• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제34권2호
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• pp.139-151
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• 2017

This paper presents an overview of deep space orbit determination software (DSODS), as well as validation and verification results on its event prediction capabilities. DSODS was developed in the MATLAB object-oriented programming environment to support the Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) mission. DSODS has three major capabilities: celestial event prediction for spacecraft, orbit determination with deep space network (DSN) tracking data, and DSN tracking data simulation. To achieve its functionality requirements, DSODS consists of four modules: orbit propagation (OP), event prediction (EP), data simulation (DS), and orbit determination (OD) modules. This paper explains the highest-level data flows between modules in event prediction, orbit determination, and tracking data simulation processes. Furthermore, to address the event prediction capability of DSODS, this paper introduces OP and EP modules. The role of the OP module is to handle time and coordinate system conversions, to propagate spacecraft trajectories, and to handle the ephemerides of spacecraft and celestial bodies. Currently, the OP module utilizes the General Mission Analysis Tool (GMAT) as a third-party software component for high-fidelity deep space propagation, as well as time and coordinate system conversions. The role of the EP module is to predict celestial events, including eclipses, and ground station visibilities, and this paper presents the functionality requirements of the EP module. The validation and verification results show that, for most cases, event prediction errors were less than 10 millisec when compared with flight proven mission analysis tools such as GMAT and Systems Tool Kit (STK). Thus, we conclude that DSODS is capable of predicting events for the KPLO in real mission applications.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.447-454
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• 2016

우주파편의 증가는 지구궤도 환경을 날이 갈수록 복잡하게 만들고 있고 우주상황인식(SSA)의 중요성은 날로 높아지고 있다. 우주상황인식의 필수적인 분야인 우주물체 감시 및 추적은 미국과 유럽을 비롯한 세계 각국에서 활발히 연구가 진행되고 있으며, 레이더는 우주물체 감시 및 추적에 중추적인 역할을 하는 센서이다. 한국은 현재 다목적실용위성 등 다수의 저궤도위성을 운영 중이지만, 위성과 우주물체간의 충돌 감시를 위한 전용레이더는 보유하고 있지 않다. 하지만 한국항공우주연구원 나로우주센터는 발사체 궤적을 추적하기 위한 레이더를 고흥과 제주에 각각 운영하고 있다. 본 논문에서는 나로호 발사체 추적레이더를 국제우주정거장 추적에 사용하기 위해 운용개념을 개발한 내용과 국제우주정거장을 추적한 내용을 기술한다. 또한 추적결과 획득한 레이더 데이터를 이용하여 국제우주정거장을 궤도결정한 내용을 기술하고 TLE와 비교하여 궤도결정의 유효성을 분석하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제9권4호
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• pp.357-366
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• 2020

This paper addressed a relative navigation method for autonomous rendezvous and docking of cube-satellites using single frequency Differential GPS (DGPS) under the intermittent communication between satellites. Since the ionospheric error of GPS measurement is variable depending on the visible satellites, a few meters error of relative navigation is occurred in the Low-Earth Orbit (LEO) environment. Therefore, it is essential to remove the ionospheric error to perform relative navigation. Besides, an intermittent communication period for receiving GPS measurements of the target satellite is limited for getting information every sampling time. To solve this problem, a method combining range domain DGPS and orbit propagation is proposed in this paper. The proposed method improves the performance of DGPS by using Hatch filter and solves an intermittent communication problem by estimating the relative position and velocity using Hill-Clohessy-Wiltshire Equation. Through the simulation, it is verified that the suggested algorithm provides the relative position error within RMS 0.5 m and the relative velocity error within RMS 3 cm/s. Furthermore, it has the advantage that it is suitable for real-time implementation using single-frequency GPS measurements and is computationally efficient.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제39권3호
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• pp.109-116
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• 2022

The small-scale magnetospheric and ionospheric plasma experiment (SNIPE) is a mission initiated by the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) in 2017 and comprises four 6U-sized nano-satellites (Korea Astronomy and Space Science Institute Satellite-1, KASISat-1) flying in formations. The main goal of the SNIPE mission is to investigate the space environment in low Earth orbit at 500-km. Because Iridium & GPS Board (IGB) is installed on the KASISat-1, a communication simulation is required to analyze the contact number and the duration. In this study, communication simulations between the Iridium satellite network and KASISat-1 are performed using STK Pro (System Tool Kit Pro Ver 11.2) from the AGI (Analytical Graphics, Inc.). The contact number and durations were analyzed by each orbit and date. The analysis shows that the average access number per day is 38.714 times, with an average of 2.533 times per orbit for a week. Furthermore, on average, the Iridium satellite communication is linked for 70.597 min daily. Moreover, 4.625 min is the average duration of an individual orbit.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권12호
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• pp.1216-1221
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• 2008

본 논문에서 고려된 저궤도 위성은 고정형 태양 전지판을 가지기 때문에 낮구간(daylight) 동안에 태양전지판이 태양지향(sun-pointing) 자세를 유지하고, 관측 임무 수행을 위해 태양 전지판 방향과 반대방향에 위치한 탑재체가 지구지향(nadir-pointing)이 되도록 자세를 변경한다. 이 때 낮기간의 대부분을 차지하는 태양지향 자세에서는 위성 패널(panel)로 입사하는 외부 열환경 요인이 지구 복사열과 알비도(Albedo)이기 때문에, 비교적 안정적인 열환경 조건을 가지고 있다. 이에 반하여, 관측 임무를 수행하는 궤도 10% 정도의 지구지향 자세에서는 위성의 열환경 조건에 가장 지배적인 영향을 주는 태양광이 위성 패널에 영향을 준다. 비록 위성이 비교적 짧은 시간 동안에 지구 지향의 자세를 유지하지만, 이러한 열한경 조건의 변화 때문에 위성의 열설계에서 지구지향의 임무 자세에 따른 열적 영향에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 열해석 모델에 관측 임무 구간 동안의 지구지향 자세를 반영한 열해석 결과를 통하여 그 영향을 알아보았다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.1-11
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• 1999

단기액체 하이드라진 ($N_2$$H_4$) 추진제를 사용하는 인공위성 추진시스템의 열적 거동을 기술한다. 운용궤도에서 액체추진제의 동결을 방지하기 위한 열제어 성능이 모사궤도환경하에서 시험, 검증되었다. 궤도 열환경은, 우주환경 모사챔버내에서 흡수열유속법에 의해 구현되었다 흡수열유속법은 추진시스템을 감싸고 있는 위성체 버스패널에 인위적인 가열을 하여 열환경을 모사하는 방법이다. 시간대별로 얻어진 추진계 구성품의 온도분포가 제시되고 이 열적 거동은 각 구성품들의 열제어를 위하여 장착된 비행용 히터의 작동 사이클 수로 변환된다. 작동 사이클 수는 전력으로 환산되어 추진시스템의 열제어를 위하여 운용제도에서 요구되는 총전력량을 예측가능하게 한다. 부가적으로, 인공위성의 열평형상태에서 얻어진 추진계구성품들의 주기적 온도가 설계허용온도와 비교되고 시스템검증의 시각에서 평가된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제14권1호
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• pp.136-141
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• 1997

임의의 순간 인공위성의 위치와 속도를 정밀하게 계산하기 위해서는 섭동력을 일으키는 우주공간의 환경을 정확하게 이해하고 분석하여 정량화함으로써 섭동력에 대한 수리적인 모형을 만들어야 한다. 이들 우주환경모델에 의해서 인공위성이 받는 총가속도는 2계 미분방정식으로 표현되며, 이 방정식을 두 번 적분함으로써 원하는 시각에서의 인공위성의 위치와 속도를 얻는 코웰방법을 사용하여 궤도예측 알고리즘을 완성하였다. 정지위성의 궤도에 미치는 주요한 섭동력으로는 지구의 비대칭 중력 포텐셜에 의한 섭동력, 태양과 달의 중력에 의한 섭동력, 태양의 복사압에 의한 섭동력들이 있는데, 그것들의 정밀성을 최대한 높이기 위해 spherical harmonic 계수들을 40 $\times$ 40까지 적용할 수 있도록 했으며, JPL DE 403 ephemeris의 polynomial 내삽을 통해 지구로부터 태양과 달까지의 거리를 정밀하게 계산하였다. 그리고 수치적분 방법으로는 적분간격을 자동으로 조절하는 8계 Runge-Kutta single step 방법을 사용하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제16권2호
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• pp.177-190
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• 1999

An absorbed heat-flux method for ground simulation of on-orbit thermal environment of satellite is addressed in this paper. For satellite ground test, high vacuum and extremely low temperature of deep space are achieved by space simulation chamber, while spatial environmental heating is simulated by employing the absorbed heat-flux method. The methodology is explained in detail with test requirement and setup implemented on a satellite. Developed heat-load control system is presented with an adjusted PID-control logic and the system schematic realized is shown. A practical and successful application of the heat simulation method to KOMPSAT(Korea Multi-purpose Satellite)thermal environmental test is demonstrated, finally.

• 한국항공운항학회지
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• 제23권4호
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• pp.140-145
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• 2015

An on-board reaction wheel is payload of small satellite for space environment test. The reaction wheel is designed for considering physical, electrical, and environmental requirements. In this paper, we report design, manufacturing process and operation performance verification. Furthermore, the specifications of environmental test are performed under environmental conditions for guarantee of stability and reliability. The operation and environment test results are presented to meet the requirements at the reaction wheel flight model.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2000년도 한국우주과학회보 제9권1호
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• pp.33-33
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• 2000

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