• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제16권2호
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• pp.159-166
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• 1999

As the spatial resolution of remote sensing satellites becomes higher, very accurate determination of the position of a LEO (Low Earth Orbit) satellite is demanding more than ever. Non-symmetric Earth gravity is the major perturbation force to LEO satellites. Since the orbit propagation is performed in the celestial frame while Earth gravity is defined in the terrestrial frame, it is required to convert the coordinates of the satellite from one to the other accurately. Unless the coordinate conversion between the two frames is performed accurately the orbit propagation calculates incorrect Earth gravitational force at a specific time instant, and hence, causes errors in orbit prediction. The coordinate conversion between the two frames involves precession, nutation, Earth rotation and polar motion. Among these factors, unpredictability and uncertainty of Earth rotation, called UTI-UTC, is the largest error source. In this paper, the effect of UTI-UTC on the accuracy of the LEO propagation is introduced, tested and analzed. Considering the maximum unpredictability of UTI-UTC, 0.9 seconds, the meaningful order of non-spherical Earth harmonic functions is derived.

• 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.

• 항공우주기술
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• 제5권2호
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• pp.205-212
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• 2006

고도 800km 이내의 저궤도 위성에 가장 큰 영향을 주는 요소는 지구 대기 항력이다. 지구 저궤도의 대기 밀도는 해수면의 대기 밀도에 비하여 매우 낮지만 항력에 의한 영향이 매 주기 마다 누적되면서 근지점에서 속도가 점진적으로 줄어든다. 근지점에서의 속도 감소는 곧바로 원지점의 고도 감소를 가져오게 되고 이심률이 작아지면서 최종적으로 원궤도로 바뀌게 된다. 본 논문에서는 이러한 대기 항력 및 수명 계산 방법에 대하여 기술하였다. 또한 항력의 크기를 결정하는 대기 밀도에 관해서 알아보고 KSLV-I에 사용될 킥모터와 위성의 수명을 Satellite Tool Kit 프로그램으로 계산하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2007년도 Proceedings of ISRS 2007
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• pp.207-210
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• 2007

A part of the big differences between LEO(Low Earth Orbit) and GEO(Geostationary Earth Orbit) satellite is that transfer orbit is used or not or what tolerance of the position on the mission orbit is permitted. That is to say, the transfer orbit is not used and the constraint of orbit position is not adapted on LEO satellite. Whereas for GEO satellite case, the transfer orbit shall be used due to the very high altitude and the satellite shall be stayed in the station keeping box which is permitted on the mission orbit. These phases are functions for AOCS mission. The aim of this paper is to introduce the AOCS hardware configuration for COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite). The AOCS hardware of COMS consist of 3 Linear Analogue Sun Sensors (LIASS), 3 Bi-Axis Sun Sensors (BASS), 2 Infra-Red Earth Sensors (IRES), 3 Fiber Optical Gyroscopes (FOG), 5 momentum wheels and 14 thrusters. In this paper, each component is explained how to be used, how to locate and what relation between the AOCS algorithm and these components.

• 한국경영과학회지
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• 제22권4호
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• pp.37-50
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• 1997

We consider the channel allocation problem for the earth orbit (LEO) satellite systems. This problm is known to be NP-complete and a couple of heuristic algorithms have been developed. In this paper, we convert the problem into a simpler form through the concept of pattern. And we suggest another algorithm based on Simulated Annealing for this simplified problem. The results of performance comparison show that our method works very well. Simulation results are reported.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권2호
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• pp.167-180
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• 2008

지구관측 영상위성의 해상도는 위성에 장착된 광학카메라의 Field of View(FOV)와 위성의 임무고도에 의해 결정된다. 따라서 카메라의 FOV가 고정된 경우 해상도를 향상시키는 방법은 위성의 임무고도를 낮추는 것이다. 하지만 저고도일수록 대기저항에 의한 위성의 고도감소가 크게 나타나고 이를 보정하기 위해 많은 연료가 필요하게 된다. 이 연구에서는 초저고도에 있는 위성의 임무도 유지를 위하여 필요한 연료량 산출을 분석하고자 한다. 이를 위해 지구와 위성 간 2체 문제에 대기저항과 이를 보정하기 위만 주력을 고려하여 운동방정식을 세우고, Legendre-Gauss-Lobatto(LGL) points를 이용한 collocation method를 사용하였다. 지속적으로 임무고도를 유지하는 경우와 고도 상승하강 기동을 하여 임무고도를 대략 유지하는 경우에 대한 소모되는 연료량을 비하였다. 고도 상승하강 기동의 방법이 임무고도를 유지하기 위하여 더 적은 연료를 소모하였다. 고도 상승하강 기동방법을 이용할 때 고도상승의 주기 변화로 얻어지는 연료이득은 작고, 태양활동 시기나 위성의 임무고도변화는 연료 사용에 큰 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었다. 또한 여러 가지 조건에 대한 연료소모량을 구체적으로 제시하였다. 이 연구를 통해서 얻어진 알고리즘은 위성의 저고도 유지를 위한 연료량을 산정하는데 많은 도움이 될 것이며, 임무도 설정에 있어서도 원하는 해상도와 연료량을 고려하여 최상의 선택을 할 수 있는 자료를 제공할 수 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제40권1호
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• pp.35-44
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• 2023

Surveillance and reconnaissance intelligence in the space domain will become increasingly important in future battlefield environments. Moreover, to assimilate the military provocations and trends of hostile countries, imagery intelligence of the highest possible resolution is required. There are many methods for improving the resolution of optical satellites when observing the ground, such as designing satellite optical systems with a larger diameter and lowering the operating altitude. In this paper, we propose a method for improving ground observation resolution by using an optical system for a previously designed low orbit satellite and lowering the operating altitude of the satellite. When the altitude of a satellite is reduced in a circular orbit, a large amount of thrust fuel is required to maintain altitude because the satellite's altitude can decrease rapidly due to atmospheric drag. However, by using the critical inclination, which can fix the position of the perigee in an elliptical orbit to the observation area, the operating altitude of the satellite can be reduced using less fuel compared to a circular orbit. This method makes it possible to obtain a similar observational resolution of a medium-sized satellite with the same weight and volume as a small satellite. In addition, this method has the advantage of reducing development and launch costs to that of a small-sized satellite. As a result, we designed an elliptical orbit. The perigee of the orbit is 300 km, the apogee is 8,366.52 km, and the critical inclination is 116.56°. This orbit remains at its lowest altitude to the Korean peninsula constantly with much less orbit maintenance fuel compared to the 300 km circular orbit.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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• pp.367-370
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• 2006

A GPS-based time synchronization technique employing a refined HW circuitry and SW algorithm is considered as fine time-management system for Low Earth Orbit (LEO) remote sensing satellites. By synchronizing the On-Board Time (OBT) within satellites to the GPS 1PPS, a very expensive, highly accurate on-board clock is not required to determine the precise on-board time management. Also, the satellite command generation in ground stations and postprocessing of earth observation data which a particular image is acquired. This paper analyses on-orbit verification of the existing satellite time sync architecture and presents a new time sync architecture, operation and relation between the OBT and the GPS time.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.51-57
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• 2016

우주 비행체의 건강상태를 확인하기 위해서는 매우 많은 종류의 텔레메트리 데이터를 확인해야 하므로 시간이 크게 소요 된다. 그러나 저궤도 위성의 경우 지상국과 교신할 수 있는 횟수 및 시간이 제한적이기 때문에 짧은 시간에 정확히 위성의 상태를 파악하는 것이 중요하다. 또한 운영 중 방사현상 및 급격한 온도 변화 등 극한의 우주 환경에 노출되어 있기 때문에 교신중이 아닐 때에도 위성 자체의 탑재 고장관리 방안이 마련되어 있어야 한다. 본 논문에서는 저궤도 위성의 안전성 향상을 위해 지상 및 위성 자체에서의 자율 운영 방안에 대해 다루도록 한다. 위성 상태확인 소요 시간 단축을 위해 각종 위성 이벤트를 오류와 구분하여 기록한 후 지상으로 전달하면 지상에서는 위성에서 발생하는 문제를 명시적으로 인지하여 즉각적인 조치가 이루어지도록 한다. 또한 각 이벤트의 연관 텔레메트리를 정의하고 지속적으로 발생하는 이벤트 시퀀스를 이용하여 특정 이벤트 발생 시 지상에서 취해야 할 동작을 추천 혹은 자동 수행하는 시스템을 제안한다. 탑재 자율 고장관리 기법으로는 중요 파라미터 선정 후 검사해야 할 주기, 모드 및 문턱값을 지정하여 해당 범위를 벗어날 경우 사전에 지정 된 명령 시퀀스를 수행 하는 방안을 제시한다.

• 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).