• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제28권4호
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• pp.319-332
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• 2011

The objectives of this study are to analyze the satellite visibility at the randomly established ground sites, to determine the five optimal ground sites to perform the optical surveillance and tracking of domestic satellites, and to verify the acquisition of the optical observation time sufficient to maintain the precise ephemeris at optimal ground sites that have been already determined. In order to accomplish these objectives, we analyzed the visibility for sun-synchronous orbit satellites, low earth orbit satellites, middle earth orbit satellites and domestic satellites as well as the continuous visibility along with the fictitious satellite ground track, and calculate the effective visibility. For the analysis, we carried out a series of repetitive process using the satellite tool kit simulation software developed by Analytical Graphics Incorporated. The lighting states of the penumbra and direct sun were set as the key constraints of the optical observation. The minimum of the observation satellite elevation angle was set to be 20 degree, whereas the maximum of the sun elevation angle was set to be -10 degree which is within the range of the nautical twilight. To select the candidates for the optimal optical observation, the entire globe was divided into 84 sectors in a constant interval, the visibility characteristics of the individual sectors were analyzed, and 17 ground sites were arbitrarily selected and analyzed further. Finally, five optimal ground sites (Khurel Togoot Observatory, Assy-Turgen Observatory, Tubitak National Observatory, Bisdee Tier Optical Astronomy Observatory, and South Africa Astronomical Observatory) were determined. The total observation period was decided as one year. To examine the seasonal variation, the simulation was performed for the period of three days or less with respect to spring, summer, fall and winter. In conclusion, we decided the optimal ground sites to perform the optical surveillance and tracking of domestic satellites and verified that optical observation time sufficient to maintain the precise ephemeris could be acquired at the determined observatories.

• 항공우주기술
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• 제13권2호
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• pp.108-114
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• 2014

본 논문에서는 2013년 8월 22일 발사되어 정상 운영되고 있는 다목적실용위성 5호의 궤도정밀도를 기술하였다. 다목적실용위성 5호의 궤도결정을 위해 사용 가능한 다양한 GPS 자료에 대한 분석을 수행하였고, 궤도자료의 종류 및 처리방식에 따른 궤도정밀도를 비교하였다. 이중 주파수 GPS 수신기에서 제공되는 L1, L2 주파수에 대한 의사시선거리와 반송파 위상, GPS 위성의 정밀궤도력과 IGS 지상국 데이터를 이용하여 궤도결정을 수행한 결과 약 12.8cm($1{\sigma}$)의 위치정밀도를 확인하였다. 또한, 단일 주파수 GPS 수신기 데이터를 이용할 경우의 정밀도는 약 2m로 확인되었고, 10미터 수준의 정밀도를 갖는 GPS 항행해만을 이용할 경우, 지상 궤도결정 결과는 5m 수준임을 알 수 있었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권1호
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• pp.84-91
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• 2007

GPS 수신기 기술의 발전으로 인해 관련지식이 없더라도 데이터를 쉽게 획득할 수 있게 되었다. 하지만 매우 정확한 좌표 획득을 위해서는 데이터 후처리 과정이 추가적으로 필요한데 이 과정은 고도의 전문성을 요구한다. 또한 일선 현장에서는 시스템 여건상 후처리 소프트웨어를 가동할 수없는 경우가 대부분이다. 따라서 본 연구는 이를 개선할 수 있는 인터넷 기반 GPS 데이터 처리 서비스를 개발하는데 목적을 두었다. 후처리 소프트웨어는 GIPSY를 선택했는데 정밀궤도력을 이용해서 이중차분 없이 단시간 내 위치정보 획득이 가능한 장점이 있다. 리눅스(Linux) 환경에서 작동하는 GIPSY와 웹서버의 연동을 통해서 사용자가 웹상에 원시 데이터를 전송하면 서버에서 자동으로 후처리가 실행되고 사용자에게 화면상으로 결과를 출력하는 구조로 설계하였다. 본 연구에서 구축한 서비스를 테스트한 결과 이중주파수 수신기를 이용하여 30초 간격으로 24시간 동안 수집한 데이터를 서버에 전송하고 처리하는데 총 30초 정도가 소요되어 매우 신속한 데이터 처리가 가능함을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.119-124
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• 2022

IGS (international gnss service)에서는 GNSS (global navigation satellite system) 위성의 항법메시지에 적용할 수 있는 RTS (real-time service) 궤도 및 시계 보정정보를 제공한다. 하지만, 인터넷 단절이 발생하면 RTS 값을 수신할 수 없으므로, 안정적인 PPP (precise point positioning)를 수행하기 위해 신호 단절이 발생한 경우 RTS 보정정보를 예측해서 사용해야 한다. 본 논문에서는 실시간으로 신호 단절 구간에서 LSTM (long short-term memory) 알고리듬으로 궤도 및 시계 보정정보를 예측하여 PPP를 진행하였다. 연산 처리 속도가 빠르지 않은 Raspberry Pi (RPI)에 LSTM 알고리듬을 구현하여 예측성능을 분석하였다. 다항식 예측기법과 비교하여 LSTM은 장기간 예측에서 우수한 성능을 보였다.

• 천문학논총
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• 제15권1호
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• pp.31-34
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• 2000

We determined the precise three dimensional WGS84 Coordinates and the sea level height of Seoul Radio Astronomy Observatory (SRAO). In this study, we performed the simultaneous GPS observations at SRAO and Seoul GPS Reference Station(SGRS) of Korea Astronomy Observatory(KAO) for 3.5 hours from 17KST on October 27, 1999. We employed two different antennas, i.e., chokering antenna at SGRS of KAO and L1/L2 compact with groundplane antenna at SRAO. But we employed same type of receivers, i.e., Trimble 4000SSI at both observing places. The observed data were processed by GPSURVEY 2.30 software of Trimble with L1/L2 ION Free technique and broadcasting ephemeris of GPS Satellites because of very short baseline between SGRS of KAO and SRAO. We determined WGS84 latitude, longitude, height and the sea level height of SRAO with $37^{\circ}\;27'\;15.'\;6846N\pm0.'\;0004,\;126^{\circ}\;57'\;19.'\;0727E\pm0.'\;0002,\;204.89m\pm0.02m,\;181.38m\pm0.17m$, respectively.

• 한국측량학회지
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• 제27권2호
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• pp.119-127
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• 2009

다양한 차세대 위성항법시스템들이 개발되고 있지만, 현재 사용자가 측위에 이용할 수 있는 위성항법시스템은 GPS와 GLONASS 뿐이다. 이 연구에서는 GLONASS의 궤도력 중에서 알마낙을 이용하여 위성궤도를 예측하고 예측궤도의 정확도를 평가하였다. 예측궤도를 생성하기 위하여 알마낙 파일에 포함되어 있는 케플러 궤도요소와 궤도방정식을 이용하였으며, 그 결과는 정밀궤도력과의 좌표 비교를 통하여 정확도를 검증하였다. 그 결과, 7일 동안 예측한 위성궤도의 3차원 최대오차는 155.4km로 나타났으며, RMS 오차는 56.3km로 나타났다. 또한 실제관측 결과와의 비교를 통해 궤도오차가 위성의 가시성을 분석하는데 무리가 없는 수준임을 확인하였다.

• 한국측량학회지
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• 제28권6호
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• pp.573-578
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• 2010

위성항법시스템에서 정확한 위성궤도결정 기술은 측위 정확도 향상의 필수적인 조건이다. 이 연구에서는 GLONASS의 방송궤도력과 4차 Runge-Kutta 수치적분법을 이용하여 위성좌표를 결정하였으며, 적분간격과 적분시간에 따른 위성궤도의 정확도를 비교하였다. 적분간격에 따른 위성궤도 정확도분석결과, 적분간격이 l초일 때와 300초일 때의 3차원 RMS 오자의 차이가 3cm에 불과한 반면 처리시간은 100배 이상 향상되었다. 적분시간에 따른 위성좌표의 3차원 RMS 오차는 적분시간이 30분, 150분, 300분일 때 각각 8.3m, 187.3m, 661.5m로 나타났으며, 이를 통해 적분시간을 짧게 할수록 정확도가 향상되는 것을 확인하였다. 따라서 이 연구에서는 GLONASS 측위를 위한 위성좌표 결정의 정확도 향상을 위해 적분시간을 최소화할 수 있는 Forward와 Backward 적분을 적용하는 방안을 제안하였으며, 이와 같은 방법을 사용할 경우 5m이하의 위성좌표 산출 정확도를 확보할 수 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제32권3호
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• pp.229-235
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• 2015

We estimated the orbit of the Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS), a Geostationary Earth Orbit (GEO) satellite, through data from actual optical observations using telescopes at the Sobaeksan Optical Astronomy Observatory (SOAO) of the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI), Optical Wide field Patrol (OWL) at KASI, and the Chungbuk National University Observatory (CNUO) from August 1, 2014, to January 13, 2015. The astrometric data of the satellite were extracted from the World Coordinate System (WCS) in the obtained images, and geometrically distorted errors were corrected. To handle the optically observed data, corrections were made for the observation time, light-travel time delay, shutter speed delay, and aberration. For final product, the sequential filter within the Orbit Determination Tool Kit (ODTK) was used for orbit estimation based on the results of optical observation. In addition, a comparative analysis was conducted between the precise orbit from the ephemeris of the COMS maintained by the satellite operator and the results of orbit estimation using optical observation. The orbits estimated in simulation agree with those estimated with actual optical observation data. The error in the results using optical observation data decreased with increasing number of observatories. Our results are useful for optimizing observation data for orbit estimation.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.404-411
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• 2022

위성항법시스템 운용 시 주요 기능은 항법위성의 궤도를 정확히 결정하여 항법메시지로 전송하는 것이다. 본 연구에서는 확장 칼만필터와 정밀동역학모델을 결합하여 항법위성의 궤도결정을 수행하는 소프트웨어를 개발하였다. IGS (international gnss service) 지상국의 실제 관측값을 사용하여 GPS (global positioning system)와 QZSS (quasi-zenith satellite system)의 궤도결정을 수행하고, IGS 정밀궤도력과 비교하여 항법시스템의 주요 성능지표인 URE (user range error)를 계산하였다. 항법위성에 탑재된 시계오차를 추정할 경우 radial 방향 궤도오차와 시계오차가 높은 역상관 관계를 가지는데 서로 상쇄되어 GPS와 QZSS의 궤도결정 URE 표준편차는 1.99 m, 3.47 m로 낮은 수준을 유지하였다. 항법위성 시계오차를 추정하는 대신 항법메시지의 시계오차를 모델링한 값으로 대체하여 궤도결정을 수행하였으며, URE와 지역적 상관관계 및 지상국 배치에 의한 영향을 분석하였다.