소형위성 관제용 S대역 프로토타입 트랜스폰더를 상용 부품을 활용하여 설계하였으며, 확장성까지 고려하여 QPSK 변복조 기능을 FPGA를 사용하여 구현하였다. 제작된 트랜스 폰더는 RF Front End, RF 변조기, RF 복조기, 그리고 변복조기로 구성된다. 측정결과 트랜스폰더의 수신 비트오율(이하 BER)은 -105 dBm의 입력전력에서 $1.1{\times}10^{-6}$으로 나타났다. 이러한 방식의 트랜스폰더는 개발기간을 단축할 수 있으며 크기와 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다.
지상에서 위성체 총조립 및 시험(AIT; Assembly, Integration & Test) 단계와 발사 후 위성 운용 단계에서 저궤도 관측위성에 대한 다양한 상태 정보들은 위성으로부터 수신한 원격 측정 (Telemetry) 데이터를 통해서 알 수 있다. 하지만 매초 단위로 위성으로부터 수신되는 수많은 원격 측정 데이터들을 모두 일일이 실시간으로 모니터링 하여 위성의 이상 유무를 판별하기는 거의 불가능하다. 특히 저궤도 관측위성은 발사 후 주기적으로 지상국과 교신하는 짧은 시간 내에 위성으로부터 수신한 원격 측정 데이터로부터 위성의 상태를 빠르게 판단해야 하고, 경우에 따라서는 위성의 긴급한 상황을 극복할 수 있는 조치를 위성과의 짧은 교신 시간 내에 완료해야 한다. 따라서 위성으로부터 수신한 원격 측정 데이터들을 선별하고 필요에 따라서 가공하여, 신속하고 요약된 정보를 시각화된 그림이나 도표 등으로 모니터 화면상에 시연해주는 MIMIC은 위성 시험 단계에서 뿐만이 아니라 위성 운용 단계에서도 필수적이다. 본 문서에서는 저궤도 관측위성인 다목적 실용위성에서 현재 개발 완료되어 사용되고 MIMIC에 대한 설계 및 구현 사항에 대해서 자세히 기술한다. 또한 MIMIC의 개발환경과 향후 추가적으로 보완 개발될 MIMIC에 대한 개선 사항들에 대해서도 설명한다.
국내에서 이루어지고 있는 부분적인 교통량분석 장비에는 여러 문제점과 한계성을 가지고 있다. 또한, 교통량분석 장비를 통하여 획득한 기존의 교통량 정보는 실시간 제공이 되지 못하고, 도심지의 경우 교통량 밀도분석과 시계열 분석이 어려워 적절한 도로용량 파악의 신뢰성 확보에 한계가 있고, 교통소통 제어관련 정보를 제공하지 못하는 등 도로정책 수립에 활용하기 어려운 실정이다. 따라서 실시간 교통량조사를 통한 정확한 도로소통정보와 후처리 통계분석에 의한 도로소통정보를 통해 정확하고 신속한 교통 및 도로소통정책수립이 필요하다. 본 연구에서는 차량위치정보를 교통정보화하여 교통관제센터로 교통정보를 전송할 수 있는 인공위성측량 기술기반의 차량용 교통정보수집시스템을 개발하였다. 또한, 전송된 교통정보를 관리 분석하고 처리된 도로소통정보를 실시간으로 웹상에 제공해줄 수 있는 웹 지리정보체계 기술기반의 교통관제시스템을 개발하였다.
최근 무인항공기(UAV)의 발전과 관심이 높아지면서 UAV의 수요가 급증하고 있다. 전통적인 방식의 인공위성 및 항공영상에 비해 적은 운용비용으로 효과적인 자료 취득이 가능하여 다양한 연구(환경, 지리정보, 해양관측, 원격탐사)에 활용되고 있다. 다만, 배터리 용량 및 관제시스템과 기체의 거리 제한에 따라 전통적인 원격탐사 방법인 위성과 항공기를 이용한 방법에 비해 좁은 면적만을 획득한다는 단점이 있다. 하지만 원거리 원격관제가 가능하다면 원격탐사 분야에서의 UAV의 활용 가능성은 더 높아질 수 있으며 이에 UAV와 관제 시스템의 거리에 상관없이 관제할 수 있는 통신 네트워크 시스템이 필요하다. 전통적인 방식의 무선장치(RF 2.4 GHz, 915 MHz, 433 MHz)로 UAV와 Ground Control System(GCS)가 송수신 할 수 있는 거리는 약 2 km 내외로 제한적이다. 하지만 구축되어 있는 Long-Term Evolution(LTE) 통신망 기반의 제어방식을 적용하면 Radio Frequency(RF) 통신망의 단점을 보완할 수 있어 기존 산업과 융합하여 보다 큰 효과를 이룰 수 있다. 본 연구에서는 LTE 통신방식을 통해 GCS 기준 최대 직선거리 6.1 km, 촬영 면적 2.2 ㎢, 총 비행 거리 41.75 km의 비행을 수행하였다. 또한, LTE 통신의 무선 기지국 현황을 통해 통신 두절 가능성에 대해서도 분석하였다.
본 연구에서는 웹기반의 화물차량위치추적시스템의 개발과 관련된 문제를 다루고 있다. 화물위치추적 시스템이란 이동하는 화물차량으로부터 위치데이터 및 관련 정보를 수신하여 중앙관제센터에서 이 정보를 데이터베이스에 저장하여 두고 화물위치 정보를 지도 위에 표시하는 시스템으로 화주, 운송회사 등 육상물류관련 기관에서 화물위치추적, 공동수배송, 화물차량 통제 등 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 화물차량위치추적시스템은 AVLS(Automatic Vehicle Location System)라 불리우면서 산업계에서 활용되고 있으며 위치획득 방법의 종류에 따라 다양한 유형의 AVLS모델이 등장하고 있다. 예를 들면 전통적인 GPS(Global Positioning System) 위성 수신, DGPS(Differential GPS) 기지국, PCS(Personal Communication System) Cell, 도로기반 시설에 포함되는 비콘 등의 방법에 의해 AVLS는 구현되고 있다. AVLS는 정보통신 요소 기술과 정보통신 기반 시설로 구성되는데, 정보통신 요소기술로는 위치획측의 매개체인 AVL단말기와 관제시스템 S/W. 그리고 GIS(Geographic Information System)가 있고, 정보통신 기반 시설로는 차량의 단말기와 관제시스템 사이의 데이터 중계를 담당하는 네트워크가 있다. 화물차량위치추적시스템을 구성하기 위한 구비요건으로 중계망의 안정성과 신뢰성, 획득한 위치데이터의 정확성, 관제시스템의 완성도와 AVL단말기의 사용자 인터페이스, GIS S/W개발을 위한 Map API(Application Program Interface)등을 들 수 있다. 본 연구에서는 PCS Cell 방식에 의한 위치결정방식을 채택하였는데, 이것은 PCS망을 기반으로 데이터를 주고받이며 인터넷 단말기로 확장 가능한 PCS 단말기를 사용해서 위치추적을 하는 시스템이다. 이러한 시스템을 선정하게된 배경은 단말기아 망 이용료의 가격이 저렴하여 현실적으로 트럭이 쉽게 부착할 수 있다는 장점이 있으며 나아가 인터넷 단말기를 활용하여 차량과 관제센터사이에 메시지 전송 등 부가적인 서비스가 가능하기 때문이다.
본 논문은 통신해양기상위성(이하 통해기위성) 위성통신시스템(Ka 대역 통신탑재체 시스템, 정지궤도 위성관제 시스템 및 위성시험지구국으로 구성)의 운용계획에 대해 기술한 논문이다. 위성통신시스템(SATCOM)을 구성하는 Ka 대역 통신탑재체, 시험지구국 및위성관제국 각각의 임무계획 및 제공서비스 종류를 기술하며, 각 시스템간의 인터페이스에 대한 구성 및 기능에 대해서도 기술한다. 특히 위성통신 시스템을 구성하는 각각의 서브시스템에 대한 운용상의 항목 및 기능을 도출하고, 그리고 운용계획을 기술하였다. 또한 통해기위성 통신잡재체를 감시 및 제어하고, 통신서비스망을 감시하기 위한 PCS(Payload Control System)의 기능정의, 구성도 및 운용계획을 제시하였다.
다목적 실용위성의 자세제어계 mode는 크게 Sun, Maneuver, Science Mode로 나누어진다. 이중 Manuever Mode는 다시 Attitude Hold submode 와 Δ-V Burn submode로 나누어진다. 본 논문은 지상으로 송신된 playback 데이터를 이용하여 자세제어계 Maneuver Mode의 동작상태를 주로 분석하였다. Maneuver Mode중 attitude hold submode에서의 nadir pointing performance, 그리고 Δ-V Burn submode에서의 pitch/ roll 90도 maneuver 후 추력기 점화 과정에 대한 성능 분석을 수행하였으며 자세제어계 서브시스템 설계 규격을 만족함을 검증하였다.
본 논문에서는 위성통신망의 보안 위협요소를 위성통신망의 특성과 데이터를 바탕으로 Level-0(위성 전파 신호), Level-1(위성 관제 데이터). Level-2(위성 응용 데이터) 그리고 지상망 보안 단계로 분류한다. 그리고 각 보안 단계에 대한 위협 요소를 분석한다. 그 후 도출된 위성통신망 보안 위협요소에 대한 보안 요구 사항을 신호보안과 정보보안 레벨로 나누고, 이를 근거로 기존의 신호보안 수준의 대응방안에서 벗어나 위성통신 네트워크 보안, 위성통신망 시스템 보안, 위성통신망 데이터 보안등의 정보보안 레벨에서 정보보호 정책을 통한 위성통신망 보안 위협요소 대응방안을 수립한다. 이와 같은 정보보호 정책 기반의 대응방안을 통해 본 논문에서는 안전한 위성통신망 보안 구조를 제안한다.
다이플렉서는 주파수가 다른 상향신호와 하향신호를 분리해서 하나의 안테나로 위성과 통신을 할 수 있게 해주는 핵심 장치이다. 이 논문에서는 저궤도 위성관제에 사용되는 S-대역 다이플렉서의 설계 및 제작에 대한 내용을 기술하고 있다. 높은 수용전력과 낮은 삽입손실의 요구에 대해 이 논문에서는 unloaded Q값이 높은 air cavity형 공진기를 사용하였다. 설계에 앞서 공진기의 구조로부터 이의 등가회로 및 unloaded Q를 산출하였다. 제작 및 조정의 용이성을 위해 공진기들 간의 결합량을 상용 전자장 시뮬레이터(EESOF $ADS^{TM}$)를 이용하여 분석한 후 이 결과를 2차 다항식으로 표현하였다. 특히 송신과 수신의 분리도를 강화하기 위해 유도성과 용량성 감쇄극을 각각 삽입하였고 이에 대한 효과를 기술하였다. 제작된 S-대역 다이플렉서는 8단의 공진기를 사용한 2개의 여파기로 구성되어 있으며 측정을 통해 통과대역에서 0.5dB 미만의 삽입손실과 20dB 이상의 반사손실, 그리고 100dB 이상의 분리도의 성능요구사항을 만족하였다.
2008년 발사를 목표로 개발되고 있는 통신해양기상위성(COMS: Communication, Ocean and Meteorological Satellite)는 기상 관측과 해양 관측 임무 및 통신 임무까지 수행하는 정지궤도 위성이다. 통신해양기상위성은 크게 탑재체와 지상국으로 나눌 수 있고 지상국은 다시 통신 임무를 위한 CTES(Communication Test Earth Station), 해양/기상 임무를 위한 IDACS(Image Acquisition and Control System), 그리고 위성 관제와 운영을 위한 SGCS(Satellite Ground Control System)로 구분된다. 이 중 IDACS의 서브시스템 중 하나인 LHGS(LRIT/HRIT Generation Subsystem)는 LRIT/HRIT(Low Rate Information Transmission/High Rate Information Transmission)를 생성하고 배포하는 기능을 가지고 있다. 관측 종료 후 LRIT/HRIT 전송 완료까지 15분 이내로 이루어져야 한다는 기상청의 요구사항을 만족하기 위해서 JPEG 압축 시간도 중요한 요소로 고려되어야 한다. 그래서 본 논문에서는 MTSAT에서 받은 LRIT/HRIT의 자료 처리를 바탕으로 lossless JPEG와 lossy JPEG의 압축 시간을 측정하여 압축률을 비교하여 성능 분석을 해보기로 한다. 이렇게 도출해낸 수치자료는 COMS LHGS 설계에 활용할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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