• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제36권1호
• /
• pp.11-20
• /
• 2019

Being a torque free motion of the rotating Earth, Chandler wobble is the major component in the Earth's polar motion with amplitude about 0.05-0.2 arcsec and period about 430-435 days. Free core nutation, also called nearly diurnal free wobble, exists due to the elliptical core-mantle boundary in the Earth and takes almost the whole part of un-modelled variation of the Earth's pole in the celestial sphere beside precession and nutation. We hereby present a brief summary of their theories and report their recent features acquired from updated datasets (EOP C04 and ECMWF) by using Fourier transform, modelling, and wavelet analysis. Our new findings include (1) period-instability of free core nutation between 420 and 450 days as well as its large amplitude-variation, (2) re-determined Chandler period and its quality factor, (3) fast decrease in Chandler amplitude after 2010.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
• /
• pp.159-162
• /
• 2007

뉴테이션(Nutation, 장동)은 자이로스코프와 같은 큰 축 대칭 물체의 회전축에 대해 작은 불규칙적인(어원적으로 "nodding") 운동이다. 위성체가 회전상태에 돌입하게 될 때 위성체가 순수한 회전 운동이 아닌 뉴테이션 운동을 일으킬 경우, 이를 제거하기 위하여 뉴테이션댐퍼(NutationDamper)를 사용한다. 유도탄에 들어가는 부품 중에서 자이로조립체 내에 들어 있는 뉴테이션댐퍼의 개발을 하고자 본 연구를 수행 하게 되었으며, 자이로조립체 내에서 뉴테이션댐퍼의 역할은 자이로조립체의 원주상에 환형 튜브 형상으로 장착되어 자이로조립체가 세차운동(Precession)을 할 때 부가적으로 수반되는 바람직하지 못한 떨림(Wobble motion)인 뉴테이션을 감쇠시키는 기능을 수행한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제31권1호
• /
• pp.41-50
• /
• 2014

The Earth is not perfectly spherical and its rotational axis is not fixed in space, and these geophysical and kinematic irregularities work as dominant perturbations in satellite orbit propagation. The International Earth Rotation Service (IERS) provides the Conventions as guidelines for using the Earth's model and the reference time and coordinate systems defined by the International Astronomical Union (IAU). These guidelines are directly applied to model orbital dynamics of Earth satellites. In the present work, the effects of the latest conventions released in 2010 on orbit propagation are investigated by comparison with cases of applying the previous guidelines, IERS Conventions (2003). All seven major updates are tested, i.e., for the models of the precession/nutation, the geopotential, the ocean tides, the ocean pole tides, the free core nutation, the polar motion, and the solar system ephemeris. The resultant position differences for one week of orbit propagation range from tens of meters for the geopotential model change from EGM96 to EGM2008 to a few mm for the precession/nutation model change from IAU2000 to IAU2006. The along-track differences vary secularly while the cross-track components show periodic variation. However, the radial-track position differences are very small compared with the other components in all cases. These phenomena reflect the variation of the ascending node and the argument of latitude. The reason is that the changed models tested in the current study can be regarded as small fluctuations of the geopotential model from the point of view of orbital dynamics. The ascending node and the argument of latitude are more sensitive to the geopotential than the other elements. This study contributes to understanding of the relation between the Earth's geophysical properties and orbital motion of satellites as well as satellite-based observations.

• 한국측량학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.693-700
• /
• 2009

장기선 네트워크 RTK(Real-Time Kinematic) 측량, 정밀단독측위(precise point positioning) 및 전리층/대류권 지연 모니터링등 GPS를 이용한 실시간 데이터 처리를 위해서는 IGS(International GNSS Service)에서 제공하는 정밀궤도 수준의 정확도가 시간지연 없이 확보되어야 한다. 본 연구는 준 실시간 위성궤도결정을 위한 선행연구로서 일반적인 위성궤도 결정 방법, 특히 동역학적 방법에 대한 이론적 고찰과 가속도 적분을 위한 지구기준/관성좌표계 변환 방법에 대한 테스트를 수행하였다. IAU 1976/1980 세차/장동모델은 IAU 2000A 모델과 0.05mas 수준의 허용범위 내 차이를 보였다. IAU 2000A 모델은 기본적으로 복잡한 장동모델로 인해 변환행렬 계산에 많은 시간이 소요된다. IAU 2000A 모델에 기존 변환 방법을 사용하는 경우가 NRO(non-rotating origin) 방법에 비해 2배정도 빠른 결과를 보인 반면 회전행렬의 실질적인 차이는 없는 것으로 나타났다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제16권2호
• /
• pp.159-166
• /
• 1999

As the spatial resolution of remote sensing satellites becomes higher, very accurate determination of the position of a LEO (Low Earth Orbit) satellite is demanding more than ever. Non-symmetric Earth gravity is the major perturbation force to LEO satellites. Since the orbit propagation is performed in the celestial frame while Earth gravity is defined in the terrestrial frame, it is required to convert the coordinates of the satellite from one to the other accurately. Unless the coordinate conversion between the two frames is performed accurately the orbit propagation calculates incorrect Earth gravitational force at a specific time instant, and hence, causes errors in orbit prediction. The coordinate conversion between the two frames involves precession, nutation, Earth rotation and polar motion. Among these factors, unpredictability and uncertainty of Earth rotation, called UTI-UTC, is the largest error source. In this paper, the effect of UTI-UTC on the accuracy of the LEO propagation is introduced, tested and analzed. Considering the maximum unpredictability of UTI-UTC, 0.9 seconds, the meaningful order of non-spherical Earth harmonic functions is derived.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제26권4호
• /
• pp.238-267
• /
• 2023

지구자전과 조석현상에 관하여 19세기 이후 현재까지 알려진 주요 내용들을 소개하였다. 지구자전속도의 영년적/주기적 변화, 세차운동과 장동, 극운동에 관하여 기술하였으며, 또한 지구의 공전/자전 상태와 빙하기도래의 관련설 - Milankovitch 이론에 대하여 돌아보고, 자전과 긴히 연관된 현상으로서 지구조석에 대하여도 기술하였다. 그리고 몇몇 이론적 상세를 부록에 두었다.

• 천문학회보
• /
• 제46권2호
• /
• pp.71.1-71.1
• /
• 2021

We perform disk-halo decomposition of the Large Magellanic Cloud (LMC) using a novel HI velocity field extraction method, aimed at better deriving its HI kinematics and thus mass distribution in the galaxy including both baryons and dark matter. We decompose all the line-of-sight velocity profiles of the combined HI data cube of the LMC, taken from the Australia Telescope Compact Array (ATCA) and Parkes radio telescopes with an optimal number of Gaussian components. For this, we use a novel tool, the so-called BAYGAUD which performs profile decomposition based on Bayesian MCMC techniques. From this, we disentangle turbulent non-ordered HI gas motions from the decomposed gas components, and produce an HI bulk velocity field which better follows the global circular rotation of the galaxy. From a 2D tilted-ring analysis of the HI bulk velocity field, we derive the rotation curve of the LMC after correcting for its transverse, nutation and precession motions. The dynamical contributions of baryons like stars and gaseous components which are derived using the Spitzer 3.6 micron image and the HI data are then subtracted from the total kinematics of the LMC. Here, we present the bulk HI rotation curve, the mass models of stars and gaseous components, and the resulting dark matter density profile of the LMC.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제12권1호
• /
• pp.78-89
• /
• 1995

상대론올 포함한 행성의 운동방정식을 중심으로 9개의 행성과 달, 그리고 4개의 소행성을 포함한 태양계의 n체 문제를 다루었다. 이 기본방정식에 지구와 달의 figure potential과 지구의 solid tidal effect를 외력으로 하는 섭동방정식을 추가하였다. 지구의 orientation을 J2000.0을 기준으로 하는 세차와 장동에 관한 식을 채택하였고, 달의 orientation에 대해 서는 J2000.0을 기준으로 하는 달의 칭동 모델을 션택하고 Eckert의 행성섭동효과를 추가 하였다. 각각의 subroutine별로 테스트를 거쳐 이들을 결합하여‘SSEG (Solar System Ephemerides Generator)’ 라는 소프트웨어 package를 개발한 후, CRAY-2S 슈퍼컴퓨터를 사용하여 프로그램을 수행하였다. 기준 시각인 JD2440400.5를 기준으로 하여, 1일 간격으로 40,000일 (약 110년) 동안 각 행성의 위치 (태양중심 황도직교좌표값)를 계산한 후, 이 결과의 정확도를 검증하기 위하여 JPL의 DE200 자료와 우리의 결과를 비교하였다. 이 연구로부터 얻은 결과로서 행성들의 위치 성분에 대한 최대오차가 100년 동안 $\pm2\times10^{-8}AU(약\pm3km)$ 이하로 나타났다

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권9호
• /
• pp.73-80
• /
• 2005

본 논문은 피치 바이어스 모멘텀 방식을 사용하는 HAUSAT-2 위성의 모멘텀 휠 초기구동(Start-up)을 위한 방안을 연구 분석하고 초소형위성 HAUSAT-2에 적합한 새로운 초기구동 방법을 제안하였다. HAUSAT-2는 25kg급의 나노 위성으로 모멘텀 휠과 마그네틱 토커를 사용하여 3축 제어를 수행한다. 자세제어를 위해 모멘텀 휠은 공칭 속도로 회전하거나 회전속도가 변하게 된다. 모멘텀 휠을 장착한 위성에서 휠의 초기구동방법은 휠을 발사 전에 미리 일정한 속도로 회전하게 하거나, 궤도상에서 추력기와 같은 구동기로 자세를 안정화 시킨 이후에 휠을 공칭속도에 도달하게 하는 방법이 있다. 하지만 HAUSAT-2와 같은 초소형위성의 경우 전력제한으로 발사 전 휠을 구동하기 힘들며, 궤도상에서 자세 안정화 이후 휠을 구동하기 위해서는 자기토커만으로 자세를 안정화 해야 하는데 이 경우 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 좀더 빠르고 효율적으로 휠의 초기구동과 자세안정화를 하기 위해서 모멘텀 휠 구동 방안을 제안하였다. 이 방법은 위성이 발사체에서 분리된 후 초기 각속도 제어를 할 때 일정한 속도 증가율로 모멘텀 휠의 속도를 올려주어 공칭 속도에 도달하게 하며, 이 후 자세 안정화를 수행하게 된다. 이 방식을 사용하면 약 4 궤도 이내에 휠 초기구동과 자세 안정화를 성공적으로 이룰 수 있음을 확인 할 수 있었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제21권4호
• /
• pp.351-360
• /
• 2004

향후 우리나라의 화성 근접 탐사 임무를 대비한 우주선의 궤도전파 소프트웨어의 개발 및 검증을 실시하였다. 이를 위해 화성 주위를 비행하는 우주선의 동력학 모델에 대한 연구가 선행 되었으며, 탐사우주선의 모든 위치 정보는 화성 중심 좌표계를 사용하여 나타내었다. 정밀한 탐사 우주선의 위치 계산을 위하여 화성의 세차 및 장동 운동에 의한 영향도 고려하였다. 화성의 작용권구 안으로 진입한 탐사 우주선은 화성 주위에서의 다양한 섭동에 의한 영향을 받게 되는데 본 연구에서는 정밀한 동력한 모델의 계산을 위해 가능한 모든 섭동들을 고려하였다. 특히 화성의 비대칭 중력장에 의한 영향을 계산하기 위해 Jet Propulsion Laboratory(JPL)의 Mars50c 모델을 적용하였고 화성 대기 항력에 의한 영향의 경우 Mars-GRAM 2001 모델을 사용하여 계산하였다. 태양을 비롯한 다른 행성의 위치를 계산하기 위해서 JPL의 DE405 정밀 천체력을 이용하였고 화성 위성들(포보스와 다이모스)의 천체력 계산은 해석적인 방법으로 하였다. 개발 소프트웨어의 성능 검증을 위하여 Mars Global Surveyor의 화성 지도 작성을 위한 초기 궤도 요소를 사용하였으며, Satellite Tool Kit(STK)의 Astrogator모듈을 이용하여 산출된 결과와 본 논문에서 개발한 소프트웨어의 결과 값과 비교 하였다. 비교 결과 우주선의 모든 위치성분(반경방향, 궤도 진행방향 그리고 진행수직방향)은 화성 근접 탐사 우주선이 화성 주위를 12번 공전(약 1화성일)하는 동안 최대 ${\pm}5m$ 이내의 오차를 보여 주었다. 이는 본 연구를 통해서 개발된 소프트웨어의 성능에 대한 신뢰도가 매우 높다는 것을 의미한다. 따라서 개발된 알고리즘과 소프트웨어는 향후 우리나라의 화성 근접 탐사를 위한 우주선의 임무 설계시 활용 될 수 있다.