• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제16권2호
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• pp.273-284
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• 1999

위성용 star tracker의 국내 개발을 위한 기초 연구의 일환으로 광학계 설계 요소 선정 과정을 연구하였다. 논리적인 광학 요소 선정을 위해 CCD 센서에 결상된 별빛을 관련 전자회로에서 읽고, 처리하는 전 과정을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션으로부터 별의 등급과 성취 가능한 지향 정밀도간의 관계가 구해졌으며, 그 관계로부터 요구되는 star tracker의 지향 정밀도를 만족시키기 위한 최적의 광학요소를 유도하였다. 선정된 광학 요소들은 10 arcsec의 지향 정밀도를 갖는 star tracker의 광학계 설계에 사용되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권3호
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• pp.243-249
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• 2021

별추적기는 우주공간에서 미세한 별 빛을 감지한 후 저장된 별 목록과 비교하여 관성좌표계상에서 위성의 자세 정보를 제공한다. 별 이외에 태양이나 지구와 같은 다른 빛이 광학계(OH : Optical Head)로 들어가게 될 경우 별을 인식할 수 없음으로 별추적기를 운영할 수 없다. 특히, 태양과 같은 강한 빛이 들어올 경우 별추적기 운영뿐 아니라 성능에도 영향을 미친다. 별추적기의 태양 차폐각(SEA : Sun Exclusion Angle)은 별추적기의 성능을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 별추적기의 태양 차폐각에 대한 검증을 수행하였다. 태양 차폐각 검증을 위해서 별추적기의 태양 차폐 시간을 예측하였으며 실제 천리안 2A호 별 추적기에서 발생한 태양 차폐 시간과 비교하였다. 또한, 광학계에 태양에 의한 차폐가 발생할 경우 별추적기가 정상적으로 동작하는지에 대한 분석을 수행하였다. 분석 결과 별추적기는 성능 요구사항인 26° 이내에서 태양 차폐가 발생하였으며 태양 차폐가 발생할 경우에도 정상 동작함을 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제3권2호
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• pp.88-94
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• 2002

This paper describes attitude determination algorithm for the low earth orbit(LEO) spacecraft using stellar inertial sensors. The cascaded gyro/star tracker extended Kalman filter is constructed to fuse two sensor data. And then the smoothing of the measurement are proposed for an unreasonable jump of star tracker. The smoothing algorithm for the rejection of star tracker error jumps is designed by scalar adaptive filter. The proposed algorithms operate to process the measurement of gyro/star tracker Kalman filter, therefore, it is comparatively simple to apply these methods to other integration systems. Simulations to gyro/star tracker integrated system show that the proposed method is effective.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권3호
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• pp.300-308
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• 2010

전세계적으로 적용되는 개발개념인 보다 빨리, 더 좋게, 더 값싼 위성을 설계하는 일에 있어 향상된 자세결정시스템을 도입하는 것은 자명한 일이라고 할 수 있다. 오늘날 CCD나 APS 기반의 별추적기는 현존하는 위성의 자세결정용 센서중에서 가장 좋은 정밀도를 제공하고 있다. 본 논문에서는, 별추적기의 기본적인 동작원리와 관련 기술의 개요를 소개함과 동시에 별추적기 개발에서 주요 이슈가 되었던 기술들을 비교 분석한다. 또한 별스캐너로부터 MEMS기술을 적용한 별추적기에 이르기까지, 별추적기의 간추린 역사와 세계 각국에서의 개발현황을 소개한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권5호
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• pp.117-123
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• 2003

인공위성의 자세를 정밀하게 제어함에 있어서 중요한 기술 요소가운데 하나로 센서를 들 수 있다. 일반적인 관성센서의 특징은 잡음과 드리프트에 의해서 지속적인 오차를 유발할 수 있다는 단점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해서는 기준이 되는 절대값이 필요하게 되는데, 이를 위해서 인공위성에서는 별센서를 활용한다. 별센서의 중요성은 정밀하게 자세를 제어함에 있어서 매우 필요한 센서이다. 그러나 국내에서는 이러한 별센서를 개발하기 위한 기초적인 연구나 지상에서의 시험방안이 아직 마련되어 있지 않다. 그리하여 본 논문에서는 이러한 별센서의 기본적인 원리를 이해하고 이를 바탕으로 S/W 방식의 별센서 시뮬레이터를 소개하도록 한다. 천구 시뮬레이터는 별센서 자체의 기능 시험 및 별센서가 부착된 인공위성 전체의 시험에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1998년도 제13차 학술회의논문집
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• pp.53-57
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• 1998

Star tracker placement configuration is proposed and the properness of the placement configuration is verified for star tracker's sun avoidance angle requirement. Precision attitude determination system is successfully designed using a gyro-star tracker inertial reference system for a candidate LEO spacecraft. Elaborate kalman filter formulation for a spacecraft is proposed for covariance analysis. The covariance analysis is performed to verify the capability of the proposed attitude determination system. The analysis results show that the attitude determination error and drift rate error are good enough to satisfy the mission of a candidate spacecraft.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권2호
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• pp.96-100
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• 2006

본 논문은 위성의 자세정보를 획득하는 센서로서 과학기술위성2호에 장착하기 위해 개발 중인 이중 머리 별 추적기를 소개한다. 대부분의 별 센서는 위성의 한쪽 방향만 지향하기 때문에 태양 및 지구 영역으로 지향할 경우 별 인식이 불가능하다. 그래서 시스템은 두개의 카메라를 직각의 방향으로 지향하여 동시에 두개의 영상을 입력 받고 하나의 영상에서 별 인식을 실패할 경우 다른 영상에서 별 인식을 수행하여 별 인식률을 높이도록 구현하였다. 논문에서는 이중머리 별 추적기의 시험모델을 소개하고 별 인식 및 별 추적 알고리즘을 제안하였다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.66-76
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• 2005

이 연구는 통계학적인 방법을 이용하여 별 추적기의 가시도를 해석하였다. 별 추적기의 시선벡터에 대한 함수로서, 몇 가지 위성 자세 모드 상태에서 임의의 위성의 위치로부터 별 추적기가 태양과 지구에 의해 가려지는 확률, 태양 전지판에 의해 별 추적기가 가려지는 확률, 태양 전지판에 의한 태양 빛의 반사 확률을 계산하였다. 별 추적기의 이용도가 가장 높은 영역을 찾아 별 추적기의 시선벡터 방향을 결정하였는데, 두개의 최적화된 별추적기의 배치는 각각 고도각 -40도, 방위각 -35도와 고도각 -40도, 방위각 -150도로 나타났다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제31권4호
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• pp.353-360
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• 2015

Earth's gravity field recovery was improved after the pre-processing upgrade of the Gravity Recovery And Climate Experiments (GRACE) satellite's star trackers. The star tracker measurements were filtered with a tighter low-pass filtering of 0.025Hz cutoff frequency, instead of a nominal filtering of 0.1Hz cutoff frequency. In addition, a jump removal algorithm was applied to remove discontinuities, due to direct Sun and/or Moon interventions, in the star tracker measurements. During the K-Band Ranging (KBR) calibration maneuvers, large attitude variations could be detected concurrently by both of the star trackers and the accelerometer. The misalignment angles of star trackers between the true frame and the normal frame could be determined by comparing measurements from these sensors. In this paper, new Earth' gravity field maps were obtained using above improvement. Based on comparisons to nominal Earth's gravity field maps, the new Earth's gravity field maps were found better than the nominal ones. Among the applied methods, the misalignment calibration of the star trackers had a major impact on the improvement of the new Earth's gravity field maps.

• 항공우주기술
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• 제5권2호
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• pp.90-101
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• 2006

자세제어계 센서 보정알고리즘을 이용하여 자이로와 별 추적기의 보정 파라미터를 추정하였다. 보정알고리즘은 칼만필터로 구현하였다. 자이로의 파라미터를 추정하기 위해서는 보정기동이 필요하며, 별 추적기의 요구조건 내에서 보정기동을 수행하였다. 보정기동 동안에 별 추적기가 태양, 지구, 달에 대해서 영향을 받는지를 분석을 하였다. 또한 별 추적기를 보정하기 위해서는 카메라 영상 정보를 이용하였다. 이러한 카메라 영상 정보는 지상 제어점과 인공위성의 궤도 정보를 이용하여 모사하였으며, 별 추적기 보정 파라미터 추정의 정밀도는 카메라 영상 정보의 정밀도에 따라 다르다.