• 제목/요약/키워드: Satellite Orbit Simulation

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A Development of Satellite Communication Link Analysis Tool

  • Ayana, Selewondim Eshetu;Lim, SeongMin;Cho, Dong-Hyun;Kim, Hae-Dong
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제37권2호
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    • pp.117-129
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    • 2020
  • In a Satellite communication system, a link budget analysis is the detailed investigation of signal gains and losses moving through a channel from a sender to receiver. It inspects the fading of passed on data signal waves due to the process of spreading or propagation, including transmitter and receiver antenna gains, feeder cables, and related losses. The extent of the proposed tool is to make an effective, efficient, and user-friendly approach to calculate link budget analysis. It is also related to the satellite communication correlation framework by building up a graphical interface link analysis tool utilizing STK® software with the interface of C# programming. It provides better kinds of graphical display techniques, exporting and importing data files, printing link information, access data, azimuth-elevation-range (AER), and simulation is also possible at once. The components of the link budget analysis tool include transmitter gain, effective isotropic radiated power (EIRP), free space loss, propagation loss, frequency Doppler shift, flux density, link margin, elevation plot, etc. This tool can be useful for amateur users (e.g., CubeSat developers in the universities) or nanosat developers who may not know about the RF communication system of the satellite and the orbital mechanics (e.g., orbit propagators) principle used in the satellite link analysis.

인공위성 자세감지 모델과 그 S/W 개발 (SATELLITE ATTITUDE SENSING MODEL AND THEIR S/W DEVELOPMENT)

  • 김영신;안웅영;김천휘
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제16권1호
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    • pp.69-78
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    • 1999
  • 인공위성의 임무분석기술 중 하나로 인공위성의 센서가 실제의 궤도상에서 감지하는 것과 거의 같은 자료를 생성하는 자세감지(attitude sensing) S/W 시스템을 개발하였다. 이 S/W 시스템은 두 개의 모듈로 구성되어 있는데, 하나의 천체력 서비스 (ephemeris service) 모듈로 4개 행성(금성, 화성, 목성, 토성)의 섭동향을 고려하여 태양과 달의 위치를 구하고 4 $\times$4 지구중력 포텐셜항을 고려하여 위성의 위치를 계산하여 준다. 또 하나는 자세감지 모듈로 위성체의 자세요소($alpha,delta$)와 태양, 지구, 달의 위치로부터 위성의 자전축에 대한 각 천제들의 시선고도각(look angle)과 이면각(digedral angle)을 산출한다. 개발된 S/W 시스템으로 무궁화 위성의 자전축과 궤도요소를 변화시키면서 모의실험한 결과를 논의하였다.

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Real-Time Determination of Relative Position Between Satellites Using Laser Ranging

  • Jung, Shinwon;Park, Sang-Young;Park, Han-Earl;Park, Chan-Deok;Kim, Seung-Woo;Jang, Yoon-Soo
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제29권4호
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    • pp.351-362
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    • 2012
  • We made a study on real-time determination method for relative position using the laser-measured distance data between satellites. We numerically performed the determination of relative position in accordance with extended Kalman filter algorithm using the vectors obtained through nonlinear equation of relative motion, laser simulator for distance measurement, and attitude determination of chief satellite. Because the spherical parameters of relative distance and direction are used, there occur some changes in precision depending on changes in relative distance when determining the relative position. As a result of simulation, it was possible to determine the relative position with several millimeter-level errors at a distance of 10 km, and sub-millimeter level errors at a distance of 1 km. In addition, we performed the determination of relative position assuming the case that global positioning system data was not received for long hours to see the impact of determination of chief satellite orbit on the determination of relative position. The determination of precise relative position at a long distance carried out in this study can be used for scientific mission using the satellite formation flying.

Digital Image Simulation of Electro-Optical Camera(EOC) on KOMPSAT-1

  • Shim, Hyung-Sik;Yong, Sang-Soo;Heo, Haeng-Pal;Lee, Seung-Hoon;Oh, Kyoung-Hwan;Paik, Hong-Yul
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 1999년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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    • pp.349-354
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    • 1999
  • Electro-Optical Camera (EOC) is the main payload of the KOMPSAT-1 satellite to perform the mission of cartography that builds up a digital map of Korean territory including a digital terrain elevation map. This paper discusses the issues of the digital image simulation of EOC for the generation of EOC simulated scene as taken by EOC at 685km altitude on orbit. For the purpose, simulation work has been performed with the sensor models of EOC and the satellite platform motions models through image chain analysis from the illumination source (Sun) to a simulated image output in digital number. MODTRAN fur radiance calculation, MTF models of optics, detector and motions of EOC for system point spread function (PSF), and signal chain equations for digital number output are described. Several noise models of EOC are also considered. The final output is the EOC simulated image in digital number. The simulation technique can be used in several phase of a spaceborne electro-optical system development project, feasibility study phase, design, manufacturing, test phases, ground image processing phases, and so on.

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정지궤도위성 실시간 동역학 시뮬레이터 개발 및 연동시험을 통한 검증 (Development of VDS for Geosynchronous Satellite and Verification using PILS & HILS)

  • 박영웅;구자춘;최재동;구철회;박봉규
    • 한국항공우주학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.103-109
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    • 2006
  • 본 논문에서 VDS(동역학 시뮬레이터)와 ACS(자세제어 시뮬레이터)를 개발하고 VDS를 ACS와 연동한 PILS를 통해 검증하였다. VDS는 정지궤도위성의 자세제어계 하드웨어 특성을 고려한 모델링 및 모듈화로 구성하였다. ACS는 센서 데이터로부터 자세결정을 수행한 후 구동기에 적절한 명령을 생성하는 역할을 한다. 또한, VDS와 PCDU(전력제어분배장치) 하드웨어와의 데이터 송수신을 위해 데이터획득보드를 장착하였다. VDS와 PCDU와의 HILS 연동시험을 통해서도 VDS의 성능검증을 수행하였다.

소형인공위성용 리튬이온 배터리시스템의 신뢰성 확보을 위한 우주인증시험 (Space Qualification of Small Satellite Li-ion Battery System for the Secured Reliability)

  • 박경화;이강현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.351-359
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    • 2014
  • 본 논문에서는 저궤도 소형인공위성에서 위성의 각 부에 전원을 공급하기 위한 리튬이온 배터리 시스템의 신뢰성 확보를 위해 수행한 우주인증시험들의 결과를 나타내었다. 리튬이온 배터리 시스템의 신뢰성을 검증하기 위하여 구조해적, 성능시험, 우주 및 발사환경에서의 환경시험 등을 수행하였다. 모든 해석 및 시험 결과가 요구조건에 만족함을 보임으로써 리튬이온 배터리를 적용한 소형인공위성의 신뢰성을 검증하고 제고할 수 있었다.

Game Theory-Based Scheme for Optimizing Energy and Latency in LEO Satellite-Multi-access Edge Computing

  • Ducsun Lim;Dongkyun Lim
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제13권2호
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    • pp.7-15
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    • 2024
  • 6G network technology represents the next generation of communications, supporting high-speed connectivity, ultra-low latency, and integration with cutting-edge technologies, such as the Internet of Things (IoT), virtual reality, and autonomous vehicles. These advancements promise to drive transformative changes in digital society. However, as technology progresses, the demand for efficient data transmission and energy management between smart devices and network equipment also intensifies. A significant challenge within 6G networks is the optimization of interactions between satellites and smart devices. This study addresses this issue by introducing a new game theory-based technique aimed at minimizing system-wide energy consumption and latency. The proposed technique reduces the processing load on smart devices and optimizes the offloading decision ratio to effectively utilize the resources of Low-Earth Orbit (LEO) satellites. Simulation results demonstrate that the proposed technique achieves a 30% reduction in energy consumption and a 40% improvement in latency compared to existing methods, thereby significantly enhancing performance.

통신위성의 임무 및 위성체 동역학 해석 시스템 개발 (DEVELOPMENT OF MISSION ADN SPACECRAFT DYNAMICS ANALYSIS SYSTEM FOR GEOSTATION COMMUNICATION SATELLITE)

  • 공현철;김방엽;김정아;윤진원
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제15권1호
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    • pp.251-260
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    • 1998
  • 통신위성의 임무 및 위성 체 동역 화 해석 시스템은 서브 시스템별로 몸체를 분류하고 이들 몸체각각의 운동뿐 아니라 위성 체 전체의 운동을 고려하여 정해진 임무에 대하여 위성 체의 자세제어와 궤도조정을 할 수 있도록 다 몸체 동역 학 모델 링 방법을 채택하였다. 따라서 본 시스템은 어느 특정한 통신위성에만 적용되는 것이 아니라 일반적인 통신위성에 적용할 수 있는 통신위성 임무 및 위성 체 동역 학 해석 시스템이다. 시뮬레이션 결과를 2차원 그래픽 및 3차원 동화상으로 파악할 수 있도록 하였으며 또한 사용자 친화방식을 채택하여 누구든지 본 시스템을 쉽게 사용할 수 있도록 하였다. 개발된 시스템의 성능을 검증하기 위하여 현재 운용 중에 있는 정지궤도 통신위성인 무궁화위성 1,2호의 시나리오에 대하여 시뮬레이션을 수행하였다.

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교란 대기하에서 광위성통신용 광헤테로다인 수신기 최적 설계에 관한 연구 (The Optimum Design of Optical Heterodyne Receiver used on Optical Sate Ilite Communication under Turbulent Atmosphere)

  • 한종석;정진호;김영권
    • 전자공학회논문지A
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    • 제30A권4호
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    • pp.28-39
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    • 1993
  • In the international BISDN used satellite, the laser that has large BW has to be used as a carrier for transmitting a lot of visual, vocal, and data information. Interoptical satellite communication has now developed in theoretical and practical aspects. But the optical communication, between satellite and earth station, is hindered by atmospheric absorption, scattering, and turbulence. In this paper, it was supposed that 1Gbps information was transmitted by binary FSK and 50mW AlGaAs semiconductor laser was used as a optical source in the satellite communication link between geosynchronous orbit satellite and earth station. We analyzed the BER and the entire diameter of the noncoherently combined optical heterodyne receiver as el evation angle, and determined the number of the optical heterodyne rece ivers, which is necessary for the BER of the receiver to be less than 10$^{-9}$ by computer simulation under the clear weather condition. It is shown that the BER and the number of the optical heterodyne receivers decrease as the elevation angle increases. In the region used the same number of the optical heterodyne receivers, it is shown that the entire diameter of the receiver increases but the BER decreases as the elevation angle increases.

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6시 저궤도 위성에서 B-dot 제어기 역할과 고장분석 (Roles of B-dot Controller and Failure Analysis for Dawn-dusk LEO Satellite)

  • 이승우;김홍중;손준원
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.200-209
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    • 2013
  • 본 논문에서 B-dot 제어기 종류, Lyapunov 안정성 관점에서 B-dot 제어기 안정성 검토 결과 요약이 제시되었다. 6시 태양동기 궤도의 대형위성이 초기 자세획득 할 때 또는 이상상태 발생 후 태양획득을 위해 B-dot 제어기가 사용될 경우, B-dot 제어기의 활용성에 대한 검토 결과 제어기 활용성이 매우 높다는 결론을 얻을 수 있었다. 또한 B-dot 제어기 작동원리의 이해를 위해 천이상태 제어토크와 정상상태 제어토크 개념을 도입해서 새로운 물리적 해석 결과를 도출 제시하였으며, 자기 토커가 고장 났을 때 자세 안정화에 미치는 영향을 이론적으로 분석 후 토커고장에 대한 설계 최적화 방안을 제시하였다. 또한 6시 태양동기 궤도의 대형위성에서 B-dot 제어기의 유용성 및 자기토커 고장 영향 분석결과 확인을 위해 비선형 시뮬레이션 결과 만족스런 태양지향능력 및 예측된 고장 영향 분석결과 등이 확인되었다.