• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.24 no.4
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• pp.315-326
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• 2007

Recently introduced, several explicit solutions of relative motion between neighboring elliptic satellite orbits are reviewed. The performance of these solutions is compared with an analytic solution of the general linearized equation of motion. The inversion solution by the Hill-Clohessy-Wiltshire equations is used to produce the initial condition of numerical results. Despite the difference of the reference orbit, the relative motion with the relatively small eccentricity shows the similar results on elliptic case and circular case. In case of the 'chief' satellite with the relatively large eccentricity, HCW equation with the circular reference orbit has relatively larger error than other elliptic equation of motion does.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.46 no.11
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• pp.902-910
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• 2018

This paper deals with spacecraft intercept problem on non-coplanar elliptical obit considering J2 perturbation. This disturbance addressed in this work is a major factor changing the trajectory of a spacecraft orbiting the Earth. To resolve this issue, a real-time intercept method is proposed. This method is based on the optimization problem which consist of the equation of motion considering spherical earth and impulse, and the optimal solution numerically obtained is set as the direction of the thrust of the interceptor. The position error is resolved by iteratively solving the optimization problem and modifying the direction of thrust of interceptor. The proposed method in this paper is verified by using various numerical examples.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.22 no.1
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• pp.21-34
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• 2005

The initial conditions that generate bounded motion in eccentric reference orbit are determined for satellite formation flying. Because Hill's equations cannot describe the relative motion between two satellites in eccentric orbit, a new relative dynamics utilizing the nonlinearity and eccentricity correction for Hill's initial conditions is implemented. The constraint that matches angular rates of chief and deputy satellites is used to obtain the bounded motion between them. The constraint can be applied to satellite formation motions in eccentric orbit, since it implicates J2 perturbation due to the central body's aspherical gravitational forces. The periodic bounded motions are analyzed for the orbit with the eccentricity of less than 0.05 and about 0.5 km relative distance between chief and deputy satellites. It is mainly illustrated that the satellite formations in small eccentric orbits can have hounded motions; consequently, the formation can be kept by matching angular rates of the satellites. These results demonstrate an useful method that reduces the cost for operating satellites by providing effective initial conditions for satellite formation flying in eccentric orbit.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.46 no.2
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• pp.35.5-36
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• 2021

'역상고성'은 '신법산서'에 수록되어 있는 티코브라헤의 역법체계와 그 밖의 천문 내용들을 중국인 천문학자들에 의하여 확실하게 정리를 하였지만 '역상고성'에 따른 추보는 천상과 불일치를 보게 되었다. 藪內淸(야부우치 키요시) 저(1969), 유경로 역(1985)에 의하면 이러한 불일치는 옹정 8년 6월 초 1일의 일식이었는데 예보의 오류를 정정한다는 것을 중국 천문학자들이 감당하기 어려웠다. 퀘글러(Ignatius Kögler, 戴進賢, 1680~1746)와 페레이라(Andreas Pereira, 서무덕(徐懋德), 1690-1743) 등의 선교사 천문학자들이 칙명을 받아 종사하게 되고, 이들이 중심이 되어 '역상고성'보다 더 진보된 서양천문 역법에 기초를 둔 역서가 편찬되게 되었다. '신법산서'와 '역상고성'은 모델에서는 평원(平圓)을 사용하지만 '역상고성후편'에서는 타원(楕圓) 모델을 사용하게 된다. 건륭 7년(1742년)에 10권이 완성되어 '역상고성후편'이라 명하였다. 타원모델을 채택하였지만 지동설에 대한 내용은 전혀 기술되어 있지 않다. 아마도 태양이나 달의 운동을 추보하는데 지구를 중심으로 해야 하기에 이에 대한 언급을 필요치 않았을 수도 있다. '역상고성후편' 은 태양과 달의 운행, 일식과 월식에 대해서만 다루고 있다.그러나 '역상고성'에서는 청몽기차나 지반경차를 티코브라헤의 표 값을 그대로 사용하였고, 이 값들이 관측과 관련이 되어 있음을 설명하려는 무리를 두고 있다. 너무 정확하게 값들이 관측 값들로부터 유도되어 의심이 갈 정도이다. 카시니(Giovanni Domenico Cassini, 喝西尼, 1625~1712)는 자신의 동료 리셰와 함께 파리와 프랑스령 기아나 카이엔에서 충의 위치에 있는 화성과 부근 별의 고도를 관측하여 충의 위치에 있는 화성의 시차를 측정하여 최초로 태양과 지구 사이의 거리를 어림하고, 태양의 지반 경차를 현재와 값과 거의 비슷하게 얻었다. '역상고성후편'에서는 이 내용을 상세하게 다루고 있다. 또한 대기에서 입사각과 굴절각 사이에 Snell의 법칙이 성립하는데 이를 이용하여 모호하게 알았던 청몽기차를 대기의 굴절을 이용하여 현재의 값과 비슷한 값을 얻어 사용할 수 있게 되었다. 이는 모든 천체의 위치를 관측하는데 있어서 매우 정확한 값들을 얻을 수 있게 되고 이에 따라 황도-적도 경사각도 정확하게 얻어진다. '역상고성후편'은 옹정원년을 역원으로 하고 있다. 태양의 운행에 있어서 케플러의 타원 궤도를 이용하게 된다. '신법산서'와 '역상고성'에서는 평균근점이각 M을 모델에서 보여 줄 수 있지만 타원 궤도에서는 이 각이 면적각으로 주어지고, 원 대신 타원을 다루기에 쉽지 않다. 현재는 케플러 방정식을 풀어 가감차를 구하게 되는데 이를 기하학적으로 풀이하는 차적구적법을 소개하고 있다. 이와 함께 면적을 이용하여 타원계각과 타원차각을 구하는 차각구각법도 소개한다. 타원계각과 타원차각을 모두 고려하였기에 현재의 태양의 운동을 기술하는 타원모델과 완벽하게 같다. 다만 사용하는 상수가 아주 조금 다를 분이다. 태양의 경도를 추보하는 방법도 동지점을 기준으로 하고 현재의 방법과 동일하다. 달의 운행도 타원 궤도를 사용한다. '역상고성후편'의 내용은 우리나라의 전해져서 1860년 남병길이 쓴 '시헌기요(時憲紀要)'에는 태양, 달, 일·월식, 오행성의 운동, 항성의 위치, 시간 등을 추보하는데 필요한 내용들이 매뉴얼화 되어 기록되어 있고, 1862년 남병철이 쓴 '추보속해(推步續解)'에도 같은 내용을 담고 있다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.160.2-160.2
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• 2012

Unified State Model(이후 USM)은 Altman(1972)에 의해 처음 제안된 이후 Chodas(1981), Raol & Sinha(1985), Vittaldev et al.(2012) 등을 거치며 연구 발전되어 왔다. 이 모델은 공간상 6개 성분의 위치, 속도 벡터를 이용해 위성의 운동을 기술하는 기존 계산 방법과 달리 4개의 Quaternion 변수를 도입하여 위성의 위치를, 3개의 Hodograph 변수를 도입하여 위성의 속도를 각각 기술한다. USM의 장점은 직교좌표계로 표현된 위성의 위치, 속도 변수에 비해 USM 변수의 변화량이 상대적으로 작기 때문에 수치 계산 시 계산의 안정도가 높다. 또한 원궤도(${\omega}$ : undefined)와 적도면 궤도(i = 0, ${\Omega}$ : undefined) 계산 시에 나타나는 특이성(singularity) 문제가 발생하지 않는다. 본 연구에서는 USM 계산방법과 기존 방법에 의한 위성궤도 계산결과의 차이를 비교 분석하였다. 지구궤도 위성의 정밀계산을 위해 이체항 이외에 지구타원체 섭동항과 대기 항력에 의한 섭동항을 추가 적용하였다. 비구형 지구 중력 포텐셜에 의한 섭동은 J4항까지 고려하였으며, 대기 항력은 간단한 exponential 모델을 적용하였다. 또한 수치계산 시 적분 간격과 정밀도 차수를 조절하여 각 모델의 계산 안정성을 테스트하였다. 본 연구의 궤도계산 결과 USM 모델을 이용한 계산방법은 그 정밀성과 계산효율성이 매우 우수한 것으로 검증되었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.9
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• pp.775-783
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• 2017

In this paper, an impulsive rendezvous problem by using minimum energy of spacecraft in different orbits is addressed. In particular, the orbits considered in this paper are the general orbits including the elliptic orbit, while most of the orbits considered in the literature have been restricted within co-planar or circular orbits. The constraints for solving this optimization problem are the Kepler's equation formulated with the universal variable, and the final position and velocity of two spacecraft. Also, the Lagrange coefficients, sometimes called as f and g solution, are used to describe the orbit transfer. The proposed method technique is demonstrated through numerical simulation by considering the minimum energy, and both the minimum energy and the wait time, respectively. Finally, it is also verified by comparing with the Hohmann transfer known as the minimum energy trajectory. Although a closed-form solution cannot be obtained, it shows that the suggested technique can provide a new insight to solve various orbital transfer problems.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.36 no.2
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• pp.130.2-130.2
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• 2011

지상의 관측소에서 특정 인공위성을 찾아내기 위해서는 위성의 정밀궤도 계산이 필요하다. 궤도상의 인공위성의 위치는 시간에 따라 계속 변하므로 이러한 위성의 위치를 실시간으로 추적하기 위해서는 컴퓨터를 이용한 계산이 필수적이다. 정밀한 계산 결과를 얻기 위하여 태양과 지상 관측소의 위치는 Astronomical Almanac과 지구 타원체 모델을 이용하여 계산 하였다. 인공위성의 궤도는 미공군 북미방공사령부(NORAD)에서 발표하는 TLE를 초기값으로 이용하여 J2 섭동효과를 포함한 위성의 위치 및 속도의 변화를 계산하여 SkyView로 나타내었다. 이렇게 나타낸 SkyView의 결과를 실제 위성의 궤적과 비교하여 위성의 궤도를 검증하였으며, 시간에 따른 위성의 광도 곡선 변화 계산 루틴을 작성하여 실제 위성을 찾아내기 위한 기초자료로 활용이 가능하도록 하였다. 모든 계산을 위한 프로그램을 Visual Studio.net 2010 환경에서 C++ 언어를 이용하여 작성하였으며, 결과를 나타내기 위하여 Nokia 사의 Cross Platform 라이브러리인 Qt를 이용하여 UI 제작 및 Visualization을 수행하였다. Qt 라이브러리는 C++ 언어를 기반으로 작성된 플랫폼 독립적인 GUI 라이브러리로써 MS Windows, Linux, MacOS 환경에서 사용이 가능하다. 이를 통해 운영체제에 관계없이 모든 컴퓨터 환경에서 동일한 유저 인터페이스를 이용하여 계산을 할 수 있다. 본 연구는 향후 우주물체탐색에 있어 독자적인 운영을 위한 프로그램으로 활용할 예정이다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.15 no.2
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• pp.427-436
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• 1998

The apogee manoeuvre of $KOREASAT-1{cdot}2{cdot}3$ is basic elliptical orbit transfer converting orbit plane. The KOREASAT-3 is planed for multi-burn manoeuvres using the liquid apogee engine while the $KOREASAT-1{cdot}2$ used the apogee kick motor that executes a single burn in the apogee of transfer orbit using the solid propellant. This study analyzed the multi-burn manoeuvres using the liquid apogee engine and the propellant control method and developed the simulation tools. For the purpose of precise simulation, We designed tools in the basic of orbit propagation software, COWELL5, that was developed by members of Center for Astrodynamics in Yonsei university and the results can be displayed in 3-D graphic of $STK/VO^{TM}$.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.5 no.2
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• pp.50-56
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• 2010

Most mission trajectory design technologies for space exploration have been utilized the Patched Conic Approximation which is based on Hohmann transfer in two-body problem. The Hohmann transfer trajectory is basically an elliptic trajectory, and Patched Conic Approximation consists of Hohmann transfer trajectories in which each trajectory are patched to the next one. This technology is the most efficient method when considering only one major planet at each patch trajectory design. The disadvantages of the conventional Patched Conic Approach are more fuel (or mass) needed and only conic trajectories are designed. Recent space exploration missions need to satisfy more various scientific or engineering goals, and mission utilizing smaller satellites are needed for cost reduction. The geometrical characteristics of three-body dynamics could change the paradigm of the conventional solar system. In this theoretical concept, one can design a trajectory connecting around the solar system with comparably very small energy. In this paper, the basic three-body dynamics are introduced and a spacecraft mission trajectory is designed utilizing the three-body dynamics.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
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• v.46 no.4
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• pp.148-156
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• 2009

This paper presents a new image rejection algorithm based on the analysis of the distortion of a single-frequency continuous-wave (CW) signal due to the I/Q mismatch. Existing methods estimated the gain mismatch and phase mismatch on RF receivers and compensated them However, this paper shows that the circular trajectory of a single-frequency CW signal is distorted elliptic-type trajectory due to the I/Q mismatch. Utilizing the analysis, we propose a I/Q mismatch compensation method. It has two processing steps. In the first processing step, the generated signal is rotated to align the major axis of the elliptic-type trajectory diagram with the x-axis. In the second processing step, the Q-channel signal in the regenerated signal is scaled to align the regenerated signal with the transmitted single-frequency CW signal. Simulation results show that a receiver using the proposed image rejection algorithm can achieve an image rejection ratio of more than 70dB. And, simulation results show that the bit error rate performances of receivers using the proposed image rejection algorithm are almost the same as those of conventional coherent demodulators, even in fading channels.