• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제20권2호
• /
• pp.109-122
• /
• 2003

자기폭풍(magnetic storm)과 서브스톰(substorm)의 인과관계를 규명하기 위하여 서브스톰 확장기 활동(substorm expansive activity)의 전형적인 지시자로 알려진 정지궤도 위성에서 관측된 양성자 플럭스(proton flux)의 무분산 입자유입률(dispersionless particle injection rate)과 Dst 지수와의 상관관계를 조사하였다. 본 연구에 이용된 자기폭풍은 1996년에서 2000년까지 5년 동안에 일어난 것으로 자기폭풍 기간 중 Dst의 최소값인 $Dst_{min}$의 크기에 따라 대규모($-200nT{$\leq$}Dst_{min}{$\leq$}-100nT$), 중규모($-100nT{\leq}Dst_{min}{\leq}-50nT$), 소규모 자기폭풍($-50nT{\leq}Dst_{min}{\leq}-30nT$)의 3단계로 구분하였다. 양성자 플럭스는 LANL의 정지궤도 위성에서 관측된 자료 중에서 주로 환전류(ring current)를 구성하는 입자의 에너지에 해당하는 50keV에서 670keV 범위의 6개 에너지 채널의 자료를 이용하였다. 그리고 입자유입은 자정 부근에서 주로 일어나므로 18:00~04:00MLT구간에서 관측된 자료만을 이용하였다. 한편 내부 자기권으로 유입되는 입자에너지를 추정하기 위하여 양성자 플럭스 비($f_{max}/f_{ave}$)를 조사하였다. 여기서, $f_{ave}$ 및 $f_{max}$는 각각 입자유입이 일어나기 전 후의 양성자 플럭스의 양을 나타낸다. 한편 자기폭풍 기간 동안에 1 ~ 2개의 인공위성 관측으로부터 내부 자기권으로 유입되는 총 에너지량을 추정하는 것이 불가능하다는 것이 알려졌다. 그러나 총 에너지 유입량은 적어도 플럭스 비와 유입횟수에 비례할 것이다. 따라서 내부 자기권으로 유입되는 에너지의 양을 간접적으로 추정하기 위해서 이들의 곱으로 정의되는 총 에너지 유입률 지수(total energy injection parameter, TEIP)를 제안하였다. 특히 서브스톰이 자기폭풍의 발달에 기여하는 정도를 알기 위하여 자기폭풍을 두 구간, 즉 주상(main phase)과 회복기(recovery phase)로 나누어 조사하였다. 양성자의 무분산 유입자료와 자기폭풍 기간 중 Dst$_{min}$ 값을 비교해 본 결과 다음과 같은 특성이 확인되었다. 첫째, 주상기간 중 입자들의 평균 유입횟수는 자기폭풍의 크기에 비례하여 증가하는 경향을 나타내며 유입휫수와 $Dst_{min}$ 사이에는 높은 상관관계(0.83)가 있었다. 둘째, 주상기간 중 자기폭풍의 크기가 클수록 플럭스 비 ($f_{max}/f_{ave}$는 대체로 증가하는 경향을 나타냈다. 그리고 75~113keV 에너지 채널에서의 $Dst_{min}$ 값과 플럭스 비의 상관계수는 0.74로서 가장 높았으며 나머지 에너지 채널 역시 비교적 높은 상관관계를 나타냈다. 셋째, 주상기간 중 총 에너지 유입률 지수와 $Dst_{min}$ 사이에 높은 상관관계가 확인되었다. 특히 환전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의 발달과 밀접한 관계가 있음을 시사한다.

• 항공우주기술
• /
• 제13권2호
• /
• pp.7-17
• /
• 2014

본 기술논문은 정지궤도위성의 탑재 궤도 생성 알고리듬 개발에 대하여 다루고 있다. 정지궤도위성 실시간 궤도 생성에 사용되었던 기존 알고리듬의 정밀도를 향상시키기 위한 연구 결과를 제시하였다. 여기서 제시한 알고리듬을 토대로 궤도 오차 요인들의 영향성 분석을 수행하였다. 분석 결과, 초기 궤도 결정 오차가 50 m 이내이고, 지상시스템과 탑재 컴퓨터에서 사용되는 위성위치각 (sidereal oscillator) 오차가 ${\pm}0.0025deg$ 이내로 유지되어야만 궤도 요구조건을 만족함을 알 수 있었다. 본 알고리듬에 대한 탑재코드 개발이 이루어졌으며, 소프트웨어 기반 검증 시뮬레이터를 사용한 성능 검증이 수행되고 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제28권4호
• /
• pp.333-344
• /
• 2011

An optical tracking system has advantages for observing geostationary earth orbit (GEO) satellites relatively over other types of observation system. Regular surveying for unidentified space objects with the optical tracking system can be an early warning tool for the safety of five Korean active GEO satellites. Two strategies of positioning on the observed image of Communication, Ocean and Meteorological Satellite 1 are tested and compared. Photometric method has a half root mean square error against streak method. Also eccentricity method for initial orbit determination (IOD) is tested with simulation data and real observation data. Under 10 minutes observation time interval, eccentricity method shows relatively better IOD results than the other time interval. For follow-up observation of unidentified space objects, at least two consecutive observations are needed in 5 minutes to determine orbit for geosynchronous orbit space objects.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권7호
• /
• pp.669-677
• /
• 2009

일반적으로 롤/요 평면상의 nutation 운동이 있는 피치 모멘텀 바이어스 시스템을 정지궤도 위성인 통신위성에서 주로 사용되어 왔으나 본 논문에서는 저궤도 위성의 경우에 대해 최소 휠 개수인 2개 반작용휠로 구성된 피치 모멘텀 바이어스 시스템을 휠 모멘텀 제어방식으로 피치축과 롤축 자세제어를 수행하는 방안을 살펴보았다. PI-제어기를 사용한 휠 모멘텀 제어 방식의 경우 휠 베어링 마찰 등 반작용휠에 가해지는 외란에 대한 강건성 보장을 해석적으로 분석하였으며, 롤축 자세에러 측정치와 요축 모멘텀 선형 제어기 설계를 위한 전달함수를 제시하였고, 시스템에 대한 이해도를 높이고, 외란 영향 및 모멘텀 바이어스 크기 등 필요한 설계 인자 선정을 위해 시스템에 대한 분석을 수행하였다.아울러 요축 모멘텀 PID-제어기를 사용한 모멘텀 바이어스 시스템의 롤/요축 자세제어 설계결과 및 시뮬코타키나발루레이션 결과를 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권11호
• /
• pp.41-47
• /
• 2005

현재 240여기의 상업용 정지궤도 통신위성이 운용 중에 있지만, GPS 등의 위치항법 위성의 고도보다 높을 뿐만 아니라 나쁜 가시성으로 인하여 중궤도 위치항법시스템을 사용할 수 없으므로 반드시 지상관제소에 의해 추적되어야 한다. 또한 지상관제소에서 관측할 경우 정지궤도 위성은 거의 움직이지 않는 것처럼 보이기 때문에 수 미터급의 정지궤도위성의 위치결정 정밀도를 높이기 위해서 충분히 멀리 떨어진 2곳 이상의 추적안테나를 사용하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 정지궤도 위성의 궤도결정과 자동운용을 위해서 정지궤도 고도보다 높은 2일 주기의 원형궤도를 사용하는 GSPS(Geostationary Satellite Positioning System)을 제안하였다. GSPS는 지상추적소에서 정밀하게 위치가 결정된 자기 자신의 위치정보 및 시각정보, 보정데이터와 정지궤도 위성의 운용을 위한 명령을 GSPS 위성에 전송하여 정지궤도위성에 위치정보를 제공하는 기능을 한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제12권1호
• /
• pp.112-122
• /
• 1995

1995년 7월에 발사될 무궁화호 통신위성이 원지점 모터 분사의 오차로 인해 예정된 지구정지궤도진입에 실패했을 경우를 가정하였다. 원지점 모터 분사시에 연료 저장 상태의 불균형, 추력축의 회전 등으로 인하여 원지점 모터 분사가 잘못되어, 통신위생이 정지 궤도 요소 충 궤도 경사각이 $0^{\circ}$가 아닌 지구 통주기 궤도를 도는 상황을 모의실험하였다. 이 때, 궤도 의 진화과정을 섭통론을 통해 분석하였고 이심율과 경사각의 변화를 조사하였다. 궤도 경사각이 $0^{\circ}$가 아닌 지구동주기 궤도를 도는 통신위성이 8자 궤적을 그리게 되면 빔 지향점도 위성의 이동에 따라 움직이는데 이 문제를 해결하기 위해 위성의 roll각을 조정하여 빔 지향점을 고정시킬 수 있는 알고리즘을 무궁화호에 적용시켰다. 그리고 승교정과 강교점을 통과할 때 일어나는 펀파면의 회전 현상도 통신 효율에 큰 영향을 주는데, 편파변의 회전 현상을 줄일 수 있는 yaw각 조정방법올 역시 무궁화호에 적용했다.

• 한국위성정보통신학회논문지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.142-149
• /
• 2013

인공위성을 포함한 우주물체가 지구궤도로 재진입하고 대기권에서 소실되거나, 지표면에 추락하는 일들이 날로 증가하고 있다. 최근 국내에서도 위성추락상황실을 운영하여 인공위성의 추락고도 및 추락시기에 대한 예측을 실시하였다. 아직까지 국내에서는 우주물체의 추락 시 현업에 적용할 수 있는, 미전략사령부에서 발표하는 TLE 자료를 활용한 독자적인 추락예측모델이 없으며, 다른 위성 운영국에서 발표하는 추락 예상시기를 참고하였다. 이 연구에서는 TLE 자료에 대기모델을 바탕으로 추락예상시기를 예측하고, 분석한 결과를 종합 분석하였고, 위성추락상황실 운영간 적용했던 RUBBER SHEET SHIFT METHOD(RSSM)의 인공위성 예상추락시기 예측결과를 토대로 새로운 추락모델에 대한 예시를 제안하였다.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제8권4호
• /
• pp.451-460
• /
• 2006

Since low earth orbit (LEO) satellite constellations have important advantages over geosynchronous earth orbit (GEO) systems such as low propagation delay, low power requirements, and more efficient spectrum allocation due to frequency reuse between satellites and spotbeams, they are considered to be used to complement the existing terrestrial fixed and wireless networks in the evolving global mobile network. However, one of the major problems with LEO satellites is their higher speed relative to the terrestrial mobile terminals, which move at lower speeds but at more random directions. Therefore, handover management in LEO satellite networks becomes a very challenging task for supporting global mobile communication. Efficient and accurate methods are needed for LEO satellite handovers between the moving footprints. In this paper, we propose a new seamless handover management scheme for LEO satellites (SeaHO-LEO), which utilizes the handover management schemes aiming at decreasing latency, data loss, and handover blocking probability. We also present another interesting handover management model called satellite mobility pattern based handover management in LEO satellites (PatHO-LEO) which takes mobility pattern of both satellites and mobile terminals into account to minimize the handover messaging traffic. This is achieved by the newly introduced billboard manager which is used for location updates of mobile users and satellites. The billboard manager makes the proposed handover model much more flexible and easier than the current solutions, since it is a central server and supports the management of the whole system. To show the performance of the proposed algorithms, we run an extensive set of simulations both for the proposed algorithms and well known handover management methods as a baseline model. The simulation results show that the proposed algorithms are very promising for seamless handover in LEO satellites.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제32권3호
• /
• pp.229-235
• /
• 2015

We estimated the orbit of the Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS), a Geostationary Earth Orbit (GEO) satellite, through data from actual optical observations using telescopes at the Sobaeksan Optical Astronomy Observatory (SOAO) of the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI), Optical Wide field Patrol (OWL) at KASI, and the Chungbuk National University Observatory (CNUO) from August 1, 2014, to January 13, 2015. The astrometric data of the satellite were extracted from the World Coordinate System (WCS) in the obtained images, and geometrically distorted errors were corrected. To handle the optically observed data, corrections were made for the observation time, light-travel time delay, shutter speed delay, and aberration. For final product, the sequential filter within the Orbit Determination Tool Kit (ODTK) was used for orbit estimation based on the results of optical observation. In addition, a comparative analysis was conducted between the precise orbit from the ephemeris of the COMS maintained by the satellite operator and the results of orbit estimation using optical observation. The orbits estimated in simulation agree with those estimated with actual optical observation data. The error in the results using optical observation data decreased with increasing number of observatories. Our results are useful for optimizing observation data for orbit estimation.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제32권3호
• /
• pp.201-207
• /
• 2015

An algorithm to automatically extract coordinate and time information from optical observation data of geostationary orbit satellites (GEO satellites) or geosynchronous orbit satellites (GOS satellites) is developed. The optical wide-field patrol system is capable of automatic observation using a pre-arranged schedule. Therefore, if this type of automatic analysis algorithm is available, daily unmanned monitoring of GEO satellites can be possible. For data acquisition for development, the COMS1 satellite was observed with 1-s exposure time and 1-m interval. The images were grouped and processed in terms of "action", and each action was composed of six or nine successive images. First, a reference image with the best quality in one action was selected. Next, the rest of the images in the action were geometrically transformed to fit in the horizontal coordinate system (expressed in azimuthal angle and elevation) of the reference image. Then, these images were median-combined to retain only the possible non-moving GEO candidates. By reverting the coordinate transformation of the positions of these GEO satellite candidates, the final coordinates could be calculated.