• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제2권1호
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• pp.95-108
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• 2015

Automatic Dependent Surveillance Broadcast (ADS-B) is quickly being adopted by aviation safety authorities around the world as the standard for aircraft tracking. The technology provides the opportunity for live tracking of aircraft positions within range of an ADS-B receiver stations. Currently these receiver stations are bound by land and local infrastructural constraints. As such there is little to no coverage over oceans and poles, over which many commercial flights routinely travel. A low cost space based ADS-B receiving system is proposed as a constellation of small satellites. The possibility for a link between aircraft and satellite is dependent primarily on proximity. Calculating the likelihood of a link between two moving targets when considering with the non-periodic and non-uniform nature of actual aircraft flight-paths is non-trivial. This analysis of the link likelihood and the performance of the tracking ability of the satellite constellation has been carried out by a direct simulation of satellites and aircraft. Parameters defining the constellation (satellite numbers, orbit size and shape, orbit configuration) were varied between reasonable limits. The recent MH370 disappearance was simulated and potential tracking and coverage was analysed using an example constellation. The trend of more satellites at a higher altitude inclined at 60 degrees was found to be the optimal solution.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권1호
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• pp.54-62
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• 2017

ISR(Intelligence, Surveillance and Reconnaissance) 임무를 위한 관측위성의 경우 임무운용개념이 요구되는 동시에 특정 관심영역을 주기적으로 탐지 가능한지에 대한 임무 효용성 분석이 필요하다. 이를 위해서는 군집궤도 형상에 대한 최적설계가 수행되어야 한다. 본 논문에서는 위성군집 형성방법으로 Walker-Delta 방식을 적용하여 특정 관심영역을 탐지하기 위한 군집형상에 대한 분석을 수행하였다. 임무수행의 효용성을 평가하기 위해 재방문주기 성능을 핵심 요구조건으로 선정하였다. 본 연구에서는 4기 SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성군집을 적용한 임무분석 과정을 보여주고, 요구조건을 만족시키는 궤도배치 형상결과를 제시하였다. 군집궤도의 성능지수 분석은 개발된 분석 알고리즘을 기반으로 수행하였으며, ISR 임무를 위한 군집궤도 형상은 한 궤도면에 한 기의 위성이 배치되는 4개 궤도면의 형상이 적합한 것으로 분석되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.1279-1286
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• 2009

본 논문에서는 저궤도 위성망(LEO satellite network)과 FS 시스템(Fixed Service system) 동일한 하향 링크 주파수를 사용하는 통신 환경에서 두 시스템이 간섭 영향 없이 운용될 수 있는 방안을 연구하였다. 저궤도 위성망에 의한 FS 시스템으로의 간섭 시나리오의 경우 동시에 운용되는 저궤도 위성 빔의 수에 따라 FS 시스템의 영역을 정의하여 각 영역에서의 간섭 영향을 분석하였다. 또한 FS 시스템에 의한 지구국으로의 간섭 시나리오에서는 지구국의 보호 영역을 정의하여 보호 영역의 반경에 따른 간섭 영향을 분석하였다. 분석한 결과는 두 스템이 간섭 영향 없이 운용될 수 있는 공유 조건으로 FS 시스템의 설계 단계에 활용될 수 있다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.60-69
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• 2015

제로 포인트 콘스텔레이션(zero point constellation)을 이용하는 수정된 변조방식에 의해 평균 전력 절감 방법뿐만 아니라 콘스텔레이션 추정을 기반으로 하는 새롭고 효율적인 도플러 효과 보상 방법이 이론 해석과 적절한 시뮬레이션을 통해 제시된다. 제안된 방식은 고속 차량의 이동 단말에 대하여 전력을 제한하는 트랜스폰더(transponder)에 의해 중계되는 위성 OFDM 신호에 매우 효과적이다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제4권2호
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• pp.43-55
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• 2015

In the case of satellite navigation positioning, the shielding of satellite signals is determined by the environment of the region at which a user is located, and the navigation performance is determined accordingly. The accuracy of user position determination varies depending on the dilution of precision (DOP) which is a measuring index for the geometric characteristics of visible satellites; and if the minimum visible satellites are not secured, position determination is impossible. Currently, the GLObal NAvigation Satellite system (GLONASS) of Russia is used to supplement the navigation performance of the Global Positioning System (GPS) in regions where GPS cannot be used. In addition, the European Satellite Navigation System (Galileo) of the European Union, the Chinese Satellite Navigation System (BeiDou) of China, the Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) of Japan, and the Indian Regional Navigation Satellite System (IRNSS) of India are aimed to achieve the full operational capability (FOC) operation of the navigation system. Thus, the number of satellites available for navigation would rapidly increase, particularly in the Asian region; and when integrated navigation is performed, the improvement of navigation performance is expected to be much larger than that in other regions. To secure a stable and prompt position solution, GPS-GLONASS integrated navigation is generally performed at present. However, as available satellite navigation systems have been diversified, finding the minimum satellite constellation combination to obtain the best navigation performance has recently become an issue. For this purpose, it is necessary to examine and predict the navigation performance that could be obtained by the addition of the third satellite navigation system in addition to GPS-GLONASS. In this study, the current status of the integrated navigation performance for various satellite constellation combinations was analyzed based on 2014, and the navigation performance in 2020 was predicted based on the FOC plan of the satellite navigation system for each country. For this prediction, the orbital elements and nominal almanac data of satellite navigation systems that can be observed in the Korean Peninsula were organized, and the minimum elevation angle expecting signal shielding was established based on Matlab and the performance was predicted in terms of DOP. In the case of integrated navigation, a time offset determination algorithm needs to be considered in order to estimate the clock error between navigation systems, and it was analyzed using two kinds of methods: a satellite navigation message based estimation method and a receiver based method where a user directly performs estimation. This simulation is expected to be used as an index for the establishment of the minimum satellite constellation for obtaining the best navigation performance.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제20권4호
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• pp.313-318
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• 2003

A communications satellite system placed in three-Lagrange points, $L_3$, $L_4$ and $L_5$, of the restricted three-body problem in Earth-Moon system is proposed in this paper. LEO satellite constellation has been another choice of communications system. The proposed system which is alternatives of limited geostationary orbit resources, has some weak points such as long distance from the Earth, relatively expensive launch cost, long delay time, more required power, and so on. It has good points like less efforts (fuel) for station keeping, less eclipses, etc. This system has limitations for applications to provide commercial services but it is still some attractive points.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권5호
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• pp.8-16
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• 2022

이 논문에서는 전천후 한반도 주변 감시를 위한 초소형 합성 개구 레이더 (synthetic aperture radar, SAR) 위성군의 배치를 위한 궤도 제어를 분석한다. 국내에서 개발하고 있는 Small SAR technology experimental project (S-STEP)는 한반도 주변 지역의 평균 재방문 주기를 확보하기 위해 여러 기의 위성이 여러 궤도 평면에 등간격으로 배치한다. 동일한 궤도 평면에 진입하는 여러 기의 위성들은 궤도 상에 등간격으로 분포하기 위해 발사체로부터의 분리 속도와 이온 추력기를 이용하여 궤도를 제어한다. 동일한 궤도 평면 상에 등간격으로 위성을 배치하는 궤도 전개를 위해 순간 추력으로 위성 사이의 표류율 차이를 조절해 위성군의 형상을 형성한다. 이 논문에서는 여러 가지 형태의 위성군을 제시하고 발사 전략에 따른 위성군의 배치 결과를 제시한다. 또한, 위성군을 형성하는 기간을 단축시키는 방법과 한계를 제시한다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제5권4호
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• pp.181-191
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• 2016

A Satellite Based Augmentation System (SBAS) provides differential correction and integrity information through geostationary satellite to users in order to reduce Global Navigation Satellite System (GNSS)-related errors such as ionospheric delay and tropospheric delay, and satellite orbit and clock errors and calculate a protection level of the calculated location. A SBAS is a system, which has been set as an international standard by the International Civilian Aviation Organization (ICAO) to be utilized for safe operation of aircrafts. Currently, the Wide Area Augmentation System (WAAS) in the USA, the European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) in Europe, MTSAT Satellite Augmentation System (MSAS) in Japan, and GPS-Aided Geo Augmented Navigation (GAGAN) are operated. The System for Differential Correction and Monitoring (SDCM) in Russia is now under construction and testing. All SBASs that are currently under operation including the WAAS in the USA provide correction and integrity information about the Global Positioning System (GPS) whereas the SDCM in Russia that started SBAS-related test services in Russia in recent years provides correction and integrity information about not only the GPS but also the GLONASS. Currently, LUCH-5A(PRN 140), LUCH-5B(PRN 125), and LUCH-5V(PRN 141) are assigned and used as geostationary satellites for the SDCM. Among them, PRN 140 satellite is now broadcasting SBAS test messages for SDCM test services. In particular, since messages broadcast by PRN 140 satellite are received in Korea as well, performance analysis on GPS/GLONASS Multi-Constellation SBAS using the SDCM can be possible. The present paper generated correction and integrity information about GPS and GLONASS using SDCM messages broadcast by the PRN 140 satellite, and performed analysis on GPS/GLONASS Multi-Constellation SBAS performance and APV-I availability by applying GPS and GLONASS observation data received from multiple reference stations, which were operated in the National Geographic Information Institute (NGII) for performance analysis on GPS/GLONASS Multi-Constellation SBAS according to user locations inside South Korea utilizing the above-calculated information.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.79-82
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• 2017

A new and effective Doppler effects compensation scheme for orthogonal frequency division multiplex(OFDM) system based on constellation estimation is presented with analytical descriptions which quantitatively clarify the mechanism of inter-carrier interference(ICI). The proposed compensation techniques, applicable both frequency and time domain with remarkable accuracy, are crucial to the future OFDM system operating on ultra high speed mobile vehicles.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권2호
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• pp.181-198
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• 2008

최근 들어 소형의 저궤도 위성들을 이용해서 특정 지역을 관측하기 위한 위성군의 궤도를 설계하는 것의 중요성이 점점 부각되고 있다. 일반적으로 많이 사용하는 Walker 위성군 설계 방법은 전 지구영역 관측에는 적당하지만 부분적인 지역 관측에는 효율성이 떨어진다. 이 논문에서는 한반도를 효율적으로 관측하기 위한 최적의 위성군 궤도 설계 방법을 연구하였다. 이를 위해 원궤도 중 지표면 반복궤도를 이용하여 위성군을 이루고 있는 위성들의 궤도요소를 직접 조절하는 방법을 사용하였다. 관측 목표 지역에 대해 최소한의 위성을 이용하여 관측 공백시간을 최소화하고 관측시간은 최대화하는 궤도요소를 산출하여 위성군 궤도를 설계하였다. 위성군 설계 결과, 저궤도 위성을 이용하였을 경우, 관측 가능한 최소 고도각을 12도로 가정하였을 때 한반도 지역의 관측을 효율적(관측 공백시간은 1시간 이내로 하면서 최대의 관측시간을 보장)으로 하려면 최소한 4대의 위성이 필요하다는 결과를 얻었다. 그리고 이 연구에서 제시된 방법이 Walker 방법보다 더 효율적이라는 것을 확인하였다. 이 연구를 통해서 개발된 알고리즘은 향후 우리나라가 실제로 위성군을 운영하고자 할 때 사전 임무 설계를 위하여 사용될 수 있다.