• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제36권3호
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• pp.187-197
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• 2019

The Optical Wide-field patroL-Network (OWL-Net) is a Korean optical space surveillance system used to track and monitor objects in space. In this study, the characteristics of four Initial Orbit Determination (IOD) methods were analyzed using artificial observational data from Low Earth Orbit satellites, and an appropriate IOD method was selected for use as the initial value of Precise Orbit Determination using OWL-Net data. Various simulations were performed according to the properties of observational data, such as noise level and observational time interval, to confirm the characteristics of the IOD methods. The IOD results produced via the OWL-Net observational data were then compared with Two Line Elements data to verify the accuracy of each IOD method. This paper, thus, suggests the best method for IOD, according to the properties of angles-only data, for use even when the ephemeris of a satellite is unknown.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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• pp.694-697
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• 2005

A conceptual study about the angle information based orbit determination technique for a geostationary satellite was performed. With an assumption that the simultaneous observing of the earth and nearby stars is possible, we confirmed that the view angles between the earth and stars can be use as inputs for orbit determination process. By the MA TLAB simulation with least square method, the convergence is confirmed. This conceptual study was performed with the COMS for instance. This technique will be able to use as a back-up of ground station's orbit determination or a part of autonomous satellite operation.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제34권3호
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• pp.213-223
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• 2017

The deep space orbit determination software (DSODS) is a part of a flight dynamic subsystem (FDS) for the Korean Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO), a lunar exploration mission expected to launch after 2018. The DSODS consists of several sub modules, of which the orbit determination (OD) module employs a weighted least squares algorithm for estimating the parameters related to the motion and the tracking system of the spacecraft, and subroutines for performance improvement and detailed analysis of the orbit solution. In this research, DSODS is demonstrated and validated at lunar orbit at an altitude of 100 km using actual Lunar Prospector tracking data. A set of a priori states are generated, and the robustness of DSODS to the a priori error is confirmed by the NASA planetary data system (PDS) orbit solutions. Furthermore, the accuracy of the orbit solutions is determined by solution comparison and overlap analysis as about tens of meters. Through these analyses, the ability of the DSODS to provide proper orbit solutions for the KPLO are proved.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권2호
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• pp.167-176
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• 2023

This study presents the performance analysis of real-time orbit determination and prediction for navigation message generation of Regional Navigation Satellite System (RNSS). Since the accuracy of ephemeris and clock correction in navigation message affects the positioning accuracy of the user, it is essential to construct a ground segment that can generate this information precisely when designing a new navigation satellite system. Based on a real-time architecture by an extended Kalman filter, we simulated orbit determination and prediction of RNSS satellites in order to assess the accuracy of orbit and clock prediction and signal-in-space ranging errors (SISRE). As a result of the simulation, the orbit and clock accuracy was at 0.5 m and 2 m levels for 24 hour determination and six hour prediction after the determination, respectively. From the prediction result, we verified that the SISRE of RNSS for six hour prediction was at a 1 m level.

• 항공우주기술
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• 제11권2호
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• pp.19-25
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• 2012

정지궤도복합위성은 천리안위성에 비하여 고품질의 영상품질을 요구하며 지구센서 대신 별센서의 사용으로 인하여 고정밀의 탑재용 궤도정보생성이 요구된다. 이는 고정밀의 궤도 결정이 바탕이 되어야 한다. 천리안위성의 경우는 항공우주연구원에 설치된 추적 안테나를 이용하여 레인징을 수행하고 이를 바탕으로 궤도결정을 수행하였다. 정지궤도복합위성의 정밀한 궤도결정을 위하여 항공우주연구원에서는 축섬에 새로운 추적장비를 준비중에 있다. 본 논문에서는 대전과 축섬에 위치한 정지궤도복합위성을 가정하여 궤도결정을 수행했을 경우 궤도결정 및 예측 오차와 테이블 방식의 탑재용궤도정보 생성기의 궤도정밀도를 분석하였다. 본 논문에서는 공분산해석과 수치적인 방법을 통하여 궤도정밀도를 해석하였다. 두 해석결과를 종합하여 최종적인 궤도오차를 산출하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.783-787
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• 1993

The dynamics for a two-body problem including perturbations due to nonspherical gravitation of the earth, gravitation of the sun and moon, radiation of the sun is studied. Orbit determination was performed by SVD filter. The simulation result shows that the characteristics of the satellite orbit have east-west and south-north drift. Therefore, the periodic magnitude of the control time and value in the view of the periodicity of error can be provided, and this result can be basic data to a station keeping problem with an orbit determination result.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권9호
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• pp.781-788
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• 2016

본 논문에서는 실시간 On-board 궤도 결정 성능을 향상시키기 위해 고정밀 우주 섭동 모델을 구현하였고, 구현된 우주 섭동모델을 GNSS 수신기의 궤도 결정 로직에 적용하여 그 결과를 분석하였다. 궤도 결정 로직은 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)로 구현되었고, 의사거리로 계산한 궤도(Standard Position Service)를 관측정보로 이용하였다. 궤도 결정 로직 성능 검증은 GPS 인공위성의 신호를 모사하는 GNSS 시뮬레이터를 이용하여 수행하였다. 고정밀 섭동모델의 궤도 결정 성능을 $J_2$ 항만 고려한 섭동모델의 궤도 결정 성능과 비교하여 분석한 결과, GPS 항행해의 위치 정밀도는 43.61 m($3{\sigma}$)에서 23.86 m($3{\sigma}$)로 46 % 개선되었으며 속도 정밀도는 0.159 m/s($3{\sigma}$)에서 0.044 m/s($3{\sigma}$)로 72 % 개선되어 정밀도가 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 항공우주기술
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• 제10권1호
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• pp.167-174
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• 2011

본 논문에서는 자동으로 GPS 원시데이터를 이용한 정밀궤도를 결정하는 시스템의 개발에 대해 기술하였다. 수 m 이상의 궤도결정 정밀도를 요구하는 일상적인 궤도데이터 처리 과정에 비해 1m ($1{\sigma}$) 혹은 서브미터 이하의 정밀한 궤도를 요구하는 궤도데이터 처리에는 보다 복잡한 처리과정을 요구한다. 본 논문에서는 정밀궤도결정을 자동으로 처리하기 위한 시스템 구성 및 시험결과에 대해 기술하였다. 구현된 정밀궤도결정 자동화 시스템은 위성관제를 위한 비행역학시스템의 일부로써 활용할 수 있으며, 저자에 의해 기존에 개발된 궤도운용 자동처리 시스템과 연계하여 다중 위성 정밀궤도결정 시스템으로 응용이 가능하다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제35권4호
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• pp.295-308
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• 2018

In this study, orbit determination (OD) simulation for the Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) was accomplished for investigation of the observational arc-length effect using a sequential estimation algorithm. A lunar polar orbit located at 100 km altitude and $90^{\circ}$ inclination was mainly considered for the KPLO mission operation phase. For measurement simulation and OD for KPLO, the Analytical Graphics Inc. Systems Tool Kit 11 and Orbit Determination Tool Kit 6 software were utilized. Three deep-space ground stations, including two deep space network (DSN) antennas and the Korea Deep Space Antenna, were configured for the OD simulation. To investigate the arc-length effect on OD, 60-hr, 48-hr, 24-hr, and 12-hr tracking data were prepared. Position uncertainty by error covariance and orbit overlap precision were used for OD performance evaluation. Additionally, orbit prediction (OP) accuracy was also assessed by the position difference between the estimated and true orbits. Finally, we concluded that the 48-hr-based OD strategy is suitable for effective flight dynamics operation of KPLO. This work suggests a useful guideline for the OD strategy of KPLO mission planning and operation during the nominal lunar orbits phase.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권1호
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• pp.79-87
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• 2015

본 논문에서는 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 이용하여 On-board상에 적용 가능한 궤도 결정 방안을 제시하고 GPS 수신기에 적용하여 그 결과를 분석하였다. 이때, On-board 상의 제한된 자원을 감안하여 본 연구에서는 $J_2$ 궤도 전파 모델과 GPS 항행해를 이용하여 궤도 결정을 수행하였으며 현재 운용 중인 두바이셋-2(DubaiSat-2) 인공위성에 적용한 결과를 분석하였다. 분석 결과 GPS 항행해에서 불규칙하게 발생하는 수 km의 큰 오차가 제거되었고 위치 오차는 70.26 m에서 26.25 m로 65% 감소하였으며 속도 오차는 3.6 m/s에서 0.044 m/s로 96% 감소하여 정밀도가 향상된 것을 확인할 수 있었다.