위성 탑재용 궤도전파기의 자동 갱신에 관한 연구

정옥철(Ok Chul Jung),노태수(Tae Soo No),이상률(Sang Ryool Lee) 한국항공우주학회 2003 韓國航空宇宙學會誌 Vol.31 No.10

아리랑위성 2호 영상촬영계획 궤도예측 정밀도 분석

정옥철(Ok-Chul Jung),김해동(Hae-Dong Kim),정대원(Dae-Won Chung) 한국항공우주연구원 2008 항공우주기술 Vol.7 No.1

본 논문에서는 아리랑위성 2호의 영상촬영 계획 절차를 살펴보고, 각 단계에서 발생할 수 있는 궤도예측 오차를 분석하였다. 이를 위해 영상촬영 계획을 수립하는 PSS와 명령계획을 작성하는 MAPS에서 각각 계산된 자세정보를 상호 비교하여 궤도예측 오차의 원인을 규명하였다. 또한, 아리랑위성 2호의 실제 영상자료를 이용하여 촬영된 영상의 중심점과 미리 계획된 목표지점 사이의 이탈거리인 촬영 지향오차를 계산하였다. 영상촬영 계획은 실제 촬영일보다 이전에 수행되어 궤도예측 오차를 어느 정도 포함하게 되므로, 영상촬영 계획 시 일정한 Margin을 적용해야 할 것으로 판단된다. In order to acquire the images requested by users, it is very important to calculate mission schedule parameters such as imaging execution time and attitude tilt angle accurately. These parameters are based on orbit prediction. This paper describes the accuracy of orbit propagation for image planning. The orbit prediction data from PSS and MAPS has a certain discrepancy due to different orbit propagator. It is necessary for mission planner to confirm this value during mission planning phase. The pointing error which means the difference between target center and real linage received is calculated and analyzed using KOMPSAT-2 linage data.

통합지향형 임무운용시스템 분석 및 설계

정옥철(Ok-Chul Jung),김해동(Hae-Dong Kim),최수진(Su-Jin Choi),정대원(Dae-Won Chung) 한국항공우주연구원 2009 항공우주기술 Vol.8 No.2

본 논문에서는 단일 임무운용 개념에서 벗어나 향후 다수의 위성들을 동시에 직접 제어하거나, 임무가 상이하더라도 주요 핵심시스템을 근간으로 각 위성마다 소요되는 임무운용 시스템을 개발함에 있어 개발기간을 획기적으로 줄일 수 있는 차세대 통합형 임무운용시스템 개발을 위한 분석 및 설계결과를 기술하였다. 이를 위해 우주개발선진국들의 통합지향형 임무운용시스템 개발 추세 및 개발 동향을 살펴보고, 각 시스템들의 주요 기능을 수행하는 공통 핵심시스템의 구조도 분석하였으며 설계 결과를 제시하였다. This paper represents the analysis and design of the generic mission operations system for next generation satellite mission. In the past, mission operations systems were developed by their own mission requirements respectively. However, these systems have the similar architecture and common functions. Mission operations systems, in general, consist of mission independent module and mission specific module. In this paper, the generic framework for the mission scheduling and automation are introduced and analyzed. Using these generic frameworks, the risk and cost for operations system development can be reduced significantly. And, these frameworks might be used for the core technology in the development of mission operations system in the future.

상대 운동과 최적화 기법을 이용한 정지궤도 위치유지에 관한 연구

정옥철(Ok-Chul Jung),노태수(Tae Soo No),이상철(Sang-Cherl Lee),양군호(Koon-Ho Yang),최성봉(Seong-Bong Choi) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.1

본 논문에서는 정지궤도 위성의 상대 운동과 최적화 기법과의 결합을 통해 새로운 형태의 위치유지 기법을 제안하였다. 상대 궤도 운동을 나타내기 위해 궤도 압축방법을 이용하여 비선형 미분 방정식 형태가 아닌 닫힌 해 형태의 모델을 사용하였으며, 매우 정확한 궤도 전파가 가능함을 확인하였다. 기존의 위치유지 기법은 궤도 요소를 이용하여 목표 궤도를 획득함으로써 궤도 형상을 유지하지만, 본 논문에서는 정밀한 위치유지를 위해 위성의 상대 위치를 직접 제어하였다. 최적화 목적 함수의 설정을 통해 다양한 형태의 기동 전략을 수립하였고, 구속 함수를 이용하여 상황에 따른 위치유지 범위를 설정하였다. 이 방법은 최적화 함수의 변경을 통해 다양한 위치유지 기법을 쉽게 적용할 수 있고, 그에 따른 궤도 운동을 분석할 수 있다. 비선형 시뮬레이션을 통해 위성의 위치가 허용범위 내에 적절하게 유지되고 있음을 확인하였다. In this paper, a method of station keeping strategy using relative orbital motion and numerical optimization technique is presented for geostationary spacecraft. Relative position vector with respect to an ideal geostationary orbit is generated using high precision orbit propagation, and compressed in terms of polynomial and trigonometric function. Then this relative orbit model is combined with optimization scheme to propose a very efficient and flexible method of station keeping planning. Proper selection of objective and constraint functions for optimization can yield a variety of station keeping methods improved over the classical ones. Results from the nonlinear simulation have been shown to support such concept.

다목적실용위성 3호 발사 후 초기 궤도 운영결과 분석

정옥철(Ok-Chul Jung),임현정(Hyeonjeong Yim),정대원(Dae-Won Chung),김은규(Eun-Kyou Kim),김학정(Hak-Jung Kim) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.4

본 논문에서는 다목적실용위성 3호의 초기 궤도운영 결과를 기술하였다. 다목적실용위성 3호는 2012년 5월 18일 발사된 이후 지상국 추적데이터 및 GPS 수신기 데이터를 이용한 궤도결정을 통해 위성의 초기 궤도정보를 획득하였다. 또한, 발사체 투입 궤도로부터 임무궤도로의 변경을 위한 궤도조정을 성공적으로 완료하였다. 그리고 GPS 수신기 원시데이터 및 IGS 데이터를 이용한 정밀궤도결정을 통해 궤도 정밀도를 확인하였다. 다목적 실용위성 3호는 현재 임무궤도에서 정상 운영 중에 있으며, 한국항공우주연구원 지상 관제국에서는 위성 임무 수행에 필요한 궤도 데이터를 매일 생성하여 배포하고 있다. 초기 운영 기간 동안 수행된 궤도운영 결과는 향후 다른 위성의 초기운영의 참고자료로 활용할 예정이다. This paper describes the orbital dynamics operation results for the launch and early operations phase (LEOP) of KOMPSAT-3, which was successfully launched on May 18, 2012. At the initial phase, operational orbit determination was carried out using ground tracking data and GPS navigation solution. And, both in-plane and out-of plane maneuvers were executed in order to change the orbit from the injection orbit to the mission orbit. In addition, the accuracy of precise orbit determination was indirectly evaluated by overlapping method using GPS raw data of KOMPSAT-3 and international GNSS service data from worldwide-distributed ground stations. Currently, KOMPSAT-3 is operated in pre-defined mission orbit, and its various kinds of orbit data are generated and distributed to support the normal mission operations.

지상국 추적 데이터를 이용한 저궤도 위성의 궤도결정 특성 분석

정옥철(Ok-Chul Jung),최수진(Su-Jin Choi),정대원(Dae-Won Chung),김은규(Eun-Kyou Kim),김학정(Hak-Jung Kim) 한국항공우주연구원 2011 항공우주기술 Vol.10 No.2

본 논문에서는 지상국에서 추적한 저궤도 위성의 방위각 및 고도각을 관측자료로 이용하여 궤도결정을 수행한 결과를 분석하였다. 지상국 추적 데이터는 발사 후 초기 궤도결정을 위한 관측자료로 유용하게 사용된다. 이를 위해 지상국 추적데이터에 대한 표준 인터페이스 포맷을 정리하였고, 특정 지상국에 대한 추적 데이터의 통계적인 특성을 살펴보았다. 최소자승법을 이용한 궤도결정을 위해 연속되는 교신패스를 통해 얻은 아리랑 2호의 방위각/고도각을 축적하여 관측자료로 이용함으로써 다양한 조합에 따른 궤도결정 결과를 분석하였고, 궤도결정 성능 검증을 위해 GPS 항행해를 이용한 궤도결정 값과 비교하였다. This paper analyzes the orbit determination results using azimuth and elevation angle from ground tracking data, which has the standard data interface format, GEOS-C. The ground tracking data is very useful for initial orbit determination after a satellite launch. In this paper, the quality of the measurement data has been investigated using a variety of real tracking passes, compared with the high precision orbit data of KOMPSAT-2. The accumulated tracking data from consecutive satellite-ground passes is processed for orbit determination using least square method. The accuracy of orbit determination result is also presented.

위성 궤도정보 오차에 따른 위성-지상국 간의 통신특성에 관한 연구

정옥철(Ok-Chul Jung),최수진(Su-Jin Choi),정대원(Dae-Won Chung),전용식(Yong-Sik Chun) 한국통신학회 2011 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.2

아리랑위성 2호 초기운용 및 임무기간 중 궤도 분석

김해동(Hae-Dong Kim),정옥철(Ok-Chul Jung),김은규(Eun-Kyou Kim) 한국항공우주학회 2010 韓國航空宇宙學會誌 Vol.38 No.9

본 논문에서는 지난 2009년 9월 30일 3년간의 정상임무 운영을 성공적으로 종료하고 연장임무 운용 중인 아리랑위성 2호의 실제 궤도데이터를 이용한 초기운용 및 임무기간 중 궤도분석 결과를 기술하였다. 초기 궤도운용을 위한 준비 및 수행결과들에 대해 중점을 두었으며, 동일 임무궤도 상에서 운용되었던 아리랑위성 1호와의 정상임무 기간 동안 서로 다른 우주환경(특히 태양활동)이 궤도변화에 미치는 영향력을 비교, 분석하였다. 본 논문에서 정리된 내용들은 추후 저궤도상에서 운용될 아리랑위성 시리즈(3호, 5호 3A호 등)들의 초기 및 정상 임무기간 동안 궤도운용 시 안정성과 효율성을 높이는데 주요 참고 자료가 될 것으로 사료된다. In this paper, results on the orbit analysis for the KOMPSAT-2 satellite using a real orbit data during the LEOP and normal mission lifetime are presented. In particular, the preparation and performance of an orbit operations during the LEOP is emphasized and the effects of space environments (i.e., Solar activity) on orbit evolutions are investigated comparing to those of the KOMPSAT-1 satellite. The summarized results in this paper would be an important reference to improve the stability and effectiveness of satellite operations during the LEOP and normal mission lifetime in case of LEO satellites such as successors of KOMPSAT-2 (i.e., KOMPSAT-3, KOMPSAT-3A, KOMPSAT-5).

위성 임무운영팀 동향

이명신(Myeong-Shin Lee),정옥철(Ok-Chul Jung),정대원(Dae-Won Chung),박선주(Sun-Ju Park),신정훈(Jung-hoon Shin) 한국항공우주연구원 2008 항공우주산업기술동향 Vol.6 No.1

정밀궤도결정 자동화 시스템 개발 및 응용

김해동(Hae-Dong Kim),정옥철(Ok-Chul Jung) 한국항공우주연구원 2011 항공우주기술 Vol.10 No.1

본 논문에서는 자동으로 GPS 원시데이터를 이용한 정밀궤도를 결정하는 시스템의 개발에 대해 기술하였다. 수 m 이상의 궤도결정 정밀도를 요구하는 일상적인 궤도데이터 처리과정에 비해 1m (1σ) 혹은 서브미터 이하의 정밀한 궤도를 요구하는 궤도데이터 처리에는보다 복잡한 처리과정을 요구한다. 본 논문에서는 정밀궤도결정을 자동으로 처리하기 위한 시스템 구성 및 시험결과에 대해 기술하였다. 구현된 정밀궤도결정 자동화 시스템은 위성관제를 위한 비행역학시스템의 일부로써 활용할 수 있으며, 저자에 의해 기존에 개발된 궤도운용 자동처리 시스템과 연계하여 다중 위성 정밀궤도결정 시스템으로 응용이 가능하다. This paper describes the development of an autonomous system for the precise orbit determination (POD) using GPS raw data. Orbit processing requiring the orbit determination (OD) accuracy of 1m (1σ) or sub-meter is relatively complicated comparing to that of more than several meters. The architecture of the developed system for processing POD automatically and the test results of it were presented. The implemented system is able to be used to the flight dynamics system of the satellite mission control system and moreover can be applied to the multi-satellite POD system by means of incorporating with the automated operational orbit processing system (i.e., Kgs automated Operational Orbit Processing System, KOOPS), which was already developed by the authors.