• Current Optics and Photonics
• /
• 제6권1호
• /
• pp.69-78
• /
• 2022

A high-resolution camera is a precise optical system. Its vibrations during transportation and launch, together with changes in temperature and gravity field in orbit, lead to different degrees of defocus of the camera. Thermal refocusing is one of the solutions to the problems related to in-orbit defocusing, but there are few relevant thermal refocusing mathematical models for systematic analysis and research. Therefore, to further research thermal refocusing systems by using the development of a high-resolution micro-nano satellite (CX6-02) super-resolution camera as an example, we established a thermal refocusing mathematical model based on the thermal elasticity theory on the basis of the secondary mirror position. The detailed design of the thermal refocusing system was carried out under the guidance of the mathematical model. Through optical-mechanical-thermal integration analysis and Zernike polynomial calculation, we found that the data error obtained was about 1%, and deformation in the secondary mirror surface conformed to the optical index, indicating the accuracy and reliability of the thermal refocusing mathematical model. In the final ground test, the thermal vacuum experimental verification data and in-orbit imaging results showed that the thermal refocusing system is consistent with the experimental data, and the performance is stable, which provides theoretical and technical support for the future development of a thermal refocusing space camera.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
• /
• pp.452-456
• /
• 2002

자연환경에 노출된 센서기반의 제어장치는 센서오류가 발생하게 된다. 본 논문에서는 센서의 오류 보정기능을 갖는 고정밀 태양추적장치를 개발하였다. 다항식회귀분석 (Polynomial Regression)과 주성분 분석(Principal Component Analysis)을 응용하였으며 태양추적장치의 센서를 모델링하고 자체 진단하고 복구하는 방법을 연구하였다. 시스템의 정상동작시의 센서간의 상호관계를 이용한 모델링과 센서 표본값의 주분포 모델인 PCA 모델이 이루어지면 이를 기준으로 센서의 여러 가지 오류를 점검하고 오류센서 신호를 재건을 한다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.39-47
• /
• 2005

본 논문에서는 정지궤도 위성의 상대 운동과 최적화 기법과의 결합을 통해 새로운 형태의 위치유지 기법을 제안하였다. 상대 궤도 운동을 나타내기 위해 궤도 압축방법을 이용하여 비선형 미분 방정식 형태가 아닌 닫힌 해 형태의 모델을 사용하였으며, 매우 정확한 궤도 전파가 가능함을 확인하였다. 기존의 위치유지 기법은 궤도 요소를 이용하여 목표 궤도를 획득함으로써 궤도 형상을 유지하지만, 본 논문에서는 정밀한 위치유지를 위해 위성의 상대 위치를 직접 제어하였다. 최적화 목적 함수의 설정을 통해 다양한 형태의 기동 전략을 수립하였고, 구속 함수를 이용하여 상황에 따른 위치유지 범위를 설정하였다. 이 방법은 최적화 함수의 변경을 통해 다양한 위치유지 기법을 쉽게 적용할 수 있고, 그에 따른 궤도 운동을 분석할 수 있다. 비선형 시뮬레이션을 통해 위성의 위치가 허용범위 내에 적절하게 유지되고 있음을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제14권1호
• /
• pp.136-141
• /
• 1997

임의의 순간 인공위성의 위치와 속도를 정밀하게 계산하기 위해서는 섭동력을 일으키는 우주공간의 환경을 정확하게 이해하고 분석하여 정량화함으로써 섭동력에 대한 수리적인 모형을 만들어야 한다. 이들 우주환경모델에 의해서 인공위성이 받는 총가속도는 2계 미분방정식으로 표현되며, 이 방정식을 두 번 적분함으로써 원하는 시각에서의 인공위성의 위치와 속도를 얻는 코웰방법을 사용하여 궤도예측 알고리즘을 완성하였다. 정지위성의 궤도에 미치는 주요한 섭동력으로는 지구의 비대칭 중력 포텐셜에 의한 섭동력, 태양과 달의 중력에 의한 섭동력, 태양의 복사압에 의한 섭동력들이 있는데, 그것들의 정밀성을 최대한 높이기 위해 spherical harmonic 계수들을 40 $\times$ 40까지 적용할 수 있도록 했으며, JPL DE 403 ephemeris의 polynomial 내삽을 통해 지구로부터 태양과 달까지의 거리를 정밀하게 계산하였다. 그리고 수치적분 방법으로는 적분간격을 자동으로 조절하는 8계 Runge-Kutta single step 방법을 사용하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
• /
• 제8권4호
• /
• pp.209-214
• /
• 2019

Precise point positioning (PPP) requires precise orbit and clock products. International GNSS service (IGS) real-time service (RTS) data can be used in real-time for PPP, but it may not be possible to receive these corrections for a short time due to internet or hardware failure. In addition, the time required for IGS to combine RTS data from each analysis center results in a delay of about 30 seconds for the RTS data. Short-term orbit prediction can be possible because it includes the rate of correction, but the clock correction only provides bias. Thus, a short-term prediction model is needed to preidict RTS clock corrections. In this paper, we used a long short-term memory (LSTM) network to predict RTS clock correction for three minutes. The prediction accuracy of the LSTM was compared with that of the polynomial model. After applying the predicted clock corrections to the broadcast ephemeris, we performed PPP and analyzed the positioning accuracy. The LSTM network predicted the clock correction within 2 cm error, and the PPP accuracy is almost the same as received RTS data.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
• /
• 제3권4호
• /
• pp.155-161
• /
• 2014

The purpose of this study is to develop precise point positioning (PPP) algorithms based on GLONASS code-pseudorange, verify their performance and present their utility. As the basic correction models of PPP, we applied Inter Frequency Bias (IFB), relativistic effect, satellite antenna phase center offset, and satellite orbit and satellite clock errors, ionospheric errors, and tropospheric errors that must be provided on a real-time basis. The satellite orbit and satellite clock errors provided by Information-Analytical Centre (IAC) are interpolated at each observation epoch by applying the Lagrange polynomial method and linear interpolation method. We applied Global Ionosphere Maps (GIM) provided by International GNSS Service (IGS) for ionospheric errors, and increased the positioning accuracy by applying the true value calculated with GIPSY for tropospheric errors. As a result of testing the developed GLONASS PPP algorithms for four days, the horizontal error was approximately 1.4 ~ 1.5 m and the vertical error was approximately 2.5 ~ 2.8 m, showing that the accuracy is similar to that of GPS PPP.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제37권3호
• /
• pp.199-208
• /
• 2020

This paper presents a kinematic ephemeris generator for Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) and its performance test results. The kinematic ephemeris generator consists of a ground ephemeris compressor and an onboard ephemeris calculator. The ground ephemeris compressor has to compress desired orbit propagation data by using an interpolation method in a ground system. The onboard ephemeris calculator can generate spacecraft ephemeris and the Sun/Moon ephemeris in onboard computer of the KPLO. Among many interpolation methods, polynomial interpolation with uniform node, Chebyshev interpolation, Hermite interpolation are tested for their performances. As a result of the test, it is shown that all the methods have some cases that meet requirements but there are some performance differences. It is also confirmed that, the Chebyshev interpolation shows better performance than other methods for spacecraft ephemeris generation, and the polynomial interpolation with uniform nodes yields good performance for the Sun/Moon ephemeris generation. Based on these results, a Kinematic ephemeris generator is developed for the KPLO mission. Then, the developed ephemeris generator can find an approximating function using interpolation method considering the size and accuracy of the data to be transmitted.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
• /
• 대한원격탐사학회 1998년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
• /
• pp.252-256
• /
• 1998

Accurate mapping of satellite images is one of the most important Parts in many remote sensing applications. Since the position and the attitude of a satellite during image acquisition cannot be determined accurately enough, it is normal to have several hundred meters' ground-mapping errors in the systematically corrected images. The users which require a pixel-level or a sub-pixel level mapping accuracy for high-resolution satellite images must use a number of Ground Control Points (GCPs). In this paper, the performance of two geometric correction algorithms is tested and compared. One is the polynomial warping algorithm which is simple and popular enough to be implemented in most of the commercial satellite image processing software. The other is full camera modelling algorithm using Physical orbit-sensor-Earth geometry which is used in satellite image data receiving, pre-processing and distribution stations. Several criteria were considered for the performance analysis : ultimate correction accuracy, GCP representatibility, number of GCPs required, convergence speed, sensitiveness to inaccurate GCPs, usefulness of the correction results. This paper focuses on the usefulness of the precision correction algorithm for regular image pre-processing operations. This means that not only final correction accuracy but also the number of GCPs and their spatial distribution required for an image correction are important factors. Both correction algorithms were implemented and will be used for the precision correction of KITSAT-3 images.

• 한국측량학회지
• /
• 제31권6_1호
• /
• pp.455-461
• /
• 2013

아리랑 3호는 2012년 5월 18일에 발사된 다목적실용위성으로서, 탑재된 AEISS센서는 고도 685km의 태양주기 궤도상에서 0.7m의 공간해상도 흑백 영상과 2.8m 공간해상도의 다중 파장대 영상을 폭 16.8km로 획득한다. 아리랑 3호는 아리랑 2호에 비해 많은 부분에서 성능의 향상이 이루어졌으며 그 중 단일 패스에서 스테레오 영상이 취득 가능하도록 설계되었다. 아리랑 3호를 이용하여 3차원 지형 정보의 추출을 하기 위해서는 정확한 에피폴라 기하를 규명하는 것이 필수적이며, 따라서 본 연구에서는 아리랑 3호 스테레오 영상으로부터 에피폴라 영상 제작을 위한 최적의 영상 변환식을 도출하기 위한 에피폴라 곡선의 특성에 대해 분석하였다. 영상과 함께 제공되는 RPCs(Rational Polynomial Coefficients)를 기반으로 영상 전역에 해당하는 에피폴라 커브를 도출하고 이에 대한 모양분석을 통해 에피폴라 커브가 최소 3차 다항식 이상의 변환식으로 모델링 될 수 있음을 알 수 있었다. 또한 아리랑 3호 AEISS센서의 두 개의 CCDs라인 특징 또한 확인 가능하였다. RPCs 업데이트 시에도 샘플 방향의 영상 오차를 최소화하기 위해 3차식이 필요했으며, 에피폴라 영상 리샘플링 시에도 3차 영상 변환식을 활용한 경우 최대 0.7 픽셀이내의 정밀한 y시차를 확보할 수 있었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제15권1호
• /
• pp.197-208
• /
• 1998

Ground track manintenance maneuver simulations for the KOMPSAT spacecraft are performed for three and half years. Both longitude targeting and time targeting strate-gies are applied for in-plane maneuvers. The nominal longitude bands of maneuvers for $\pm5km$ and $\pm10km$ are applied for the longitude targeting and the 21-day maneuver time duration is used for the time targeting. Daily solar flux values for the simulation period are derived from the previous solar cycle values. Atmospheric drag formula for the KOMPSAT orbit altitude is derived from Jacchia model using polynomial and sinusoidal curve fitting. Total required delta velocity and proper time between successive maneuvers are estimated during ground track maintenance maneuver simulations.