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정지궤도복합위성 영상기하보정 시스템의 각속도 추정오차 및 전파 성능해석
용기력,진경욱,최재동,이상률 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11
정지궤도복합위성의 기상, 해양 및 환경 탑재체에 대한 전 처리시스템의 일부인 기하보정시스템의 주요 알고리즘은 자세, 궤도, 오정렬 그리고 자이로 바이어스와 같은 상태벡터를 추정한다. 기하보정알고리즘의 관측 데이터는 별 벡터와 랜드마크일 수 있으며, 탑재체를 이용한 관측 벡터의 측정간격이 제한이 되어서 측정치와 측정치 사이는 자이로의 각속도를 이용하여 상태벡터를 전파한다. 따라서 기하보정시스템의 성능은 자세 전파 오차와 각속도 추정오차에 달려있다. 이에 본 논문은 별관측 방법 및 주기, 탑재체 특성에 따른 시간윈도우가 어떻게 도출되었는지 와 기하보정시스템의 각속도 추정오차를 이용하여 해당된 시간윈도우에 따라 적분한 자세 전파 성능해석 결과를 보여준다. A major algorithm of geometric correction system as a part of image pre-processing for the meteorological, ocean and environmental monitoring payloads of GEO-KOMPSAT-2 is to estimate state vectors which are attitude, orbit and misalignment as state vectors which could be attitude, orbit, misalignment and gyro bias. Measurements of geometric correction algorithm could be star vectors and landmarks. State vectors between measurements are propagated using estimated angular rate since measurement intervals by payloads are limited. Thus, the performance of geometric system depends on attitude propagation error and angular rate estimation error. Hence this paper shows how time windows are derived considering star measurement method and period, payload characteristics. The result of integration of angular rate estimation error over corresponding time windows are also shown.
정지궤도복합위성 기상탑재체 광학영상의 열변형 및 정렬오차 보정 기법연구
용기력,허성식,최재동,이상률 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11
정지궤도복합위성의 기상탑재체 광학영상은 구조물의 열 변형 및 센서의 정렬오차로 인하여 지향오차의 영향을 받는다. 이러한 열 변형 및 정렬오차는 위성체 자세센서의 시선벡터와 기상탑재체의 시선벡터사이에서 발생한다. 이러한 오차를 보정하기 위해서 관측 데이터는 별 벡터와 랜드마크와 지구근방의 별이 될 수 있다. 오차를 보정하기 위해서 별 정보를 이용하여 자세 쿼터니언을 추정하고 이를 위성체의 자세정보와 비교하여 두 시선벡터 사이의 열 변형 및 오정렬을 포함하는 오차 쿼터니언을 계산한다. 그리고 오차 쿼터니언을 각 축방향의 오일러각으로 변환하고, 푸리에 변환을 통하여 푸리에 계수를 추정한다. 푸리에 계수에 의해서 재형성된 오정렬 및 열 변형 오차를 탑재체나 자세제어계에 업로드하게 되면 오정렬 및 열 변형이 보상된 상태에서 영상을 촬영하게 된다. 그래서 영상의 항법정밀도가 향상 될 수 있다. 본 논문은 열 변형 및 정렬오차를 보정하기 위한 방법을 다룬다. An AMI optical image of the GEO-KOMPSAT-2A effect on pointing errors due to thermo-elastic diurnal variations and alignment errors which occurs between line-of-sights of attitude sensors and AMI. Measurements data to compensate these thermo-elastic diurnal variation and misalignment can be landmarks and Earth-around stars. An attitude quaternion in the AMI reference frame is estimated to compensate error using stars. And comparing attitude quaternion in the AMI reference frame with on-board attitude quaternion in the body reference frame, error quaternion represented thermo-elastic diurnal variation and alignment error is computed. Fourier coefficients for three-axis Euler angle profiles which are converted from quaternion are computed through FFT and fitting. Euler angle profiles which are reconstructed from Fourier coefficients are uploaded to AMI or AOCS. Then, GEO-KOMPSAT-2A can acquire images on condition that thermo-elastic diurnal variation and alignment error are compensated. Thus image navigation accuracy can be enhanced. Therefore, this paper deals with method to compensate thermo-elastic diurnal variation and alignment error.