지상에서 위성의 상태를 파악하기 위해 텔레메트리, 위성 이벤트, 위성 오류 정보를 활용할 수 있다. 텔레메트리는 단순히 파라미터의 값을 나타내는 반면 이벤트 및 오류 정보는 특정 동작 및 상태를 명시적으로 나타낸다. 특히 이벤트는 지상 명령 수행 정보도 저장하므로 상태의 기록 뿐아니라 특정 조치의 내용도 포함한다. 기존에는 이러한 정보들을 지상에서 운영자가 취합 하여 위성의 상태 확인에만 수동적으로 사용 하였다. 그러나 최근 개발되는 위성의 수가 늘어나면서 지상에서 확인해야 할 정보의 양이 급격히 증가함에 따라 운영의 부담이 증가하고 있다. 또한 위성에 문제 발생 시 신속한 조치가 중요한데 운영자가 개발자에게 문제 보고 및 조치를 취하는 과정에서 시간 지연이 발생하게 된다. 이에 본 논문에서는 위성에서 연속적으로 발생하는 이벤트 시퀀스를 내용에 따라 구분하여 수집, 저장하여 특정 이벤트 발생 시 지상에서 취해야 할 동작을 추천 혹은 자동 수행하는 위성 운영 지원 시스템을 제안한다. 이는 이벤트 정보를 능동적으로 활용하는 시스템으로 지상과의 교신 시간이 제한적인 저궤도위성의 오류 자동 복구 절차에도 활용할 수 있다.
지상에서 위성의 상태를 파악하기 위해 텔레메트리, 위성 이벤트, 위성 오류 정보를 활용할 수 있다. 텔레메트리는 단순히 파라미터의 값을 나타내는 반면 이벤트 및 오류 정보는 특정 동작 및 상태를 명시적으로 나타낸다. 특히 이벤트는 지상 명령 수행 정보도 저장하므로 상태의 기록 뿐아니라 특정 조치의 내용도 포함한다. 기존에는 이러한 정보들을 지상에서 운영자가 취합 하여 위성의 상태 확인에만 수동적으로 사용 하였다. 그러나 최근 개발되는 위성의 수가 늘어나면서 지상에서 확인해야 할 정보의 양이 급격히 증가함에 따라 운영의 부담이 증가하고 있다. 또한 위성에 문제 발생 시 신속한 조치가 중요한데 운영자가 개발자에게 문제 보고 및 조치를 취하는 과정에서 시간 지연이 발생하게 된다. 이에 본 논문에서는 위성에서 연속적으로 발생하는 이벤트 시퀀스를 내용에 따라 구분하여 수집, 저장하여 특정 이벤트 발생 시 지상에서 취해야 할 동작을 추천 혹은 자동 수행하는 위성 운영 지원 시스템을 제안한다. 이는 이벤트 정보를 능동적으로 활용하는 시스템으로 지상과의 교신 시간이 제한적인 저궤도위성의 오류 자동 복구 절차에도 활용할 수 있다.
Telemetry, satellite event and error information are used to check the satellite status in ground station. Different from telemetry which only informs the parameter value, event and error gives explicit information of a certain operation or status. Event also contains ground action information becau...
Telemetry, satellite event and error information are used to check the satellite status in ground station. Different from telemetry which only informs the parameter value, event and error gives explicit information of a certain operation or status. Event also contains ground action information because every command execution is logged as event. Currently, those information is gathered and applied only for monitoring of the satellite. However, the load of the operation is getting grown because of the excessively increased information of the satellite with the number of satellite increasement. Also, the process of reporting problem to developer (or an expert) induce time delay for satellites fault management. In this paper, we propose a satellite operation assistant system which collects event sequence and stores in different group by its feature, and then recommends or executes an appropriate action for the identified abnormal state. This system is applicable to on board system for resolving LEO-satellite autonomous fault situation since is has limited contact time.
Telemetry, satellite event and error information are used to check the satellite status in ground station. Different from telemetry which only informs the parameter value, event and error gives explicit information of a certain operation or status. Event also contains ground action information because every command execution is logged as event. Currently, those information is gathered and applied only for monitoring of the satellite. However, the load of the operation is getting grown because of the excessively increased information of the satellite with the number of satellite increasement. Also, the process of reporting problem to developer (or an expert) induce time delay for satellites fault management. In this paper, we propose a satellite operation assistant system which collects event sequence and stores in different group by its feature, and then recommends or executes an appropriate action for the identified abnormal state. This system is applicable to on board system for resolving LEO-satellite autonomous fault situation since is has limited contact time.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 논문에서는 시스템의 핵심이 되는 이벤트시퀀스 수집 단계만 구현을 하였다. 이벤트시퀀스 저장, 지상 및 위성 활용의 경우 위성 이벤트를 모니터 하면서 이벤트 시퀀스 DB의 시작 이벤트 ID와 비교 하는 것이 기본으로 상대적으로 구현이 단순하다.
위와 같은 문제에 대응하기 위해 본 논문에서는 이벤트 기반의 위성 운영 지원 시스템을 제안하였다. 기존에도 위성 운영을 위해 이벤트를 사용 하였지만 단순히 정보 확인만을 위해 수동적으로 사용 하였다.
위성운영에 활용되는 데이터는 위성 텔레메트리와 이벤트로 각각 3,000개 이상의 정보를 포함하고 있으며 이들 정보를 모두 모니터링 하여 위성 동작을 확인하는 것은 운영에 큰 부담이 될 수 있다. 이에 본 논문에서는 기존에 모니터링 목적으로만 사용하던 이벤트 정보를 능동적으로 활용하여 지상에서의 운영 보조 및 위성에서의 자체 오류 대응 기능으로 활용하는 방안을 제안 하였다. 위성에 특정 문제 발생 시 연관된 이벤트들이 같이 발생하고 이에 대한 처리가 뒤따르므로 관련된 이벤트들 역시 연속적으로 발생하는데 이러한 특징을 바탕으로 최초 시작 이벤트를 기준으로 연관 텔레메트리와 이벤트들을 수집하여 Action(명령 수행)/Status(상태 확인)로 구분 후 하나의 시퀀스로 저장 하여 활용하는 것이 제안 방안의 핵심이다.
제안 방법
수신된 위성 이벤트가 어떤 그룹에속하는지 분석 후 분류된 그룹 내 Event Sequence DB에 저장된 시작 이벤트 ID 중 동일한 이벤트가 있는지 확인한다. 그리고 Event Sequence DB에 기록 된 연관 텔레메트리와 동일한 텔레메트리가 같은 값으로 변경 되었는지 확인 한다. 시작 이벤트 및 연관 텔레메트리의 변경 값이 일치할 경우 동일한 시퀀스로 인식하고 분류된 그룹에 따라 각각 다른 동작을 수행 한다.
시스템 동작 확인을 위해 사용되는 데이터는 위성의 대용량 메모리 (Mass Memory)에 저장된 텔레메트리(이벤트 포함)를 지상으로 수신 받아 이용 하였다[4]. 또한 텔레메트리 파싱 프로그램인 SOCE (Satellite Operation Control Equipment)[5]를 이용하여 OBT에 따른 이벤트, CMD Argument, 연관 텔레메트리 정보들을 추출하여 그림 7, 그림 8의 텍스트 파일 형태로 저장 하였다. 이벤트의 경우 Event ID, OBT, Level순서로, CMD Argument는 Event ID, Number of Argument, Argument 순서로 저장을 하되 Argument는 모두 8byte로 저장하고 사용하지 않는 영역은 0으로 기록하였다.
이벤트 시퀀스 지상활용부의 동작 과정은 그림 6과 같다. 수신된 위성 이벤트가 어떤 그룹에속하는지 분석 후 분류된 그룹 내 Event Sequence DB에 저장된 시작 이벤트 ID 중 동일한 이벤트가 있는지 확인한다. 그리고 Event Sequence DB에 기록 된 연관 텔레메트리와 동일한 텔레메트리가 같은 값으로 변경 되었는지 확인 한다.
또한 [Event Analysis] 버튼을 누르면 그림 12와 같이 “이벤트 상관 분석기”의 기능을 수행한다. 시작 이벤트의 연관 텔레메트리 중 변경된 텔레메트리를 연관텔레메트리로 갖는 이벤트들을 확인 후 시간 기준에 따라 실제로 발생한 이벤트를 단시간 이벤트 저장소와 장시간 이벤트 저장소에 나누어 기록 한다.
지상에서 저장된 Event Sequence DB를 위성에 전송하여 서바이벌 이벤트 발생 시 시퀀스의 명령수행 이벤트가 동작하도록 한다. 이를 위해 기존의 주요 파라미터 기반의 문제 대처 로직과 연계하여 시작 이벤트의 변경된 연관 텔레메트리를 모니터링 할 파라미터로 추가한다. 그리고 해당 파라미터의 값이 변경 될 경우 저장된 시퀀스중 명령수행 이벤트가 저장명령 (RTCS: Relative Time Command Sequence)[3]형태로 자동 수행되도록 한다.
대상 데이터
시스템 동작 확인을 위해 사용되는 데이터는 위성의 대용량 메모리 (Mass Memory)에 저장된 텔레메트리(이벤트 포함)를 지상으로 수신 받아 이용 하였다[4]. 또한 텔레메트리 파싱 프로그램인 SOCE (Satellite Operation Control Equipment)[5]를 이용하여 OBT에 따른 이벤트, CMD Argument, 연관 텔레메트리 정보들을 추출하여 그림 7, 그림 8의 텍스트 파일 형태로 저장 하였다.
후속연구
이벤트시퀀스 저장, 지상 및 위성 활용의 경우 위성 이벤트를 모니터 하면서 이벤트 시퀀스 DB의 시작 이벤트 ID와 비교 하는 것이 기본으로 상대적으로 구현이 단순하다. 또한 실제 운영과 밀접한 연관이 있으므로 추후 보다 많은 운영 데이터를 확보하여 동작 기준의 보안 후 구현 할 예정이다.
"장시간 이벤트 저장소"에 저장하는 시간 기준은 표 1의 이벤트 시퀀스종류에 따라 차등적으로 적용한다. 이 과정에서 저장된 명령수행 이벤트는 추후 지상에서 특정 이벤트에 대한 명령 추천/전송 및 위성의 자체 오류 복구 시스템에 활용할 수 있다.
위성 활용부 역시 기존에 개발 된 로직과 연계하여 쉽게 적용이 가능하며 위성 운영 뿐 아니라 오퍼레이터 교육 등에도 활용할 수 있다. 추후 보다 많은 위성 데이터를 활용하여 위성 시퀀스 DB 저장 규칙 및 활용 부분의 개선 작업을 수행 할 예정이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
위성 이벤트의 장점은 무엇인가?
위성 이벤트는 위성의 동작 중 확인이 필요한부분을 특정 ID로 정의하여 이벤트 발생 시Event ID, Time Tag, Occurrence Counter의 정보를 저장하고 지상으로 전달한다. 이는 주기적으로 지상에 전달되는 텔레메트리와 달리 해당이벤트가 발생했을 때만 지상으로 전달되므로 하향 전송 속도의 제약에 보다 자유롭고 특정 문제에 대해 명시적으로 빠른 파악이 가능 하다. 또한 Event ID는 중요도에 따라 다른 레벨 값을가지고 있으므로 지상에서 조취 우선순위를 정해대처 방법을 정의할 수 있다.
인공위성은 무엇에 의해 고장의 위험에 노출되어 있는가?
인공위성은 열, 진공 및 태양풍 등에 의해 항상 고장의 위험에 노출되어 있다[1]. 특히 저궤도위성의 경우 지상과의 교신 시간이 제한되어 있기 때문에 문제 발생 시 빠른 상태 확인 및 대처가 필수적이다.
위성 이벤트의 기능은?
위성 이벤트는 위성의 동작 중 확인이 필요한부분을 특정 ID로 정의하여 이벤트 발생 시Event ID, Time Tag, Occurrence Counter의 정보를 저장하고 지상으로 전달한다. 이는 주기적으로 지상에 전달되는 텔레메트리와 달리 해당이벤트가 발생했을 때만 지상으로 전달되므로 하향 전송 속도의 제약에 보다 자유롭고 특정 문제에 대해 명시적으로 빠른 파악이 가능 하다.
참고문헌 (5)
James R. Wertz and Wiley J. Larson, Space Mission Analysis and Design, Torrance CA, Microcosm Press, 1999, pp.203-221
양승은, 이재승, 채동석, 천이진, "소프트웨어 기반의 저궤도 관측 위성 비상 운영 방안", 2012년 정보 및 제어 심포지엄(ICS '12) 논문집, 2012, pp.215-216
이효영, 이재승, 이종인, "가변 길이의 저장 명령의 공간 효율적 처리 방안", 한국항공우주학회지, 제31권, 제2호, 2006, pp.729-732
채동석, 양승은, 천이진, "저궤도위성 원격측정 데이터 처리를 위한 대용량 메모리 운용", 항공우주기술, 제11권, 2호, 2012, pp.73-79
Jae-wook Kwon, Yun-goo Huh, Jong-yeoun Choi, and Jun-min Choi, "Satellite Downlink data Parsing module Development", Bulletin of The Korean Space Science Society, vol.17, No.2, 2008, pp.50
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.