• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권12호
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• pp.1912-1921
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• 2003

This paper presents a global mode modeling of space structures and a control scheme from the practical point of view. Since the size of the satellite has become bigger and the accuracy of attitude control more strictly required, it is necessary to consider the structural flexibility of the spacecraft. Although it is well known that the finite element (FE) model can accurately model the flexibility of the satellite, there are associated problems : FE model has the system matrix with high order and does not provide any physical insights, and is available only after all structural features have been decided. Therefore, it is almost impossible to design attitude and orbit controller using FE model unless the structural features are in place. In order to deal with this problem, the control design scheme with the global mode (GM) model is suggested. This paper describes a flexible structure modeling and three-axis controller design process and demonstrates the adequate performance of the design with respect to the maneuverability by applying it to a large flexible spacecraft model.

• 한국측량학회:학술대회논문집
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• 한국측량학회 2007년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.149-152
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• 2007

The horizontal geo-location accuracy of KOMPSAT-2, without GCPs (Ground Control Points) is 80 meters CE90 for monoscopic image of up to 26 degrees off-nadir angle, after processing including POD (Precise Orbit Determination), PAD(Precise Attitude Determination) and AOCS (Attitude and Orbit Control Subsystem) sensor calibration. In case of multiple stereo images, without GCPs, the vertical geometric accuracy is less than 22.4 meters LE 90 and the horizontal geometric accuracy is less than 25.4 meters. There are two types of sensor model for KOMPSAT-2, direct sensor model and Rational Function Model (RFM). In general, a sensor model relates object coordinates to image coordinates The major objective of this investigation is to check and verify the geometrical performance when initial KOMPSAT-2 images are employed and briefly introduce the sensor model of KOMPSAT-2.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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• pp.91-94
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• 2005

A numerical formula that presents relationship between a point of a satellite image and its ground position is called a sensor model. For precise geolocation of satellite images, we need an error-free sensor model. However, the sensor model based on GOES ephemeris data has some error, in particular after Image Motion Compensation (IMC) mechanism has been turned off. To solve this problem, we investigate three sensor models: Collinearity model, Direct Linear Transform (DLT) model and Orbit-based model. We apply matching between GOES images and global coastline database and use successful results as control points. With control points we improve the initial image geolocation accuracy using the three models. We compare results from three sensor models that are applied to GOES-9 images. As a result, a suitable sensor model for precise geolocation of GOES-9 images is proposed.

• 항공우주기술
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• 제9권1호
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• pp.42-49
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• 2010

저정밀 태양센서는 인공위성의 자세제어에 필수적인 센서로서, 위성으로 입사되는 태양빛의 방향을 측정하거나 위성이 태양을 보지 못하는 상태에 있는지를 판단하기 위해서 사용되고 있다. 즉, 태양전지판의 모서리에 장착이 되어 있어서 4개의 저정밀 태양센서에서 측정되는 빛의 세기에 따라, 롤축과 요축의 자세 정보를 얻을 수 있으며, 태양전지판면에 1개의 저정밀 태양센서가 장착되어 있어서 태양 존재 여부를 확인할 수 있다. 본 논문에서는 저궤도 인공위성용 저정밀 태양센서의 개발 과정 및 결과를 보여준다. 태양센서의 개발은 제작완료 후, 환경시험 전과 후에 수행되는 기능 시험 결과를 분석하여 성능 만족여부를 결정하게 된다. 이러한 태양센서의 개발은 제작 특성상 공정의 명확성, 정밀성 그리고 많은 제작 경험을 필요로 한다. 그래서, 인증모델의 선행 개발을 통해서 공정의 정밀도를 높였으며, 그로인해 저정밀 태양센서 비행모델은 성능 요구 조건을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제1권1호
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• pp.70-80
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• 2000

The attitude knowledge error model is formulated for specifically KOMPSAT attitude determination system using the Lefferts/Markley/Shuster method, and the attitude determination(AD) error analysis is performed so as to investgate the on-board attitude determination capability of KOrea Multi-Purpose SATellite(KOMPSAT) using the covariance analysis method. Analysis results show there is almost no initial value effect on Attitude Determination (AD) error and the sensor noise effects on AD error are drastically decreased as is predicted because of the inherent characteristic of Kalman filter structure. However, it shows that the earth radiance effect of IR-sensor(earth sensor) and the bias effects of both IR-sensor and fine sun sensor are the dominant factors degrading AD error and gyro rate bias estimate error in AD system. Analysis results show that the attitude determination errors of roll, pitch and yaw axes are 0.056, 0.092 and 0.093 degrees, respectively. These numbers are smaller than the required values for the normal mission of KOMPSAT. Also, the selected on-orbit data of KOMPSAT is presented to demonstrate the designed AD system.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.1211-1215
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• 2003

Accurate mathematical models of spacecraft components are an essential of spacecraft attitude control system design, analysis and simulation. Gyro is one of the most important spacecraft components used for attitude propagation and control. Gyro errors may seriously degrade the accuracy of the calculated spacecraft angular rate and of attitude estimates due to inherent drift and bias errors. In order to validate this model, nominal case simulation has been performed and compared for the low range mode and high range mode, respectively. In this paper, a mathematical model of gyro containing the relationships for predicting spacecraft angular rate and disturbances is proposed.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제13권4호
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• pp.484-490
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• 2012

This paper is devoted to investigate the feasibility of using a medium power ground-based laser to produce a torque on LEO satellites of various shapes. The laser intensity delivered to a satellite is calculated using a simple model of laser propagation in which a standard atmospheric condition and linear atmospheric interaction mechanism is assumed. The laser force is formulated using a geocentric equatorial system in which the Earth is an oblate spheroid. The torque is formulated for a cylindrical satellite, spherical satellites and for satellites of complex shape. The torque algorithm is implemented for some sun synchronous low Earth orbit cubesats. Based on satellites perigee height, the results demonstrate that laser torque affecting on a cubesat has a maximum value in the order of $10^{-9}$ which is comparable with that of solar radiation. However, it has a minimum value in the order of $10^{-10}$ which is comparable with that of gravity gradient. Moreover, the results clarify the dependency of the laser torque on the orbital eccentricity. As the orbit becomes more circular it will experience less torque. So, we can conclude that the ground based laser torque has a significant contribution on the low Earth orbit cubesats. It can be adjusted to obtain the required control torque and it can be used as an active attitude control system for cubesats.

• 대한원격탐사학회지
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• 제24권2호
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• pp.133-140
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• 2008

본 논문에서는 다양한 기준점 배치와 미지수 조합 모델을 이용하여 궤도모델링의 정확도를 검증하고자 하였다. 실험에 사용된 기준점의 개수는 총 152개로 전체 영상 스트립에 포함되는 지역에 대해 GPS 측량을 통해 획득하였다. 전체 스트립 영상의 길이는 춘천지역에서부터 나주지역까지 약 420km 길이에 해당한다. 궤도모델을 위해 적용된 미지수 조합은 위성의 위치와 속도, 자세를 표현하는 방정식의 계수를 미지수로 선택하여 일곱 가지 방식으로 조합하였다. 실험은 우선 모델점의 배치를 일곱 가지 경우로 결정한 후에 각 경우의 배치에 대해 일정한 개수의 모델점을 선택하였다. 그리고 각 모델점의 배치에 따라 미지수 조합 모델을 각각 다르게 적용해 본 후 그 결과를 분석해 보았다. 실험 결과 모델점의 위치에 관계없이 지리적, 시간적, 경제적 효율성을 갖는 최적의 미지수 조합을 찾을 수가 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제23권2호
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• pp.137-145
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• 2005

이 논문에서는 선형 푸시브룸 방식으로 촬영한 위성영상에 대한 다양한 센서모델들의 정확도를 비교분석하고자 한다. 특히 이 논문에서는 센서모델의 정확도를 번들조정의 정확도와 외부표정요소추정의 정확도로 분리하여 고찰하려고 한다. 번들조정 정확도는 수립된 센서모델이 얼마나 기준점에 잘 부합하는 가를 알려주는 척도로 이제까지 대부분의 센서모델 정확도 분석에 사용되어온 기준이다. 이에 반하여 외부표정요소추정의 정확도는 센서모델이 얼마나 정확하게 촬영당시의 위성의 궤도 및 자세를 예측할 수 있는 지의 척도로서 매우 중요한 요소임에도 불구하고 기존의 연구에서 간과해온 부분이다. 이 논문에서는 여러 센서모델 중에서 사진측량분야에서 주로 사용하는 변형된 공선방정식기반 모델과 위성지상국 또는 자세제어분야에서 주로 사용하는 궤도좌표계 및 자세각에 기반한 모델의 정확도를 비교분석하고자 한다. 실험은 다목적실용위성 1호 EOC 영상과 GPS 수신기에서 취득한 기준점을 사용하였다. 실험결과 번들조정 정확도는 두 모델이 큰 차이를 보이지 않는 것으로 나타났으나 외부표정요소추정 정확도는 궤도좌표계 및 자세각에 기반한 모델이 더 나은 성능을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권3호
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• pp.45-50
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• 2004

위성의 성공적인 임무 수행을 위한 자세 안정화와 성능요구조건을 만족하기 위해서 반작용휠 제어로직의 설계가 중요하다. 실제 위성궤도 상에서 발생하는 여러 가지 불확실성으로 인해 지상실험을 통해 획득한 모델 파라미터 값들만으로 제어로직을 설계하는데 한계가 있다. 그러므로 위성이 궤도상에 있을 때의 반작용휠 입력 및 출력 데이터를 이용하여 모델 파라미터를 보정하고 자세제어기에 반영하는 것이 요구된다. 본 논문에서는 다목적실용위성의 Telemetry 데이터를 활용한 시스템인식 (System Identification)을 수행하였고, 이를 통한 반작용휠의 모델 파라미터를 추출한다. 또한, 반작용휠을 모델링 하고 또한 제어기설계에 사용된 모델 파라미터를 추출하여 지상실험 데이터와 비교분석한다.