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관측위성을 위한 별센서 탑재 방향 결재에 관한 연구
A Study on the Determination of Star Sensors Mounting Direction for Remote Sensing Satellites 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.35 no.8, 2007년, pp.735 - 740  

이훈구 ((주)쎄트렉아이)

초록
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별센서는 우주 공간상의 별 이미지를 사용하여 초정밀 자세 정보를 제공한다. 그러나 센서가 태양광이나 지구 반사광(Albedo)으로부터의 회피각이 보장되지 않는 경우 센서 출력의 정밀도를 보장할 수 없거나 출력을 얻을 수 없다. 이 논문은 별센서의 탑재 방향에 따른 태양 및 지구 회피각의 특성에 대한 연구 결과를 제시하고 있다. 아울러 지구 관측 임무에 적합한 별센서의 탑재 방향 결정을 위한 체계적인 방법을 제시한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Star sensor provides highly accurate attitude information by imaging the stars in the dark space. The sensor output is disabled when the sensor avoidance of the Sunlight or the Earth's albedo is not satisfied. This paper studies the Sun and Earth avoidance characteristics of the star sensors accordi...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 첫째는 별센서의 고장을 고려한 다중화 개념이다. 둘째는 하나의 별센서만을 사용할 경우 광축 주위로의 자세 정밀도가 저하되는 것을 보정하기 위하여 다른 방향으로 탑재된 별 센서의 정보를 같이 사용하기 위한 것이다. 셋째는 지구 관측 임무를 수행하기 위해 지향 자세를 바꾸는 운용을 하는 경우에 있어서 태양광 및 지구 반사광에 의한 운용 제한을 완화하기 위한 것이다.
  • 그 결과 관측 임무를 위해서는 Across Track 방향 보다는 Along Track 방향으로 탑재하는 것이 보다 유리하다고 판명되었다. 또한 궤도 정보와 운용 롤 Tilt 범위로부터 적절한 Cant 각을 결정하는 방법에 대해서도 제시되었다. 이 논문의 결과는 향후 관측위성의 별센서 탑재 방향을 체계적으로 결정하는데 도움이 될 것으로 기대된다.
  • 둘째는 하나의 별센서만을 사용할 경우 광축 주위로의 자세 정밀도가 저하되는 것을 보정하기 위하여 다른 방향으로 탑재된 별 센서의 정보를 같이 사용하기 위한 것이다. 셋째는 지구 관측 임무를 수행하기 위해 지향 자세를 바꾸는 운용을 하는 경우에 있어서 태양광 및 지구 반사광에 의한 운용 제한을 완화하기 위한 것이다. 이 중 세 번째 항목에 대한 분석은 상대적으로 다른 항목에 비해 많은 연구를 찾기 힘든 실정이다.
  • 이 논문에서는 선형 Pushbroom 방식의 관측 카메라를 탑재한 경우에 대한 2개의 별센서 탑재 방향을 결정하는 방식에 대한 연구결과를 제시하고 있다. 그 결과 관측 임무를 위해서는 Across Track 방향 보다는 Along Track 방향으로 탑재하는 것이 보다 유리하다고 판명되었다.
  • 이 논문은 선형 Pushbroom 형태의 관측 카메라를 탑재하고 태양 동기 궤도에서 운용되는 관측 위성을 위한 2개의 별센서 탑재 방향에 대한 분석 결과를 제시한다. 위성은 지구 관측 임무를 수행하기 위해 2개의 별센서 중 사용 가능한 하나의 별센서만을 사용한다고 가정한다.

가설 설정

  • 수행한다. 본 논문에서는 685km의 고도에서 오전 11시 방향의 Descending Node를 갖는 저궤도 위성을 가정하여 해석을 수행하였다.
  • 결과를 제시한다. 위성은 지구 관측 임무를 수행하기 위해 2개의 별센서 중 사용 가능한 하나의 별센서만을 사용한다고 가정한다. 별 센서는 지구 관즉을 위해 지구 중심점을 지향하도록 구동된 이후 자세를 안정화하기 위해 사용된다.
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참고문헌 (5)

  1. 박성동, 김병진, 박원규, 김이을, 장현석, 선종호, '1미터급 상용 지구관측 위성시대에 즈음하여', 한국항공우주학회지, 30권2호, pp. 130-135, 2002년 3월 

  2. 신일식, 이성호, 유창완, 남명룡, '과학기술 위성2호의 이중 머리 별 추적기 개발', 한국항공우주학회지,34권 2호, pp. 96-100, 2006년 2월 

  3. 나자경, 이유, 김용하, '주간 활용 별센서의 별 감지성능성 분석', 한국항공우주학회지, 33권 9호, pp. 89-96, 2005년 9월 

  4. Wertz, J. R, Spacecraft Attitude Determination and Control, Kluwer Academic Publishers, 1978 

  5. Lee, H., 'A Low-Cost Attitude Determination and Control Simulation for the Functional Verification of Embedded Control Software', 2004 KSAS-JSASS Joint Symposium, November 18-19, 2004 

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