• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제35권4호
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• pp.227-233
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• 2018

This study presents the generation and accuracy assessment of predicted orbital ephemeris based on satellite laser ranging (SLR) for geostationary Earth orbit (GEO) satellites. Two GEO satellites are considered: GEO-Korea Multi-Purpose Satellite (KOMPSAT)-2B (GK-2B) for simulational validation and Compass-G1 for real-world quality assessment. SLR-based orbit determination (OD) is proactively performed to generate orbital ephemeris. The length and the gap of the predicted orbital ephemeris were set by considering the consolidated prediction format (CPF). The resultant predicted ephemeris of GK-2B is directly compared with a pre-specified true orbit to show 17.461 m and 23.978 m, in 3D root-mean-square (RMS) position error and maximum position error for one day, respectively. The predicted ephemeris of Compass-G1 is overlapped with the Global Navigation Satellite System (GNSS) final orbit from the GeoForschungsZentrum (GFZ) analysis center (AC) to yield 36.760 m in 3D RMS position differences. It is also compared with the CPF orbit from the International Laser Ranging Service (ILRS) to present 109.888 m in 3D RMS position differences. These results imply that SLR-based orbital ephemeris can be an alternative candidate for improving the accuracy of commonly used radar-based orbital ephemeris for GEO satellites.

• 한국통신학회논문지
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• 제22권12호
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• pp.2763-2771
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• 1997

위성통신의 한정된 자원(궤도, 주파수 등)을 효율적으로 사용하여, 고정위성통신 시스템간의 간섭 효과를 최소화하도록 고정통신위성의 궤도를 선정하는 것이 바람직하다. 본 논문에서는, 정지위성궤도상에 있는 기존 위성의 국제등록현황을 고려하여, 위성망간의 간섭효과가 가장 작도록 최적화 기법을 이용한 위성궤도선정 방법을 제안하였다. 그리고 제안된 방법이 위성궤도선정에 적합함을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제37권3호
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• pp.171-185
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• 2020

This paper presents a methodology for Initial Orbit Determination (IOD) based on a modification of the Laplace's geocentric method. The orbital elements for Near-Earth asteroids (1864) Daedalus, 2003 GW, 2019 JA8, a Hungaria-type asteroid (4690) Strasbourg, and the asteroids of the Main Belt (1738) Oosterhoff, (2717) Tellervo, (1568) Aisleen and (2235) Vittore were calculated. Input data observations from the Minor Planet Center MPC database and Astronomical Observatory of the Technological University of Pereira (OAUTP; MPC code W63) were used. These observations cover observation arcs of less than 22 days. The orbital errors, in terms of shape and orientation for the estimated orbits of the asteroids, were calculated. The shape error was less than 53 × 10^-3 AU, except for the asteroid 2019 JA8. On the other hand, errors in orientation were less than 0.1 rad, except for (4690) Strasbourg. Additionally, we estimated ephemerides for all bodies for up to two months. When compared with actual ephemerides, the errors found allowed us to conclude that these bodies can be recovered in a field of vision of 95' × 72' (OAUTP field). This shows that Laplace's method, though simple, may still be useful in the IOD study, especially for observatories that initiate programs of minor bodies observation.

• 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.

• 천문학회보
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• 제7권
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• pp.3.1-3.1
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• 1982

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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• pp.141-144
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• 2006

The deviations in the injection orbital parameters, resulting from launcher dispersions, need to be estimated and used for autonomous satellite operations. For the proposed small satellite mission of the university there will be two GPS receivers onboard the satellite to provide the instantaneous orbital state to the onboard data handling system. In order to meet the power requirements, the satellite will be sun-tracking whenever there is no imaging operation. For imaging activities, the satellite will be maneuvered to nadir-pointing mode. Due to such different modes of orientation the geometry for the GPS receivers will not be favorable at all times and there will be instances of poor geometry resulting in no output from the GPS receivers. Onboard the satellite, the orbital information should be continuously available for autonomous switching on/off of various subsystems. The paper presents the strategies to make use of small arcs of data from GPS receivers to compute the mean orbital parameters and use the updated orbital parameters to calculate the position and velocity whenever the same is not available from GPS receiver. Thus the navigation message from the GPS receiver, namely the position vector in Earth-Centered-Earth-Fixed (ECEF) frame, is used as measurements. As for estimation, two techniques - (1) batch least squares method, and (2) Kalman Filter method are used for orbit estimation (in real time). The performance of the onboard orbit estimation has been assessed based on hardware based multi-channel GPS Signal simulator. The results indicate good converge even with short arcs of data as the GPS navigation data are generally very accurate and the data rate is also fast (typically 1Hz).

• 대한원격탐사학회지
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• 제15권2호
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• pp.119-130
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• 1999

현재 전 세계적으로 많은 위성관제 및 위성영상데이터 수신처리 지상국에서 저궤도 위성의 추적 및 위성과의 통신을 위하여 NORAD 궤도데이터를 사용하고 있다. 공신력있는 북미우주방위사령부(NORAD)에서는 거의 매일 주기로 수천개의 지구 주회 물체를 관측하여 그 궤도데이터를 인터넷을 통해 전 세계로 공개하고 있으며, 이 데이터를 사용한 위성 궤도 예측은 지상국에서 위성과 통신하기에 충분한 추적정확도를 제공한다. 하지만 고해상도 지구관측 위성의 임무수행을 위해서는 위성의 위치결정 정확도의 중요성 때문에 평균 궤도정보인 NORAD 데이터를 사용하는 대신 자체 위성 관측 및 추적시스템을 운영한다. 우리별 3호의 지상국인 경우 자체 위성 추적시스템이 없는 관계로 위성과의 통신 뿐 아니라 영상촬영 및 처리를 위한 궤도정보를 NORAD 데이터에 의존하고 있다. 본 논문에서는 이러한 NORAD 데이터를 이용하여 위성의 위치를 예측 또는 결정함으로써 고해상도 지구관측 위성이 원하는 지역을 얼마나 정확히 촬영할 수 있는지, 그리고 생성되는 영상 카탈로그의 위치는 실제 촬영된 위치와 얼마나 달라질 수 있는지를 실험, 분석한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.262-271
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• 2024

본 논문에서는 관측소에서 위성을 관측할 때 나오는 광학 관측 데이터인 각도 정보를 통해 A.I 기법 중 하나인 심층 학습을 적용하여 관측소에서 위성까지의 거리 정보를 학습시켜 거리 정보를 예측하게 만들어 위성의 궤도결정 정밀도를 높였다. 이를 위해 GMAT에서 관측 데이터를 생성하고, 생성된 관측 데이터를 전처리 과정을 통해 심층 학습의 학습 데이터 오차를 줄였으며, MATLAB을 통해 심층 학습을 진행하였다. 학습을 통해 나온 예측된 거리 정보를 토대로 궤도결정의 필터링 기법 중 하나인 확장 칼만 필터를 GMAT을 통해 사용하여 궤도결정을 실시 하였다. 거리 정보가 없는 각도 정보를 가지고 한 궤도결정과 모델을 통해 나온 예측된 거리 정보가 있는 궤도결정 결과를 비교 분석하여 모델의 신뢰성을 검증하였으며, 실제 관측 데이터를 기반으로 결과를 비교 분석하여 궤도결정의 정밀도가 향상됨을 보여준다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제34권1호
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• pp.19-30
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• 2017

The optical wide-field patrol network (OWL-Net) is a Korean optical surveillance system that tracks and monitors domestic satellites. In this study, a batch least squares algorithm was developed for optical measurements and verified by Monte Carlo simulation and covariance analysis. Potential error sources of OWL-Net, such as noise, bias, and clock errors, were analyzed. There is a linear relation between the estimation accuracy and the noise level, and the accuracy significantly depends on the declination bias. In addition, the time-tagging error significantly degrades the observation accuracy, while the time-synchronization offset corresponds to the orbital motion. The Cartesian state vector and measurement bias were determined using the OWL-Net tracking data of the KOMPSAT-1 and Cryosat-2 satellites. The comparison with known orbital information based on two-line elements (TLE) and the consolidated prediction format (CPF) shows that the orbit determination accuracy is similar to that of TLE. Furthermore, the precision and accuracy of OWL-Net observation data were determined to be tens of arcsec and sub-degree level, respectively.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.159.2-159.2
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• 2012

In this study, we propose an effective strategy for precise orbital and geodetic parameter estimation using SLR (Satellite Laser Ranging) observations for ILRS AAC (Associate Analysis Center). The NASA/GSFC GEODYN II software and SLR normal point observations of LAGEOS-1, LAGEOS-2, ETALON-1, and ETALON-2 are utilized for precise orbital and geodetic parameter estimation. Weekly-based precise orbit determination strategy is applied to process SLR observations, and Precise Orbit Ephemeris (POE), TRF (Terrestrial Reference Frame), and EOPs (Earth Orientation Parameters) are obtained as products of ILRS AAC. For improved estimation results, selection strategies of dynamic and measurement models are experimently figured out and configurations of various estimation parameters are also carefully chosen. The results of orbit accuracy assessment of POE and precision analysis of TRF/EOPs for each case are compared with those of existing results. Finally, we find an appropriate strategy for precise orbital and geodetic parameter estimation using SLR observations for ILRS AAC.