• 한국항공우주학회지
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• 제46권7호
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• pp.527-534
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• 2018

본 논문은 최근에 각광 받고 있는 드론(멀티콥터)과 관련하여 비행체의 비행 성능, 특히 비행 가능 시간에 대한 예측과 실험 데이터를 통한 검증 등을 목표로 하여, 제자리 비행에 대한 연구 결과를 제시 하고 있다. 연구 방법을 드론 시스템을 구성하고 있는 여러 부품들을 기능별로 분류하여 부품 수준에서의 제원과 기능에 대한 정리 및 수학적 수식화를 통하여 단위 부품의 성능을 분석 및 실험 데이터를 확보하고, 이들 단위 부품 데이터의 조합을 통하여 드론 시스템의 제자리비행 성능을 예측하는 연구 결과를 보여 주고 있다. 또한 5kg급 쿼드콥터를 이용하여 제자리 비행에 대한 분석을 통하여 비행시간에 따른 전압 변화를 예측, 검증 하였으며 해당 방법을 통해 제자리 비행시간을 예측하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권11호
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• pp.41-47
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• 2005

현재 240여기의 상업용 정지궤도 통신위성이 운용 중에 있지만, GPS 등의 위치항법 위성의 고도보다 높을 뿐만 아니라 나쁜 가시성으로 인하여 중궤도 위치항법시스템을 사용할 수 없으므로 반드시 지상관제소에 의해 추적되어야 한다. 또한 지상관제소에서 관측할 경우 정지궤도 위성은 거의 움직이지 않는 것처럼 보이기 때문에 수 미터급의 정지궤도위성의 위치결정 정밀도를 높이기 위해서 충분히 멀리 떨어진 2곳 이상의 추적안테나를 사용하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 정지궤도 위성의 궤도결정과 자동운용을 위해서 정지궤도 고도보다 높은 2일 주기의 원형궤도를 사용하는 GSPS(Geostationary Satellite Positioning System)을 제안하였다. GSPS는 지상추적소에서 정밀하게 위치가 결정된 자기 자신의 위치정보 및 시각정보, 보정데이터와 정지궤도 위성의 운용을 위한 명령을 GSPS 위성에 전송하여 정지궤도위성에 위치정보를 제공하는 기능을 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권9호
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• pp.88-93
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• 2003

본 논문은 헬리콥터용 시뮬레이션 프로그램 개발에 관한 연구이다. 일반적으로 헬리콥터 비행시뮬레이션에 사용되는 수학모델은 고 충실도를 가져야 한다. 그러므로 시뮬레이션을 실행할 때 보다 정교하 공력 모델이 필요하게 되며, 계산시간이 많이 걸린다. 어떠한 특수 목적을 수행하는 UAV 비행제어시스템에서는 제어기를 설계할 때 사용되는 선형모델을 비선형모델로부터 얻는 시간을 최소화 하는 것이 중요하다. 이와 같은 목적을 달성하기 위한 첫 번째 단계는 실제로 헬리콥터 동특성을 잘 나타내는 비선형 모델을 완성하는 일이다. 두 번째 단계는 비선형방정식으로부터 특정 비행조건에 맞는 트림값을 계산하는 것이다. 그리고 나서 수치적인 방법으로 안정미계수와 조종미계수를 계산하여 특정 비행 상태 조건에 부합하는 선형모델을 구한다. 이러한 과정을 편리하게 처리하는 프로그램을 MATLAB GUI를 사용해서 개발하였다. 이 논문에서 제안된 방법은 기존의 실물크기 모델헬리콥터 시뮬레이션 방법에 비해 간략화된 것이다. 따라서 선형모델을 얻기까지의 연산시간이 짧아서 무인헬리콥터의 비행제어시스템을 설계하는데 유용할 것이다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제18권3호
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• pp.209-218
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• 2001

과학위성 1호의 주 과학임무중의 하나인 전천탐사를 통해 얻어지는 천구의 각 지역별 노출시간을 모의 계산하였다. 현재 계획된 위성운용 시나리오에 의하면 노출시간은 친구적도 지역에서 최소가 되고 극 지역으로 갈수록 증가한다. 한편, SAA (South Atlantic Anomaly)와 달에 의한 영향으로 천구 적도지역에서의 노출시간 추가 감소가 불가피하다. SAA에 의한 노출시간 감소는 SAA의 영향이 별로 없는 고층대기 관측과의 궤도교체 등 간단한 관측 스케줄링을 통해 SAA의 영향을 배제할 수 있다. 그러나 현재의 노출시간 분포는 성찬물질의 진화를 구체적으로 연구하기 위해서는 적절치 않다. 친구의 극 지역에 치중된 노출시간의 효율적 분배를 위해서는 능동적인 지역별 노출시간 분배가 필요하고, 따라서 현재보다 진보된 운용 시나리오 및 관측 스케줄링에 대한 추가 연구가 요구된다

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권4호
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• pp.659-666
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• 2009

탑재체에 따른 위성의 임무가 다양하듯이, 적합한 검보정(Calibration & Validation)을 위한 작업은 탑재체에 따라 특정적인 요소를 가진다. SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성의 경우에는 전파를 사용하여 물체를 인식하므로, 검보정을 위해서 특정한 형태로 전파를 반사하는 목표물을 지상에 설치하여야 한다. 또한 이 목표물은 설계된 위성궤도에서 지상목표물을 획득할 수 있도록 하여야한다. 상기의 목적을 달성하기 위해서는 우선적으로 검보정을 위한 사이트를 면밀히 분석하여야 한다. 여기에서는 상대방사보정(Relative Radiometric Calibration)과 절대방사 보정(Absolute Radiometric Calibration) 중에서 후자를 위한 반사기의 점표적 설치를 위해 적합한 검보정 사이트에 대한 고찰을 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권7호
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• pp.618-626
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• 2011

무인항공기가 복잡한 지형이나 위험 지역에서 안전한 비행을 하기 위해서는 요구되는 경로를 정밀하게 추종할 수 있는 제어기법이 필요하다. 경로추종을 위해 사용되는 PID 제어기에서는 경로의 곡률을 앞먹임하여 추종성능을 개선할 수 있다. 한편 경로를 정밀 추종하기 위해서는 제어기의 이득을 크게 하는 것이 필요하나 비행체의 응답속도가 느린 경우 큰 경로 추종 이득을 사용할 경우 성능 저하 또는 불안정성이 발생할 수 있다. 여기서는 응답지연을 고려하여 앞먹임을 갖는 PID제어기의 설계방법을 고려하였다. 앞먹임에 필요한 경로정보를 간단히 얻기 위해 주어진 경로를 3차 스플라인 방법을 적용하여 3차 다항식으로 나타내었다. 설계한 제어기의 추종성능을 평가하기 위해 높은 고도에서 운용되는 느린 횡방향 동특성을 갖는 무인항공기에 대해 비선형 시뮬레이션을 수행하였다. 제어기에서는 횡방향 동특성을 1차 모델로 가정하여 반영하였다. 시뮬레이션을 통하여 동특성을 고려한 경우는 비행체가 주어진 경로를 매우 정밀하게 추종함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권11호
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• pp.979-987
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• 2012

본 논문에서는 무인전투기의 지형추종을 위한 궤적생성, 유도, 항법 알고리즘을 구현하고 이를 통합하였다. 적 방공망 제압과 같은 위험한 임무를 수행하는 무인전투기는 적의 대공방어망으로부터 생존성을 높이기 위해서 지면을 근접하여 비행하는 지형추종 알고리즘이 필수적으로 요구된다. 무인전투기가 지형추종 비행을 하기 위해서는 경로생성, 유도, 그리고 항법 분야 알고리즘이 통합되어야 한다. 본 논문에서는 항법 알고리즘으로 GPS가 교란된 상황을 대비하여 비선형 필터 기반의 지형참조 항법을 사용하였다. 경로생성을 위해 지형추종에 적합한 경로생성 기법으로 보로노이 다이어그램을 이용하여 적의 대공망을 회피하는 수평경로를 생성하고, Cubic Spline 기법을 사용하여 정해진 수평경로 상에서 지면과의 근접비행이 가능한 수직경로를 생성하였다. 유도 알고리즘으로 전방주시점 기반의 유도법칙인 Follow-the-Carrot 기법과 Pure Pursuit 기법을 사용하여 생성된 경로를 추종하게 하였다. 제안한 통합알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 수치 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권4호
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• pp.327-334
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• 2010

최근 개발된 항공기는 대부분 디지털 Fly-By-Wire(FBW) 혹은 광신호를 사용하는 Fly-By-Light(FBL) 시스템을 사용하고 있다. 이러한 시스템들은 조종사의 직접 조종으로는 불가능하거나 어려운 복잡한 임무의 수행, 비행범위 확장, 신뢰성 향상 등의 장점을 가지고 있다. FBW 기술을 적용한 비행제어기술이 발전됨에 따라 운항 시 안정성 확보 및 보다 효율적인 임무수행을 위해 비행영역(Flight Envelope) 보호의 개념이 항공기 설계에 있어 중요한 문제로 부각되고 있다. 본 논문에서는 dynamic trim 알고리즘, peak response estimation, 제어이득 스케쥴링 등의 방법을 이용해서 항공기의 비행영역 보호를 수행하고, 각 방법의 성능을 비교하여 최적의 제어기를 설계하는 연구를 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권10호
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• pp.823-832
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• 2014

변위 비케플러 궤도란 질량중심이 궤도면에 대하여 변위를 갖는 궤도인데, 일반적인 궤도에 비해 다양한 임무를 수행할 수 있다는 장점이 있다. 비케플러 궤도를 유지하기 위해서는 지속적인 추력이 필요한데, 태양돛 우주선은 연료 소모 없이 지속적으로 추력을 얻을 수 있기 때문에 비케플러 궤도 운용에 적합하다. 본 논문에서는 소모성 추진제와 태양돛에 모두 적용할 수 있는 비케플러 궤도 이론을 소개하고, 태양돛 우주선에 적용시 차이점을 분석하였다. 비케플러 궤도를 4가지 유형으로 분류하고 궤도 유지를 위한 요구가속도를 계산하였다. 각 유형별 궤도안정성 식을 분석하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 불안정 영역에서 궤도를 제어하기 위해 실시간 LQR을 적용한 제어기법을 개발하여 이에 대한 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권9호
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• pp.836-842
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• 2007

본 논문에서는 자동으로 궤도를 결정하고, 신뢰성을 판정한 후 임무계획, 위성추적, 위성위치 표시에 사용하도록 갱신하며, 안테나 추적을 위해 필요한 여러 가지 형태의 궤도데이터 파일을 생성하는 ‘자동 궤도운용 시스템 (KGS automated Operational Orbit Processing System, KOOPS)'의 개발 내용 및 실제 운용 결과를 기술하였다. 개발된 본 시스템은 다양한 형태의 궤도추적 데이터를 처리할 수 있으며, 각 위성 시스템에 따라 필요한 다양한 전처리 및 후처리 프로세스들을 각 위성 별로 개별적으로 설정할 수 있기 때문에 여러 기의 서로 다른 임무를 가진 “다중, 복합” 위성 궤도운용 시스템으로 적용이 가능하다. 아리랑 1호 및 아리랑 2호의 추적 및 임무계획을 위한 비행역학 시스템으로써 적용되어 운용한 결과, 임무운용의 효율성 및 안정성을 크게 높이고, 인력 소요를 대폭 줄이는 효과를 얻을 수 있었다. 본 시스템의 개발 과정과 실제 적용을 통해 얻은 경험은 향후 보다 효율적이고 자동화된 “통합지향형 범용” 비행역학 시스템 개발에 직접 활용될 수 있을 것으로 사료된다.