• Aerospace Engineering and Technology
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• v.5 no.2
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• pp.90-101
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• 2006

In this paper, the calibration parameters of the gyros and star hackers are estimated by using an on-orbit AOCS sensor calibration algorithm. The calibration algorithm was implemented by Kalman filter. In order to estimate gyro calibration parameters, the calibration algorithm requires calibration maneuver and it was analyzed whether the star trackers are protected by Sun, Moon and Earth or not. Also the star tracker calibration algorithm used the camera image information. This kinds of camera image information simulated ground control point and orbit information. The estimated accuracy of star tracker calibration parameters depends on camera image information.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.9 no.2
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• pp.36-43
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• 2010

A GEO satellite launched by Arian 5 ECA launcher will be located in a transfer orbit where it requires several Apogee burn maneuvers to reach the target orbit. To obtain the required performance of Apogee burn maneuvers, a calibration of gyro drift error needs to be performed before each maneuver. In this paper, a unique gyro calibration scheme which is applied to COMS is described and the calibration error budget analysis is performed.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.11 no.2
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• pp.80-86
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• 2012

A fast maneuvering LEO satellite producing high resolution images was developed by Korea Aerospace Research Institute and launched successfully. To achieve accurate pointing and stringent pointing stability, the attitude orbit control subsystem implements high performance star trackers and gyroscopes. In addition, series of on-orbit calibration need to be performed to compensate mainly misalignment errors due to launch shock and on-orbit thermal environment. In this paper, the on-orbit calibration approach is described with the performance enhancement result through flight data analysis.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.183.1-183.1
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• 2012

인공위성의 자세 제어 및 자세 결정에 사용되는 센서들의 정렬오차는 자세명령생성 오차, 자세제어 오차, 자세결정 오차 등과 더불어 지향정밀도를 저하시키는 하나의 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 자이로 센서에만 정렬오차가 존재한다고 가정하는 상황에서 별추적기와 자이로 센서를 이용한 자세결정 필터에 의해 추정되는 자이로 바이어스 값만을 이용하여 자이로 센서의 정렬오차를 확인(Identification)하는 방법 및 결과에 대해 기술한다. 이를 추정하는 다른 방법으로는 여러 가지가 있으며 대표적으로 위성의 다축기동 정보를 입력으로 사용하는 확장칼만필터를 이용한 궤도상 보정(On-orbit Calibration) 방법이 있으나 본 연구에서는 위성의 기동 또는 많은 계산량을 소모하지 않고 비교적 간단하게 자이로 정렬오차를 추정하는 방법을 제시하였다. 그리고 실제 궤도상 위성의 거동 데이터를 이용하여 제안한 방법의 효율성을 검증하였다. 결과적으로, 제안된 방법을 이용했을 때 소수점 둘째 자리 이하의 정확도를 가지고 정렬오차가 추정됨을 확인하였다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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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.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.25 no.5
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• pp.532-541
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• 2014

The ship-borne mobile down range telemetry antenna system having 4.6 m reflector antenna and 3-axis mounting structure at S-band requires the precise pointing accuracy at sea for the launch mission. Using the LEO satellites tracking, a method to determine and verify the antenna pointing and tracking performance, and to find the pointing bias which dominantly contributes to the pointing inaccuracy, is presented. Based upon the tests conducted on the Jeju sea and Pacific sea, the pointing bias is determined and its origin is also identified as the drift of the heading angle of the gyrocompass. The applied systematic correction taking into account the pointing bias, and the achieved improvement of the pointing accuracy are shown. Thanks to the correction, it is presented that this antenna tracked the launcher(KSLV-I) stably within the required pointing accuracy in the following KSLV-I third launch.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.5
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• pp.63-71
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• 2003

In this paper we dicuss the dither-stripping methods by V-F(voltage to frequency) conversion of the output of angular velocity sensor which is for detecting the dither motion of the ring laser cavity. In this case, it is very important to evaluate the pulse-to-pulse scale factor between the ring lase output pulse and V-F output pulse, and also to compensate the zero offset of the V-F output pulse. In the case of the dither-stripping by the V-F conversion of angular velocity sensor output, there is a big angle uncertainty in the process of compensating the zero offset due to the dither noise for compensating the V-F output. By differential, the phase of the V-F output is changed. So, to compensate it, we change 90deg of the phase of angular velocity sensor output and delay half sampling time of the phase of ring laser output in advance. In this case the pulse-to-pulse scale factor can be evaluated by the standard deviation of each pulse. We can get the good result of the dither-stripping output by this angle differential method.

• Journal of Digital Contents Society
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• v.19 no.8
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• pp.1603-1615
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• 2018

In order to achieve the low complexity and area, power in the design of Optical Image Stabilization (OIS) suitable for the smart phone, this paper presents the following design explorations, such as; optimization of gyroscope sampling rate, simple and accurate gyroscope filters, and reduced operating frequency of motion compensation, optimized bit width in ADC and DAC, evaluation of noise effects due to PWM driving. In experiments of gyroscope sampling frequencies, it is found that error values are unvaried in the frequency above 5KHz. The gyroscope filter is efficiently designed by combining the Fuzzy algorithm, to illustrate the reasonable compensation for the angle and phase errors. Further, in the PWM design, the power consumption of 2MHz driving is shown to decrease up to 50% with respect to the linear driving, and the imaging noises are reduced in the driving frequency above 2MHz driving frequency. The operating frequency could be reduced to 5KHz in controller and 10KHz in driver, respectively, in the motion compensation. For ADC and DAC, the optimized exploration experiments verify the minimum bit width of 11bits in ADC as well as 10bits in DAC without the performance degradation.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.21 no.4
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• pp.518-524
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• 2011

This paper presents a study on the calibration of accelerometer data in the gyroscope free inertial navigation system(GFINS) using fuzzy inference system(FIS). The conventional INS(inertial navigation system) which can measure yaw rate and linear velocity using inertial sensors as the gyroscope and accelerometer. However, the INS is difficult to design as small size and low power because it uses the gyroscope. To solve the problem, the GFINS which does not have the gyroscope have been studied actively. However, the GFINS has cumulative error problem still. Hence, this paper proposes Fuzzy-GFINS which can calibrate the data of an accelerometer using FIS consists of two inputs that are ratio between linear velocity of the autonomous ground vehicle(AGV) and the accelerometer and ratio between linear velocity of the encoders and the accelerometer. To evaluate the proposed Fuzzy-GFINS, we made the AGV with Mecanum wheels and applied the proposed Fuzzy-GFINS. In experimental result, we verified that the proposed method can calibrate effectively data of the accelerometer in the GFINS.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• v.2
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• pp.455-458
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• 2006

관성항법장치는 관성항법장치를 구성하는 관성센서인 가속도계 및 자이로의 오차요소에 의해 수평축 항법오차는 슐러주기를 가지고 서서히 증가하는 반면에 수직축 오차는 기하급수적으로 증가하는 특성을 가지고 있다. 그러므로 관성항법장치를 장시간 운용하는 경우에는 비관성 보조센서를 이용하여 관성항법장치의 수직축 항법오차에 대한 보정을 반드시 수행하여야 한다. 관성항법장치의 수직축 항법오차를 보정하기 위한 비관성 보조센서의 일종인 기압고도계는 계측된 대기압과 모델링 된 대기압을 비교하여 항체의 고도를 측정하는 방법을 이용하기 때문에 항체의 자세변화 등에 매우 민감하고 대기압 측정오차에 의해 매우 큰 진폭의 잡음 및 바이어스가 존재한다. 본 논문에서는 시뮬레이션 및 시험을 통하여 기압 고도계의 잡음 및 바이어스 오차 성분에 의한 baro-inertial 고도루프의 성능분석 결과를 제시하고 기압고도계 잡음에 둔감한 INS/기압고도계 칼만필터의 설계 결과를 제시한다.