• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제28권3호
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• pp.183-192
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• 2011

The current study analyzes the effects of the scaling parameters of the batch unscented transformation on precision satellite orbit determination. Satellite laser ranging (SLR) data are used in the orbit determination algorithm, which consists of dynamics model, observation model and filtering algorithm composed of the batch unscented transformation. TOPEX/Poseidon SLR data are used by utilizing the normal point (NP) data observed from ground station. The filtering algorithm includes a repeated series of processes to determine the appropriate scaling parameters for the batch unscented transformation. To determine appropriate scaling parameters, general ranges of the scaling parameters of ${\alpha}$, ${\beta}$, k, $\lambda$ are established. Depending on the range settings, each parameter was assigned to the filtering algorithm at regular intervals. Appropriate scaling parameters are determined for observation data obtained from several observatories, by analyzing the relationship between tuning properties of the scaling parameters and estimated orbit precision. The orbit determination of satellite using the batch unscented transformation can achieve levels of accuracy within several tens of cm with the appropriate scaling parameters. The analyses in the present study give insights into the roles of scaling parameters in the batch unscented transformation method.

• Current Optics and Photonics
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• 제8권4호
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• pp.382-390
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• 2024

Laser propagation through atmospheric disturbances is vital for applications such as laser optical communication, satellite laser ranging (SLR), laser guide stars (LGS) for adaptive optics (AO), and laser energy transmission systems. Beam degradation, including energy loss and pointing errors caused by atmospheric turbulence, requires thorough numerical analysis. This paper investigates the impact of laser beam parameters on ground-to-space laser propagation up to an altitude of 100 km using vertical atmospheric disturbance profiles from the Geochang SLR Observatory in South Korea. The analysis is confined to 100 km since sodium LGS forms at this altitude, and beyond this point, beam propagation can be considered free space due to the absence of optical disturbances. Focusing on a 100-watt class laser, this study examines parameters such as laser wavelengths, beam size (diameter), beam jitter, and beam quality (M²). Findings reveal that jitter, with an influence exceeding 70%, is the most critical parameter for long-exposure radius and pointing error. Conversely, M², with an influence over 45%, is most significant for short-exposure radius and scintillation.

• 우주기술과 응용
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• 제4권1호
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• pp.48-61
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• 2024

본 논문에서 우리는 여러 지상-우주 레이저 어플리케이션의 통합 인프라를 제공하는 '충남대학교 레이저 통합 버스'(Chungnam National University Laser Unity Bus, CLUB) 큐브위성의 컨셉을 소개한다. 오늘날 뉴스페이스 시대에 들어 우주공간의 활용이 급속도로 확대되면서 전파의 한계가 드러나기 시작했고, 수행하는 임무들이 다양해짐에 따라 대체 가능한 수단인 레이저가 주목 받고 있다. 레이저는 지상과 우주공간 사이에서 인공위성 레이저 거리측정(satellite laser ranging, SLR), 레이저 무기, 레이저 통신 등 다양한 응용분야에 이용할 수 있다. 하지만 지상과 우주공간 사이에서 사용되는 레이저는 지구 대기의 상당한 영향을 받게 된다. 이에 레이저 전파에 영향을 미치는 대기효과에 대한 이해가 필수적으로 요구된다. 특히 레이저의 전파 방향을 굴절시키고 파면을 왜곡시키는 대기 난류는 지상과 가까워질수록 강해지기 때문에 하향링크에 비해 상향링크에 더 큰 영향을 미친다. 하향링크의 경우 지상에서 검출할 수 있기 때문에 검증이 용이한 반면, 상향링크의 경우 우주공간에서 검출해야 하는 어려움 때문에 검증에 어려움이 있다. 이에 우리는 상향링크의 레이저 전파에 대한 이해를 돕고 검증하기 위한 큐브위성의 아이디어를 제안한다. 또한 체계적인 큐브위성 개발을 위해 시스템공학의 진행단계에 따라 CLUB 큐브위성의 임무설계를 중심으로 요구사항을 분석하여 개념설계를 진행한 결과를 제시한다.

• 항공우주기술
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• 제4권2호
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• pp.60-64
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• 2005

과학기술위성 2호의 주요 임무는 주 탑재체인 마이크로웨이브파 라디오미터(DREAM: Dual-channel Radiometers for Earth and Atmosphere Monitoring)개발, 부 탑재체인 레이저 반사경(SLR: Satellite Laser Ranging) 개발, 그리고 위성체 핵심기술 선행연구를 위한 Frame-Type 위성구조체, 복합소재 태양전지판, Dual-Head 별추적기, CCD 태양센서, 펄스형 플라즈마 추력기, 소형 탑재 컴퓨터 및 고속 X-band 송신기 개발 등을 포함한 100kg급 저궤도 소형위성 개발이다. 본 논문에서는 과학기술위성 2호 시스템에 대하여 설명을 한다. 과학기술위성 2호의 시스템 정의 및 기본적인 운영개념, 과학기술위성 2호의 주 탑재체인 마이크로웨이브파 라디오미터, 부 탑재체인 레이저 반사경, 그리고 이들을 지원하기 위한 위성본체 등을 포함한다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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• pp.98-99
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• 2003

2005년 국산 소형위성 발사체에 탑재되어 발사 될 예정으로, 과학기술위성2호의 개발이 2002년 10월부터 시작되었다. 과학기술위성2호는 약 100kg의 소형위성으로, 경사각 60～80$^{\circ}$의 300km x 1500km 타원궤도에 발사될 것으로 예상되고 있으며, 라만-a태양촬영망원경(LIST, Larman-a Imaging Solar Telescope)과 레이저정밀거리측정용 반사경이 각각 주 및 부 탑재체로 탑재될 예정이다. 위성레이저정밀거리측정(SLR, Satellite Laser Ranging)이란 위성간의 거리를 가장 정확하게 측정할수 있는 축지학적 기술이다. (중략)

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제27권3호
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• pp.245-252
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• 2010

Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) has developed a mobile satellite laser ranging (SLR) system called ARGO-M since 2008 for space geodesy research and precise orbit determination technologies using SLR with mm level accuracy. ARGO-M is capable of night tracking and daylight tracking for which requires spatial, spectral and time filters due to high background noises. In this study, characteristics and specifications of ARGO-M are discussed and its tracking capabilities of night and daylight tracking are analyzed for STSAT-2B and KOMPSAT-5 through link budget. Additionally false alarm and signal detection probabilities are also analyzed depending on spectral and time filters for daylight tracking for these satellites.

• Current Optics and Photonics
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• 제7권4호
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• pp.419-427
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• 2023

The structural design of an optical-telescope assembly (OTA) for satellite laser ranging (SLR) is conducted in two steps. First, the results of a parametric study of the major design variables (e.g. dimension and shape) of the OTA part are explained, and the detailed structural design of the OTA is derived, considering the design requirements. Among the structural-shape concepts of various OTAs, the Serrurier truss concept is selected in this study, and the collimation of the telescope according to the design variables is extensively discussed. After generating finite-element models for different structural shapes, self-gravity analyses are performed. To minimize the deflection and tilt of the mirror and frame for the OTA under the limited design requirements, a parametric study is conducted according to design variables such as the shapes of the upper and lower struts and the spider vane. The structural features found in the parametric study are described. Finally, the OTA structure is designed in detail to maintain the optical alignment by balancing the gravity deflections of the upper and lower trusses using the optimal combination of the parameters. Additionally, thermal analysis of the optical telescope design is evaluated.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권6호
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• pp.142-147
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• 2004

위성 레이저 레인징은 위성의 궤도를 관측하는 가장 정밀한 측정법으로 과학기술위성2호의 정밀 궤도 결정에 사용될 예정이다. 본 논문은 과학기술위성2호에 부탑재체로 탑재 될 위성 레이저 레인징용 레이저 반사경 조합의 개발을 보고한다. 현재 1 세트의 레이저 반사경 조합이 설계, 분석, 제작, 광학 시험 및 조립이 완료되었다.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.79-85
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• 2004

본 논문에서는 전남 고흥의 외나로도에서 국내 최소의 소형 발사체(KSLV-1)에 의하여 발사될 과학기술위성 2호의 임무 수행을 위한 운영 개념을 설명하였다. 과학기술위성 2호의 주요임무는 주 탑재체인 진공자외선 카메라를 통하여 태양의 Lyman-alpha 이미지 촬영, 부 탑재체인 레이저 반사경을 이용하여 위성의 정확한 위치 측정에 있다. 또한 위성본체의 신기술 검증도 수행하게 된다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.42.2-42.2
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• 2009

한국천문연구원에서 개발 중인 KHz급 Satellite Laser Ranging(SLR) 시스템인 ARGO-M 의 운영시스템 중의 하나인 Interface Control System 은 현재 시각에서의 위성의 위치를 개산하여 추적마운트부에 Tracking 정보를 제공하고, 주기적으로 발사되는 레이저의 귀환 시간을 계산하여 수신광검출기 게이트를 열어야 하는 시간을 FPGA 보드에 전달하는 기능 등을 수행하게 된다. 이러한 일련의 작업은 각각 필요한 시점에 정확하게 실행되어야 하며 이를 위해 실시간 운영체계가 사용될 예정이다. 실시간 운영체계 하에서 Ranging 에 관련한 프로세스를 수행할 경우에 발생될 수 있는 문제점을 검토하기 위해서 기존에 Austria Graz SLR 관측소에서 사용하고 있는 DOS용 테스트 프로그램을 실시간 운영체계로 검토되고 있는 INtime 환경으로 이식하여 성능을 기존의 DOS 프로그램과 비교하여 보았다. Controller 역할을 담당하고 있는 FPGA 보드와의 데이터 통신의 주기성을 확인하는 시험 결과 실시간 운영체계를 사용하는 경우가 USB 사용 등 외적인 교란에 의한 영향을 적게 받는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 500피코초 단위의 해상도를 갖는 내부 이벤트 타이머와의 연계, 레이저 발사 명령, 광검출기의 게이트 여닫기 등의 프로세스가 실시간 환경에서 문제점 없이 구현 가능함을 확인하였다.