저궤도 광학 위성의 별 관측을 통한 영상 품질 측정 자세 시나리오 연구

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 저궤도 광학 위성의 별 관측을 통한 영상 품질 평가 방법에 대하여 연구하였다. 위성 발사 후, 궤도상에서 탑재체의 영상 품질 검정이 필요하다. 별은 이상적인 점광원이므로 이를 이용하여 검정을 수행한다. 별을 이용해 얻을 수 있는 영상 품질 지표를 결정하고 지상관측 위성으로 관측하기에 적합한 별을 선택한다. 지상을 관측할 때 사용되는 시간 지연 적분 기법을 별을 관측하면서 구현한다. 영상 품질 지표는 변조 전달 함수로 결정하였다. 표본을 늘려 푸리에 변환의 정밀도를 높이기 위해 점광원 분포 함수 모델에 곡선 접합 및 스플라인 함수를 이용하여 보간법을 적용하는 영상 후처리기법을 개발했다. 곡선 접합의 정밀도를 높이는 방법들을 시도하였고, 변조 전달 함수의 정확도를 분석하였다. 별은 CCD가 포화되지 않지만 그 중 밝은 별을 선택해야 한다. Gunn & Stryker 별 목록에 수록된 분광정보를 이용하여 구경에 입사되는 빛의 복사조도와 등급과의 관계를 도출하였다. 별 선정 기준에 부합하는 별을 위성에 제원을 고려하여 선택하였고, 관측 영역을 선정하였다. 시간 지연 적분을 구현하면서 별을 관측하기 위한 자세 시나리오를 생성하였다. 별을 피치 축으로 일정한 속도로 지나가기 위한 카메라 방향의 회전 각도를 계산하고 STK를 이용하여 시나리오가 정확함을 검증하였다. 지터와 표류현상이 있을 때의 오차를 CCD 좌표계에서 확인하였다. 본 연구를 통해서 지상 관측 위성이 시간 지연 적분을 구현하면서 별을 관측하고 변조 전달 함수를 구하는 과정을 개발하였다.