Orbit Determination from Tracking Data of Artificial Satellite Using the Method of Differential Correction

인공위성 추적자료의 미분보정에 의한 궤도결정

The differential correction process determining osculating orbital elements as correct as possible at a given instant of time from tracking data of artificial satellite was accomplished. Preliminary orbital elements were used as an initial value of the differential correction procedure and iterated until the residual of real observation (O) and computed observation(C) was minimized. Tracking satellite was NOAA-9 or TIROS-N series. Two types of tracking data were prediction data precomputed from mean orbital elements of TBUS and real data obtained from tracking 1.70 GHz HRPT signal of NOAA-9 using 5 meter auto-track antenna in Radio Research Laboratory. Accrding to thacking data either Gause method or Herrick-Gibbs method was applied to preliminary orbit determination. In the differential correction stage we used both of the Escobal(1975)'s analytical method and numerical method using f, g series for the comparision. The results between analytical and numerical ones are nearly consistent. And the differentially corrected orbit converged to the same value in spite of the differences between preliminary orbits of each time span.

인공위성의 추적자료로부터 예비궤도를 결정하고 이것을 초기값으로 해서 계산한 관측치 (C) 와 실제의 관측치(O)의 차이가 최소가 될때까지 반복계산함으로써, 어떤 시각에 있어서 실제의 궤도에 가장 가까운 접융궤도 요소를 얻어내는 미분보정의 과정을 수행했다. 추적한 인공 위성은 TIROS-N계열 위성인 NOAA - 9이고 추척자료는 컴퓨터에 의한 프로그랭 추척을 위해서 TBUS의 평균궤도요소로부터 미리 계산한 예측자료와 위성으후부터 송신되는 1.707GHz의 HRPT신호를 전파연구소의 직경 5m인 자동추적안테나로 추적해서 얻은 실제 자료를 이용했다. 예비궤도의 결정은 추적 자료에 따라 Gauss 방법과 Herrick -Gibbs 방법을 사용했고 미분보정의 과정에 있어서 미분보정행렬의 각 원소들은 Escobal(1975)의 해석적인 방법과 f, g급수를 이용한 수치적인 방법으로 각각 구해서 그 결과를 비교해 보았다. 해석적인 방법파 수치적인 방법의 결과는 거의 일치하였고 각 시간간격에 따른 예비궤도가 다름에도 불구하고 미분보정된 궤도는 같은 값으로 수령했다.