• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권4호
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• pp.499-510
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• 2009

이 논문의 목적은 이온층의 대표적인 교란현상인 Equatorial Spread F(ESF)가 GPS 관측 값을 이용한 저궤도위성의 상대궤도결정에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 궤도결정은 우주기반의 Differential GPS(DGPS)방법을 이용했으며, 궤도결정 성능의 분석을 위해 ESF가 발생하지 않는 시점인 2004년 10월 한 달간에 대해 GRACE 두 위성의 상대궤도를 결정하였다. 궤도결정 정밀도를 검증하기 위해 상대궤도 정보로부터 계산된 기선거리를 K-Band Ranging 관측 값과 비교하였고, 그 결과 기선거리의 평균오차는 약 2~3mm($1{\sigma}$)였다. 이 결과를 바탕으로 하여 ESF가 우주기반 DGPS 자료처리에 미치는 영향을 분석하기 위해 ESF가 자주 발생한 2003년과 거의 발생하지 않은 2004년에 대해 2주씩 자료처리를 수행하였다. 그 결과 2003년의 2주간 평균 기선 거리 오차는 약 15mm로 2004년의 2주간 평균 3.5mm보다 상대적으로 켰으며, K-Band Ranging 센서를 통해 그 당시의 ESF로 보이는 이온층의 교란현상이 상대적으로 많이 발생하였음을 확인 하였다. 이 연구를 통해 ESF가 자주 발생할 것으로 예상되는 태양활동 극대기의 경우 우주기반 DGPS 자료처리 시 ESF의 영향을 고려해야 하며, 이를 극복하기 위한 방안이 필요함을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제29권4호
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• pp.351-362
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• 2012

We made a study on real-time determination method for relative position using the laser-measured distance data between satellites. We numerically performed the determination of relative position in accordance with extended Kalman filter algorithm using the vectors obtained through nonlinear equation of relative motion, laser simulator for distance measurement, and attitude determination of chief satellite. Because the spherical parameters of relative distance and direction are used, there occur some changes in precision depending on changes in relative distance when determining the relative position. As a result of simulation, it was possible to determine the relative position with several millimeter-level errors at a distance of 10 km, and sub-millimeter level errors at a distance of 1 km. In addition, we performed the determination of relative position assuming the case that global positioning system data was not received for long hours to see the impact of determination of chief satellite orbit on the determination of relative position. The determination of precise relative position at a long distance carried out in this study can be used for scientific mission using the satellite formation flying.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제1권1호
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• pp.59-64
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• 2012

Precise Point Positioning (PPP) has been widely used in navigation and orbit determination applications as we can obtain precise Global Positioning System (GPS) satellite orbit and clock products. Kinematic PPP, which is based on the GPS measurements only from the spaceborne GPS receiver, has some advantages for a simple precise orbit determination (POD). In this study, we developed kinematic PPP technique to estimate the orbits of GRACE-A satellite. The comparison of the mean position between the JPL's orbit product and our results showed the orbit differences 0.18 cm, 0.54 cm, and 0.98 cm in the Radial, in Along-track, and Cross-track direction respectively. In addition, we obtained the root mean square (rms) values of 4.06 cm, 3.90 cm, and 3.23 cm in the satellite coordinate components relative to the known coordinates.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제20권1호
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• pp.1-10
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• 2003

A precise kinematic orbit determination (P-KOD) procedure for Low Earth Orbiter(LEO) using the GPS ion-free triple differenced carrier phases is presented. Because the triple differenced observables provide only relative information, the first epoch's positions of the orbit should be held fixed. Then, both forward and backward filtering was executed to mitigate the effect of biases of the first epoch's position. p-KOD utilizes the precise GPS orbits and ground stations data from International GPS Service (IGS) so that the only unknown parameters to be solved are positions of the satellite at each epoch. Currently, the 3-D accuracy off-KOD applied to CHAMP (CHAllenging Min-isatellite Payload) shows better than 35 cm compared to the published rapid scientific orbit (RSO) solution from GFZ (GeoForschungsZentrum Potsdam). The data screening for cycle slips is a particularly challenging procedure for LEO, which moves very fast in the middle of the ionospheric layer. It was found that data screening using SNR (signal to noise ratio) generates best results based on the residual analysis using RSO. It is expected that much better accuracy are achievable with refined prescreening procedure and optimized geometry of the satellites and ground stations.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제33권1호
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• pp.37-44
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• 2016

This paper presents an algorithm for Real-Time Orbit Determination (RTOD) of navigation satellites for the Korean Regional Navigation Satellite System (KRNSS), when the navigation satellites generate ephemeris by themselves in abnormal situations. The KRNSS is an independent Regional Navigation Satellite System (RNSS) that is currently within the basic/preliminary research phase, which is intended to provide a satellite navigation service for South Korea and neighboring countries. Its candidate constellation comprises three geostationary and four elliptical inclined geosynchronous orbit satellites. Relative distance ranging between the KRNSS satellites based on Inter-Satellite Ranging (ISR) is adopted as the observation model. The extended Kalman filter is used for real-time estimation, which includes fine-tuning the covariance, measurement noise, and process noise matrices. Simulation results show that ISR precision of 0.3-0.7 m, ranging capability of 65,000 km, and observation intervals of less than 20 min are required to accomplish RTOD accuracy to within 1 m. Furthermore, close correlation is confirmed between the dilution of precision and RTOD accuracy.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제15권1호
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• pp.183-196
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• 1998

SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상과 수치지형표고모형(DEM: Digital Elevation Model)을 이용하여 3차원 입체영상지도를 만드는 과정이 소개된다. 영상좌표와 DEM의 지리적 좌표 계를 이어주기 위해서는 그 연결고리로써 위성의 궤도결정과 자세결정의 방법을 이용하여 영상신호 취득 기하를 정밀하게 모형 화하는 작업이 요구된다. 이를 위해 사례연구 대상으로 삼은 RADARSAT의 궤도결정과 자세결정을 수행하였다. 궤도결정을 위해서는 영상신호 취득 시 관측된 영도 플러(zero Doppler) 경사거리를 이용하며, 자세결정을 위해서는 도플러 중심주파수(Doppler centriod)를 이용한다. 엄밀한 영상신호 취득기하를 확립함으로써 위성중심의 정밀한 영상 자리 매김 과정이 소개된다. 기존의 영상자리 매김이 순방향(영상좌표 계에서 지리적 좌표 계)으로 이루어진 것과는 반대로 영상 내에 지형 보정을 동시에 실시하기 위해서 DEM을 이용하여 역 방향(지리적 좌표 계에서 영상좌표 계)으로 수행하였다. 위성과 지상목표물간의 운동은 지구중심 관성좌표 계에서 기술된다.

• 한국측량학회지
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• 제27권2호
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• pp.149-157
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• 2009

GPS측량에 있어서 GPS위성의 궤도정보는 측량정확도에 영향을 미치는 요소중의 하나이며, GPS측량을 위해 제공되는 위성궤도정보에는 방송력과 정밀력, IGS신속력과 IGS초신속력이 있다. 본 연구에서는 경상북도 울진지역에 연구대상지역을 선정하고 GPS관측을 실시하였으며, 74개의 기선에 대하여 TGO를 이용하여 방송력과 정밀력을 사용하여 기선해석을 실시하고 그 결과를 비교하였다. 비교결과 방송력과 정밀력에 의한 차이는 거의 없는 것으로 나타났으며, 기선길이의 상대정밀도에 있어서 방송력의 경우 0.708ppm, 정밀력의 경우 0.706ppm으로 나타나 정밀력을 사용한 결과가 약간 우수한 것으로 나타났다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제32권3호
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• pp.221-228
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• 2015

To protect and manage the Korean space assets including satellites, it is important to have precise positions and orbit information of each space objects. While Korea currently lacks optical observatories dedicated to satellite tracking, the Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) is planning to establish an optical observatory for the active generation of space information. However, due to geopolitical reasons, it is difficult to acquire an adequately sufficient number of optical satellite observatories in Korea. Against this backdrop, this study examined the possible locations for such observatories, and performed simulations to determine the differences in precision of optical orbit estimation results in relation to the relative baseline distance between observatories. To simulate more realistic conditions of optical observation, white noise was introduced to generate observation data, which was then used to investigate the effects of baseline distance between optical observatories and the simulated white noise. We generated the optical observations with white noise to simulate the actual observation, estimated the orbits with several combinations of observation data from the observatories of various baseline differences, and compared the estimated orbits to check the improvement of precision. As a result, the effect of the baseline distance in combined optical GEO satellite observation is obvious but small compared to the observation resolution limit of optical GEO observation.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권1호
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• pp.21-34
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• 2005

본 연구에서는 타원궤도상에서 위성의 편대비행을 유지하기 위하여 필요한 포기조건을 결정하고자 한다. 타원궤도일 경우 Hill 방정식으로는 위성간의 상대운동을 기술할 수 없기 때문에, Hill 방정식의 초기조건에 비선형성과 이심률에 대한 보정을 하여 얻은 새로운 운동방정식을 사용했다. 편대비행에서 상대적 거리를 유지하기 위하여 주위성과 부위성의 평균각속도를 일치시키는 구속조건을 이용했다. 이 구속조건은 J2 섭동항을 고려한 것이므로, 이 구속조건을 만족하는 편대비행의 초기조건은 타원궤도에서의 위성편대비행을 유지하는데 잘 적용될 수 있다. 타원궤도에서의 상대운동방정식 초기조건에 J2 섭동을 고려한 구속조건을 적용할 때, 이심률이 0.05 이하이고 위성간의 상대거리가 0.5km 정도인 경우만이 주기적으로 일정하게 간격이 유지되는 결과를 얻을 수 있다. 따라서 이심률이 크지 않은 타원궤도에서는 평균각속도 일치의 구속조건을 사용하여 위성간의 상대거리를 유지할 수 있었다. 이러한 결과를 이용하여 타원궤도에서의 위성편대비행을 위한 효율적인 초기조건을 제공할 수 있고, 위성편대비행의 운용에 있어서 비용을 절감할 수 있는 방법을 제시할 수 있다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.203-208
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• 2006

The main research conducted previously on GPS ionosphere in China is first introduced. Besides, the current investigations include as follows: (1) GPS-based spatial environmental, especially the ionosphere, monitoring, modeling and analysis, including ground/space-based GPS ionosphere electron density (IED) through occultation/tomography technologies with GPS data from global/regional network, development of a GNSS-based platform for imaging ionosphere and atmosphere (GPFIIA), and preliminary test results through performing the first 3D imaging for the IED over China, (2) The atmospheric and ionospheric modeling for GPS-based surveying, navigation and orbit determination, involving high precisely ionospheric TEC modeling for phase-based long/median range network RTK system for achieving CM-level real time positioning, next generation GNSS broadcast ionospheric time-delay algorithm required for higher correction accuracy, and orbit determination for Low-Earth-orbiter satellites using single frequency GPS receivers, and (3) Research products in applications for national significant projects: GPS-based ionospheric effects modeling for precise positioning and orbit determination applied to China's manned space-engineering, including spatial robot navigation and control and international space station intersection and docking required for related national significant projects.