• 한국항공우주학회지
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• 제45권1호
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• pp.54-62
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• 2017

ISR(Intelligence, Surveillance and Reconnaissance) 임무를 위한 관측위성의 경우 임무운용개념이 요구되는 동시에 특정 관심영역을 주기적으로 탐지 가능한지에 대한 임무 효용성 분석이 필요하다. 이를 위해서는 군집궤도 형상에 대한 최적설계가 수행되어야 한다. 본 논문에서는 위성군집 형성방법으로 Walker-Delta 방식을 적용하여 특정 관심영역을 탐지하기 위한 군집형상에 대한 분석을 수행하였다. 임무수행의 효용성을 평가하기 위해 재방문주기 성능을 핵심 요구조건으로 선정하였다. 본 연구에서는 4기 SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성군집을 적용한 임무분석 과정을 보여주고, 요구조건을 만족시키는 궤도배치 형상결과를 제시하였다. 군집궤도의 성능지수 분석은 개발된 분석 알고리즘을 기반으로 수행하였으며, ISR 임무를 위한 군집궤도 형상은 한 궤도면에 한 기의 위성이 배치되는 4개 궤도면의 형상이 적합한 것으로 분석되었다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제10권2호
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• pp.91-102
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• 2021

In this paper, a fully reconfigurable Software Defined Radio (SDR) for multi-constellation and multi-frequency Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers is presented. The reconfigurability with respect to the data structure, variability of signal and receiver parameters, and receiver's internal functionality is presented. The configuration file, that is modified to lead to an entirely different operation of the SDR in response to specific target signal scenarios, directly determines the operating characteristics of the SDR. In this manner, receiver designers can effectively reduce the effort to develop many different combinations of multi-constellation and/or multi-frequency GNSS receivers. Finally, the implementation of the presented fully reconfigurable SDR is included with the experimental processing results such as acquisition, tracking, navigation for the received signals in the realistic fields.

• 한국항행학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.623-631
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• 2024

현재 우리 군은 북한의 위협뿐만 아니라 다양한 전방위 위협에 신속하게 대응할 수 있는 지휘 통제 체계를 구축하기 위해 초소형위성체계 사업을 추진하고 있다. 본 논문에서는 저추력의 전기추진시스템인 홀추력기를 사용하여 초소형 군집위성 배치 형상을 획득하기 위한 비선형 제어기법을 제시한다. 제어기법은 일반적인 리야프노프(Lyapunov)의 제어 이론의 적용과 전기추진기의 on-off 제어를 위한 분석적 해법에 의해 구해지며 궤도 6요소 중 장반축만을 제어하여 위성군의 궤도 형상을 효과적으로 배치할 수 있는 기법이다. 본 연구에서 개발된 제어기법은 초소형위성체계에 적용하기위해 안정성을 검증하고 결과를 분석한다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제2권1호
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• pp.95-108
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• 2015

Automatic Dependent Surveillance Broadcast (ADS-B) is quickly being adopted by aviation safety authorities around the world as the standard for aircraft tracking. The technology provides the opportunity for live tracking of aircraft positions within range of an ADS-B receiver stations. Currently these receiver stations are bound by land and local infrastructural constraints. As such there is little to no coverage over oceans and poles, over which many commercial flights routinely travel. A low cost space based ADS-B receiving system is proposed as a constellation of small satellites. The possibility for a link between aircraft and satellite is dependent primarily on proximity. Calculating the likelihood of a link between two moving targets when considering with the non-periodic and non-uniform nature of actual aircraft flight-paths is non-trivial. This analysis of the link likelihood and the performance of the tracking ability of the satellite constellation has been carried out by a direct simulation of satellites and aircraft. Parameters defining the constellation (satellite numbers, orbit size and shape, orbit configuration) were varied between reasonable limits. The recent MH370 disappearance was simulated and potential tracking and coverage was analysed using an example constellation. The trend of more satellites at a higher altitude inclined at 60 degrees was found to be the optimal solution.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권2호
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• pp.130-142
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• 2019

이동식미사일발사대(TEL)와 같은 시한성 긴급표적(TCT)에 대한 선제타격을 위해서는 관심지역(AoI)에서의 발사징후를 포착하는 탐지성능이 중요하다. 탐지성능의 극대화를 위해서는 재방문주기 및 시스템응답주기의 최소화를 위해 가능한 한 다수의 군집위성 전개가 필요하다. 본 연구에서는 6~48기의 소형 SAR 군집위성 전개 시 재방문주기와 응답주기의 특성을 분석하였다. 재방문주기는 북한의 전지역 및 특정지역에 대해 분석하였으며, 응답주기는 고정표적을 식별하는 [시나리오 1]과 이동표적을 탐지 및 식별하는 [시나리오 2]로 분류하여 분석을 수행하였다. 특히, [시나리오 2]의 TCT 탐지임무 운용에 대한 응답주기 분석은 특정 면적에 대한 관측 누적 커버리지의 최적화 분석을 통해 수행하였다. 그리고 탐지임무의 최적 성능을 위한 군집궤도 형상을 분석하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제8권4호
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• pp.215-223
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• 2019

This paper analyzes navigation performances of the Korean Positioning System (KPS) constellation with respect to the orbit parameters which fulfills the specification requirements. Specifically, the satellite configuration and navigation requirements of KPS are explained, and the daily mean horizontal dilution of precision (HDOP) and satellite visibility on KPS coverage are analyzed to confirm the adequate orbit parameters. However, due to orbital slot saturation, geostationary-orbit (GEO) satellites may not be allocated in the original orbit as specified in the KPS requirements. Therefore, in a spanned window of 4 degrees from the reference longitude the navigation performance of each GEO satellite orbit is investigated.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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• pp.87-90
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• 2005

The FORMOSAT-3/COSMIC mission is a micro satellite mission to deploy a constellation of six micro satellites at low Earth orbits. The final mission orbit is of an altitude of 750-800 lan. It is a collaborative Taiwan-USA science experiment. Each satellite consists of three science payloads in which the GPS occultation experiment (GOX) payload will collect the GPS signals for the studies of meteorology, climate, space weather, and geodesy. The GOX onboard FORMOSAT -3 is designed as a GPS receiver with 4 antennas. The fore and aft limb antennas are installed on the front and back sides, respectively, and as well as the two precise orbit determination (POD) antennas. The precise orbit information is needed for both the occultation inversion and geodetic research. However, the instrument associated errors, such as the antenna phase center offset and even the different cable delay due to the geometric configuration of fore- and aft-positions of the POD antennas produce error on the orbit. Thus, the focus of this study is to investigate the impact of POD antenna parameter on the determination of precise satellite orbit. Furthermore, the effect of the accuracy of the determined satellite orbit on the retrieved atmospheric and ionospheric parameters is also examined. The CHAMP data, the FORMOSAT-3 satellite and orbit parameters, the Bernese 5.0 software, and the occultation data processing system are used in this work. The results show that 8 cm error on the POD antenna phase center can result in ~8 cm bias on the determined orbit and subsequently cause 0.2 K deviation on the retrieved atmospheric temperature at altitudes above 10 lan.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제8권2호
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• pp.79-85
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• 2019

The mission tasks of polar exploration utilizing unmanned systems such as glacier monitoring, ecosystem research, and inland exploration have been expanded. To facilitate unmanned exploration mission tasks, precise and robust navigation systems are required. However, limitations on the utilization of satellite navigation system are present due to satellite orbital characteristics at the polar region located in a high latitude. The orbital inclination of global positioning system (GPS), which was developed to be utilized in mid-latitude sites, was designed at $55^{\circ}$. This means that as the user is located in higher latitudes, the satellite visibility and vertical precision become worse. In addition, the use of satellite-based wide-area augmentation system (SBAS) is also limited in higher latitude regions than the maximum latitude of signal reception by stationary satellites, which is $70^{\circ}$. This study proposes a local-area augmentation system that additionally utilizes Global Navigation Satellite System (GLONASS) considering satellite navigation system environment in Polar Regions. The orbital inclination of GLONASS is $64.8^{\circ}$, which is suitable in order to ensure satellite visibility in high-latitude regions. In contrast, GLONASS has different system operation elements such as configuration elements of navigation message and update cycle and has a statistically different signal error level around 4 m, which is larger than that of GPS. Thus, such system characteristics must be taken into consideration to ensure data integrity and monitor GLONASS signal fault. This study took GLONASS system characteristics and performance into consideration to improve previously developed fault detection algorithm in the local-area augmentation system based on GPS. In addition, real GNSS observation data were acquired from the receivers installed at the Antarctic King Sejong Station to analyze positioning accuracy and calculate test statistics of the fault monitors. Finally, this study analyzed the satellite visibility of GPS/GLONASS-based local-area augmentation system in Polar Regions and conducted performance evaluations through simulations.

• 자원환경지질
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• 제49권4호
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• pp.269-280
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• 2016

지역에 최적화된 스레피안 구면함수(spherical Slepian function)를 활용하여 남극을 중심으로 반경 $20^{\circ}$ 범위의 지역에 지각 자기이상의 3개의 방향 성분과 6개의 구배성분들을 표현하였다. 2013년 11월 유럽 항공 우주국이 발사한 3개의 자력 위성인 Swarm은 궤도 전개를 통해 동서 방향의 구배값은 물론 남북 및 수직방향의 구배값을 얻을 수 있도록 계획하였다. 이미 발사된 여러 중력위성들(i.e., GRACE and GOCE) 역시 이러한 구배값을 활용하여 보다 정확한 중력 이상값 및 지표에서의 시간에 따른 중력변화 연구등을 수행해 왔으나 자력 위성자료를 통해서는 많은 연구들이 이루어지고 있지 않는 상태이다. 한편 지역화 모델링은 관심 지역 또는 자료 분포의 제한인 지역인 경우에 활용될 수 있다. 또한 전지구 모델보다 효율적인 연산이 가능하여 위성자료로부터 고해상도의 지각 자기이상값을 표현할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 또한 기존의 전지구 구면조화함수의 선형 결합으로 이루어진 기저함수들은 서로 직교성(orthogonality)이 유지되므로 스레피안 구면함수의 계수를 전지구 구면조화함수의 계수로 변환이 가능하여 스펙트럼 분석에 활용할 수 있다. 따라서 Swarm 위성자료의 구배 성분을 이용한 지역화 모델링 방법은 앞으로 많은 활용이 기대되며 여기서는 Swarm 위성자료로부터 얻어진 지각 자기이상값의 전지구 조화함수 계수 모델을 사용하여 자기이상의 방향성분과 구배성분을 유도하고 이를 스레피안 구면 조화함수에 적용하여 관심지역인 남극지역의 방향 성분과 구배 성분을 표현하고 이에 대한 결과를 토의 하고자 한다.