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[국내논문] 고기동 영상촬영 저궤도 위성 자세제어계 궤도상 보정
AOCS On-orbit Calibration for High Agility Imaging LEO Satellite 원문보기

항공우주기술 = Aerospace engineering and technology, v.11 no.2, 2012년, pp.80 - 86  

윤형주 (한국항공우주연구원 위성제어팀) ,  박근주 (한국항공우주연구원 위성제어팀) ,  임조령 (한국항공우주연구원 위성제어팀) ,  최홍택 (한국항공우주연구원 위성제어팀) ,  서두천 (한국항공우주연구원 자료처리 검보정팀)

초록
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빠르게 기동하면서도 고해상도 영상을 획득하기 위해서는 정확한 자세지향 및 높은 지향안정도가 요구된다. 자세제어계는 이러한 요구조건을 만족시키기 위해서 고성능 별추적기와 자이로를 장착하고 있다. 하지만, 위성에 장착된 자세센서인 별추적기와 자이로는 발사환경과 발사체에서 분리된 후 놓여지는 우주환경의 영향으로 지상에서 예측한 위성 동체기준좌표계에서 벗어난 오정렬 값을 가지게 되며, 자세제어계에서는 자세지향 오차 및 기동 성능 향상을 위해서 해당 오정렬 값을 추정하여 보상해주는 궤도상 보정을 수행해야 한다. 본 논문에서는 고기동 저궤도위성의 초기운용기간 중 위성본체 성능확인 단계에서 자세제어계에서 수행한 궤도상 보정에 대해서 기술하고 실제 얻어진 자세지향 및 지향안정도 성능 향상 결과를 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A fast maneuvering LEO satellite producing high resolution images was developed by Korea Aerospace Research Institute and launched successfully. To achieve accurate pointing and stringent pointing stability, the attitude orbit control subsystem implements high performance star trackers and gyroscope...

Keyword

#궤도상 보정   #오정렬   #자세제어계   #자이로 보정  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는, 위성 초기운용단계(LEOP, Launch and Early Operation Phase)에서 수행된 자세제어계 궤도상 보정 절차에 대해서 기술하고 실제 초기운용 단계와 영상 검·보정 단계에서 수행된 궤도상 보정 결과를 제시한다.
  • 본 절에서는 앞절에서 기술된 궤도상 보정 절차의 실제 수행결과를 제시한다.
  • 본 논문에서는 고기동 저궤도 영상촬영 위성의 자세제어계 지향 정확도 및 지향 안정도 성능 요구사항을 만족시키기 위해 궤도상에서 수행한 자세제어계 궤도상 보정절차와 보정 결과를 제시하였다. 발사환경 및 임무궤도 우주환경에서 발생한 오정렬을 보정하여 자세결정 성능과 최종 영상의 기하오차 성능을 더욱 향상시켰다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
절대자세 정보를 제공하는 별추적기 특성은? 절대자세 정보를 제공하는 별추적기는 특성상 시선벡터(Line of Sight) 축 방향을 중심으로 변화된 자세 측정 값에 대한 정확도가 상대적으로 떨어지는 특성이 있다. 또한, 자세결정 필터의 수렴속도를 향상시키기 위해서 별추적기를 두 개 장착하는데 이 경우 발사환경 및 임무우주환경에 의해 서로 독립적으로 오정렬이 발생한다.
고해상도 영상 획득을 위해 요구되는 것은? 70cm급 고해상도 영상촬영이 가능한 고기동 저궤도 위성이 국내 기술로 개발되어 성공적으로 발사되었다. 고해상도 영상을 획득하기 위해서는 정확한 자세지향 및 높은 지향안정도가 요구된다. 이를 위해 자세제어계에서는 고성능 별추적 기와 자이로를 이용한 정밀자세결정 논리를 적용하고 반작용 휠을 이용한 3축 자세제어를 수행한다.
정확한 자세지향 및 높은 지향안정도를 위해 자세제어계에서 수행하는 것은? 고해상도 영상을 획득하기 위해서는 정확한 자세지향 및 높은 지향안정도가 요구된다. 이를 위해 자세제어계에서는 고성능 별추적 기와 자이로를 이용한 정밀자세결정 논리를 적용하고 반작용 휠을 이용한 3축 자세제어를 수행한다. 이때, 위성에 장착된 자세센서인 별추적기와 자이로스코프, 그리고 작동기인 반작용 휠의 정렬 정보는 발사환경과 발사체에서 분리된 후 놓여지는 우주환경의 영향으로 지상에서 예측한 위성 동체 기준좌표계에서 벗어난 오정렬(misalignment) 값을 가지게 되며, 자세제어계에서는 자세 지향 오차 및 기동 성능 향상을 위해서 해당 오정렬 값을 추정하여 보상해주는 궤도상 보정(On-orbit Calibration)을 수행해야 한다.
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참고문헌 (6)

  1. 윤형주, KOMPSAT3 AOCS On-orbit Calibration Plan and Procedure, K3-D0-450-007, 한국항공우주연구원, 2012 

  2. Pittelkau, M., "Kalman Filtering for Spacecraft System Alignment Calibration," J. of Guidance Control and Dynamics, Vol.24, No.6, 2001 

  3. 윤형주 등, 저궤도 영상촬영위성 자세제어 센서의 절대 오정렬 보정, 한국항공우주학회 2012 추계학술대회 발표예정 

  4. Shuster, M., "The QUEST for Better Attitudes," J. of the Astronautical Sciences, Vol.54, No.3&4, 2006 

  5. KOMPSAT3 초기운용결과 발표자료, 한국항공우주연구원, 2012 

  6. 박근주 등, 저궤도 고기동 영상촬영위성 지상 정밀 자세결정, 한국항공우주학회 2012 추계 학술대회 발표예정 

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