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본 논문에서는 나로호 발사체 추적레이더를 이용한 위성 추적기법 에 대하여 연구하였다. 먼저 위성 추적을 위한 레이더 운영개념을 정립 하고 국제우주정거장을 추적하였다. 또한 고흥과 제주의 레이더를 Bistatic 모드로 운영했을 때의 추적성능을 분석하였다. 그리고 한국의 위성 운영환경을 고려한 우주물체 추적레이더를 설계하고 시뮬레이션 을 통해 성능을 검증하였다. 그리고 국제우주정거장 추적 결과 획득한 데이터를 활용하여 궤도를 결정하였다. 우주물체 추적 가능성을 확인하기 위해 나로호 발사체 레이더 성 능과 우주물체의 레이더 단면적을 고려하여 추적대상을 선정하였다. 레이더는 추적대상 지향방식으로 운영하였고, 사전궤적은 TLE(Two Line ...

본 논문에서는 나로호 발사체 추적레이더를 이용한 위성 추적기법 에 대하여 연구하였다. 먼저 위성 추적을 위한 레이더 운영개념을 정립 하고 국제우주정거장을 추적하였다. 또한 고흥과 제주의 레이더를 Bistatic 모드로 운영했을 때의 추적성능을 분석하였다. 그리고 한국의 위성 운영환경을 고려한 우주물체 추적레이더를 설계하고 시뮬레이션 을 통해 성능을 검증하였다. 그리고 국제우주정거장 추적 결과 획득한 데이터를 활용하여 궤도를 결정하였다. 우주물체 추적 가능성을 확인하기 위해 나로호 발사체 레이더 성 능과 우주물체의 레이더 단면적을 고려하여 추적대상을 선정하였다. 레이더는 추적대상 지향방식으로 운영하였고, 사전궤적은 TLE(Two Line Element)를 궤도전파하여 생성하였다. 이러한 운영개념을 바탕으 로 국제우주정거장을 성공적으로 추적하였다. 또한 STKⓇ(Systems Tool Kit)의 Radar tool을 이용하여 추적레 이더를 모델링하고 시뮬레이션을 통해 Mono/bistatic 레이더 추적성능 에 대해 연구하였다. 시뮬레이션 결과 국제우주정거장의 궤적에 따라 Bistatic 레이더의 추적성능이 상이한 것을 확인할 수 있었다. 전체 102 패스 중 약 27.4%인 28패스가 Monostatic 모드에 비해 긴 추적시간과 최대 추적거리를 가짐을 확인할 수 있었다. 이러한 패스는 모두 고흥과 제주의 북쪽에서 상승(Ascending)/하강(Descending)하는 경우였다. 한편, 우주물체 정밀 추적레이더의 요구사양은 다목적실용위성의 운영고도와 추적대상의 최소탐지 레이더 단면적을 고려하여 도출하였 다. 그리고 레이더 수식을 이용하여 요구사양에 부합하는 레이더 성능을 설계하고 시뮬레이션을 통해 추적능력을 검증하였다. 시뮬레이션 결과, 설계레이더는 우주물체 탐지 및 감시에 충분한 추적능력을 보였 다. 마지막으로 레이더 추적 데이터를 위성운영에 활용하기 위한 궤도 결정에 대해 연구하였다. 이를 위해 추적결과 획득한 거리, 방위각, 고 각 정보를 순차필터에 적용해 궤도를 결정하였다. 궤도결정 결과의 유 효성을 파악하기 위해 TLE와 비교하였다. 비교결과, TLE의 1∼2km 오차범위 내에서 신뢰할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 궤도결정에 사용하는 관측패스의 수가 정확도에 미치는 영향을 연구하였다. 연구 결과, 2패스의 관측데이터를 사용한 궤도결정의 위치 불확실성에 비해 7패스의 관측데이터를 사용한 궤도결정의 위치 불확실성이 24% 감소 한 것을 확인할 수 있었다.

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