• Advances in aircraft and spacecraft science
• /
• 제1권4호
• /
• pp.427-441
• /
• 2014

Orbit-raising is an important step to place spacecraft from parking orbits into working orbits. Attitude control system design is crucial in the success of orbit-raising. Several text books have discussed this design and focused mainly on the traditional methods based on single-input single-output (SISO) transfer function models. These models are not good representations for many orbit-raising control systems which have multiple thrusters and each thruster has impact on the attitude defined by all outputs. Only one published article is known to use a more suitable multi-input multi-output (MIMO) Euler angle model in spacecraft orbit-raising attitude control system design. In this paper, a quaternion based MIMO model for the orbit-raising attitude control system design is proposed. The advantages of using quaternion based model for orbit-raising control system designs are (a) there is no need for mathematical transformations because the attitude measurements are normally given by quaternion, (b) quaternion based model does not depend on rotational sequences, which reduces the chance of human errors, and (c) the singular point of reduced quaternion model is the farthest from the operational point where linearization is performed. We will show that performance of quaternion model based design will be as good as the performance of Euler angle model based design for orbit-raising problem.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.63-73
• /
• 2006

Currently, in order to achieve accurate geolocation of satellite images we need to generate control points from individual scenes. This requirement increases the cost and processing time of satellite mapping greatly. In this paper we investigate the feasibility of modeling entire image strips that has been acquired from the same orbital segments. We tested sensor models based on satellite orbit and attitude with different sets of unknowns. We checked the accuracy of orbit modeling by establishing sensor models of one scene using control points extracted from the scene and by applying the models to adjacent scenes within the same orbital segments. Results indicated that modeling of individual scenes with $2^{nd}$ order unknowns was recommended. In this case, unknown parameters were position biases, drifts, accelerations and attitude biases. Results also indicated that modeling of orbital segments with zero-degree unknowns was recommended. In this case, unknown parameters were attitude biases.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.133-143
• /
• 2009

이 논문은 엄격한 물리적 센서 모델인 궤도 자세각 모델이 위성체의 자세제어 방식이 다른 두 위성 영상에 적용한 경우 나타나는 성능의 차이를 기술한다. 영상 취득 시 Spot 위성은 거울 회전(mirror-tilt) 방식을 채택하고 있으며 Kompsat-2 위성은 몸통 회전(body-tilt) 방식을 채택하고 있다. 이 논문은 선행 연구에서 이미 우수한 성능이 검증된 궤도 자세각 모델로 연구의 범위를 제한하며 미지수 조합에 따른 센서 모델 정확도 및 3차원 좌표 산출 정확도를 통해 두 영상에서 나타나는 모델 성능의 차이를 비교한다. 실험 결과는 동일한 궤도 자세각 모델이 두 영상에 대해 다른 성능이 나타남을 보여주고 있으며 Spot 위성의 경우에는 자세 각 미지수가 포함된 모델을, Kompsat-2 영상의 경우에는 많은 개수의 미지수를 갖는 모델을 사용하는 것이 효율적임을 제안한다. 이는 동일한 모델이라 하더라도 센서의 영상 취득 방식과 그로 인한 자세 추정의 정확도에 따라 다르게 적용되는 것이 효과적일 수 있음을 나타낸다. 이러한 차이를 이해하는 것은 향후 모델 정확도 개선과 새로운 영상에 대한 모델 적용을 위한 중요한 토대가 될 것이다.

• 대한원격탐사학회지
• /
• 제25권3호
• /
• pp.205-214
• /
• 2009

This paper investigates stereo 3D viewing for linear pushbroom satellite images using the Orbit-Attitude Model proposed by Kim (2006) and using OpenGL graphic library in Digital Photogrammetry Workstation. 3D viewing is tested with KOMPSAT-2 satellite stereo images, a large number of GCPs (Ground control points) collected by GPS surveying and orbit-attitude sensor model as a rigorous sensor model. Comparison is carried out by two accuracy measurements: the accuracy of orbit-attitude modeling with bundle adjustment and accuracy analysis of errors in x and y parallaxes. This research result will help to understand the nature of 3D objects for high resolution satellite images, and we will be able to measure accurate 3D object space coordinates in virtual or real 3D environment.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
• /
• pp.561-565
• /
• 2008

Generally, reaction wheels or thrusters are used for attitude control of a satellite. There is a potential method for the attitude control utilizing the plasma flow on the Low Earth Orbit. In the present study, experiments which simulate attitude control of a Low Earth Orbit Satellite using the ionosphere were conducted. In this experiment, a plasma flow was generated by a steady-state Hall type accelerator. However it is known that the Hall type accelerator, which is used as plasma source, produces a torque around its axis called "swirl torque". This torque would affect the attitude control in the above-mentioned experiments. First of all, we conducted the measurement of the swirl torque. Secondly, experiments using a satellite model with negative electrodes were conducted. The negative electrodes generated torque around the axis, and controlled the attitude of the satellite model by changing the applied voltage.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
• /
• 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
• /
• pp.217-220
• /
• 2005

Currently, a number of control points are required in order to achieve accurate geolocation of satellite images. Control points can be generated from existing maps or surveying, or, preferably, from GPS measurements. The requirement of control points increase the cost of satellite mapping, let alone it makes the mapping over inaccessible areas troublesome. This paper investigates the possibilities of modeling an entire imaging strip with control points obtained from a small portion of the strip. We tested physical sensor models that were based on satellite orbit and attitude angles. It was anticipated that orbit modeling needed a sensor model with good accuracy of exterior orientation estimation, rather then the accuracy of bundle adjustment. We implemented sensor models with various parameter sets and checked their accuracy when applied to the scenes on the same orbital strip together with the bundle adjustment accuracy and the accuracy of estimated exterior orientation parameters. Results showed that although the models with good bundle adjustments accuracy did not always good orbit modeling and that the models with simple unknowns could be used for orbit modeling.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권7호
• /
• pp.709-716
• /
• 2009

위성 궤도 자세는 위성 열설계에 영향을 주는 중요한 요소로서, 궤도 운용 자세에 대한 열적 조건을 정확히 파악하는 것을 필요로 한다. 본 연구에서는 저궤도 위성의 yaw motion의 운영 자세에 따른 우주 열환경의 변화와 열설계의 열적 영향을 검토하였다. 본 위성은 고정형의 태양 전지판을 가지고 있기 때문에 태양광 구간 동안에 태양지향(sun-pointing)자세를 유지하고, 위성에 장착되는 별센서인 별추적기의 가시 방향이 심층 우주방향을 향하도록 하기 위하여 위성의 길이 방향을 축으로 일정한 각속도로 회전을 하는 yaw motion을 하도록 운용된다. 이것은 위성이 정밀한 자세 제어의 성능을 발휘할 수 있도록 별추적기가 별의 시야각을 확보하기 위한 것이다. 또한 위성 열설계 측면에서는 이러한 운용을 위한 자세 변화에 따른 열적 영향을 파악하는 것을 필요로 한다. 연구에서는 위성의 열모델에 이러한 궤도 운용 자세를 반영한 후의 궤도 열해석을 통하여 이를 알아보고자 한다.

• 한국측량학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.47-55
• /
• 2006

이 논문에서는 SPOT위성영상을 이용하여 위성의 위치와 회전각에 기반한 센서모델과 위성의 궤도와 자세각에 기반한 센서모델의 성능을 분석한다. 센서모델의 성능은 기존의 논문에서 사용한 번들조정 정확도에 추가하여 외부표정요소 추정의 정확도를 함께 분석한다. 특히 이 논문에서는 외부표정요소의 정확도를 분석하는 방법의 하나로, 한 영상을 기준으로 수립된 센서모델을 동일 궤도에서 촬영한 인접영상에 적용하여 그 정확도를 분석한다. 분석 결과 센서모델 수립의 목적이 번들조정 정확도에만 있다면 위성의 위치 및 자세의 2차항을 미지수로 모델하는 위치-회전각 모델과 궤도-자세각 모델을 모두 사용할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 SPOT 위성영상과 같이 거울회전방식을 사용하는 위성영상에 있어서 단일영상에 대해서는 위치-회전각 모델과 궤도-자세각 모델의 외부 표정요소 추정의 성능이 유사하게 나타났으나 인접 영상에 센서모델을 적용해본 결과 위성의 위치 및 자세의 상수항을 미지수로 사용하는 궤도-자세각 모델이 가장 정확한 것으로 나타났다.

• 대한공간정보학회지
• /
• 제14권4호통권38호
• /
• pp.27-36
• /
• 2006

현재 위성영상에서 정확한 위치정보를 얻고자 할 때 일반적으로 위성영상에 대응되는 지상에서의 위치 정보, 즉 지상기준점이 필요하다. 이 논문에서는 지상기준점 없이 영상의 위치 정보를 얻기 위하여 동일궤도에서 연속적으로 촬영한 위성영상들 중에서 한 위성영상의 획득한 기준점으로 모델을 수립한 뒤, 수립된 센서모델을 동일궤도상의 다른 영상에 적용할 때의 센서모델의 정확도를 분석하고자 한다. 분석에 사용한 센서모델은 궤도기반센서모델을 사용하며, 여러 위성의 위치 자세 내삽법 및 미지수조합을 시험하여 궤도모델링에 적합한 내삽법(interpolation)과 최적의 미지수 조합을 알아보고자 했다. 실험은 총 420Km의 길이에 해당하는 SPOT-3의 영상 7장과 GPS수신기에서 취득한 기준점을 사용하였다. 실험결과 단일영상에서는 내삽법과 미지수 조합에 따른 결과의 차이는 크게 나타나지 않았으나 궤도모델링 시에는 미지수 조합과 자세와 위치의 내삽법에 따라 다양한 결과가 나타남을 알 수 있다. 또한 적절한 미지수조합과 내삽법을 사용하면 한 영상에서 추출한 기준점만으로 총 420Km의 궤도를 정확하게 모델 할 수 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제10권1호
• /
• pp.1-16
• /
• 1993

Three typer of spin-axis attitude determination program for the geosynchronous transfer orbit spacecraft are developed. Deterministic closed-from algorithm, batch least-square algorithm and stabilized Kalman filter algorithm are used for implemetation of three programs. EUROSTAR bus model from British Aerospace is used for attitude sensor modelling. Attitude determinations using three programs are performed for the simulated sensor data according to INMARSAT 2-F1 prelaunch mission analysis.