• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2009.10a
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• pp.27.2-27.2
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• 2009

SLR (Satellite Laser Ranging) 데이터의 높은 거리측정 정밀도는 위성 추적 시스템의 검증 및 보정, 위성의 정밀궤도결정, 지구와 관련된 물리 상수 및 모델 검증, 우주파편과 같은 우주물체의 추적 및 감시 등에 활용이 가능하다. 특히 위성의 정밀궤도결정에 SLR 데이터를 활용하는 것은 고정밀 지구관측 위성 및 독자적인 항법 시스템 운영에 필수적인 부분이다. SLR 시스템은 위성 관측 가능 시간 및 지역이 한정되어 있기 때문에 정밀궤도 결정에 활용하는 것이 쉽지 않다. 따라서 이 연구에서는 SLR 데이터를 사용하기 위한 효율적인 정밀궤도결정 전략에 대해서 알아보았다. 동역학 및 관측 모델, 지상국의 개수, 초기 궤도 오차, 필터링 방법, 고도각에 따른 관측 데이터 선택 등의 기준을 선정하고 각각의 경우에 대해 정밀궤도결정을 수행하고 결과를 분석하였다. 정밀궤도결정 테스트를 위해서는 YLPODS (Yonsei Laser-ranging Precision Orbit Determination System)과 SLR정규점 (Normal Point) 데이터를 사용하였다. 이를 통해서 SLR 데이터를 사용하기 위한 효율적인 정밀궤도결정 전략에 대해 고찰해보았다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2011.04a
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• pp.25.2-25.2
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• 2011

저궤도위성의 정밀궤도결정은 GPS 위성과 수신기의 시계 공통오차를 제거하기 위해 이중 차분하는 방법으로 요구된 위치 정밀도를 충족시켜왔다. 그러나 빠른 속도로 지구를 회전하는 저궤도위성의 정밀궤도결정에 있어 이러한 이중 차분방법은 지구상에 광범위하게 분포된 지상 IGS 망 처리에 많은 계산 부담을 안고 있다. 그리고 지상 측지뿐만 아니라 저궤도위성을 이용한 기상관측 또는 긴급한 영상 처리 응용분야에서도 고정밀도 준실시간(Near Real Time-NRT) 처리가 요구되고 있다. 고정밀 준실시간 정밀궤도결정을 위한 대안은 이중주파수 GPS 수신기으로 IGS에서 제공되는 정밀궤도력을 갖고 고정밀 단독측위가 가능한 정밀단독측위(precise point positioning) 기법으로 상대측위와 버금가는 위치 정밀도를 얻을 수 있다. 다목적실용위성 5호는 고정밀 합성 레이더 영상 처리를 위해서 요구되는 20 cm 위성 위치 정밀도를 만족시키고, 대기 기상관측을 위해 GPS 전파 엄폐 측정값 수집을 목적으로 고정밀 이중주파수 GPS 수신기(Integrated GPS and Occultation Receiver, IGOR)를 탑재하고 있다. 이 논문에서는 IGOR의 이전 제품인 Blackjack 수신기를 탑재한 GRACE 위성의 실제 GPS 데이터를 사용하여 대략 3 ~ 5cm의 위치 정밀도를 얻었다. 준실시간 정밀궤도결정에서 정밀도 손실없이 궤도결정 처리 지연시간(latency)을 줄이는 것이 중요하다. 이 지연시간은 GPS 측정값의 양에 따라 크게 좌우되기에 GPS 측정값 샘플링 주기를 10초에서 640초까지 변화시켜가면서 정밀도를 분석한 결과, 위치 정밀도 손실없이도 궤도결정처리 지연시간을 단축시킬 수 있음을 제시하고 있다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.10 no.1
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• pp.167-174
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• 2011

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 ($1{\sigma}$) 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.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.161.2-161.2
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• 2012

위성의 지향 정밀도에 영향을 주는 요소로 정밀한 자세명령을 생성해 주어야 하는데, 정밀 자세 명령을 생성하기 위해서는 기준좌표계를 잘 결정해야 한다. 저궤도 위성의 기준좌표계는 GPS위성으로부터 수신한 위성의 위치와 속도 및 시각 정보로부터 기준 시각의 좌표계를 생성하게 된다. 정지궤도 위성의 경우에는 GPS 위성을 사용하기 어려우므로 계속 지상에서 궤도 정보를 올려주거나 탑재 컴퓨터에 궤도전파기나 궤도 결정 알고리즘을 탑재하여 위성의 궤도 정보를 계산하게 된다. 본 연구는 정지궤도 위성의 궤도정보 요구사항을 분석하고 이를 만족하는 궤도전파기/궤도 생성 알고리즘의 개념 설계를 목적으로 한다. 먼저 저궤도위성에서 사용한 방법으로 GPS 위성으로부터 수신한 궤도 정보를 바탕으로 내부 탑재 궤도전파기를 사용하여 실제 궤도 정보가 이용되는 시간까지 궤도 정보를 전파하여 기준좌표계를 생성하는 방법을 검토하였다. 그 다음 기존의 정지궤도 위성에서 사용한 탑재 궤도 전파기/궤도 결정 알고리즘을 검토하고 새로 개발하는 정지궤도 위성의 특성을 고려하여 궤도 정밀도 요구사항을 분석하고 이를 만족하는 탑재 궤도 전파기를 설계하였다. 마지막으로 시뮬레이션을 통해 요구조건 만족과 설계 결과를 검증하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.32 no.4
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• pp.43-52
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• 2004

In this paper, the performance of the KOMPSAT-1 orbit determination (OD) accuracy at the ground station was analyzed by using the flight data. The Bayesian least squares estimation was used for the orbit determination and the assessment of the orbit accuracy was evaluated based on orbit overlap comparisons. We also compared the result from OD using GPS navigation solutions with NORAD TLE and the result from OD using range data. Furthermore, the effect of observation type and OBT drift on the accuracy was investigated. As a consequence, It is shown that the OD accuracy using only GPS position data is on the order of 5m RMS (Root Mean Square) with 4 hrs arc overlap for the 30hr arc and the GPS velocity data is not proper as a observation for the OD due to its inferior quality. The significant deterioration of the accuracy due to the critical clock bias was not founded by means of the comparison of OD result from other observations.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.19 no.4
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• pp.385-394
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• 2002

Satellite laser ranging is a technique for precisely measuring the range between a laser station and a satellite that is equipped with retro-reflectors. SLR technique was first used for Beacon-B satellite in 1964 with the ranging accuracy of meter level. Now the single shot have centimeter level accuracy and the normal point have mm level in ranging. In this study we developed the algorithm for precise orbit determination using SLR data and performed the orbit determination of GPS-36 satellite using the algorithm. RMS of the estimated orbit was 74cm when compared with IGS precise orbit. It is known that RMS of SLR measurement residual is below 55mm. But we were able to achieve 44mm RMS of residual throughout this study.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2009.10a
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• pp.27.1-27.1
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• 2009

인공위성 광학 감시 시스템 적용에 가장 효과적인 고전적 예비 궤도 결정법은 Gauss와 Laplace 방법이 있다. 이 두 방법은 세 쌍의 광학 관측 자료를 이용하여 위성의 궤도를 결정하는 방법으로 관측 시간간격에 따라 정밀도가 변화하는 특성이 있다. 이번 연구에서는 이러한 특성에 관련된 국내의 기존 연구 결과들에서 일부 상이한 점을 발견하여, 세 점의 시간간격에 대한 정밀도 변화 특성을 재검토해 보았다. 이러한 특성 연구는 다양한 위성 궤도 형태를 고려해야 하기 때문에 궤도 정보가 알려진 위성 전체를 대상으로 하였다. SGP4/SDP4 궤도전파 모델을 이용한 모의 관측 자료를 사용하여 방법론적인 정밀도 특성을 확인하였고, 특정 위성의 실제 관측 자료를 사용하여 인공위성 광학 감시시스템에 적용할 시에 발생되는 특성을 확인하였다. 결과적으로, 세 점의 시간간격에 대한 정밀도 변화 특성은 관측된 위성의 위치로 인해 달라질 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.21 no.3
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• pp.221-232
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• 2004

Gauss method for the initial orbit determination was tested using angle-only data obtained by orbit propagation using TLB and SGP4/SDP4 orbit propagation model.. As the analysis of this simulation, a feasible time span between observation time of satellite resulting the minimum error to the true orbit was found. Initial orbit determination is performed using observational data of GPS 26 and Koreasat 2 from 0.6m telescope of KAO(Korea Astronomy Observatory) and precise orbit determination is also performed using simulated data. The result of precise orbit determination shows that the accuracy of resulting orbit is related to the accuracy of the observations and the number of data.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.11 no.2
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• pp.19-25
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• 2012

GEO-KOMPSAT2 shall provide higher quality of image than the COMS and uses star tracker instead of earth sensor, which requires precise onboard orbit information. This requires precise on-ground orbit determination. For COMS, orbit determination is performed using the ranging data obtained from tracking system located in DAEJON. For accurate orbit determination of GEO-KOMPSAT2, KARI is building a secondary tracking station in CHUUK Islands. In this paper, the achievable accuracy of table based onboard orbit parameter generator which interpolates orbit data obtained from on-ground orbit determination using tracking data collected from two ground stations. Two types of approaches have been applied; covariance analysis and numerical analysis. By combining two analysis results, total orbit error has been estimated.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.8
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• pp.661-673
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• 2014

In this paper, a precise orbit determination process was carried out based on KARISMA(KARI Collision Risk Management System) developed by KARI(Korea Aerospace Research Institute), in which optical tracking data of a geostationary satellite was used. The real optical tracking data provided by ESA(European Space Agency) for the ARTEMIS geostationary satellite was used. And orbit determination error was approximately 420 m compared to that of the ESA's orbit determination result from the same optical tracking data. In addition, orbit prediction was conducted based on the orbit determination result with optical tracking data for 4 days, and the position error for the orbit prediction during 3 days was approximately 500~600 m compared to that of ESA's result. These results imply that the performance of the KARISMA's orbit determination function is suitable to apply to the collision risk assessment for the space debris.