한반도를 위협하는 주변국 위성의 재밍을 위한 위성전파 분석시스템 연구

이용식 ( Lee Yongsik ),이승혜 ( Lee Seunghye ),이대성 ( Lee Daesung ) 한국군사학회 2024 군사논단 Vol.118 No.0

Hundreds of surveillance and reconnaissance satellites pass over the Korean Peninsula to acquire military information about Korea. They are mainly low-orbit satellites, such as EO/IR satellites, SAR satellites, and Earth observation satellites. In addition, in geostationary orbit, many regional communication satellites of neighboring countries are located above the Korean Peninsula to support their own civil and military communications. The satellites are acquiring information such as the location of South Korea’s military units, weapons system activities, military exercises, and important national strategic assets. Therefore, Korea needs a satellite radio analysis system that must collect and analyze satellite radio wave for jamming, and it is necessary to prevent military information from gathering military information on such satellites that threaten our security. The satellite radio analysis system mainly targets active SAR satellites and Earth observation satellites, and GPS satellites should also be targeted. Regional communication satellites in geostationary orbit are also subject to analysis because they can be used in the military. Passive EO/IR satellites are not a jamming target, but they must be tracked to protect important strategic facilities in Korea. China is operating a resource exploration satellite for civilian research that can be used for military purposes, and dozens of Yaogan series satellites are being operated in the fields of EO/IR and SAR and EUNT, which are military information collection satellites. Since 2018, GPS satellites have also been operating 35 satellites globally. Japan established the Defense Ministry Information Headquarters (DIH) in 1997, and in March 2003, it launched a pair of EO satellites and SAR satellites into space and began operation. Currently, it operates 10 reconnaissance satellites. The satellite radio analysis system should be built to receive both low-orbit satellite and geostationary satellite radio waves, and a multi-band reception antenna is also required to simultaneously receive radio waves from many satellites with different frequencies. The satellite radio analysis system should analyze the antenna azimuth and elevation items of the receiving system as well as the longitude, latitude, linear (vertical, horizontal) polarization, circular (left-hand, priority) polarization, bandwidth, center frequency, occupied bandwidth, signal level, and S/N ratio of the target satellite and store them in the Data Base. Since linking the satellite radio analysis system and the jamming system needs to consider the beam width and the Swath width of the SAR satellite, the satellite radio analysis system and the jamming system need to be built at an appropriate ratio. When the Army, Navy, and Air Force build similar (or same) systems, it is necessary to inter-work with each other by region. In the future, when reviewing the establishment of a jamming system and a satellite radio analysis system, it will be necessary to study how to organize the system by army, navy,and air force, the concept of space operation of each military, the location of the operation unit to be protected, the type of satellite to be tracked and jamming, the configuration of a system that can receive and process as many satellite radio waves as possible at the same time, DB update, important national strategic facilities to be protected.

저궤도 군집 위성 간 통신 현황 및 주요 기술 동향

차홍설,김종민,임병주,이주형,고영채 한국통신학회 2022 韓國通信學會論文誌 Vol.47 No.10

Traditional satellite communication was limited to specific services such as military communication or broadcasting due to the cost and technical complexity issues. However, thanks to the recent development of satellite launch technology, it is envisaged that future satellite communication supports broadband internet services by deploying tens of thousands of satellites in Low Earth Orbit (LEO). The mega-constellation of the LEO satellite communication system consists of satellite-to-ground communication and satellite-to-satellite communication. In particular, inter-satellite link (ISL) technology for satellite-to-satellite communication is in the early stage, while satellite-to-ground communication technology is relatively mature. Thus, many countries have been getting attention to this ISL technology to accomplish low-latency and high-rate LEO satellite communication. In this paper, we summarize the current status of LEO satellite communication technology, focusing on the ISL technology while providing its future direction. 기존의 위성 시스템들은 통신서비스를 제공하기 위하여 주로 고비용의 정지궤도 위성 시스템을 이용하였기 때문에, 저비용의 이동통신 서비스를 제공하는 데에는 여러 가지 한계점이 존재해 왔다. 그러나 최근 위성 발사 기술발전으로 다수의 위성을 저비용으로 운용할 수 있음에 따라, 위성 통신이 개인 무선통신 서비스까지 지원할 수있을 것으로 전망되고 있다. 특히 저궤도 (Low Earth Orbit, LEO)에 수만 대의 위성을 배치하여 전 지구적 범위로 통신 네트워크를 제공하는 방식이 차세대 통신 분야로 여겨지고 있으며, 이를 LEO 군집 위성 통신 시스템이라고 한다. 해당 LEO 군집 위성 통신 시스템은 크게 위성-지상 간 통신과 위성-위성 간 통신으로 나누어 볼 수있는데, 이미 성숙기에 접어든 위성-지상 간 통신 기술과는 달리, 위성-위성 간 통신 (Inter Satellite Link, ISL) 기술은 선도국인 미국을 포함해 전 세계적으로 아직 태동기이다. ISL 기술은 통신 지연시간을 최소화하고 초고속데이터 통신을 실현하기 위해 필수적인 기술이다. 본 논문에서는 해당 ISL 기술을 구현하기 위한 필수 요소 기술들과 기술 현황을 요약하여 국내 위성 통신 기술 개발에 참고가 되고자 한다.

Resource allocation algorithm for space-based LEO satellite network based on satellite association

Baochao Liu,Lina Wang 한국인터넷정보학회 2024 KSII Transactions on Internet and Information Syst Vol.18 No.6

As a crucial development direction for the sixth generation of mobile communication networks (6G), Low Earth Orbit (LEO) satellite networks exhibit characteristics such as low latency, seamless coverage, and high bandwidth. However, the frequent changes in the topology of LEO satellite networks complicate communication between satellites, and satellite power resources are limited. To fully utilize resources on satellites, it is essential to determine the association between satellites before power allocation. To effectively address the satellite association problem in LEO satellite networks, this paper proposes a satellite associationbased resource allocation algorithm. The algorithm comprehensively considers the throughput of the satellite network and the fairness associated with satellite correlation. It formulates an objective function with logarithmic utility by taking the logarithm and summing the satellite channel capacities. This aims to maximize the sum of logarithmic utility while promoting the selection of fewer associated satellites for forwarding satellites, thereby enhancing the fairness of satellite association. The problems of satellite association and power allocation are solved under constraints on resources and transmission rates, maximizing the logarithmic utility function. The paper employs an improved Kuhn-Munkres (KM) algorithm to solve the satellite association problem and determine the correlation between satellites. Based on the satellite association results, the paper uses the Lagrangian dual method to solve the power allocation problem. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm enhances the fairness of satellite association, optimizes resource utilization, and effectively improves the throughput of LEO satellite networks.

ICT 발전트렌드에 대응하는 공간정보의 환경이슈 적용 체계 구축 : 빅데이터 분석과 위성영상 활용을 중심으로

이명진 ( Moung-jin Lee ),이정호 ( Jeongho Lee ),윤정호,심창섭,김근한,채성호,이선민 한국환경정책평가연구원 2017 기본연구보고서 Vol.2017 No.-

본 연구는 다양한 환경공간정보 중 위성영상을 중심으로 최근 주요 이슈가 되는 ICT(Information and Communication Technology) 기술 융합을 통하여 해외 선진 사례와 국내 주요 환경 이슈에 대응하는 시범연구를 수행하는 것을 목적으로 한다. 전년도 연구 성과를 통하여 위성영상이 환경공간정보 전체에서 가장 많이 활용되는 것을 분석하였다. 또한 국내외 위성영상의 특징을 분석하고, 환경 분야에서 활용되는 사례를 고찰하였다. 더불어 해외 선진 사례 중 실제 위성영상과 ICT 기술을 융합한 사례(토양수분 변화 분석을 통한 가뭄 감지)를 국내에 적용하기 위하여 적용할 수 있는 기술지도를 작성하고, 이를 바탕으로 시범연구(전북지역)를 수행하였다. 전년도 연구 결과를 통하여 피력한 바와 같이 최근 다양한 환경이슈의 해결을 위하여 실질적인 도구로서 위성영상의 활용이 두드러지고 있으며, 이에 정밀 지구관측을 통한 환경문제 대응을 위하여 우리나라는 2020년까지 총 8대 이상의 위성을 운용할 예정이다. 이러한 기조에서 위성영상의 환경공간정보와 ICT 기술의 융합·활용이라는 연구주제의 기술적 특성을 고려하여, 지구관측 위성, 기상·해양·환경 위성, 정지궤도 환경위성으로 분류되는 위성영상 비교 분석 및 이기종 위성영상의 활용 사례 특히, 위성영상과 ICT 기술의 융합 활용의 해외실증 프로젝트 사례를 조사하였다. 더불어 빅데이터(Big Data) 분석 중 텍스트마이닝(Text Mining)을 활용하여 기존의 국내 위성영상의 활용 현황에서 보다 구체적으로 어떠한 위성영상이 주류로 활용되고 있는지, 시기별·분야별로 정밀 분석을 수행하여 이기종의 위성영상의 환경공간정보와 ICT 기술의 융합 활용을 통한 환경이슈 대응 방안을 실증적으로 검토하는 다면적인 분석을 시도하였다. 이를 기반으로 토양수분의 실질적 사례에 대한 위성영상과 ICT 기술 융합 활용의 기술적 체계인 기술지도를 작성하였으며, 기술지도 내용을 실질적으로 구현하기 위하여 연구지역을 선정하여 시범연구를 진행하였다. 위성영상을 활용한 관측 및 검증에 필요한 정보를 ICT 기반으로 연계하여 분석·활용하는 방안을 구현하였다. 추가적으로 향후 발전된 ICT 기술과 위성영상의 융합 활용에 대하여 재구성을 통한 활용 방안을 제시하였다. 현재 및 향후 환경 분야에 활용할 수 있는 국내외 위성영상의 특징을 분석하여 정리하였다. 지구관측 위성(아리랑 시리즈, Landsat 시리즈) 및 기상·해양·환경 위성(천리안 시리즈 등), 정지궤도 환경위성(TEMPO, 천리안-2B GEMS 등)으로 대분류하여 국내외 위성의 제원을 조사·정리하였다. 이기종 위성영상의 활용 사례 조사에서는 국내 지구관측(아리랑 시리즈) 위성, 기상·해양·환경(천리안 시리즈) 위성, 환경 주제도를 활용한 55건의 문헌을 대상으로 하였다. 국내지구관측 위성의 활용 사례는 수문학적 재난 등 총 15건, 국내 기상·해양·환경 위성의 활용사례는 토양수분 증발량에 관한 연구를 포함하여 총 18건, 환경 주제도의 활용 사례는 토양 침식계수 선정 등 총 22건이 조사되었다. 이와 같이 조사된 총 55건의 융합 활용 사례는 재난재해, 농업, 산림, 해양, 수질, 및 기후의 6개 분야로 구분되어 분석되었다. 국내의 대표적인 아리랑과 천리안 위성 사례 및 환경주제도 사례를 분석한 결과, 55건의 사례 중 약50%의 연구가 토양수분과 직·간접적인 연관이 있는 것으로 분석되었다. 구체적으로 재난재해분야에서 14건 중 9건, 농업분야에서 7건 중 7건, 산림분야에서 8건 중 3건, 해양분야에서 3건 중 1건, 수질분야에서 17건 중 5건, 기후분야에서 6건 중 1건에서 토양수분과의 직·간접적인 연관성을 나타냈다. 이를 통해 국내 위성과 환경분야 주제도 중심의 융합 연구로서 토양수분에 대한 연구가 적합하다는 것을 제시하였다. 이를 기반으로 토양수분 관련 위성영상과 ICT 융합 활용 실증 사례를 조사하였다. 분석된 위성영상 및 ICT 융합 활용 해외 선진 사례는 ‘Afsis 프로젝트’, ‘WEAM4i 프로젝트’, 및 ‘ERMES 프로젝트’ 등이 해당된다. 각각의 사례에 대하여 위성영상과 ICT 기술이 토양수분의 환경이슈 부문에서 어떠한 기술적 역할을 담당하며 활용되는지 조사·정리하였다. 빅데이터를 활용한 이기종 위성영상 융합 활용 분석에서는 빅데이터 분석방법 중 비정형 데이터 및 자연어 분석방법인 텍스트마이닝 방법을 활용하였다. 이는 전년도에 개발한 R프로그램 기반의 텍스트마이닝 프로그램의 자체 개선을 통한 네트워크 분석으로 수행되었다. 기존의 국내 위성영상의 활용 현황에서 좀 더 구체적으로 어떠한 위성영상이 주류로 활용되고 있는지, 시기별·분야별로 정밀 분석을 수행하였다. 또한 이기종 위성영상 융합의 이론적 배경을 분석하였다. 이는 위성영상의 공간해상도, 분광해상도 및 시간해상도로 구분하여 융합 방안을 제시하였다. 이를 통하여 향후 이기종의 위성영상의 환경분야 융합 활용에서 기반이 되는 중심 분광 파장대역, 공간 해상도 등을 도출하였다. 이기종 위성영상의 융합 활용방안으로서 공간해상도가 좋은 지구관측 위성과 시간해상도가 좋은 기상·해양·환경 위성을 융합하여 보완 활용이 필요하며, 특히 향후 천리안 2B호에서 제공하는 300~500nm 파장대역에서 융합 활용할 수 있는 지구관측 위성의 활용이 필요하다. ICT 기술을 반영한 위성영상 중심의 환경공간정보 활용 재구성에서는 전술된 융합 활용방안을 토대로 토양수분의 실질적 환경이슈를 해결하는 방안을 제시하였다. 이를 위하여 우선적으로 토양수분에 대한 위성영상 및 ICT 기술의 적용 및 활용 체계 구축을 기술지도 작성을 통하여 제시했으며, 이는 토양수분 관련 해외 실증 프로젝트(위성영상과 ICT 융합)의 국내 적용을 목적으로 한다. 구체적으로 해외 실증 프로젝트의 1) 위성영상 이용 토양수분 정보 획득, 2) ICT 플랫폼 구축을 통한 외부데이터 연계, 3) 분석·활용 서비스 제공의 세 단계의 구성을 통한 토양수분 관련 위성영상 및 ICT 기술의 융합 활용을 국내에 적용하기 위한 기술체계를 구축하여 제시하였다. 기술지도 내용 중 국지적 토양수분 관측 및 ICT기반 외부데이터 연계를 통한 분석·활용하는 방안을 구현하기 위하여 실제 시범 연구지역을 선정하여 시범연구를 수행하였다. 최종적으로 위성영상 중심의 환경공간정보 및 ICT 기술을 융합하여 토양수분의 환경이슈를 해결하는 활용 방안을 토양수분 시공간 모니터링 시스템으로 재구성하여 제시하였다. 토양수분에 위성영상 및 ICT를 활용한 환경이슈 적용 체계는 우선적으로 지구관측 위성 및 환경관측 위성의 이기종 위성영상을 중심으로 기후·대기 관측정보, 토양수분 관련 실측자료 및 관련 주제도가 필요하다. 각각의 활용 가능한 환경공간정보는 한국항공우주연구원, 국가기상위성센터, 국가환경위성센터, 기상청, 농촌진흥청 및 KEI 등에서 생산 및 관리하고 있다. 이들 정보를 바탕으로 ICT 기술 중 ‘빅데이터 플랫폼’, ‘인공지능인지컴퓨팅’, ‘클라우드컴퓨팅’, ‘IoT(Internet of Things)’, ‘5G 유·무선 네트워크’의 기술을 활용하여 농업생산량 예측, 가뭄피해 예측, 농사정보 등 수요자 맞춤형 서비스 및 정책적 의사결정을 지원할 수 있을 것이다. 정책제언에 대한 검토는 네 가지 관점에서 이루어졌다. 첫째, 환경주제도 갱신(내용 및 주기) 고도화의 필요성이다. 현재 환경주제도의 가장 기본이 되는 것은 토지피복지도이고, 토지피복지도는 위성영상 및 항공사진을 기초로 제작된다. 즉, 향후 토지피복지도 갱신, 더 나아가 환경주제도 갱신 및 고도화를 위해서는 위성영상 중심의 기본 자료 및 최신 ICT기술이 적재적소에 융합되어야 한다. 이는 4차 산업혁명 기반 일반 국민 대상의 신산업가치 창출을 위한 기초자료로 적극 활용할 수 있으므로 토지피복지도 및 관련 환경주제도의 갱신을 위한 적극적 기술 개발 투자 및 연구가 필요하다. 둘째, 위성영상의 제도적 위상 재정립의 필요성이다. 현재 위성영상과 관련한 국내 법·제도적 규정에서는 위성영상은 위성정보(통신, 음향 및 음성 등을 포함)의 일종이며 위성의 정보 생산 목적 및 활용에 따른 위성정보의 구분 및 정의는 명시하지 않고 있다. 원격탐사 방식의 위성영상 정보는 환경뿐만 아니라 기상, 국토 관리, 교통, 재난재해, 기후변화 등 다양한 국민생활 이슈에 공간정보 형태로 활용이 가능하고, 이종 원격탐사 위성 간의 자료 융합 및 분야별 융합이 비교적 쉽게 이루어질 수 있으며, 향후 이에 대한 수요처가 증가할 것으로 분석되었다. 즉, 원격탐사 방식의 위성정보에 대한 관리와 이용에 대해 별도의 새로운 제도적 체계가 필요하다. 셋째, 위성영상 정보 접근성 확장의 필요성이다. 위성영상의 고유의 활용 및 ICT 등 타분야 융합을 통한 정책 적용 잠재성을 현실화하기 위해서는 현재와 같은 위성정보의 접근 통제 환경을 점진적으로 완화할 필요가 있다. 위성영상 정보 관련 법 및 제도 내 정보 보안에 관한 조항 등의 수정은 물론, 정보보안 및 군사안보와 관련된 정부부처 및 산하기관에서 운용하는 위성영상 관련 보안규정 역시 정보 접근성 완화를 골격으로 한 개선이 시급히 수행되어야 한다. 넷째, 신정부 정책의 실천을 지원하는 민간기업의 참여 확대의 필요성이다. 신정부 100대 국정과제 내 주요 전략은 일자리 창출이며, 이는 원격탐사 방식 위성정보 활용 서비스의 핵심인 처리 소프트웨어의 개발은 미래 신성장 동력의 핵심 기술로서 충분히 인정받을 수 있다. 또한 시장 규모로 볼 때 대기업이 아닌 중소 전문기업 또는 스타트업 규모에서 집중적으로 추진할 수 있는 아이템이다. 따라서 원격탐사 분야와 ICT 분야, 이를 융합 활용하는 분야에서 활용 서비스 스타트업 및 전문 중소기업의 육성을 신정부 내 국정운영의 한 축으로 하는 게 중요하며, 원시 위성영상 생산 이후 자료 처리 및 유통 단계서부터 정부 또는 국가기관 주도가 아닌 민간기업의 참여를 정책적으로 장려하여야 한다. This study aims to conduct a case study of best practices overseas and a pilot study to deal with major environmental issues in Korea through integration of ICT that has recently become a major issue, focusing on satellite images among various kinds of environmental spatial information. The study analyzed the case in which satellite images were most frequently used in all of environmental spatial information based on the study results made in the previous year. In addition, it analyzed the characteristics of satellite images in Korea and overseas, and examined the cases in which they were used in the field of environment. Furthermore, an applicable technology roadmap was drawn up to apply the case in which satellite images and ICT are integrated ― detecting drought by analyzing the variation of soil moisture ― to Korea, and a pilot study was conducted on the basis of the roadmap in Jeonbuk. There is more and more use of satellite images as an actual tool to resolve various environmental issues as shown in the previous year’s research findings. Thus, to cope with environmental problems through precise earth observation, South Korea will manage at least 8 satellites by 2020. Considering the technical characteristics of the research topic which is integration and use of environmental spatial information of satellite images and ICT, this study comparatively analyzed satellite images classified into earth observation satellites, meteorological/ocean/environmental satellites, and geostationary environmental satellites. In addition, it studied cases in which multi-sensor satellite images are used, especially verifiable projects from overseas about integration and use of satellite images and ICT. Moreover, multifaceted analysis was attempted to empirically review measures against environmental issues through integration and use of environmental spatial information of multi-sensor satellite images and ICT by conducting a detailed analysis by period and field in order to determine which satellite images in particular are mainly used in Korea, using text mining among big data analysis. Based on this analysis, a technology roadmap was drawn up, which is the technical system of integration and use of satellite images and ICT in the actual case of soil moisture. A pilot study was conducted to select the study area for actual implementation of the technology roadmap. Then a method was implemented to analyze and use the data required for observation and verification using satellite images based on ICT. In addition, an application plan was presented based on restructuring of integration and use of ICT and satellite images developed later. The characteristics of local and global satellite images were analyzed and summarized, which can be utilized in the current and future environment field. Data of local and global satellites were also investigated and summarized by classifying them into earth observation satellites (Arirang series, Landsat series), meteorological/ocean/environmental satellites (Chollian series, etc.), and geostationary environmental satellites (TEMPO, Chollian-2B GEMS, etc.). In the case study of using multi-sensor satellite images, total 55 literatures were examined, which used domestic earth observation satellites (Arirang series), meteorological/ ocean/ environmental satellites (Chollian series), and environmental thematic maps. Total 15 cases including hydrologic disasters were examined in the case of using domestic earth observation satellites, total 18 cases including studies on soil moisture were examined in the case of using domestic meteorological/ocean/environmental satellites, and total 22 cases including selection of soil erosion factor were used in the case of using environmental thematic maps. These 55 cases were analyzed in 6 fields: disaster, agriculture, forest, ocean, water quality and climate. As a result of analyzing cases of Korea’s leading satellites Arirang and Chollian as well as environmental thematic maps, about 50% of 55 cases were directly or indirectly related to soil moisture. More specifically, direct or indirect correlation with soil moisture was found in 9 out of 14 cases in the disaster category, 7 out of 7 cases in the agriculture category, 3 out of 8 in the forest category, 1 out of 3 in the ocean category, 5 out of 17 in the water quality category, and 1 out of 6 in the climate category. This showed that research on soil moisture is adequate for research on integration and use of domestic satellites and thematic maps in the field of environment. Based on the above, a case study was conducted on the integration and use of soil moisture-related satellite images and ICT. The advanced cases about integration and use of satellite images and ICT included ‘AfSIS project’, ‘WEAM4i project’, and ‘ERMES project’. This study examined and summarized which technical role is performed by satellite images and ICT in the environmental issues of soil moisture for each case. In analyzing the integration and use of multi-sensor satellite images using big data, the text mining method was used, which is a method of analyzing unstructured data and natural language among various methods of big data analysis. This was conducted in a network analysis through the self-developed text mining program based on the R program developed in the previous year. A detailed analysis was conducted for each time and field regarding which satellite images are mainly used in Korea. In addition, the theoretical background of the integration and use of multi-sensor satellite images was analyzed. This was categorized into spatial resolution, spectral resolution and temporal resolution to present integration method. Based on the above, central spectral wavelength range, and spatial resolution were elicited, which form the basis of integration and use of multi-sensor satellite images in the field of environment. It is necessary to integrate and use the earth observation satellites with good spatial resolution and meteorological/ocean/environmental satellites with good temporal resolution as a integration and utilization of multi-sensor satellite images. In particular, it is necessary to use earth observation satellites that can be ingegrated in 300-500 nm wavelength band provided by Chollian 2B. In restructuring the use of environmental spatial information focusing on satellite images that applied ICT, a measure to resolve actual environmental issues of soil moisture was presented based on the aforementioned plan of integration and use. To this end, a technology roadmap was drawn up to establish the application and utilization scheme of satellite images on soil moisture and ICT, which is intended to apply global advanced projects related to soil moisture (integration of satellite images and ICT) in Korea. More specifically, a technological system is established and presented to apply the integration and use of soil moisture-related satellite images and ICT from overseas verifiable projects in Korea through the following steps: 1) acquiring soil moisture data using satellite images, 2) linking external data by establishing the ICT platform, and 3) providing analysis and utilization services. A pilot study was conducted by selecting an actual study area for demonstration in order to implement the method to analyze and use the data by linking ICT-based external data and observing local soil moisture among the content of technology roadmap. Finally, this study restructured the plan to integrate environmental spatial information focused on satellite images with ICT to resolve environmental issues of soil moisture into a soil moisture time-space monitoring system. The system to apply to environmental issues using soil moisture satellite images and ICT need soil moisture data and climate/air observation data derived from multi-sensor satellite images of earth and environmental observation satellites, as well as in-situ data on soil moisture and related thematic maps. The available environmental spatial information are produced and managed by Korea Aerospace Research Institute, National Environmental Satellite Center, Korea Meteorological Administration, Rural Development Administration, and KEI. Based on this data, ICT such as ‘big data platform,’ ‘artificial intelligence cognitive computing,’ ‘cloud computing,’ ‘IoT (Internet of Things),’ and ‘5G wired and wireless network’ can be used to predict agricultural production, forecast drought damages, provide customized services for consumers such as farming data, and support policy decision making. Review of policy suggestions was carried out in four views. The first is the need to renew and upgrade the environmental thematic maps (content and cycle). The most fundamental element of the environmental thematic map is land cover map, which is made based on satellite images and aerial photographs. In other words, to renew and upgrade the land cover maps as well as environmental thematic maps, it is necessary to integrate basic data focusing on satellite images and latest ICT in the right place. This can be actively used as the basic data to create new industrial values for the general public based on quaternary industries. Thus, it is necessary to actively invest in technological development and conduct research to renew land cover maps and related environmental thematic maps. The second is the need to reestablish the systematic status of satellite images. In the current legal-systematic regulations related to satellite images in Korea, satellite images are a type of satellite information (including communications, sound and voice), without providing their purpose of creating information and distinguishing or defining satellite information according to their use. Information from satellite images in the form of remote sensing can be used as spatial information in various issues of national life, such as environment, climate, land management, transportation, disaster and climate change. integration of data among multi-sensor remote sensing satellites and integration among different fields can be relatively easy, and demands for this is expected to grow in the future. In other words, there is a need for a new system regarding management and use of remote sensing satellite information. The third is the need to expand accessibility to satellite image data. To actualize the potential for policy application with the use of satellite images as well as integration with other fields like ICT, it is necessary to gradually ease the current access control of satellite information. Provisions about information security in laws and systems related to satellite image data must be amended. In addition, security regulations related to satellite images managed by government departments and affiliated agencies related to information security and military security must also be improved immediately, with focus on alleviating access to information. The fourth is the need to increase participation of private enterprises supporting the implementation of the new government policies. The major strategy in the 100 major government projects by the new government is creating jobs, and development of processing software, which is the essence of remote sensing satellite information service, can be acknowledged as the key technology of new future growth engine. Furthermore, not large companies but small and medium-sized enterprises (SMEs) or startups can focus on this business in terms of market size. Therefore, it is important to nurture service startups or specialized SMEs in the fields of remote sensing, ICT and integration and use of these fields as a major part of governance in the new government. It is also necessary to politically encourage the participation of private enterprises instead of having the government or a national institution lead the entire project from data processing and distribution after producing raw satellite images.

위성/지상 겸용망에서 위성 다운링크 수신 단말 간섭 완화 기법

강군석,홍태철,김희욱,구본준 사단법인 한국위성정보통신학회 2013 한국위성정보통신학회논문지 Vol.8 No.4

The satellite 2.1 GHz frequency bands, 1980-2010 MHz and 2170-2200MHz are allocated for mobile satellite serviceincluding satellite IMT, while it does not preclude the use of these bands for mobile services. The concept of an integratedsatellite/terrestrial network has been introduced in worldwide because the terrestrial use in these bands adjacent to existingterrestrial IMT bands is attractive to provide mobile broadband services. The integrated satellite/terrestrial infrastructure witha high degree of spectrum utilization efficiency has the ability to provide both multimedia broadband services and publicprotection and disaster relief solutions. In addition, it is required to consider interference issues between the terrestrial andsatellite components in order to reuse the same frequency band to both satellite and terrestrial component. This paperanalyzes the interference for satellite downlink in the satellite/terrestrial integrated system and presents the interferencemitigation techniques for satellite mobile earth station interfered by terrestrial base stations. 2.1GHz 위성 주파수 대역은 상향 1980-2010 MHz, 하향 2170-2200MHz의 주파수 대역으로 위성 IMT를 포함한 위성이동통신 뿐만아니라 이동통신용으로 사용 가능하도록 규정되어 있다. 지상 IMT 대역과 인접한 넓은 대역폭을 이용하여 광대역 서비스를 제공할수 있어 최근 국제적으로 위성/지상 겸용으로 활용하기 위한 연구들이 진행되고 있으며, 위성/지상 겸용망의 효율적인 주파수 활용으로 광대역 멀티미디어 서비스 제공과 공공 안전 및 재난 구호 서비스 제공할 수 있다. 위성과 지상이 동일한 주파수 대역을 활용하여 상호간 서로 재사용하기 위해서는 위성망과 지상망 간의 간섭 조정이 필요하다. 이러한 망간 간섭은 위성/지상 겸용망의 설계에있어서 가장 중요한 요소라고 할 수 있다. 본 논문에서는 위성통신시스템과 지상통신시스템이 주파수 자원을 공유하여 활용하는위성/지상 겸용망 시스템에서 위성단말이 지상 기지국으로부터 받는 다운링크 간섭에 대해 분석하고 이러한 위성 다운링크에 대한간섭을 완화하기 위한 기법들을 제시한다.

인공위성 활용 분야 기술 발전 현황 및 전망

이정호(Jeong-Ho Lee),윤보열(Bo-Yeol Yoon),김윤수(Youn-Soo Kim),임덕원(Deok-Won Lim),허문범(Moon-Beom Heo),이병선(Byoung-Sun Lee),오현웅(Hyun-Ung Oh) 한국항공우주학회 2016 韓國航空宇宙學會誌 Vol.44 No.8

우리나라는 그동안 국가주도의 위성개발사업을 통해 다수의 위성을 개발하였으며, 현재 다양한 센서의 지구관측위성, 과학기술위성, 통신위성 등을 운영하고 있다. 위성은 많은 분야에서 활용될 수 있으며 대표적인 활용분야는 위성정보, 위성항법, 위성통신방송, 우주태양양광발전시스템 등이 있다. 우리나라가 다양한 위성을 보유한 현 상황에서 이제는 위성활용에 역량을 더 집중해야한다. 본 논문에서는 위성정보, 위성항법, 위성통신방송, 우주태양양광발전시스템에 대하여 기술발전 현황을 살펴보고 미래 전망을 분석하였다. Korea developed several satellites through government-led satellite development projects, and now operates earth observation satellites of various sensors, science and technology satellites, and communication satellites. Satellites can be utilized in many fields, and Satellite Information, Global Navigation Satellite System, Satellite Communications and Broadcasting, Space Solar Power System are typical application fields. Now that we have developed and operated several satellites, we have to concentrate more efforts on satellite application. In this paper, we reviewed the current states of the technologies of four satellite application fields mentioned above and analyzed the future prospects of them.

고해상도 위성 영상자료 표준화 동향

이동한(Lee Dong-Han),서두천(Seo Doo-Chun),임효숙(Lim Hyo-Suk) 한국항공우주연구원 2008 항공우주산업기술동향 Vol.6 No.2

본 논문에서는, 위성 영상자료 표준화에 대한 정의 및 표준화에 따른 일반 사용자들의 요구사항들을 설명한다. 위성을 개발하고 운영하더라도 일반 사용자가 사용하지 않는다면 그 위성은 무용지물일 수밖에 없다. 일반 사용자가 위성 영상자료를 원활하게 사용하기 위해서는 위성 영상자료에 대한 표준화가 이루어져야하고 한국항공우주연구원은 아리랑 위성의 개발 기관으로서 위성 영상자료의 표준화를 완수해야한다. 위성 영상자료의 표준화를 위해서는 위성 개발 요구사항, 국제 영상자료 표준화, 일반 사용자 요구사항들을 반영해야 하고, 일반 사용자들에게 제공되는 영상자료도 표준 형식을 수용해야한다. 또한 위성 영상자료 품질을 확보하기 위한 검보정 작업이 필수적으로 수행되어야 한다. 한국항공우주연구원은 이미 운영 중인 아리랑 위성 2호를 포함하여 다목적실용위성 5호와 3호의 표준화를 위한 작업을 단계별로 수행 중이다. In this paper, the definition and the requirement from Users of standardization of high resolution satellite image data will be presented. If Users do not use the satellite image data, the satellite will be useless thing though it has been developed and operated now. The standardization of the satellite image data will make Users use the image data with no problem, so KARI has to do the standardization of it as a space agency that has developed and operated the satellite. For the standardization of it, the technical requirement to develop the satellite, the international standardization for the satellite image data and the requirement from Users will be reflected into the satellite development, and then the format and content of the satellite image data to Users have to be accommodated with the standard format of it. In addition to it, the calibration and validation just make sure of the quality of the satellite image data. For this, KARI has just been doing the standardization of KOMPSAT series in stages.

정지궤도 대기환경 관측 위성 자료 관리 정책 방안 연구

최원준,은종원 한국위성정보통신학회 2016 한국위성정보통신학회논문지 Vol.11 No.4

우리나라 위성 개발 사업은 국가 안보 차원의 군사 목적과 민간에서 상업 목적의 통신위성 개발로 양분되어져 왔으나, 우리나라 최초 정지궤도의 지구관측 위성인 천리안 위성을 기점으로 위성의 다양한 활용 방안이 제시되고 있다. 기존 위성 사업에서는 선명한 지상 영상이 주 관심사였던 것에 비해 위성 자료를 가공, 고부가가치 정보 생산에 대한 중요성이 제시되고 있다. 특히, 천리안 2호 위성에 탑재되는 환경탑재체는 시각적으로 관찰되지 않는 대기 중 오염물질의 농도를 감시하므로써, 무한한 위성의 활용성을 적절 하게 보여주는 사례라고 할 수 있다. 또한, 위성에서 생산되는 자료 활용성은 자료의 적절한 공개와 제공 정책에 크게 영향을 받을 수 밖에 없으며, 광역적인 위성 특성에 따라 현재 국내의 위성 영상은 안보적인 측면으로 인해 접근이 쉽지 않은 측면이 있었으나, 공개될 경우 드러나지 않은 잠재적인 수요가 충분히 존재할 것으로 예상됨에 따라, 안보적인 측면이 약한 위성 자료에 대한 관리 정책에 대한 변화가 필요한 시점이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 확대되고 있는 위성 활용 범위에 따라 위성 자료의 공개 현황을 조사하고 환경위성 특성을 고려한 자료 배포 정책 방안에 대해 제시한다. Korean satellite development projects were divided military objectives such as national security, and commercial communication satellites. The First geostationary Korean earth observation satellite, GeoKOMPSAT is a turning point to concern another way to utilizing satellite. In the past, the main concern was the sharp ground images, now days, it is more important to make high added value from satellite data. In particular, environmental payload, GEMS mounted on the satellite GeoKOMPSAT-2 will monitor air quality which is not observed by visual material, may be referred to as case by utilizing the satellite. Satellite data utilization is likely to receive a great influence on the appropriate public policy data. If the public is expected to be fully revealed that potential demand. It is time to change the management policy on the security aspects of weak satellite data. Depending on the expanding use of satellites, it is necessary to investigate the status of disclosing satellite data, and suggests policy options for the distribution of materials for the environment satellite characteristics.

위성영상-AI 기반 재난모니터링과 실현 가능한 준실시간 통합 재난모니터링 시스템

김준우 ( Junwoo Kim ),김덕진 ( Duk-jin Kim ) 한국지리정보학회 2020 한국지리정보학회지 Vol.23 No.3

As remote sensing technologies are evolving, and more satellites are orbited, the demand for using satellite data for disaster monitoring is rapidly increasing. Although natural and social disasters have been monitored using satellite data, constraints on establishing an integrated satellite-based near real-time disaster monitoring system have not been identified yet, and thus a novel framework for establishing such system remains to be presented. This research identifies constraints on establishing satellite data-based near real-time disaster monitoring systems by devising and testing a new conceptual framework of disaster monitoring, and then presents a feasible disaster monitoring system that relies mainly on acquirable satellite data. Implementing near real-time disaster monitoring by satellite remote sensing is constrained by technological and economic factors, and more significantly, it is also limited by interactions between organisations and policy that hamper timely acquiring appropriate satellite data for the purpose, and institutional factors that are related to satellite data analyses. Such constraints could be eased by employing an integrated computing platform, such as Amazon Web Services(AWS), which enables obtaining, storing and analysing satellite data, and by developing a toolkit by which appropriate satellites’sensors that are required for monitoring specific types of disaster, and their orbits, can be analysed. It is anticipated that the findings of this research could be used as meaningful reference when trying to establishing a satellite-based near real-time disaster monitoring system in any country.

SAR 위성 전개 메커니즘 조인트의 정적/동적 거동 분석

이승엽,정석용,나경수,조기대 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11

지구 관측용 SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성은 영상 촬영 시, 날씨의 영향을 받지 않는다는 장점이 있다. 그러나 위성을 발사체 내부에 탑재하는 경우 발생하는 공간의 제한으로 인해, SAR 안테나와 태양전지판은 전개형으로 설계된다. 회전 조인트와 토션 스프링이 사용되는 전개형 메커니즘의 특성상 위성 기동 시, 펼쳐진 상태의 안테나와 태양전지판에 각도변위가 발생할 수 있다. 이와 같은 각도변위는 관성모멘트를 발생시켜 위성이 목표대로 기동하는 것을 방해하기 때문에, 이에 대비하기 위해서는 위성 기동 시 안테나와 태양전지판에 발생하는 각도변위 값을 예측하는 것이 요구된다. 또한 접혀있던 안테나와 태양전지판이 완전히 펼쳐지는 순간에 발생하는 변화 역시 위성의 기동을 방해하는 요소이기 때문에, 이와 같은 변화가 위성의 기동에 미치는 영향도 예측되어야 한다. 본 연구에서는 안테나와 태양전지판 전개 시 발생하는 변화가 위성 기동에 미치는 영향을 고찰하였으며, 위성체를 강체로 모델링하고 시뮬레이션을 통해 위성 기동 시 안테나와 태양전지판에 발생하는 각도변위 값을 분석하여 힌지 공차에 따른 안테나면의 변화와 비교하였다. SAR(Synthetic Aperture Radar) satellite, one of the earth observation satellite, has an advantage of not being affected by weather. However SAR antenna and solar panel must be designed deployable, because of the space limitation in launch vehicle. As deployable mechanism uses revolute joint and torsion spring, angular displacement can be occurred at antenna and solar panel during satellite maneuver. Such angular displacement disturbs satellite not to maneuver as purposed by producing moment of inertia, therefore angular displacement of antenna and solar panel should be predicted while satellite is in action. In addition when antenna and solar panel change configuration from stow to deploy, change occurs and it disturbs satellite’s maneuver, therefore effect of such change to satellite’s maneuver should be also predicted. In this paper, effect of change to satellite’s maneuver when antenna and solar panels are deployed has been investigated, and satellite with solid material was modeled and angular displacement of antenna and solar panel during satellite maneuver has been analyzed.