• 제목/요약/키워드: Satellite Formation Flying

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Coordinated Simultaneous Attitude Pointing for Multiple Satellites Under Formation Flying

  • Choi, Yoon-Hyuk;Lee, Henzeh;Bang, Hyo-Choong
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제8권1호
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    • pp.129-139
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    • 2007
  • In this paper, attitude control laws for simultaneous pointing of multiple spacecrafts are considered under a formation flying scenario. The basic approach lies in adaptive feedback gains using relative attitude information or maneuver time approximation for coordinated attitude control. Each control law is targeted to balancing mean motion or to correcting system response to the slowest satellite. The control gain adaptation is constructed by two approaches. The first one is using variable damping gain to manipulate speed of a fast system response, and the second one uses alternate natural frequency of the system under control. The validity and stability of the proposed approaches are examined analytically and tested through numerical simulations.

GPS 신호의 단일차분을 이용한 편대위성의 상대위치 결정을 위한 필터링 성능 분석 (Filtering Performance Analyizing for Relative Navigation Using Single Difference Carrier-Phase GPS)

  • 박인관;박상영;최규홍;조성기;박종욱
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제25권3호
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    • pp.283-290
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    • 2008
  • 이 논문에서는 간섭계 구성의 기본이 되는 위성 간 상대위치 추정에 관한 알고리즘을 개발하고 검증하였다. 편대위성 간 상대위치 추정을 실시간으로 수행하기 위해 확장칼만필터 (EKF, Extended Kalman Filter)와 Unscented 칼만필터 (UKF, Unscented Kalman Filter) 를 사용하였다. 칼만 필터를 이용한 상태벡터 (state-vector)의 갱신(update)을 위한 관측 데이터는 시뮬레이션을 통해 얻어진 GPS 위성 신호의 단일차분 (Single Difference)에 대한 값을 사용하였다. 이 연구에서 개발한 알고리즘으로 추정된 편대위성 간 상대위치는 확장칼만필터와 Unscented 칼만필터 모두 참 값으로 가정한 STK(Satellite Tool Kit) 의 시뮬레이션된 관측 값에 대해 ${\pm}1m$ 이내의 오차로 수렴함을 확인하였다. 또한 두 종류의 칼만필터를 이용하여 상대위치 결정을 수행함으로써 비선 형성을 가지는 경우 Unscented 칼만필터의 성능이 상대적으로 우수함을 확인할 수 있었다.

On the Initial Condition for Satellite Formation Flying

  • Lim, Hyung-Chul;Bang, Hyo-Choong;Park, Pil-Ho;Park, Kwan-Dong;Jo, Jeong-Ho
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권1호
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    • pp.25-25
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    • 2003
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다위성체의 편대비행 형상유지 제어에 관한 연구 (A Study on Multiple Spacecraft Formation-keeping Control)

  • 노태수;이재규;정옥철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권10호
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    • pp.51-59
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    • 2005
  • 본 논문에서는 위성간 상대 궤도 운동과 최적화 기법에 근거한 다위성체 편대비행 형상 유지에 관한 연구 결과를 제시하였다. 편대를 이루는 위성간의 상대 운동은 궤도 압축 방법을 이용한 닫힌 형태의 궤도 전파기를 이용하여 분석하였고, 최적화 기법을 도입하여 편대 비행 형상을 유지하기 위한 각 위성의 궤도 기동 절차를 설계하였다. 예제로서 원형 편대 비행 제어 문제에 적용하였고 비선형 시뮬레이션 결과를 제시하였다.

Analysis of Inter-satellite Ranging Precision for Gravity Recovery in a Satellite Gravimetry Mission

  • Kim, Pureum;Park, Sang-Young;Kang, Dae-Eun;Lee, Youngro
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제35권4호
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    • pp.243-252
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    • 2018
  • In a satellite gravimetry mission similar to GRACE, the precision of inter-satellite ranging is one of the key factors affecting the quality of gravity field recovery. In this paper, the impact of ranging precision on the accuracy of recovered geopotential coefficients is analyzed. Simulated precise orbit determination (POD) data and inter-satellite range data of formation-flying satellites containing white noise were generated, and geopotential coefficients were recovered from these simulated data sets using the crude acceleration approach. The accuracy of the recovered coefficients was quantitatively compared between data sets encompassing different ranging precisions. From this analysis, a rough prediction of the accuracy of geopotential coefficients could be obtained from the hypothetical mission. For a given POD precision, a ranging measurement precision that matches the POD precision was determined. Since the purpose of adopting inter-satellite ranging in a gravimetry mission is to overcome the imprecision of determining orbits, ranging measurements should be more precise than POD. For that reason, it can be concluded that this critical ranging precision matching the POD precision can serve as the minimum precision requirement for an on-board ranging device. Although the result obtained herein is about a very particular case, this methodology can also be applied in cases where different parameters are used.

GPS 반송파 위상을 사용한 편대비행위성 상대위치결정 연구 (Precise Relative Positioning for Formation Flying Satellite using GPS Carrier-phase Measurements)

  • 박재익;이은성;허문범
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권12호
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    • pp.1032-1039
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    • 2012
  • 이 논문에서는 GPS L1/L2 이중 주파수 반송파 위상 관측값을 사용하여 100km 이상의 장기선을 가지는 저궤도 편대비행위성의 상대위치결정 기법을 연구하였다. 더욱 다양한 응용분야로의 유연한 확장을 위해 위성의 동역학 모델을 고려하지 않았고 이중 주파수 GPS 관측값과 오차 모델링을 기반으로 확장칼만필터를 통해 구하고자 하는 미지의 변수를 추정하였다. 편대비행위성 간 기선의 증가로 인해 공통오차로 소거되지 않고 남아있는 전리층 지연 오차는 전리층 매핑 모델을 사용하여 계산하였다. 정수형 미지정수 검색은 정수 최소 자승 조건을 만족하는 미지정수를 보다 빠르고 효율적으로 검색할 수 있는 MLAMBDA 기법을 적용하였다. 결정된 정수형 미지정수의 검정은 비율 테스트를 통해 판정하였다. 제안된 기법의 검증을 위해 편대비행위성 간 상대 기선 거리가 100 km 이상 떨어져 있는 가상의 편대비행위성 시나리오를 구성하여 상대위치결정 정확도를 분석하였다. 분석된 결과를 통해 제안된 기법은 장기선에서의 반송파 위상 미지정수 결정과 mm 수준의 정밀한 상대위치결정이 가능함을 확인하였다.