본 논문에서는 2004년 12월 발사 예정인 다목적실용위성 2호의 탑재소프트웨어의 구성과 전반적인 개발 과정 및 개발 환경에 관련된 내용을 서술한다. 다목적실용위성 2호 탑재소프트웨어 개발은 다목적실용 위성 1호 탑재소프트웨어를 근간으로 2호기 요구사양에 따라 요구사양 분석, 설계. 코딩 및 단위 테스트, 통합 테스트와 검증 시험 등을 거쳐 진행되었으며 일련의 모든 개발과정은 국내 연구진에 의해 수행되었다.
1997년 12월 다목적 실용위성 1호의 설계가 실제적으로 종료된 이후 항공우주연구원에 서는 다목적 실용위성2호에 대한 개념설계가 시작되었다. 설계의 기본 방향은 다목적 실용위성 1호 설계를 근간으로 하여 새로운 탑재체를 장착하는 것으로 설정되었으며 초기 설계 단계에서는 개략적인 탑재체에 대한 정보를 이용하여 전체 시스템의 구성에 대한 연구가 주로 이루어졌다. 본 논문에서는 예비설계의 주요 단계별로 수행하였던 기계 시스템 분야의 설계내용을 수록하였으며 향후 차세대 위성의 타당성 검토나, 예비설계 수행 시 참고가 될 수 있도록 하였다.
다목적실용위성 2호(KOMPSAT-2)는 2006년 7월 28일 러시아 플레세츠크(Plesetsk) 발사장에서 성공적으로 발사되어 현재 초기운영 및 영상 검증과정을 거치며 영상자료를 실제 사용자들에게 배포하기위한 최종 준비 작업이 진행되고 있다. 다목적실용위성 2호는 1m급 의 고해상도 영상을 촬영할 수 있기 때문에 국내외 많은 사용자들의 관심과 요청을 받고 있다. 항우연 우주웅용센터에서는 이상의 요구사항에 대응하기 위하여 영상자료 주문접수 및 배포업무를 담당하는 전담팀 (KOCUST)을 구성하였으며, 국내외 상용배포 대행업체를 선정하는 등 사용자지원 체계구축 업무를 수행하고 있다. 본 연구의 목적은 영상자료 요청에서부터 촬영,데이터 생성 그리고 전달까지의 일련의 과정을 체계적으로 정리함으로써 운성운영 과정에 대한 사용자들의 이해를 증진시 키는데 도움이 되고자 한다. 나아가 사용자들이 쉽게 다목적실용위성 2호 영상자료를 검색 및 획득할 수 있는 방법에 대해 논하고자 한다.
지난 4월 25일 종합과학기술심의회에서 국책사업으로 "다목적 실용위성 개발사업"의 기본계획, 개발체계, 정부부처간 역할분담 등 세부계획이 심의.의결을 거쳐 확정되었다. 이 사업은 오는 97년까지 정부지원 1천4백15억원 민간출연 2백35억원을 포함 총 1천6백50억원을 투입하여 해양탐사.환경관측.과학실험 등에 활용할 수 있는 지구저궤도용 다목적 실용위성을 개발 발사하는 것을 목표로 추진되고 있다. 다목적 실용위성 개발사업은 추진 체계 및 일정이 최종 확정됨에 따라 항공우주연구소를 사업총괄 주관기관으로 오는 9월부터 본격적으로 착수될 전망이다. 인공위성연구센터가 우리별 1호와 2호를 성공적으로 발사하여 우리나라 위성분야의 새로운 장을 열어 놓은데 이어 다목적 실용위성 개발사업이 구체화 됨에 따라 사업의 총괄 주관기관으로 선정된 항공우주연구소를 탐방하여 홍재학소장과 대담을 통하여 구체적인 사업추진 계획과 전망을 조명함은 물론 우주 첨단과학 기술의 산실인 항공우주연구소의 활동상황과 앞으로의 포부를 들어 보았다.
현재 군사적, 상업적 또는 과학적 목적의 많은 인공위성들이 개발되고 있고, 실제로 이러한 목적의 인공위성들이 우주공간에서 각각의 맡은 임무를 수행하고 있다. 해양관측용 자료 및 10m급 해상도의 영상 자료를 제공해 주고 있는 다목적실용위성 1호의 경우, 자료 획득의 임무를 수행하기 위해 많은 내부적인 준비작업과 주변장치들을 필요로 하게 된다. 주변장치들도 각각의 역할을 수행하면서 필요한 정보를 다른 장치로부터 받기도 하고 다른 장치에 필요한 정보를 주기도하는 상호작용을 하게 된다. 또한 위성의 전체적인 상태나 구성하고 있는 주변장치들의 상태에 대한 정보를 지상의 관제소에서 계속적으로 점검해야 한다. 그러나 궤도를 돌고있는 위성은 관제소와 항상 정보를 주고받을 수는 없으므로 위성의 상태 데이터를 정해진 형식으로 저장해 두었다가 필요시 이를 지상에 보내줄 수 있어야 한다. 이와 같은 내부 장치들에 대한 하드웨어 데이터와 위성의 상태 데이터를 획득, 관리 및 저장하기 위한 프로그램이 다목적실용위성 2호에 탑재될 수 있도록 위성탑재 소프트웨어의 상세설계가 이루어 겼다. 이 설계된 프로그램을 이용하여 다목적실용위성 2호의 텔레메트리 데이터의 획득이 이루어질 것이며 현재 탑재 소프트웨어에 대한 검증이 수행되고 있다.
다목적실용위성 2호에 탑재 되어 있는 탑재소프트웨어는 위성의 자세, 전력, 열 제어 및 지상 명령 수신, 측정 데이터 수집 등 여러 개의 소프트웨어 모듈로 구성되어 있으며, 각 소프트웨어 모듈은 실시간 운용체제인 VRTX에 의해서 제어된다. 다목적실용위성 2호에서 사용하는 탑재소프트웨어는 일반적인 소프트웨어와 달리 고도의 신뢰성과 안정성을 보장해야 하며 지상과의 통신이 없는 상태에서도 위성을 정상적으로 운용할 수 있어야 하며, 위성 시스템의 장애가 발생시 위성을 안전 모드로 전환 할 수 있어야한다. 본 논문에서는 다중프로세서 구조를 갖는 다목적실용위성 2호의 탑재소프트웨어 초기화 및 태스크를 관리하며 위성의 Health 관리를 담당하는 Executive CSC(Computer Software Component)의 설계와 구현에 대하여 설명한다.
다목적실용위성 2호 (KOMPSAT-2)의 상용화로 인한 국내외 사용자의 요구사항에 부합하는 고품질 위성자료의 처리를 위한 수신과 제품을 생성하기 위한 처리시스템의 기술적인 진보와 해외 위성 직수신 시스템과 연계된 운용을 위해 체계화된 플랫폼의 구성이 요구되고 있다. 더불어 다목적실용위성 3호 및 5호 등 기 개발 중이거나 개발될 시스템의 유사기능의 중복개발 방지와 원활한 시스템 운영을 위해 통합 자료처리 시스템의 필요성이 절실한 때이다. 이에 본 논문에서는 이미 운용중인 다목적실용위성 2호의 자료처리 시스템을 기반으로 하여 향후 다목적실용위성 시리즈의 상용화를 고려해 통합자료처리 시스템의 개념적 설계를 수행해 보았다.
우리나라 우주기술은 선진국에 비해 초보단계의 수준이나 위성체 구조물 기술, 로켓 구조체 기술 및 위성수신기기 분야 등에서는 상당수준의 기술을 확보하였다. 92년 발사된 실험용 소형과학위성인 "우리별 1호"로 우주개발에 착수한 우리나라는 무궁화위성 1,2호 사업을 통해서 위성통신 시스템 및 관련부품에 대한 요소기술을 확보한 상태이며, 다목적 실용위성 개발사업을 통해서 우주산업 기반기술을 확보한 단계이다. 이번호에서는 오는 12월에 발사예정인 다목적실용위성의 개발과정과 의의에 대해서 알아 보기로 하겠다.
다목적실용위성 2호(KOMPSAT-2)에서는 위성자세 제어를 담당하고 있는 RDU(Remote Drive Unit)의 성능 향상를 위하여 80386 CPU와 함께 80387 Coprocessor를 장착하여 임무수행을 담당한다. 다목적실용위성 1호(KOMPSAT-1)에서는 수치연산을 위하여 상용소프트웨어인 PACLIB를 사용하여 수치연산을 80C186을 이용한 에뮬레이션 방식으로 수행하였지만, 2호기에서는 실질적인 코프로세서를 이용한 수치연산을 수행하게 된다. 본 논문에서는 다목적실용위성 2호에서 사용되는 80387 코프로세서의 초기화 과정과 예외사항 발생시 처리 방법, 80387 코프로세서를 이용한 수치연산 함수 구현 및 libtary 구성 방법에 대하여 설명한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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