• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.445-458
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• 2008

레이더 영상의 품질은 영상레이더 탑재체 뿐만 아니라 위성 본체의 성능에 크게 좌우되기 때문에, 영상레이더 위성의 영상형성구조분석(Image Chain Analysis)은 위성체 설계단계에서 가장 중요한 해석들 중 하나이다. 특히, 위성체 지향 및 안정화 오차는 탑재체 고유 설계에서 유도되는 영상 품질에 가장 나쁜 영향을 끼친다. 이 연구에서는 위성체 지향 및 안정화 오차로 인한 레이더 영상 품질 저하를 분석하기 위한 영상형성구조분석 알고리즘이 개발되었다. 개발된 소프트웨어는 궤도 모델, 자세제어 모델, 영상레이더 탑재체 모델, 클러터 모델, 영상처리 모델로 구성된다. 이 해석을 위해, $5km{\times}5km$의 관측폭을 가지는 1m고해상도 모드 레이더 영상의 원시 데이터를 시뮬레이션하고, 영상처리를 수행하였다 영상 품질을 분석하기 위해 영상 내에 총 25개 점표적들을 생성하였다. 이 연구의 결과, 레이더 영상의 방사 정밀도는 위성체 지향오차에 가장 많은 영향을 받는 것으로 해석되었으며, 최고의 영상 품질을 만족시키기 위해서는 위성체 자세제어 시스템의 성공적인 설계가 가장 중요하다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제11권2호
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• pp.87-97
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• 2010

A fault tolerant satellite attitude control scheme with a modified iterative learning law is proposed for dealing with actuator faults. The actuator fault is modeled to reflect the degradation of actuation effectiveness, and the solar array-induced disturbance is considered as an external disturbance. To estimate the magnitudes of the actuator fault and the external disturbance, a modified iterative learning law using only the information associated with the state error is applied. Stability analysis is performed to obtain the gain matrices of the modified iterative learning law using the Lyapunov theorem. The proposed fault tolerant control scheme is applied to the rest-to-rest maneuver of a large satellite system, and numerical simulations are performed to verify the performance of the proposed scheme.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1995년도 Proceedings of the Korea Automation Control Conference, 10th (KACC); Seoul, Korea; 23-25 Oct. 1995
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• pp.110-114
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• 1995

This paper presents the on-board attitude determination algorithm for LEO (Low Earth Orbit) three-axis stabilized spacecraft. Two advanced star trackers and a three-axis Inertial Reference Unit (IRU) are assumed to be attitude sensors. The gyro in the IRU provides a direct measurement of the attitude rates. However, the attitude estimation error increases with time due to the gyro drift and noise. An update filter with measurements of star trackers and/or sun sensor is designed to update these gyro drift bias and to compensate the attitude error. Kalman Filter is adapted for the on-board update filter algorithm. Simulation results will be presented to investigate the attitude pointing performance.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권2호
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• pp.147-158
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• 2020

본 논문에서는 저궤도 위성에서 추력기를 이용하여 반작용휠 모멘텀을 덤핑하는 방법에 대해서 살펴본다. 추력기를 사용한 모멘텀 덤핑은 주로 정지궤도위성에서 사용되는데 특정 시간에만 추력기로 자세제어와 모멘텀 덤핑을 동시에 수행하는 방식으로 이뤄진다. 저궤도 위성은 수시로 모멘텀 덤핑을 해야 하므로 정지궤도위성의 방식을 사용하는 것은 바람직하지 않다. 본 연구에서는 저궤도 위성에 적용 가능하도록 항상 추력기로 모멘텀 덤핑을 수행하고 덤핑 시의 자세제어는 반작용휠로 수행하는 방법을 살펴본다. 추력기의 밸브 개폐횟수를 줄이기 위해서 최대 크기의 펄스로 추력기를 구동하는 방법을 제안한다. 추력기로 인해 자세오차가 크게 증가하는 것을 방지하기 위해서 추력기의 구동 간격을 조정하였다. 시뮬레이션을 통해서 본 논문에서 제안한 방법의 효과를 검증하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권1호
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• pp.19-29
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• 2000

기존의 위성제어용 시뮬레이션 툴은 위성 모델을 강체로 보고, 비례-미분(Proportional-Differential)제어기를 사용하기 때문에, 이동하는 위성의 경우 오차한계범위를 벗어나 통신이 두절되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문은 신속한 자세회복 및 안정된 진보적인 제어기의 설계를 위하여 이동하는 정지궤도 및 저궤도 위성에 대하여 위성을 강체 및 유연체 구조로 모델링하고, 통신두절시 신속한 자세 회복을 위한 최소시간 제어기 설계와 위성의 위치 제어시 발생하는 통신중단을 최소화 하기 위하여 기존의 PD제어기보다 정확하고 안정된 선형조절기를 상태공간 벡터를 사용하여 설계하였다. 시뮬레이션은 먼저 강체 모델과 유연체 모델을 비교하기 위하여, 이동하는 정지궤도 및 저궤도 위성에 대하여 PD제어기를 사용하여 시험되었으며, 자세이동시의 제어기의 응답특성을 분석하기 위하여, 지상의 명령에 의한 위성의 피치각을 변경하는 경우, 주기적으로 수행되는 남북 궤도 유지에 대하여 수행하였다. 그 결과, 강체모델에 대비하여 유연성 모델이 실제 상황에 근접한 결과를 가져다 주었으며, 최소시간제어기는 PD제어기 대비 약 7배 이상 빠르게 신속한 자세 회복을 가져다 주었으며, 선형조절기는 외란에 대한 적응 및 안정도, 응답속도 측면에서 장점을 나타내었다. 향후 이 위성 모델 및 제어기를 사용하여 실제 운용시 예상되는 제어기의 결과를 확인할 수 있으며, 더 나아가 새로운 제어기의 개발 및 교육 등에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 항공우주기술
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• 제13권2호
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• pp.18-28
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• 2014

네 개의 반작용휠이 장착된 위성에 두 개의 우주검증용 제어모멘트자이로가 탑재되었다고 가정하고, 이들을 이용한 위성 고기동 방법에 대해서 연구해 보았다. 토크가 큰 제어모멘트자이로를 먼저 사용하여 위성의 자세오차를 줄인 후에, 반작용휠을 통해 나머지 자세오차를 제어하는 방법을 제안하였다. 본 방법을 사용할 경우, 제어모멘트자이로에서 발생하는 특이점 문제를 회피할 수 있으며, 토크 명령 계산시 김벌각 정보가 필요 없다는 장점이 있다. 또한 시뮬레이션을 통해, 본 방법이 기존에 연구된 방법들에 비해 위성의 기동성능에는 큰 차이가 없으며, 필요한 반작용휠의 모멘텀도 크게 줄어드는 것을 확인하였다.

• Korean Journal of Geomatics
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• 제2권1호
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• pp.31-35
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• 2002

This paper describes an experiment for three-dimensional positioning for a pair of KOMPSAT stereostrips using the ancillary data and a single ground control point. The photogrammetric model for three-dimensional positioning was performed as follows: first, initialization of orbital and attitude parameters derived from ancillary data; second, adjustment of orbital and attitude parameters for the satellite to minimize the ground position error with respect to a GCP using the collinearity condition; third, determination of actual satellite position; and lastly, space intersection. This model was tested for a pair of stereo strips with 0.6 base-to-height ratio and GCPs identified from a 1:5,000 scale digital map. As the result, the satellite position of offset was corrected by only one GCP and the accuracy for the geometric modeling showed 38.89m RMSE.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제23권2호
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• pp.161-166
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• 2006

이 논문에서는 위성 자세제어용으로 사용되는 RLG(Ring Lager Gyroscope) 전류 안정화 회로에 대해서 설명한다. RLG는 헬륨-네온레이저의 공진기 내에서 샤냑효과를 이용한다. 두 방전전류의 차이는 자이로 바이어스 오차의 한 부분을 차지한다. 전류 안정화회로의 이론적 배경과 설계과정에 대해서 기술하고, 입력전압 시험, 온도시험을 통하여 검증하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.481-490
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• 2008

반작용휠은 인공위성의 기동 및 자세제어에 사용되는 주요 구동기 중의 하나로 회전체의 속도를 변화시켜 발생하는 토크로 위성의 자세제어를 수행하므로 정밀한 자세제어를 위해서는 정확한 회전속도의 측정이 요구된다. 타코 펄스를 이용한 고속 회전모터의 대표적인 속도 측정방법에는 Elapsed-time측정방법과 Pulse-count측정방법의 두 가지가 있으며 이 연구에서는 반작용휠의 속도 측정을 하는 동안 발생할 수 있는 속도 측정의 오차 및 정밀도를 두 가지 방법에 대해 분석, 비교하였다. 그 결과 Pulse-count측정방법은 반작용휠의 등속 구동 시 회전속도에 상관없는 일정한 오차를 가지는데 비해 Elapsed-time측정방법은 회전속도가 작을수록 오차가 줄어드나 저속일 때 오차가 현저히 커질 수 있음을 해석적으로 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제12권2호
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• pp.14-23
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• 2013

위성 운용 중 발생할 수 있는 오류에 대한 대비를 고장 관리 설계라고 한다. 고장 관리 설계는 위성에 이상 현상이 나타나는 경우 감지하고 고립시키며, 지상에서 위성과 접속한 이후 오류 사항을 파악하고 대응책을 마련할 때까지 위성을 안전한 상태로 유지하는 기능을 포함한다. 안전 모드 운용은 정상 운용과는 다르게 비행 소프트웨어를 탑재한 탑재 컴퓨터와 전력 제어 및 분배 장치 주관 하에 지상국의 접속 없이 이루어진다. 오류 발생 시 고장 관리 설계에 따라 자동화된 동작이 이루어지는 만큼 지상 시험 단계에서 고장 관리 로직 및 관련 하드웨어가 설계된 대로 동작하는지를 철저하게 검증해야 한다. 또한 실제와 유사한 오류를 위성에 손상 없이 인가해야 한다. 고장 관리 설계 검증시험은 위성을 구성하는 다양한 부분체에 대해서 수행되나 본 논문에서는 저궤도 위성의 비행 모델을 대상으로 수행된 자세제어계와 전력계 시험의 설계에 대해 서술하고 결과에 대해 정리하였다.