For that the attitude control performance test of the satellite, dynamic analysis of satellite structure performed in reference with KOREASAT, and the equation of motion of rigid bodies was derivated. For attitude stability, Lyapunov's stability theorem and state space expression were applied to dynamic equation of satellite. To prove efficiency of our method, simulations are performed and result are shown.
이 논문에서는 통신해양기상위성 1호기의 영상위치유지를 위한 영상오차보상 알고리즘을 설계하였다. 영상오차보상 알고리즘은 관측영상의 위치결정 및 위치유지를 위한 INR시스템의 핵심요소이다. 궤도와 자세에 대한 다양한 섭동 때문에 위성체의 움직임에 변화가 생기고, 이로 인해 영상기의 포인팅 어긋남이 발생하며, 그 결과로 관측영상의 일그러짐이 유발된다. 포인팅 어긋남을 바로잡기 위하여 보정해 야할 스캔 거울의 각도를 GEOS 위성과 다른 방법으로 계산하였다. 새로 설계된 영상오차보상 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 미국의 기상위성 GOES의 INR시스템에 적용된 영상오차보상 알고리즘과 비교평가를 하였다. 설계된 영상오차보상 알고리즘은 영상기의 포인팅 어긋남을 효과적으로 보상함으로써 약 40% 이상의 지향정밀도를 향상시킬 수 있었다.
Satellite formation flying is currently an active area of research in the aerospace engineering. So it has been researched by various authors. In this study, a tracking controller using sliding mode techniques was designed to control a satellite for the satellite formation flying. In general, Hill's equations are used to describe the relative motion of the follower satellite with respect to the leader satellite. However the modified Hill's equations considering the $J_2$ perturbation were used for the design of sliding mode controller. The extended Kalman filter was applied to estimate the state vector based on the measurements of relative distance and velocity between two satellites. The simulation results show that the follower satellite tracks the desired trajectory well by thruster operations based on the sliding mode control law.
천리안위성 2A호의 2분 주기 고속 관측(rapid-scan) 자료를 이용하여, 가시·수증기·적외 채널의 시간 해상도와 표적의 크기가 해당 채널의 중규모 대기운동벡터 생산에 미치는 영향을 분석하였다. 중규모 대기운동벡터 산출을 위하여 2-10분의 영상 시간 간격 변화 하에서 표적의 크기를 8×8에서 40×40 화소 크기로 변환시키며, 시·공간적인 조건 변화에 따른 벡터 생산량과 평균 속력, 오차 특성의 변화 양상을 비교하였다. 그 결과, 표적의 크기가 작을수록 위성의 시간 간격 변화에 따른 벡터 개수의 변화와, 표준화된 평균 제곱근 편차(Normalized Root Mean Squared Vector Difference; NRMSVD) 값의 변화가 더욱 뚜렷해졌다. 또한 고도별 오차 특성 분석 결과에서는 평균 속력이 낮고 대기 현상의 시·공간 규모가 작은 하층(700-1000 hPa)의 경우, 짧은 시간 간격의 영상 자료와 작은 표적을 이용하는 것이 벡터 산출에 더욱 유리하게 작용하는 것을 확인할 수 있었다. 위성의 시간 간격과 표적의 크기는 대기 순환의 시·공간 규모와 밀접한 연관이 있는 요소이다. 따라서, 대기운동벡터 활용 목적에 맞게 표적 크기와 위성 시간 간격을 최적화하는 과정이 필요하며, 중규모 기상현상의 실황 분석을 위한 대기운동벡터 산출 알고리즘에서는 표적 크기와 영상 시간 간격을 각각 16×16, 4분으로 설정해주는 것이 가장 적합하다고 판단된다.
Structural analysis of a satellite bus is carried out by using a finite element program NISA II. It is assumed that the bus is composed of bars, plates and shells made of CFRP composite materials and aluminum alloys. Displacements and stresses are calculated as static analysis under accelerated motion and frequencies and mode shapes are computed as dynamic analysis.
Satellite-derived sea surface winds (SSWs) and atmospheric motion vectors (AMVs) over the global ocean, particularly including the areas in and around tropical cyclones (TCs), have been provided in a real-time and continuous manner. More and better information is now derived from technologically improved multiple satellite missions and wind retrieving techniques. The status and prospects of key SSW products retrieved from scatterometers, passive microwave radiometers, synthetic aperture radar, and altimeters as well as AMVs derived by tracking features from multiple geostationary satellites are reviewed here. The quality and error characteristics, limitations, and challenges of satellite wind observations described in the literature, which need to be carefully considered to apply the observations for both operational and scientific uses, i.e., assimilation in numerical weather forecasting, are also described. Additionally, on-going efforts toward merging them, particularly for monitoring three-dimensional TC wind fields in a real-time and continuous manner and for providing global profiles of high-quality wind observations with the new mission are introduced. Future research is recommended to develop plans for providing more and better SSW and AMV products in a real-time and continuous manner from existing and new missions.
In the three axis control of satellite by using reaction wheel and gyro, a reaction wheel produces the control torque by the wheel speed or momentum, and a gyro carries out measuring of the attitude angle and the attitude angular velocity In this study, dynamic modelling of the Low Earth Orbit (LEO) is consisted of the one from the rotational motion of the satellite with the basic rigid body and a flexible body model, and the gyro in addition to the reaction wheel model. The results obtained by the robust controller are compared with those of the PI (Proportional and Integration) controller which is commonly used for the stabilizing satellite.
Solar arrays and antennas of the satellite are usually stowed within the dimensions of the launch-vehicle fairing and deployed in the orbit. To solve such multibody dynamic problems, differential equations and algebraic equations are simultaneously solved, and special solution techniques are required. In this paper, Lagrange multipliers associated with the constraints are iteratively computed by monotonically reducing an appropriately defined constraint error vector, and the resulting equation of motion is solved by a well-established ODE technique. Defomable bodies as well as rigid bodies are treated, and applications to satellite solar arrays are explained.
본 연구에서는 타원궤도상에서 위성의 편대비행을 유지하기 위하여 필요한 포기조건을 결정하고자 한다. 타원궤도일 경우 Hill 방정식으로는 위성간의 상대운동을 기술할 수 없기 때문에, Hill 방정식의 초기조건에 비선형성과 이심률에 대한 보정을 하여 얻은 새로운 운동방정식을 사용했다. 편대비행에서 상대적 거리를 유지하기 위하여 주위성과 부위성의 평균각속도를 일치시키는 구속조건을 이용했다. 이 구속조건은 J2 섭동항을 고려한 것이므로, 이 구속조건을 만족하는 편대비행의 초기조건은 타원궤도에서의 위성편대비행을 유지하는데 잘 적용될 수 있다. 타원궤도에서의 상대운동방정식 초기조건에 J2 섭동을 고려한 구속조건을 적용할 때, 이심률이 0.05 이하이고 위성간의 상대거리가 0.5km 정도인 경우만이 주기적으로 일정하게 간격이 유지되는 결과를 얻을 수 있다. 따라서 이심률이 크지 않은 타원궤도에서는 평균각속도 일치의 구속조건을 사용하여 위성간의 상대거리를 유지할 수 있었다. 이러한 결과를 이용하여 타원궤도에서의 위성편대비행을 위한 효율적인 초기조건을 제공할 수 있고, 위성편대비행의 운용에 있어서 비용을 절감할 수 있는 방법을 제시할 수 있다.
본 논문에서는 저궤도 이동위성망에서 위성의 이동성을 양각(또는 전파거리)과 결부시켜 다중경로 페이딩과 위성간 간섭을 분석하고 다양한 전파전파 환경과 통신시스템 신뢰도에 대한 링크 성능을 평가하였다. 다중경로 페이딩은 전원지역, 도심지역 그리고 교외지역에서 위성의 이동에 따른 페이딩여유도의 변화를 통해 해석될 수 있으며, 위성간 간섭은 8가지 유형의 간섭경로에서 저궤도 위성시스템 내부의 자체간섭, 타 저궤도 위성시스템에의한 외부간섭 그리고 정지궤도 위성시스템에 의한 외부간섭을 분석하였다. 결론적으로 본 논문에서는 저궤도 위성망에서 시간의 흐름에 따른 통신링크의 변화를 양각과 전파거리에 따른 링크 여유도의 변화로 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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