국내 위성추락상황실 운영

조중현,최영준,임홍서,최진,손주영,전현석,배영호,문홍규,김명진,박장현,임여명,김지혜,현성경 사단법인 한국위성정보통신학회 2013 한국위성정보통신학회논문지 Vol.8 No.4

In Korea, the official monitoring of the atmospheric re-entry of satellites or space debris was initiated by the first operationof a re-entry situation analysis team for the ‘Cosmos 1402’ of the Soviet Union, which main body re-entered on January23, 1983 and radio active core re-entered on February 7, 1983. After this incident, a task force team consisting KoreaAstronomy and Space Science Institute (KASI), Korea Aerospace Research Institute (KARI) and other related institutesoperated a situation monitoring group under the supervision of the Ministry of Science and technology (MOST) for thecontrolled re-entry of the Russian ‘Mir’ space station in 2001. The re-entry of the upper atmospheric weather satellite‘UARS’ of United States had been monitored and analyzed by KASI on September 24, 2011. As the re-entry of the spaceobject has been frequently occurred, the government officials and the experts from MEST (Ministry of Education, Scienceand Technology), KASI, KARI had an urgent official meeting to establish a satellite re-entry monitoring room in KASI andto give an operational authority to KASI in September 14, 2011. Under this decision, the satellite re-entry monitoring roomin KASI has successfully executed the monitoring, data analyzing, official reporting, media contacting, and public announcingfor the German satellite ‘Roentgen’ in October 2011, Russian space explorer ‘Phobos-Grunt’ in January 2012, Russiansatellite ‘Cosmos 1484’ in January 2013, and European geodetic satellite ‘GOCE’ in November 2013 with the support fromthe Korean Air Force and KARI. 국내에서 위성이나 잔해물이 대기권으로 진입하는 상황을 공식적으로 감시한 것은 1983년 1월 23일에 본체가, 동년 2월 7일에 핵연료 코어가 추락한 구 소비에트 연방의 위성 코스모스 1402호의 상황주시를 위해 구)과학기술처가 구성한 추락상황대책반 운영이최초이다. 이 후에 2001년 대기권에 재진입한 러시아 우주정거장 미르의 폐기대책반이 구)과학기술부 주관으로 한국천문연구원과한국항공우주연구원 등 관련기관의 지원으로 운영되었고, 2011년 9월 24일에 있었던 미국의 고층대기기상위성인 UARS (UpperAtmosphere Research Satellite)의 추락이 한국천문연구원에 의해서 분석되었다. 빈번해진 폐기위성 및 우주잔해물의 대기권 재진입상황에 따라 2011년 10월 14일 구)교육과학기술부와 우주 관련 기관인 한국천문연구원과 한국항공연구원의 관련 전문가 그룹이대책회의를 거쳐서 위성추락상황실을 한국천문연구원 내에 설치하고 한국천문연구원 주관으로 운영하기로 결정하였다. 그 결과 이위성추락상황실은 2011년 10월에는 독일 뢴트겐 위성, 2012년 1월에는 러시아 화성 탐사선 포브스 그룬트, 2013년 1월에는 러시아위성 코스모스 1484, 그리고 2013년 11월에는 유럽연합의 측지위성 고체 (GOCE)의 대기권 재진입을 감시, 자료 분석, 관련기관 보고,언론 자료 배포 및 대국민 상황 전파를 실시하였다.

DVB-S2와 주파수 공유하는 해양 위성 통신 시스템 설계

유준규,오덕길,유희정 사단법인 한국위성정보통신학회 2013 한국위성정보통신학회논문지 Vol.8 No.4

In this paper, the Ka-band maritime satellite communication systems for mobile terminals are proposed. The design includesthe link budget analysis, determination of modulation and coding schemes and the overall structure of a transmitter. To avoidthe harmful effects on the existing DVB-S2 services, the proposed maritime satellite system using the same spectrum withDVB-S2 at the same time employs the very wideband spreading transmission. Additionally, omni-directional low-gainantennas should be equipped in a mobile terminal to reduce the system cost. These two considerations limit the maximumtransmission rate of the proposed system. Due to the limitations, the proposed system includes 36 dB or 39 dB spreadinggain depending on the modulation scheme and a link-adaptive repetition method depending on the level of rain attenuation. To support short packets with minimal performance loss, the turbo code used in 3GPP instead of LDPC(low density paritycheck code) is adopted. By combining them, the overall structure of low-rate maritime satellite communication system isdesigned. 본 논문에서는 낮은 이득의 안테나를 갖는 해양 이동 단말을 위한 Ka 대역 해양 위성 통신 시스템 설계 즉, 물리계층 변조 및 부호화방식 그리고 송신단 구조를 제안한다. Ka 대역을 활용하는 기존 DVB-S2 (digital video broadcasting - satellite - secondgeneration) 서비스에 영향을 주지 않으면서, 같은 시간 같은 대역을 이용하여 저속의 위성 통신 서비스를 제공하기 위해서 광대역확산 전송 방식을 사용하였다. 이런 초광대역 전송 방식은 간섭 영향뿐만 아니라, 이동형 해양 단말의 낮은 안테나 이득을 보상하는역할도 한다. 그래서 변조 방식에 따라 36 dB 또는 39 dB의 확산 이득과 적응형 반복 전송을 통하여 Ka 대역의 경로 손실 및 강우감쇄를 극복한다. 그리고 짧은 데이터 길이에도 성능 열화를 최소화하기 위하여 터보부호화 방식을 사용한다. 이를 통하여 DVB-S2시스템에 영향을 주지 않으면서 동시에 저속의 데이터 통신을 수행할 수 있는 해양 위성 통신 시스템을 제안하다.

환경위성 관측정보의 대국민 맞춤형 서비스 제공 방안 연구

최원준,은종원,김상균,최광호 사단법인 한국위성정보통신학회 2017 한국위성정보통신학회논문지 Vol.12 No.4

Recently, the satellite development project in Korea has been changing from demand to focus on various purposes. Especially, it is proposed to process satellite data from a simple terrestrial image observation satellite and to produce high value added information. In order to expand demand for satellite information, it is necessary to develop customized information and to provide information that reflects the needs of the final target population. In this study, we conducted a questionnaire survey and analyzed the results to analyze the requirements for the customized services of environmental satellites. As a result, the environmental satellites were found to have a low awareness due to the launch and operation, but they were highly aware of the recent environmental issues such as fine dust. In addition, they are aware of the necessity of developing independent environmental satellites because they have a strong desire for environmental security, and they prefer to provide materials through media that are easy to publicize and access through the media. 최근 우리나라 위성 개발 사업은 과거와달리 다양한 목적에 따라 수요 중심으로 변화하고 있다. 특히, 단순 지상 영상관측 위성에서벗어나 위성 자료를 가공, 고부가가치 정보 생산에 대한 중요성이 제시되고 있다. 이러한 추세에 따라 위성 정보에 대한 수요 확대를위해 최종 수요 대상인 국민들의 요구 사항을 반영한 맞춤형 개발과 정보 제공이 필요한 시점이다. 이에, 본 연구에서는 환경위성의국민 맞춤형 서비스를 위해 요구사항 분석을 위해 대학생을 중심으로 설문 조사를 시행하고 그 결과를 분석하였다. 그 결과, 환경위성은 발사, 운영 전임에 따라 인지가 부족한 상황이나, 최근 환경이슈인 미세먼지에 대한 인지가 높아 활용의지는 높은 것으로 파악되었다. 또한, 환경안보에 대한 의지가 높아 독자적인 환경위성 개발의 필요성을 인지하고 있으며, 언론 등을 통한 홍보와 접근이용이한 매체를 통한 자료 제공을 선호하는 것으로 나타났다.

우리나라 위성 산업 경쟁력 제고 방안에 관한 연구

은종원 사단법인 한국위성정보통신학회 2013 한국위성정보통신학회논문지 Vol.8 No.1

우주 산업은 21세기 가장 경쟁력 있는 산업으로 부각되는 미래의 핵심 산업이다. 하지만 우주 산업은 인프라 구축에 초기 투자비용이 막대하여 단기에 투자비용을 회수하기 어려운 면이 있어 민간 기업이 독자적으로 우주 사업을 수행하는 것은 한계가 있다. 따라서 미국, 일본 등 우주 산업 선진국들은 초기에 정부의 정책지원으로 일정수준까지 우주 기술발전을 도모하여 왔다. 우리나라는 2005년 우주개발진흥법의 제정과 국가우주개발중장기기본계획의 수정 등 제도적인 보완 노력을 하고 있다. 하지만 우리나라가 세계 8대 경제 대국으로 성장할 동안 위성을 독자 개발하여 국내 수요를 충족하고 수출할 정도의 능력을 가진 대기업이없는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 우리나라 우주개발 임무를 효율적으로 추진하고 국제 경쟁력을 강화하기 위한 위성산업 활성화 방안을 제시하였다. Space technology is a core technology which is emerging as the most competitive industry in the 21st century. However,it is said that private enterprises may have some limitations to run the space business independently because the space industry requires not only to enormously spend the amount of investment at the beginning stage of business but also to have lots of difficulties to get the amount of investment in the short period of time. Therefore, the advanced countries of having the space industry such as America, Japan, France and so on have been developing the space technologies through the help of their governments to some level at the beginning stage of business. Korea established the space development promotion law in 2005. Also Korea has been making efforts to correct the national space development middle and long term basic plans. However, while Korea becomes the 8th economic country in the world,Korea does not have a large enterprise which has ability to supply the domestic satellite demands, and to export satellites to foreign countries by developing satellites without having any help from foreign companies. Therefore, this paper described the activating scheme of satellite industry to efficiently carry out the Korea's space development mission, and to enforce the global competitive power.

행성 간 통신에서의 지연/분열 허용 네트워크 성능 분석

백재욱,한상익,김인규 사단법인 한국위성정보통신학회 2017 한국위성정보통신학회논문지 Vol.12 No.4

Delay- and Disruption-Tolerant Network (DTN) has been considered as a key technology to overcome main challenges in interplanetary communications such as an intermittent connectivity and high bit error rates. The lack of end-to-end connectivity between source and destination results in long and variable delays and data loss, hence the Internet Protocols cannot operate properly in such environments because it requires an end-to-end connectivity. The DTN, which utilizes ‘store-and-forward’ message passing scheme between nodes, can overcome the lack of end-to-end connectivity in Interplanetary Network (IPN). In this paper, DTN is applied to 3-hop relay IPN, where messages are transmitted from Earth ground station to Lunar lander through Earth satellite and Lunar orbiter. ONE simulator is used to reflect the real environment of IPN and an efficient resource management method are analyzed to guarantee the message delivery by optimizing a message TTL (Time to Live), buffer size and message fragmentation. 지연/분열 허용 네트워크는 간헐적인 통신링크 단절, 높은 전송 에러율와 같은 행성 간 통신에서 마주하는 주된 문제점들을 해결할주된 기술로 여겨진다. 행성 간 통신에서 종단간 연결성이 보장되지 않아 간헐적으로 통신링크가 단절되면 길고 일정하지 않은 시간지연과 정보 손실이 발생하고, 따라서 종단간 연결성을 요구하는 인터넷 프로토콜은 행성 간 통신에 적합하지 않다. Store-and-forward 메시지 전송 방식을 따르는 지연/분열 허용 네트워크는 행성 간 통신에서 종단간 연결성이 보장되지 않아 발생하는 문제점을 해결할 수 있다. 본 논문에서는 지구 기지국-지구 위성-달궤도선-달탐사체로 구성된 3-hop 릴레이 우주통신 환경에지연/분열 허용 네트워크 개념을 적용한 통신 모델을 제시하며, ONE 시뮬레이터를 이용한 실제 우주통신환경 모델링 및 성능 분석을 통해, 안정적인 메시지 전송을 보장하는 최적의 메시지 수명, 버퍼 공간 및 메시지 분할 방법을 제시한다.

위성 배터리 충전을 위한 태양전력조절기의 제어기 고장 분석

양정환,박정언,윤석택 사단법인 한국위성정보통신학회 2017 한국위성정보통신학회논문지 Vol.12 No.4

A solar array is main electrical energy source for Low-Earth-Orbit(LEO) satellite. The solar array cannot generate electrical energy during eclipse period, a battery supply electrical energy to the satellite. The electrical power of the solar array is changed in accordance with operating voltage and the solar array has the maximum power point. The solar array regulator makes the solar array supply electrical energy to the satellite and charge the battery. The solar array is connected to the solar array regulator input and the battery is connected to the solar array regulator output. The solar array regulator consists 2 of 3 hot redundant. One solar array regulator contains 3 DC-DC converters, and the solar array regulator operates stably even if the failure occur in one DC-DC converter. In this paper, the solar array regulator, the battery and the solar array operation is analyzed when the failure occur in one DC-DC converter. 저궤도 인공위성은 전기 에너지 원으로 주로 태양전지 배열기를 사용한다. 태양전지 배열기는 인공위성이 식구간에 들어가면 전기에너지를 발생시키지 못하므로, 식구간에서는 배터리가 인공위성에 전기 에너지를 공급한다. 또한 태양전지 배열기는 동작 전압에따라 출력하는 전력이 변하며, 최대 전력을 출력하는 최대전력점이 존재한다. 일광구간에서 태양전지 배열기가 최대전력을 출력하여위성에 전기 에너지를 공급하고 남은 에너지로 배터리를 충전할 수 있도록 태양전력 조절기기가 필요하다. 태양전력 조절기의 입력에는 태양전지 배열기가 연결되고, 출력에는 배터리가 연결된다. 태양전력 조절기는 안정적인 동작을 위해 2 of 3 Hot Redundant로동작한다. 즉, 3개의 DC-DC 컨버터가 하나의 태양전력 조절기를 구성하며, 이 DC-DC 컨버터 하나가 고장이 발생하더라도 태양전력 조절기는 안정적으로 동작한다. 본 논문에서는 태양전력 조절기 동작 중 DC-DC 컨버터의 제어기에 고장이 발생한 순간 태양전력 조절기가 어떻게 동작하는지 분석하고, 배터리와 태양전지 배열기에 어떠한 영향을 미치는가에 대하 분석한다.

위성 배터리 충전을 위한 전력제어유닛의 알고리즘 설계

박정언,이병희 사단법인 한국위성정보통신학회 2017 한국위성정보통신학회논문지 Vol.12 No.4

The lifetime of a battery that supplies all the power required by a satellite in the eclipse is directly related to the lifetime of the satellite. Because the lifetime of the battery is influenced by the charging method of the battery, the power control unit that controls the charging of the battery should be designed in consideration of battery life. The battery charging is performed by controlling the charge current in the power control unit generated from the solar cell in the daytime. In order to prevent overcharge of the battery and for considering frequency of eclipse in each season, parameters related battery charging should be designed differently according to the season and to prevent over-current charging and over-voltage charging during charging, charge current is controlled by monitoring battery charge / discharge status, charge current amount, battery voltage, battery capacity, battery temperature and battery cell voltage. In satellite, tapering method is used to control charge current by reflecting each condition. In this paper, design battery charging algorithm of satellite power control unit using tapering charging method. convert the designed algorithm into a code that can be uploaded to satellites and verify the operation through testing in the established satellite environment. 식 구간에서 인공위성이 필요로 하는 모든 전력을 공급하는 배터리의 수명은 인공위성의 수명과 직결된다. 배터리의 수명은 배터리충전 방식에 의해 영향을 받으므로, 배터리 충전을 제어하는 전력제어유닛은 배터리 수명을 고려하여 설계되어야 한다. 배터리 충전은 낮 구간에서 태양전지로부터 생성된 전력을 전력제어유닛의 충전 전류 제어를 통해 이루어진다. 계절마다 다른 식 구간의 빈도를고려하고 배터리 과충전 방지를 위하여 배터리 충전관련 변수들은 계절에 따라 각각 다르게 설계되어야 한다. 또한 충전 시 과전류충전과 과전압 충전을 방지하기 위해 배터리 충/방전 상태, 충전전류 양, 배터리 전압, 배터리 용량, 배터리 온도, 배터리 셀 전압등을 모니터링 하여 충전 전류를 제어한다. 인공위성에서는 각 조건을 반영하여 충전 전류를 제어하는 tapering 방식을 사용한다. 본 논문에서는 tapering 충전 방식을 적용한 인공위성 전력제어유닛의 배터리 충전 알고리즘을 설계한다. 설계된 알고리즘을 위성에업로드 할 수 있는 코드로 변환하고 구축된 위성환경에서의 시험을 통해 동작을 검증한다.

L-대역 무선항행위성업무와 이동업무간 인접대역 간섭 평가

정남호,오대섭,구본준 사단법인 한국위성정보통신학회 2013 한국위성정보통신학회논문지 Vol.8 No.4

Since radio interference can degrade the performance of systems or limit the system operation, an accurate assessment ofradio interference with the existing systems should be conducted prior to the operation of a new system. In this paper, wepresent an evaluation methodology for the radio interference between radio-navigation satellite service (RNSS) systems andmobile communication service (MS) system. Radio interferences from RNSS systems into MS system using minimumcoupling loss (MCL) method are simulated and vice-versa, and the frequency sharing condition between two systems arederived in a same geographical area. 무선통신 시스템 간의 주파수 간섭은 시스템의 성능을 감소시키거나 운용을 제한할 수 있으므로 신규 시스템의 도입 이전에 기존시스템들과의 주파수 양립성 평가가 반드시 수행되어야 한다. 본 논문에서는 1.6 GHz 대역 무선항행위성업무 시스템의 인접대역에서 신규 이동통신업무 시스템을 운용하기 위한 양립성 평가 알고리즘을 제시하였으며, 동일 지역 내에서 운용되는 이동통신업무시스템과 무선항행위성업무 시스템 상호 간의 최소결합손실 (Minimum Coupling Loss; MCL) 분석 결과로부터 두 시스템 간의 주파수 공유를 위한 조건을 도출하였다.

군 탐색구조 시스템 M&S 소프트웨어 개발 현황

김재현,이상욱,김재훈,안우근 사단법인 한국위성정보통신학회 2014 한국위성정보통신학회논문지 Vol.9 No.3

ETRI(Electronics and Telecommunication Research Institute) has joined National GNSS Research Center program of DefenseAcquisition Program Administration and Agency for Defense Development in 2010. The research subject is technology forMSAR(Military Search and Rescue) system configuration. In this project, we analyses the ways in order to improve theaccuracy, reliability, availability for MSAR system from M&S(Modeling and Simulation). The MSAR System M&S Softwarecan be used for performance analysis of new elements, such as ground elements and satellite elements without any hardwaredevelopment. In this paper, after introduction of the architecture design and functional scope of the simulator, theperformance analysis result for MSAR M&S software is presented. 한국전자통신연구원에서는 2010년 하반기부터 방위사업청과 국방과학연구소에서 주관하는 국방위성항법 특화연구센터 사업에 참가하여 군 탐색구조 시스템 기술연구 과제를 수행 중에 있다. 1차년도에 기존 군 탐색구조 개념과 민간 탐색구조 시스템에 대하여분석한 결과를 토대로 M&S(Modeling and Simulation)를 수행하여, 군 탐색구조 시스템 구성시 탐색구조의 정확성, 신뢰성, 가용성을 향상시킬 수 있는 방안을 분석할 수 있는 툴을 목표로 개발하였다. 이를 위하여 군 탐색구조 시스템을 크게 사용자, 통신링크, 지상국, 운용환경 분야로 나누어 모델링 하였으며, 실제와 유사한 성능분석을 위하여 GIS 고도정보를 이용하여 사용자와 지상국 안테나 간의 Path Profile을 분석한 후 신호감쇄량을 결정한다. 여기서 사용자의 단말기 송출신호를 송수신하는 링크는 크게 지상망과 위성망으로 나누어 모델링하여 시뮬레이션하고, 근래에 북한의 재밍 사태에 따라 이슈가 되고 있는 재밍 항목을 추가하였다. 본 논문에서는 군 탐색구조 시스템 M&S 소프트웨어를 소개하고, 소프트웨어 설계와 기능 및 성능분석 결과를 나타낸다.

통신해양기상위성의 음향진동시험에 관한 연구

이호형 사단법인 한국위성정보통신학회 2010 한국위성정보통신학회논문지 Vol.5 No.1

통신해양기상위성 개발 과정의 일환으로 통신해양기상위성이 아리안-5ECA 발사체에 탑재되어 발사될 때 발생되는 음향하중으로부터 안전한가를 검증하기 위하여 음향진동 시험이 수행되었다. 본 논문에서는 통신해양기상위성개발 과정에서 수행된 음향진동시험과 관련하여 시험 준비 과정을 설명하고, 시험 결과에 대한 검토를 통하여 통신해양기상위성이 발사 시 경험하게 되는 음향하중에 대하여 안전한지 검토하였다. 태양전지판, Ka Band 통신탑재체 안테나 및 피드, 해양탑재체, 기상탑재체 등에 대한 상세한 검토를 통하여 통신해양기상위성이 발사 시 음향하중으로부터 안전하다는 것을 확인하였다. As a part of development process of the COMS, an acoustic vibration test was performed in order to verify that the COMS is safe from the acoustic loads coming from the Ariane-5ECA launch vehicle when it is launched. In this paper, the acoustic vibration test preparation which was performed during the development of the COMS is explained , and through the evaluation of the test results, it was verified whether the COMS is safe from the acoustic load that the COMS will experience during the launch. Through detail evaluation of the acoustic loads on the solar array, Ka band communication payload antenna and feed, GOCI(Geo-Stationary Ocean Color Imager), MI(Meteorological Imager), it was confirmed that the COMS is safe from the acoustic loads from launch vehicle.