• 한국항공우주학회지
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• 제45권10호
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• pp.881-891
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• 2017

본 논문에서는 인공위성의 궤도예측을 위해 사용되는 미국 합동우주관제센터(JSpOC, Joint Space Operation Center)의 TLE(Two Line Element) 정보에 대한 SGP4(Simplified General Perturbations 4) 모델의 장기 궤도예측 오차를 줄이기 위해 과거의 TLE 정보들을 이용한 보상기법을 적용하여 새로운 TLE 정보를 생성하는 방법에 대해 기술하고 있다. 이를 위해 과거 특정 시점에서의 TLE 정보를 바탕으로 현재까지 궤도전파를 한 데이터와 동일기간 동안 미국 합동우주관제센터에서 공개된 모든 TLE를 이용해서 궤도전파를 수행한 데이터를 비교하여 계산한 궤도잔차를 이용하였다. 이러한 궤도잔차 성분은 SGP4 궤도전파 모델에 의한 궤도오차 증가 경향을 보여주고 있기 때문에 궤도오차 보정을 위해 해당 궤도잔차 성분들을 적절한 함수로 표현하였다. 이후, 현재 시점에서 공개된 TLE 정보를 이용한 SGP4 궤도전파 데이터에 해당 잔차함수를 적용함으로써 장기 궤도전파에 따른 SGP4 모델의 궤도오차를 줄일 수 있었으며, 이를 바탕으로 새로운 TLE 정보를 생성하였다. 본 논문에서 일주일의 궤도전파에 대한 시뮬레이션을 통해 기존의 TLE를 이용한 궤도전파 오차가 4km 정도인 반면 새로운 TLE 생성기법에 의한 궤도전파 오차가 약 2km 수준으로 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제5권1호
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• pp.31-43
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• 1988

인공위성의 추적자료로부터 예비궤도를 결정하고 이것을 초기값으로 해서 계산한 관측치 (C) 와 실제의 관측치(O)의 차이가 최소가 될때까지 반복계산함으로써, 어떤 시각에 있어서 실제의 궤도에 가장 가까운 접융궤도 요소를 얻어내는 미분보정의 과정을 수행했다. 추적한 인공 위성은 TIROS-N계열 위성인 NOAA - 9이고 추척자료는 컴퓨터에 의한 프로그랭 추척을 위해서 TBUS의 평균궤도요소로부터 미리 계산한 예측자료와 위성으후부터 송신되는 1.707GHz의 HRPT신호를 전파연구소의 직경 5m인 자동추적안테나로 추적해서 얻은 실제 자료를 이용했다. 예비궤도의 결정은 추적 자료에 따라 Gauss 방법과 Herrick -Gibbs 방법을 사용했고 미분보정의 과정에 있어서 미분보정행렬의 각 원소들은 Escobal(1975)의 해석적인 방법과 f, g급수를 이용한 수치적인 방법으로 각각 구해서 그 결과를 비교해 보았다. 해석적인 방법파 수치적인 방법의 결과는 거의 일치하였고 각 시간간격에 따른 예비궤도가 다름에도 불구하고 미분보정된 궤도는 같은 값으로 수령했다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권7호
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• pp.123-129
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• 2002

본 논문은 실제 저궤도 위성에서 GPS를 이용하여 궤도를 추정하는 연구 결과를 담고 있다. 우리별 3호의 GPS 수신기가 실제 측정한 3차원 위치 및 속도 정보를 이용하였으며, 추정 알고리즘으로는 실시간 계산을 위한 확장 칼만필터와 후처리를 위한 스무더를 사용하였다. 스무더는 확장 칼만필터를 통과한 값을 이용하여 다시 역으로 추정하는 과정을 거치게 되므로 전체적으로 안정화된 추정값을 제공한다. 본 논문에서는 스무더를 적용한 추정값을 이용하여 우리별 3호의 케플러 궤도 요소를 계산하고, 분석하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제14권2호
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• pp.183-192
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• 2013

This paper presents formation reconfiguration using impulsive control input for spacecraft formation flying. Spacecraft in a formation should change the formation size and/or geometry according to the mission requirements and space environment. To modify the formation radius and geometry with respect to the leader spacecraft, the follower spacecraft generates additional control inputs; the two impulsive control inputs are general control type of the spacecraft system. For the impulsive control input, Lambert's problem is modified to construct the transfer orbit in relative motion, given two position vectors at the initial and final time. Moreover, the numerical simulation results show the transfer trajectories to resize the formation radius in the radial/along-track plane formation and in the along-track/cross-track plane formation. In addition, the maneuver characteristics are described by comparing the differential orbital elements between the reference orbit and transfer orbit in the radial/along-track plane formation and along-track/cross-track plane formation.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제16권2호
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• pp.167-176
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• 1999

The optimal initial inclination for minimizing the variation of the Local Time of Ascending Node(LTAN) during the three year mission of the KOMPSAT is investigated. At first, the analytical equation for the inclination change by the Sun is derived and the optimal initial inclination by analytical method is derived. Then the analytically derived optimal inclination is checked by the numerical orbit propagation with including all major perturbations. Four different cases of the initial orbital elements are used for monitoring the LTAN variation of the LTAN. Therefore, a new optimal initial inclination by numerical orbit propagation for the KOMPSAT is found. In addition, the variations of the mean and osculating semi-major axis are investigated with the different atmospheric density values. The mean eccentricity vs. argument of perigee diagram for the frozen orbit is obtained.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제14권2호
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• pp.355-366
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• 1997

This paper presents a comprehensive analytical approach for determining key maneuver parameters associated with the acquisition and maintenance of the ground track for a low-earth orbit. A livearized model relating changes in the drift rate of the ground track directly to changes in the orbital semi-major axis is also developed. The effect of terrestrial atmospheric drag on the semi-major axis is also explored, being quantified through an analytical expression for the decay rate as a function of density. The non-singular Lagrange planetary equations, further simplified for nearly circular orbits, provide the desired relationships between the corrective in-plane impulsive velocity increments and the corresponding effects on the orbit elements. The resulting solution strategy offers excellent insight into the dynamics affecting the timing, magnitude, and frequency of these maneuvers. Simulations are executed for the ground track acquisition and maintenance maneuver as a pre-flight planning and analysis.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제10권1호
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• pp.17-27
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• 1993

The orbit characteristics and perturbation effects of an artificial satellite with critical inclination have been studied. The critical inclination problem in artificial satellite theory is treated as Ideal Resonance Problem(IRP). The KITSAT-1 satellite launched by Arian 42P at Guiana in August 11, 1992 has orbital inclination close to the critical value cos-1(1/√5). In that case, there is a singularity in some perturbation terms and perigee of the orbit is fixed because d$\omega$/dt is theoretically equal to zero. But actually the long periodic behaviour in argument of perigee, $\omega$ shows a small oscillation. The causes of the oscillation and the relativistic effect in IRP have been studied and applied to the KITSAT-1. The geo-potential perturbation terms which are seperated inclination terms have been obtained using Algebraic manipulation. Also luni-solar disturbing funtion based on the relative position of the sun, moon, and satellite has been obtained. Phase portraits are used to depict the change of eccentricity and grgument of perigee. The variations of each orbital elements have been obtained in case of the KITSAT-1.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제36권3호
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• pp.169-180
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• 2019

In this study, a batch least square estimator that utilizes optical observation data is developed and utilized to determine geostationary orbits (GEO). Through numerical simulations, the effects of error sources, such as clock errors, measurement noise, and the a priori state error, are analyzed. The actual optical tracking data of a GEO satellite, the Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS), provided by the optical wide-field patrol network (OWL-Net) is used with the developed batch filter for orbit determination. The accuracy of the determined orbit is evaluated by comparison with two-line elements (TLE) and confirmed as proper for the continuous monitoring of GEO objects. Also, the measurement residuals are converged to several arcseconds, corresponding to the OWL-Net performance. Based on these analyses, it is verified that the independent operation of electro-optic space surveillance systems is possible, and the ephemerides of space objects can be obtained.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제12권2호
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• pp.244-255
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• 1995

위성의 미션은 적합한 궤도가 선태기될 때 적절히 수행될 수 있다. 지구를 관측하는 원격탐사 위성의 경우, 관측의 특성에 따라 최적의 태양고도각을 유지해야 하므로 태양동주기 궤도가 적합하다. 지구의 비대칭 중력포텐셜로 인한 영년섭동력을 이차항까지 전개하고 영년섭동력에 의한 승교점의 변화로부터 태양동주기 궤도를 유지하기 위한 제한조건을 유도하였다. 또한, 태양동주기 궤도의 고도와 궤도기울기를 계산하기 위한 알고리즘을 제시하고, 이 방법을 이용하여 미국의 ERTS 위성과 인도의 IRS 위성 등 네 개의 원격탐사 위성의 고도와 궤도기울기를 계산해 보았다. 이 위성의 궤도요소로부터 궤도를 쳬측하여 얻은 지상궤적을 통해 계산된 결과를 검증하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제33권1호
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• pp.11-31
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• 2012

카울라에 의해 완성되었던 인공위성궤도이론과 케플러의 법칙을 다시 다루었다. 카울라의 원문에서는 생략되었던 부분을 포함한 모든 수식유도과정을 상세히 기술하였다. 특히 15개의 독립적인 라그랑지 괄호들을 계산하는 데에 변환행렬의 직교성을 사용하여, 간결성과 명확성을 이루었다. 여러 중간단계에서 중요한 물리적인 개념들에 대한 설명도 추가하였다. 카울라의 개념적 오류 한 개를 정정하였다.