• 제목/요약/키워드: Satellite Orbit Modeling

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고해상도 위성영상의 센서모델링을 위한 대기 및 속도 보정 (Atmospheric Correction and Velocity Aberration for Physical Sensor Modeling of High-Resolution Satellite Images)

  • 오재홍;이창노
    • 한국측량학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.519-525
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    • 2011
  • High-resolution earth-observing satellites acquire substantial amount of geospatial images. In addition to high image quality, high-resolution satellite images (HRSI) provide unprecedented direct georegistration accuracy, which have been enabled by accurate orbit determination technology. Direct georegistration is carried out by relating the determined position and attitude of camera to the ground target, i.e., projecting an image point to the earth ellipsoid using the collinearity equation. However, the apparent position of ground target is displaced due to the atmosphere and satellite velocity causing significant georegistration bias. In other words, optic ray from the earth surface to satellite cameras at 400~900km altitude refracts due to the thick atmosphere which is called atmospheric refraction. Velocity aberration is caused by high traveling speed of earth-observing satellites, approximately 7.7 km/s, relative to the earth surface. These effects should be compensated for accurate direct georegistration of HRSI. Therefore, this study presents the equation and the compensation procedure of atmospheric refraction and velocity aberration. Then, the effects are simulated at different image acquisition geometry to present how much bias is introduced. Finally, these effects are evaluated for Quickbird and WorldView-1 based on the physical sensor model.

통신위성의 임무 및 위성체 동역학 해석 시스템 개발 (DEVELOPMENT OF MISSION ADN SPACECRAFT DYNAMICS ANALYSIS SYSTEM FOR GEOSTATION COMMUNICATION SATELLITE)

  • 공현철;김방엽;김정아;윤진원
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제15권1호
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    • pp.251-260
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    • 1998
  • 통신위성의 임무 및 위성 체 동역 화 해석 시스템은 서브 시스템별로 몸체를 분류하고 이들 몸체각각의 운동뿐 아니라 위성 체 전체의 운동을 고려하여 정해진 임무에 대하여 위성 체의 자세제어와 궤도조정을 할 수 있도록 다 몸체 동역 학 모델 링 방법을 채택하였다. 따라서 본 시스템은 어느 특정한 통신위성에만 적용되는 것이 아니라 일반적인 통신위성에 적용할 수 있는 통신위성 임무 및 위성 체 동역 학 해석 시스템이다. 시뮬레이션 결과를 2차원 그래픽 및 3차원 동화상으로 파악할 수 있도록 하였으며 또한 사용자 친화방식을 채택하여 누구든지 본 시스템을 쉽게 사용할 수 있도록 하였다. 개발된 시스템의 성능을 검증하기 위하여 현재 운용 중에 있는 정지궤도 통신위성인 무궁화위성 1,2호의 시나리오에 대하여 시뮬레이션을 수행하였다.

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DSM GENERATION FROM IKONOS STEREO IMAGERY

  • Rau, Jiann-Yeou;Chen, Liang-Chien;Chang, Chih-Li
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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    • pp.57-59
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    • 2003
  • Digital surface model generation from IKONOS stereo imagery is a new challenge in photogrammetric community, especially when the satellite company does not provide the raw data as well as their ancillary ephemeris data. In this paper we utilized an estimated relief displacement azimuth and the nominal collection elevation data included in the metadata file to correct the relief displacement of GCPs, together with a linear transformation for geometric modeling of IKONOS imagery. Space intersection is performed by the trigonometric intersection assuming a parallel projection of IKONOS imagery due to its small FOV and frame size. In the experiment, less than 2-meters of RMSE in orbit modeling is achieved denoting the potential positioning accuracy of the IKONOS stereo imagery.

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Dynamics Modeling and Simulation of Korean Communication, Ocean, and Meteorology Satellite

  • No, Tae-Soo;Lee, Sang-Uk;Kim, Sung-Ju
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제8권2호
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    • pp.89-97
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    • 2007
  • COMS(Communication, Oceanography, and Meteorology Satellite) is the first Korean multi-purpose satellite which is planned to be deployed at the altitude of geosynchronous orbit above the Korean peninsular. Noting that COMS is composed of the main BUS structure, two deployable solar panels, one yoke, five reactions wheels, COMS is treated as a collection of 9 bodies and its nonlinear equations of motion are obtained using the multi-body dynamics approach. Also, a computer program is developed to analyze the COMS motion during the various mission phase. Quite often, the equations of motion have to be derived repeatedly to reflect the fact that the spacecraft dynamics change as its configuration, and therefore its degree of freedom varies. However, the equations of motion and simulation software presented in this paper are general enough to represent the COMS dynamics of various configurations with a minimum change in input files. There is no need to derive the equations of motion repeatedly. To show the capability of the simulation program, the spacecraft motion during the solar array partial and full deployment has been simulated and the results are summarized in this paper.

서울 도심지에서의 QZSS를 이용한 GPS 확장시스템의 가용도 평가 (Availability Assessment of GPS Augmentation System Using QZSS at Urban Environment of seoul)

  • 유경호;성상경;강태삼;이영재;이은성;이상욱
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.761-766
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    • 2008
  • 본 논문에서는 사용자 위치결정에 널리 사용되는 GPS를 일본의 QZSS (Quasi-Zenith Satellite System)과 결합하여 서울 도심지역에서의 위성항법시스템의 가용도 및 DOP (Dilution Of Precision)성능을 분석하였다. QZSS 궤도 파라메터를 이용한 궤도 시뮬레이터를 구현하였다. 3D GIS 수치지도를 기반으로 서울 도심의 3차원 모델을 생성하고, 위성 관측 알고리즘을 이용하여 구성한 가시위성 시뮬레이션 시스템에 대해 기술하였다. 서울 도심지에서 GPS와 QZSS의 결합을 통한 가용도와 DOP 성능 향상을 보였다.

L.E.O. Satellite Power Subsystem Reliability Analysis

  • Zahran M.;Tawfik S.;Dyakov Gennady
    • Journal of Power Electronics
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    • 제6권2호
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    • pp.104-113
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    • 2006
  • Satellites have provided the impetus for the orderly development of reliability engineering research and analysis because they tend to have complex systems and hence acute problems. They were instrumental in developing mathematical models for reliability, as well as design techniques to permit quantitative specification, prediction and measurement of reliability. Reliability engineering is based on implementing measures which insure an item will perform its mission successfully. The discipline of reliability engineering consists of two fundamental aspects; $(1^{st})$ paying attention to details, and $(2^{nd})$ handling uncertainties. This paper uses some of the basic concepts, formulas and examples of reliability theory in application. This paper emphasizes the practical reliability analysis of a Low Earth Orbit (LEO) Micro-satellite power subsystem. Approaches for specifying and allocating the reliability of each element of the power system so as to meet the overall power system reliability requirements, as well as to give detailed modeling and predicting of equipment/system reliability are introduced. The results are handled and analyzed to form the final reliability results for the satellite power system. The results show that the Electric Power Subsystem (EPS) reliability meets the requirements with quad microcontrollers (MC), two boards working as main and cold redundant while each board contains two MCs in a hot redundant.

지향각 명령 오차를 고려한 망원경 탐지 성능 분석 (Detection Performance Analysis of the Telescope considering Pointing Angle Command Error)

  • 이호진;이상욱
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.237-243
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    • 2017
  • 본 논문에서는 인공위성을 비롯한 우주물체 관측 및 감시를 위한 전자광학 관측 장비인 망원경의 탐지 성능에 대한 분석을 수행한다. M&S(Modeling & Simulation)를 통한 분석을 위해, 위성 궤도 모델, 망원경 모델, 그리고 지구 대기 모델을 구현하고, 위성을 관측하는 탐지 시나리오를 구성한다. 탐지 시나리오를 바탕으로 지향각 명령 오차를 적용하여 망원경 주요 사양인 시야각(Field of View, FOV)에 따른 지향 성능을 분석하고, 신호대잡음비(Signal-to-Noise Ratio, SNR)를 통해 탐지 여부를 판별하여 검출기 화소수와 시야각(FOV)에 따른 탐지 성능을 분석한다. 본 논문의 M&S 분석 결과는 망원경 시야각(FOV)이 상대적으로 클수록 지향각 명령 오차가 존재하더라도 지향 성능은 좋지만, 대기 환경의 영향으로 화소수가 높고 망원경 시야각(FOV)이 작을수록 탐지 성능이 높아짐을 보여준다. 그래서 시야각(FOV)과 화소수 등의 망원경 주요 사양은 본 논문에서 수행한 M&S 분석 결과 및 종합적인 운용 상황을 고려하여 결정해야 한다.

위성구조모델에 따른 방사선 총 이온화 조사량 예측을 위한 3차원 차폐두께 분석 프로그램의 개발 및 응용 (Development and Application of 3-Dimensional Shielding Analysis Program to Analyze Total Ionizing Dose Level depending on the Satellite Structure Model)

  • 조영준;이창호;이춘우;황도순
    • 항공우주기술
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    • 제7권1호
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    • pp.68-75
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    • 2008
  • 우주방사선환경은 위성의 운용궤도와 임무 기간 및 시기에 따라 달라지고 시뮬레이션을 통 해 예측이 가능하다. 총 이온화 조사량(TID)의 경우 dose-depth 곡선으로 차폐두께에 따른 조사량을 알 수 있다. 그러나 이는 차폐두께에 따른 조사량의 정보만 보여주므로 실제 차폐 구조물의 형상에 따른 부품수준에서의 총 이온화 조사량을 예측하기 위해서는 구조물의 형태를 고려한 유효 방사선 차폐두께의 상세 분석이 필요하다. 이를 위해 다양한 구조형상을 3차원 좌표로 입력하여 모델링이 가능하게 하고 여기에 임의 지점에서 방사되는 ray를 이용하여 구조체의 전 방향에 대한 유효 차폐두께분포를 계산하는 프로그램을 개발하였다. 이 분포결과를 위성의 우주임무환경에서 예측되는 dose-depth 곡선 데이터와 결합하여 최종적으로 위성내부의 임의지점에서 예측되는 총 이온화 조사량을 계산함으로써 3차원 구조형상을 고려한 상세 분석이 가능하도록 하였다. 이를 이용하여 위성의 전자박스구조를 모델링하여 부품수준의 임의지점에서 예측되는 총 이온화 조사량을 분석하였다.

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정지궤도위성 실시간 동역학 시뮬레이터 개발 및 연동시험을 통한 검증 (Development of VDS for Geosynchronous Satellite and Verification using PILS & HILS)

  • 박영웅;구자춘;최재동;구철회;박봉규
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.103-109
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    • 2006
  • 본 논문에서 VDS(동역학 시뮬레이터)와 ACS(자세제어 시뮬레이터)를 개발하고 VDS를 ACS와 연동한 PILS를 통해 검증하였다. VDS는 정지궤도위성의 자세제어계 하드웨어 특성을 고려한 모델링 및 모듈화로 구성하였다. ACS는 센서 데이터로부터 자세결정을 수행한 후 구동기에 적절한 명령을 생성하는 역할을 한다. 또한, VDS와 PCDU(전력제어분배장치) 하드웨어와의 데이터 송수신을 위해 데이터획득보드를 장착하였다. VDS와 PCDU와의 HILS 연동시험을 통해서도 VDS의 성능검증을 수행하였다.

지구관측 군집위성의 RAM 모델링 및 분석 (RAM Modeling and Analysis of Earth Observation Constellation Satellites)

  • 김홍래;정성근;오현웅
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.11-20
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    • 2024
  • 최근 뉴스페이스 시대에는 과거의 고신뢰성 위성과 다르게 낮은 신뢰성 위성을 저가의 개발/양산 비용으로 개발하여 군집위성을 발사하고 있다. 경제적인 군집위성 개발을 위해서는 위성 사용자/개발자는 군집위성으로 발사되었을 때 기대되는 수명기간 동안 임무 성능의 유지 가능성 여부를 검토해야 한다. 또한, 성능유지를 위해 임의 고장에 의한 교체 계획도 수립되어야 한다. 본 연구에서는 지구관측 군집위성의 임무 성능의 유지와 교체 전략 수립을 위해 시스템 신뢰성 및 가용성 평가 방법을 제안하였다. 본 연구에서는 위성 백업 및 지상 추가 발사 백업 상황과 군집위성에 요구되는 임무 성능을 고려한 군집위성 신뢰성 및 가용성 모델을 구성하였다. 신뢰성 모델은 k-out-of-n system의 개념으로 구성되었고 가용성 모델은 마르코프 체인 모델을 이용하였다. 제안된 신뢰성 모델을 바탕으로 임무 요구사항에 필요한 최소 위성 개수를 정의하고, 요구 임무기간 동안 요구 임무 신뢰성 만족을 위해 궤도상 필요한 위성을 계산하였다. 또한 가용성 분석을 통해 요구 서비스기간 동안 요구 가용성 만족을 위한 궤도상 위성 여분 및 지상 여분의 개수를 분석하였다. 마지막으로 비용모델을 적용하여 위성의 신뢰성 및 개발 위성 개수간에 절충분석 개념을 제안하였다.