The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지

Dynamic Orbit Determination for Geostationary Satellite Broadcasting of Highly Accurate Standard Frequency/Time Signal

고정밀 표준 시각/주파수 신호의 위성방송 서비스를 위한 무궁화 위성의 실시간 위성궤도 결정 기술

  • 이기훈 (연세대학교 전기전자공학과 디지털전송연구실) ;
  • 윤재철 (연세대학교 천문우주학과) ;
  • 서종수 (연세대학교 전기전자공학과 디지털전송연구실)
  • Published : 2002.04.01
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Abstract

In this paper we propose extended Kalman filter (EKF)-trilateration method which associates EKF to conventional radiolocation technique, trilateration in order to improve the accuracy of dynamic orbit determination of geostationary satellite for broadcasting of highly accurate Standard Time/Frequency Signal (STFS). We then compare to analyze the time accuracies of three techniques which are differential mode, trilateration locating one of four calibrated earth stations on a neighboring country, and domestic-only baseline EKF-trilateration. Computer simulations have shown that in spite of domestic-only baseline EKF-trilateration of poor GDOP, it is possible to track and locate satellite with an accuracy of a few hundred meter which is the performance 10 times more accurate than trilateration can provide. Finally we can provide standard time service with the time accuracy better than a few ns (frequency stability : 10$\^$-14/ over 7 days) all around Korea peninsula.

본 논문은 정지궤도위성을 이용한 고정밀 표준 시각/주파수 방송 서비스를 위해 요구되는 정지궤도위성 궤도추적 정확도를 개선할 수 있도록 기존의 무선 지점결정 기술인 trilateration에 확장칼만필터(EKF extended Kalman filter)를 결합한 EKF-trilateration 방식을 제안하고 차동보정 방식, 국내 및 국외 보정국을 이용한 trilateration 방식과 시각 정확도를 비교 분석하였다. EKF-trilateration 방식은 ECF-좌표계상의 각 축별 오타를 수백 m이내로 줄임으로써 위성궤도 추적 정확도를 10배 개선할 수 있었다. 한국과 같이 영토가 작은 국가의 경우 위성궤도 결정에 참여하는 국내 보정 국들이 형성하는 기하학적 조건 (GDOP)이 매우 열악함에도 불구하고 국내 보정 국만을 이용한 EKF-trilateration 방식을 사용하여 수 ns 이내(주파수 안정도 : $10^{-14}$[7일이상]의 시각 정확도로 표준 시각 방송 서비스를 한반도 전역에 제공할 수 있다.

Keywords

References

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