료, 그리고 시 공간 분해능이 뛰어난 MTSAT-1R (Multi-functional Transport SATellite - 1 Replacement) 정지궤도 위성의 휘도온도를 이용하여 낙뢰 발생 시 강수 및 위성 휘도온도의 특성을 분석하고자 한다. 이러한 연구는 대류활동에 대한 정보 제공 뿐 아니라, 낙뢰 예측성 향상 및 재해 경감에도 활용될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 2001년 기상청에 도입되어 운영 중인 신 낙뢰관측 시스템 (Total Lightning Detection System, TLDS)에서 관측된 낙뢰자료와 MTSAT-1R 위성에서 관측된 휘도온도 자료, 그리고 자동기상관측장비 (Automatic Weather System, AWS)에서 관측된 강수자료를 사용하였으며, 세 자료의 출처는 모두 기상청이다. 분석 기간은 2006년부터 2007년까지이며 우리나라에서 낙뢰발생 빈도가 여름철에 집중되어 나타나는 것을 고려하여 여름철 (6~8월) 낙뢰에 대해서만 분석하였다. 또한 낙뢰 발생 사례에 대하여 관측 효율이 90% 이상으로 알려진 위도 $33{\sim}39^{\circ}N$, 경도 $124{\sim}130^{\circ}E$ 영역에서 낙뢰발생시 강수 및 위성 휘도온도의 특성을 분석하였다. 사례는 낙뢰 발생 횟수가 많은 날을 중심으로 먼저 적외영상과 낙뢰영상을 정성적으로 분석한 후 뇌우의 지속시간이 긴 9개 사례를 선정하였다. MTSAT-1R 위성과 낙뢰자료 및 강수자료는 관측주기와 공간규모가 서로 다르기 때문에 세 자료를 함께 사용하기 위해서는 시 공간을 일치시키는 과정이 필요하다. 본 연구에서는 위성자료 관측시간(00분, 33분)과 AWS 지점 위 경도를 시 공간 일치를 위한 기준으로 사용하였다.

• 한국측량학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.199-207
• /
• 1996

GPS 측량에서 방송궤도력 대신에 정밀궤도력을 적용할 경우, 기선결정 정밀도가 어느 정도 향상되는가를 기선의 길이에 따라 정량적으로 분석하였다. 이를 위하여 기선의 길이가 15 km-201 km인 7개의 기선을 선택하여 GPS로 각각 6회 이상 반복하여 측정하였다. 같은 기선에 대해 방송궤도력과 정밀궤도력만을 바꿔 가며 같은 조건으로 각각 두번씩 처리하여 반복측정에 의한 표준편차를 구한 다음 서로 비교하였다. 그 결과, 모든 기선에 대하여 정밀궤도력에 의한 결과가 정밀도와 안정도 및 신뢰도면에서 방송궤도력의 결과에 비해 더 양호하게 나타났다. 특히 정밀궤도력을 적용한 경우 65 km 이상의 모든 기선에서 0.1 ppm 미만의 정밀도가 얻어졌고, 단기선 보다는 65 km 이상의 장기선에서 정밀궤도력의 적용에 의한 정밀도 향상율이 더 크게 나타났다. 이 연구의 결과가 GPS 측량시 요구되는 정밀도와 측정하고자 하는 기선의 길이에 따라 방송궤도력 혹은 정밀궤도력 중에서 어느 것을 적용할 것인가에 대한 정량적 판단 기준이 되리라 본다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제12권6호
• /
• pp.1045-1050
• /
• 2008

위성항법보강시스템은 위성항법시스템 (GNSS : Global Navigation Satellite System)의 측정값에 오차 성분을 제거하여 정밀한 항법 정보를 제공한다. 하지만 기준국과 이동국 사이의 공통오차(전리층 지연, 대류층지연, 위성 시계오차, 궤도력 오차)는 제거할 수 있지만 전리층, 대류층, 신호잡음 등에 의해 발생하는 노이즈 성분의 비공통 오차는 제거 할 수 없다. 비공통오차는 항법정보의 오차를 발생하여, 항공기가 잘못된 위치 정보를 사용할 수 있으며, 특히 이 착륙시에 잘못된 항법정보는 항공기 안전에 심각한 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 다중 기준국을 사용하여 유동적인 전리층 및 대류층 습윤 증기량에 따라 비공통오차의 증가를 위치 오차 분산 변화를 통해 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.421-430
• /
• 2003

Radarsat-1 위성으로부터 수신된 신호자료를 처리하여 영상을 생성하기 위해서는 도플러 정보(도플러 중심주파수(f$_{dc}$) 및 주파수 변화율 (f$_{r}$)를 정확하게 추정하는 것이 중요하다. 일반적으로 이들 정보들은 신호자료를 기반으로 하는 clutterlock 및 auto-focusing 기법이 사용되고 있으나 이들은 수신 신호만을 사용하여 추정하므로 SAR 프로세서 개발시 구현하기가 어려우며 계산 시간도 많이 걸리는 단점이 있다. 본 논문에서는 주어진 위성의 궤도 및 자세정보를 최대한 이용하며 수신신호 처리는 최소한이 되도록 하여 구현이 쉽고 계산상 이점이 있는 새로운 기법을 제안하였다. 실제 Radarsat-1 신호자료를 이용한 실험적용 결과, 본 기법이 실제 SAR 신호자료로부터 도플러 정보를 추출하는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.