In this paper, we will present the implementation method of telemetry trend analysis in KOMPSAT-2 (KOrea Multi Purpose SATellite II), and then we will show the test result of trend analysis with telemetry data. Trend Analysis function is one of the module of Satellite Operations Subsystem and that analyzes the telemetry data of satellite state of health and telemetry trend for operation support. With this system many clients can analyze telemetry data simultaneously.
지상에서 위성체 총조립 및 시험(AIT; Assembly, Integration & Test) 단계와 발사 후 위성 운용 단계에서 저궤도 관측위성에 대한 다양한 상태 정보들은 위성으로부터 수신한 원격 측정 (Telemetry) 데이터를 통해서 알 수 있다. 하지만 매초 단위로 위성으로부터 수신되는 수많은 원격 측정 데이터들을 모두 일일이 실시간으로 모니터링 하여 위성의 이상 유무를 판별하기는 거의 불가능하다. 특히 저궤도 관측위성은 발사 후 주기적으로 지상국과 교신하는 짧은 시간 내에 위성으로부터 수신한 원격 측정 데이터로부터 위성의 상태를 빠르게 판단해야 하고, 경우에 따라서는 위성의 긴급한 상황을 극복할 수 있는 조치를 위성과의 짧은 교신 시간 내에 완료해야 한다. 따라서 위성으로부터 수신한 원격 측정 데이터들을 선별하고 필요에 따라서 가공하여, 신속하고 요약된 정보를 시각화된 그림이나 도표 등으로 모니터 화면상에 시연해주는 MIMIC은 위성 시험 단계에서 뿐만이 아니라 위성 운용 단계에서도 필수적이다. 본 문서에서는 저궤도 관측위성인 다목적 실용위성에서 현재 개발 완료되어 사용되고 MIMIC에 대한 설계 및 구현 사항에 대해서 자세히 기술한다. 또한 MIMIC의 개발환경과 향후 추가적으로 보완 개발될 MIMIC에 대한 개선 사항들에 대해서도 설명한다.
저궤도위성의 프로그램 운영의 목적에 따라위성의 탑재체를 외부에서 개발하여 위성 버스에 장착하게 된다. 이때 탑재체의 원격텔레메트리 시스템이 위성버스시스템에 설계된 기존 원격텔레메트리 형태에서 벗어난 새로운 형태를 가질 경우, 기존 원격텔레메트리 시스템에 이를 쉽게 반영하기 힘들었으며, 위성 전체 원격텔레메트리 운영 구조가 기형적인 형태를 가지게 되었다. 즉, 기존 원격텔레메트리 구조와 변경된 구조가 동식에 존재하면서 위성 시험 및 관리, 탑재소프트웨어 개발 면에서 여러 가지 어려움이 제기되었다. 따라서 탑재체의 원격텔레메트리 시스템의 변경에 유연하게 대응할 수 있는 원격텔레메트리 시스템 개발이 필요하다. 또한 저궤도위성의 성능이 고도화됨에 따라 텔레메트리 데이터가 크게 증가하여기존의 텔레메트리 운용 시스템에서는 이들을 효과적으로 수용할 수 없었다. 원격텔레메트리를 전송하는 단위가 고정된 그리드 (Grid) 구조인 텔레메트리전송 체계는 설계상의 오류 발생 가능성이 크며 설계가 진행됨에 따라 새로운 텔레메트리를 전송받기 위해 그리드 전체를 변경해야 했다. 그리드 방식에서는 Dump 데이터의 운용 역시 많은 제한을 받았다. 이러한 약점을 보완하기위해 최근 유럽에서 인공위성의 텔레메트리 운용에 이용하고 있는PUS (Packet Utilization Standard) 개념을 검토하여 차세대 저궤도위성의 데이터 처리에 이용하고자 한다. 이 개념을 바탕으로 기존 위성 텔레메트리 시스템에서는 제한적으로 사용되었던 Dump 데이터 전송 및 Event 운용을 위성상태데이터와 별도로 운영 할 수 있게 설계 하였고, 대량의 위성상태데이터를 효율적으로 운영할 수 있도록 Packet 단위의 위성텔레메트리 시스템을 설계하였다.
저궤도 위성은 지상과 교신할 수 있는 시간이 매우 제한되어 있으므로 위성에서 생성되는 모든 원격측정 데이터는 위성의 대용량 메모리에 저장되고 지상과 교신할 수 있는 시간에 지상으로 전송된다. 원격측정 데이터 전송은 실시간 데이터 프레임 및 대용량 메모리에 저장된 데이터 프레임을 지상으로 전송하는 것으로 실시간 데이터만을 전송하는 실시간 전송모드가 있고, 실시간 및 대용량 메모리에 저장되어 있는 플레이백 데이터를 포함한 플레이백 모드가 있다. 그리고 데이터 전송속도에 따라서 저속 전송모드와 고속 전송모드로 구분할 수 있다. 본 논문은 저궤도위성 원격측정 데이터 지상전송 관리 방식에 대한 것으로 한국항공우주연구원에서 개발된 저궤도위성의 다운링크 인터페이스 및 탑재소프트웨어의 구조에 대해서 간략히 소개하고, 위성에서 생성되는 원격측정 데이터 저장방식, 실시간 및 플레이백 데이터 지상 전송방식, 다운링크 채널 및 전송속도 제어방식 등에 대해서 기술한다.
EGSE is used to check out satellite payload during the development prior to launch. The EGSE represented in this paper is a test system for Ka band communication transponder of COMS. The EGSE consist of two subsystems as CTS subsystem and PCTS subsystem. Communication Test subsystem (CTS) performs satellite transponder RF performance testing, data analysis and trending. Most of transponder RF performances are automatically tested by the CTS subsystem. Power, Command & Telemetry subsystem (PCTS) monitor telemetry messages from the transponder and send tele-commands to satellite transponder for the configuration change. PCTS also provide simulated S/C power to the transponder during the ground validation testing. The EGSE test functions are verified by the transponder simulator testing and will be used for the flight model transponders testing.
Lee Byoung-Sun;Lee Sanguk;Mo Hee-Sook;Cho Sungki;Jung Won Chan;Kim Myungja;Kim In-Jun;Kim Tae-Hee;Joo Inone;Hwang Yoola;Kim Jaehoon
한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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한국우주과학회 2004년도 한국우주과학회보 제13권2호
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pp.300-303
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2004
KOMPSAT-2 satellite mission operations and control system has been developed by ETRI. The system functional architecture, analysis and design, implementation, and tests are presented in this paper.
저궤도 위성은 지상과 교신할 수 있는 시간이 매우 제한되어 있으므로 위성에서 생성되는 모든 원격측정 데이터는 대용량 메모리에 저장되었다가 지상교신 시 실시간 데이터와 함께 지상으로 전송된다. 대용량 메모리는 최초 시스템 초기화 과정에서 초기화가 시작되어 각 블록의 상태정보가 생성되고 원격측정데이터를 저장할 수 있는 준비를 한다. 운영 중에 계속적으로 대용량 메모리에 원격측정데이터를 저장하고, 저장된 데이터를 지상으로 전송한다. 그리고 우주환경에서 발생할 수 있는 메모리 오류를 제거하기 위하여 주기적으로 메모리 스크러빙을 수행한다. 본 논문은 저궤도위성 원격측정 데이터 처리를 위한 대용량 메모리 운용방식에 대한 것으로 대용량 메모리 구조, 메모리 초기화 및 메모리 스크러빙 방식, 대용량 메모리를 통한 원격측정데이터 저장 및 전송 방식, 주/부 대용량 메모리 운용 방식에 대해서 기술한다.
기존에 개발된 저궤도위성의 원격명령어와 텔레메트리 시스템은 다양한 외부 인터페이스를 효과적으로 수용하는 데 한계가 있었다. 본 논문에서는 이를 극복하기 위한 저궤도위성의 원격명령어와 텔레메트리의 개발 방안을 소개한다. 특히 최근 유럽에서 인공위성의 원격명령어 및 텔레메트리 운용에 이용하고 있는 PUS (Packet Utilization Standard) 개념을 검토하여 차세대 저궤도위성의 데이터 처리에 이용하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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