The purpose of this study is leading to reduce the setup time and cost of the ground telemetry system for FA-50 program. And using the accumulated experience during T-50 and TA-50 development period, remove the risk of development and construct the optimal ground telemetry system for FA-50. For this study, collect the ground telemetry data of the T-50/TA-50, analyze the data and problems and then suggest the optimal telemetry ground system for FA-50.
KSLV-l의 탑재 시스템은 발사 전부터 발사 후 임무 종료 시까지 발사체 및 탑재위성에 대한 각종동작상태 및 특성에 관한 제반자료를 원격측정 지상국시스템으로 전송한다. 원격측정 지상국시스템의 안테나시스템은 이러한 원격측정신호를 실시간으로 획득한 후 자료 처리시스템으로 공급하고, 자료처리시스템은 수신한 텔레메트리 데이터를 처리.저장한 후 임무진행자들에게 분배하여 발사 진행시 발사임무진행을 위한 판단자료로 활용하도록 한다. 본 논문에서는 KSLV-1 으로부터 텔레메트리 신호를 수신한 후 효율적이고 안정적인 데이터처리과정을 위한 최적의 자료처리시스템의 구성 및 기능을 제시하였다.
지상관제용 텔레메트리 데이터처리시스템(Line-telemetry DPS)은 나로호 발사체의 지상 운용 또는 비행시험 중 상단부에 탑재된 원격측정시스템으로부터 RS-422 인터페이스를 통해 PCM 데이터를 수신하고 데이터처리 후 9개의 TLM(Telemetry) 콘솔을 통해 상단시스템의 상태를 모니터링 하는 시스템이다. Line-telemetry DPS (Data Processing System)는 데이터 취득 및 decommutation을 위한 취득(Acquisition) 서버와 시스템을 관리하는 관리(Management) 서버 그리고 각 탑재 시스템을 모니터링하기 위한 9개의 콘솔로 구성된다. Line-telemetry DPS는 UTC(Universal Time Coordinated) 동기되어 상단부 탑재 원격측정 시스템의 원시(raw) 프레임과 decommutation된 온보드 파라미터를 실시간 검출, 저장, 분배 기능을 수행한다. 본 논문에서는 나로호 상단부의 원격측정시스템에 대한 간략한 소개, 지상 및 비행시험을 위한 Line-telemetry DPS의 기능 및 설계, 비정상 알람 파라미터 설정 정보, 지상/비행시험절차 및 결과에 대해 기술하고자 한다.
In order to understand flying aircraft, satellite, missile, etc, a telemetry ground system is used to receive, record, and process the transmitted radio signal from vehicles. In some cases, a line-of-sight communication is not possible along to the trajectory of vehicles, and multipath fading result in a shade area of communication. A number of telemetry ground systems are installed to overcome this limitation, and acquire the transmitted signal seamlessly. The telemetry signals received by multiple independent ground systems have independent probability of errors since they experienced their own communication channels. In other words, we can exploit the independent error characteristics of received signals by processing them in a hybrid method. The optimum hybrid post-process method is proposed in this study, and applied to process telemetry signals acquired from flight tests.
Telemetry 수신국은 다른 RF 시스템으로부터 간섭에 민감한 고 이득의 지향성 안테나를 사용하고 있으며 간섭 방지에 대한 적절한 규정이 정해져있지 않기 때문에 임무수행 중 목표물 추적 실패 혹은 수신 데이터 손상 등의 사례가 발생될 수 있다. 이에 유럽 전자통신위원회(Electronic Communications Committee; ECC)에서는 2.3GHz 대역을 이용하는 LTE-TDD 수신국과 인접한 Telemetry 시스템 간 간섭분석 방안을 제시하였으며 본 논문에서는 ECC에서 고려하는 간섭분석 시나리오를 바탕으로 공간영역에서 Telemetry 수신국과 LTE-TDD 기지국 또는 단말기 개수별 상호공존 가능한 보호이격거리를 도출하였다.
원격측정 시스템은 비행체의 상태 정보를 계측하여 지상으로 전송하는 시스템이다. 지상에서 수신한 데이터는 비행체의 상태를 모니터링하기 위한 정보로 점검 프로그램을 통해 실시간으로 점검 및 분석이 가능하다. 현재 운용중인 원격측정 자료처리 점검 시스템은 유선 통신을 이용하여 데이터를 전송하고 점검을 수행하도록 구축되어 있다. 계속되는 정보통신기술의 발전으로 스마트 기기가 대중화되면서 무선 통신 네트워크가 중요해지고 있으며, 성능 개선을 위한 기술 개발이 꾸준히 이루어지고 있다. 때문에 본 논문에서는 기존 방식을 탈피하고 미래지향적인 기술을 적용하기 위해 태블릿과 같은 스마트 기기를 통해 점검 가능한 무선 통신(Wi-Fi; Wireless fidelity) 기반의 원격측정 자료처리 지상 점검 시스템을 제안하고 구축하였다. 또한 점검 장비와 점검 프로그램을 연동하여 다양한 환경에서의 테스트를 통해 제안한 점검 시스템의 성능을 확인하였다.
본 논문은 궤적데이터마이닝의 2차 회귀분석 기법을 이용하여 나로우주센터 내 원격자료수신장비에서 우주발사체의 실시간 비행궤적을 보다 정확하게 추정하기 위한 방법을 제시하고 있다. 원격자료수신장비는 추적손실 없이 실시간으로 우주발사체의 비행위치와 상태정보를 수신하기 위한 정확한 위치추정 알고리즘이 필요하다. 따라서 나로호 1차 발사 시, 기존 보간법에 의한 원격자료수신장비 안테나의 거친 구동특성을 보완하고 안정적인 발사체의 위치추정을 위한 2차 회귀기법을 고려하였다. 성능분석을 위해 나로호 1차 비행시험데이터를 사용하였고, 수학적 모델링을 통해 실시간 발사체의 비행위치정보를 추정한 결과가 분석되었다. 분석결과, 궤적데이터마이닝의 2차 회귀기법을 적용한 위치추정알고리즘이 기존의 보간법에 의한 위치추정알고리즘보다 향상된 안테나 구동특성 및 추정정확도를 보였다.
Measurement of blade strain with sensors directly installed on the blade has one critical issue, how to send the sensor signal to the ground. Strain-gauges have been dominantly used to directly measure stress of a blade and either a slip ring or a telemetry system has to be used to send measured signal to the ground. However, both systems have many inherent problems and sometimes very severe limitations to be practically used. In this paper, new on-line strain monitoring method using. FBG(Fiber Bragg Grating) sensors and a beam coupler is introduced. Measurement of rotor stress using FBG sensors is nothing new, but unlike other system which installs all necessary instruments on the rotor and use telemetry system to send data to the ground, this system makes use of light's unique characteristic - light travels through space. In this new approach, single optical fiber with many FBG sensors is installed on the blade and all other necessary instruments can be installed at ground thereby giving tremendous advantages over slip ring or telemetry system. A reference sensor is also introduced to compensate the beam coupler's transmission loss change due to rotation. The suggested system's good performance is demonstrated with experiments.
The basic experiment on the telemetry system of temperature and salinity, which is a study for the effective management of costal fishing-ground nowadays, was carried of 8 days from April 5, 6, 26, 27 , 1996 to May 31 and June 1, 21, 22, 1996 at the fish farm of Yooksam at Samyang-Myun, tongyongkun(34。45.02'N, 128。24.79'E). The results obtained were as follows : 1. The average temperature and salinity of STD of telemetry system was coincided with that of ICTD system calibration precisely. 2. A daily variation of temperature in fish cage which was measured by the telemetry system was influenced mainly by sunrise and sunset. 3. A daily variation of salinity in fish cage which was measured by the telemetry system was influenced mainly by tidal current. 4. The fish school in fish cage was distributed mainly 2~7 m layer during daylight and was arisen to the surface at sunset, was settled down to the bottom at sunrise.
본 연구에서는 국내 우주센터(고흥)에서 위성발사체(KSLV : Korea Space Launch Vehicle) 발사를 위하여 설치 운용될 원격측정(telemetry) 지상 수신국 시스템에 대한 설계를 수행하였다. 국내환경에 맞는 최적의 시스템 설계를 위하여 먼저 우주센터의 지형 지리적 환경 및 위성발사체의 특성을 고려한 지상 수신국 시스템의 배치방안을 도출하고, 발사체에 탑재되는 송신부 특성을 고려하여 최대추적거리(RF Link Budget 요구성능) 및 수신시스템 요구 성능, 자료처리 시스템 요구 성능 등을 분석하였다. 이러한 분석을 바탕으로 발사체로부터 전송되는 원격측정 신호를 안정적으로 수신, 저장, 처리할 수 있는 수신 및 처리 시스템과 시각장비, 교정장비 및 운용통제장비를 설계하였다. 또한, 발사임무진행을 위한 주요 자료를 통제센터(RCC 및 RSC)에 실시간으로 제공하기 위하여 원격측정 자료의 최대 허용 지연시간 및 통신방식을 검토하고, 효율적인 발사임무진행이 가능하도록 양질의 자료를 실시간으로 제공하는 최적의 시스템을 설계하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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