• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.166.1-166.1
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• 2012

최근에는 정지궤도위성에도 지구센서 대신 별추적기를 탑재하는 추세이다. 별추적기의 경우 태양이나 지구와 같은 밝은 물체가 시야각에 들어올 경우 자세결정을 수행할 수 없기 때문에 별추적기 최적 배치를 위한 해석이 요구된다. 그런데, 정지궤도위성의 경우 24시간을 주기로 태양이 적도면을 회전하고 또한 동지와 하지를 최대로 하여 적도면과 23.5도의 기울기를 갖고 있기 때문에 별추적기 배치에 많은 제한이 발생한다. 별추적기 성능을 최적으로 얻기 위해서는 탑재되는 광학계가 서로 직각이 되어야 하지만 태양 위치에 따른 제한으로 인해 직각이 될 수 없으며 이 경우 성능은 약간의 손실을 감수하면서 항상 태양을 회피하기 위한 최적 각을 적용하거나 태양이 들어올 경우만 성능 손실을 감수하면서 이외의 경우에 별추적기 최적의 성능을 얻고자 하는 방법이 있을 수 있다. 본 연구에서는 이러한 방법들에 대한 해석을 수행하여 최적 각을 소개하였고, 다중머리 별추적기를 대상으로 해석을 수행하였다. 다중머리 별추적기는 하나의 전장품에 광학계가 여러 개 장착되는 제품으로 최근에 우주이력(heritage)를 갖기 시작하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.31.3-31.3
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• 2010

인공위성은 궤도상에서 별추적기를 기준으로 자세제어를 수행한다. 이러한 별추적기의 지향방향 정밀도는 위성의 운용 및 관측성능에 커다란 영향을 미치게 된다. 따라서 별추적기의 지향방향은 초기에 설정된 지향방향으로부터 변화하지 않는 것이 중요하다. 일반적으로 별추적기는 가시영역을 확보하기 위하여 특정한 방향으로 장착되어야 하고 이를 위하여 위성 구조물과 연결시켜 주는 장착 구조물이 적용된다. 이러한 장착 구조물에는 히터가 부착되어 온도 제어를 함으로써 별추적기의 지향오차를 최소화 하도록 한다. 이 논문에서는 온도제어를 위해 히터가 작동하여 장착구조물에 온도구배가 발생할 경우 별추적기의 지향방향의 변화가 허용 가능한 수준이내에 해당하는가를 해석적으로 검토한 결과를 기술한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권3호
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• pp.300-308
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• 2010

전세계적으로 적용되는 개발개념인 보다 빨리, 더 좋게, 더 값싼 위성을 설계하는 일에 있어 향상된 자세결정시스템을 도입하는 것은 자명한 일이라고 할 수 있다. 오늘날 CCD나 APS 기반의 별추적기는 현존하는 위성의 자세결정용 센서중에서 가장 좋은 정밀도를 제공하고 있다. 본 논문에서는, 별추적기의 기본적인 동작원리와 관련 기술의 개요를 소개함과 동시에 별추적기 개발에서 주요 이슈가 되었던 기술들을 비교 분석한다. 또한 별스캐너로부터 MEMS기술을 적용한 별추적기에 이르기까지, 별추적기의 간추린 역사와 세계 각국에서의 개발현황을 소개한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권3호
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• pp.243-249
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• 2021

별추적기는 우주공간에서 미세한 별 빛을 감지한 후 저장된 별 목록과 비교하여 관성좌표계상에서 위성의 자세 정보를 제공한다. 별 이외에 태양이나 지구와 같은 다른 빛이 광학계(OH : Optical Head)로 들어가게 될 경우 별을 인식할 수 없음으로 별추적기를 운영할 수 없다. 특히, 태양과 같은 강한 빛이 들어올 경우 별추적기 운영뿐 아니라 성능에도 영향을 미친다. 별추적기의 태양 차폐각(SEA : Sun Exclusion Angle)은 별추적기의 성능을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문에서는 별추적기의 태양 차폐각에 대한 검증을 수행하였다. 태양 차폐각 검증을 위해서 별추적기의 태양 차폐 시간을 예측하였으며 실제 천리안 2A호 별 추적기에서 발생한 태양 차폐 시간과 비교하였다. 또한, 광학계에 태양에 의한 차폐가 발생할 경우 별추적기가 정상적으로 동작하는지에 대한 분석을 수행하였다. 분석 결과 별추적기는 성능 요구사항인 26° 이내에서 태양 차폐가 발생하였으며 태양 차폐가 발생할 경우에도 정상 동작함을 확인하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.177.1-177.1
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• 2012

국내기술로 개발된 고기동 위성이 해상도 70cm급 광학카메라를 탑재하고 태양동기궤도를 따라 지구 주위를 하루에 14바퀴이상 돌면서 임무를 수행한다. 높은 해상도의 영상을 얻기 위해 자세제어계에서는 고성능 별추적기와 자이로를 사용하는 정밀자세결정 로직과 반작용 휠을 사용하는 자세제어 로직을 운용한다. 자세제어계에서는, 발사환경 및 우주환경의 영향으로 인한 자이로의 오정렬, SF오차, 별추적기 상호간 오정렬에 대한 상대보정과 탑재컴퓨터에서 결정한 궤도 및 자세정보와 영상 기준점 정보를 이용하여 절대보정을 수행한다. 한편, 탑재 알고리즘에서는 강건한 자세결정로직을 운용하고 있고, 별추적기의 측정지연 보상, 처리 주기내의 평균 각속도 사용 등 실시간 운용으로 인한 제한으로 성능상의 제약이 있다. 따라서 정밀자세결정 지상 후처리 작업이 필요하며 이를 위해서 기 개발된 지상처리용 정밀자세결정 소프트웨어를 새로운 접속요구규격에 맞춰 업그레이드하였다. 지상처리 정밀자세결정을 위해서 탑재컴퓨터는 영상촬영 전후 일정기간 동안 별추적기 데이터, 자이로 데이터, 탑재컴퓨터에서 결정한 자세정보 등을 매 탑재컴퓨터 처리 주기로 저장하여 지상으로 전송한다. 전송된 자료를 이용하여 지상처리용 정밀자세결정 소프트웨어는 정밀궤도 정보와 결합하여 정밀자세결정을 수행한다. 고기동 위성의 경우 기동 후 정밀자세결정 수렴 속도 향상이 필요하며, 소프트웨어의 필터 파라미터를 조율하여 성능을 향상하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.44-44
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• 2003

위성의 자세를 결정하기 위해서는 위성체에 탑재된 각종 센서들을 사용된다. 이러한 센서 중에서 고정밀도의 자세결정을 위해서는 별추적기를 사용한다. 별 추적기를 통한 위성체의 자세결정은 CCD 이미지로부터 여러 가지 별패턴인식(star pattern recognition) 방법을 통하여 CCD의 FOV(Field of View)내의 별들을 인식, 자세정보를 추출하여 이루어진다. 이러한 과정은 운용중인 위성체내에서 실시간으로 처리되어야 하므로 빠른 처리속도, 높은 신뢰도, 그리고 위성체내에 저장되어지는 자료의 양도 가능한 적어야 한다는 제한 요소들이 있다. 이러한 별추적기의 별패턴인식 방법으로는 CCD의 FOV내에 존재하는 각 쌍의 별들의 각거리를 이용하는데, 위성체의 이전자세정보의 필요 여부, searching phase 등에 따라서 나누어진다. 본 연구에서는 선행자료를 필요로 하지 않는 k-vector SPIT(Star-Pair Identification Technique)를 사용하여 CCD이미지와 위성체에 저장된 별 카탈로그(star catalog)와 비교한 후, 각각의 별들을 인식(identification)할 수 있는 알고리즘을 구현하였다. 또한 선행자세자료를 필요로 하는 패턴인식방법을 구현하여 이들을 비교하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2007년도 한국우주과학회보 제16권2호
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• pp.117.1-117.1
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• 2007

• 항공우주기술
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• 제11권2호
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• pp.80-86
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• 2012

빠르게 기동하면서도 고해상도 영상을 획득하기 위해서는 정확한 자세지향 및 높은 지향안정도가 요구된다. 자세제어계는 이러한 요구조건을 만족시키기 위해서 고성능 별추적기와 자이로를 장착하고 있다. 하지만, 위성에 장착된 자세센서인 별추적기와 자이로는 발사환경과 발사체에서 분리된 후 놓여지는 우주환경의 영향으로 지상에서 예측한 위성 동체기준좌표계에서 벗어난 오정렬 값을 가지게 되며, 자세제어계에서는 자세지향 오차 및 기동 성능 향상을 위해서 해당 오정렬 값을 추정하여 보상해주는 궤도상 보정을 수행해야 한다. 본 논문에서는 고기동 저궤도위성의 초기운용기간 중 위성본체 성능확인 단계에서 자세제어계에서 수행한 궤도상 보정에 대해서 기술하고 실제 얻어진 자세지향 및 지향안정도 성능 향상 결과를 제시한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권7호
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• pp.709-716
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• 2009

위성 궤도 자세는 위성 열설계에 영향을 주는 중요한 요소로서, 궤도 운용 자세에 대한 열적 조건을 정확히 파악하는 것을 필요로 한다. 본 연구에서는 저궤도 위성의 yaw motion의 운영 자세에 따른 우주 열환경의 변화와 열설계의 열적 영향을 검토하였다. 본 위성은 고정형의 태양 전지판을 가지고 있기 때문에 태양광 구간 동안에 태양지향(sun-pointing)자세를 유지하고, 위성에 장착되는 별센서인 별추적기의 가시 방향이 심층 우주방향을 향하도록 하기 위하여 위성의 길이 방향을 축으로 일정한 각속도로 회전을 하는 yaw motion을 하도록 운용된다. 이것은 위성이 정밀한 자세 제어의 성능을 발휘할 수 있도록 별추적기가 별의 시야각을 확보하기 위한 것이다. 또한 위성 열설계 측면에서는 이러한 운용을 위한 자세 변화에 따른 열적 영향을 파악하는 것을 필요로 한다. 연구에서는 위성의 열모델에 이러한 궤도 운용 자세를 반영한 후의 궤도 열해석을 통하여 이를 알아보고자 한다.

• 항공우주기술
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• 제4권2호
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• pp.60-64
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• 2005

과학기술위성 2호의 주요 임무는 주 탑재체인 마이크로웨이브파 라디오미터(DREAM: Dual-channel Radiometers for Earth and Atmosphere Monitoring)개발, 부 탑재체인 레이저 반사경(SLR: Satellite Laser Ranging) 개발, 그리고 위성체 핵심기술 선행연구를 위한 Frame-Type 위성구조체, 복합소재 태양전지판, Dual-Head 별추적기, CCD 태양센서, 펄스형 플라즈마 추력기, 소형 탑재 컴퓨터 및 고속 X-band 송신기 개발 등을 포함한 100kg급 저궤도 소형위성 개발이다. 본 논문에서는 과학기술위성 2호 시스템에 대하여 설명을 한다. 과학기술위성 2호의 시스템 정의 및 기본적인 운영개념, 과학기술위성 2호의 주 탑재체인 마이크로웨이브파 라디오미터, 부 탑재체인 레이저 반사경, 그리고 이들을 지원하기 위한 위성본체 등을 포함한다.