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[국내논문] 태양센서를 이용한 인공위성의 자세보정기법
A Satellite Attitude Compensation Scheme Using Sun Sensor 원문보기

제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering, v.13 no.7, 2007년, pp.703 - 710  

이성호 (인공위성연구센터) ,  임유철 (한국항공우주연구원) ,  곽휘권 (충남대학교 전자공학과) ,  유준 (충남대학교 전자공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents an attitude determination scheme for the Science and Technology Satellite-2(STSAT-2) using Fine Digital Sun Sensor(FDSS). The FDSS has been developed for STSAT-2, and exhibits the accuracy of 0.032degree in $1{\sigma}$. To be specific, the attitude information from the...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 주 임무에 따라 다르지만 우주를 관찰하거나 태양을 관측하거나 지구를 관측할 때 각각의 경우 가장 효과적인 자세결정 방법이 사용되어야 한다. 본 논문은 2008년 발사 예정인 과학기술위성2호에 탑재될 정밀 디지털 태양 센서(FDSS)와 3축 자이로를 주 자세결정용 센서로 사용하여 자세 결정을 위한 기법을 연구하는 것이다[9]. 즉, 별 센서의 도움 없이 디지털 태양센서만을 사용하여 인공위성의 자세 보정을 할 수 있는 기법을 연구하는 것이다.
  • 본 논문은 2008년 발사 예정인 과학기술위성2호에 탑재될 정밀 디지털 태양 센서(FDSS)와 3축 자이로를 주 자세결정용 센서로 사용하여 자세 결정을 위한 기법을 연구하는 것이다[9]. 즉, 별 센서의 도움 없이 디지털 태양센서만을 사용하여 인공위성의 자세 보정을 할 수 있는 기법을 연구하는 것이다.
  • 또한 현재 개발된 고정밀 태양 센서는 별센서와 동일한 성능을 가진다[3]. 논문에서는 태양관측을 위한 자세제어용 센서로서 고정밀 태양 센서를 별센서 대용으로 하고 요축에 대해서는 적절한 명령을 주면 3축 자세결정이 가능하리라 사료되어 본 연구를 수행하게 되었다[3, 8].
  • 따라서 본 논문에서 디지털 태양센서를 이용한 인공위성 자세 보정기법을 새롭게 제안하고 이에 대한 성능검증을 위해 실제로 과학기술위성2호에 사용될 측정용 센서 모델과 자세 결정 알고리즘을 MATLAB 프로그램으로 모델링하여 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 정리한다.
  • 오차 쿼터니언 Sq 을 어떻게 정의하느냐에 따라 운동방정식이 서로 다른 특성을 가지게 되는데 본 논문에서는 3 vector를 평가하는데 보다 효과적인 것으로 알려져 있는 곱형 쿼터니언 자세오차를 사용한대:1].
  • 예측된다. 따라서 태양센서가 고가의 별센서를 대체하여 인공위성의 자세보정으로 적용 가능성을 확인하였다. 그러나 요축의 자이로 드리프트 추정오차는 항상 오차를 보유하게 되어 완전하게 수렴 되지 않는다.
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참고문헌 (9)

  1. F. L. Markley, 'Multiplicative vs. additive filtering for space attitude determination,' Journal of Guidance and Control, vol. 26, no. 2, pp. 311-317, 2003 

  2. E. J. Lefferts, F. L, Markley, M. D. Shuster, 'Kalman filtering for space attitude estimation,' Journal of Guidance and Control, vol. 5, no. 5, pp. 417-429, 1982 

  3. K. Ninomiya, 'In-orbit performance of solar-A attitude control system,' American Astronautical Society, vol 78, pp. 580-583, 1992 

  4. 송용규, 심규성, '인공위성의 자세결정에 관한 연구,' 한국 항공대학 논문집, pp. 80-81, 1997 

  5. 조상우, '인공위성 자세 결정을 위한 오일러각 추정에 관한 연구,' 한국과학기술원 석사학위 논문, 1997 

  6. 정재우, '별 센서를 이용한 독립항법 시스템연구,' 한국과학기술원 석사학위 논문, pp. 62-88, 2002 

  7. 임정빈, '전자광학센서를 이용한 관성항법장치의 보정 기법,' 충남대학교 석사학위 논문, pp. 35-37, 2004 

  8. 안효성, '태양획득모드에서 저궤도 위성의 자세결정 알고리즘,' 한국항공우주학회지, pp. 82-86, 2001 

  9. 이성호, '과학기술위성 2호(STSAT-2)의 고 정밀 디지털 태양센서(FDSS)설계 및 분석,' 한국항공우주학회지, pp. 93-87, 2005 

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