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저궤도 위성의 안전성 향상을 위한 위성체 및 지상의 자율 운영 방안
On-board and Ground Autonomous Operation Methods of a Low Earth Orbit Satellite for the Safety Enhancement 원문보기

한국위성정보통신학회논문지 = Journal of satellite, information and communications, v.11 no.3, 2016년, pp.51 - 57  

양승은 (한국항공우주연구원 위성기술연구단 위성비행소프트웨어팀)

초록
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우주 비행체의 건강상태를 확인하기 위해서는 매우 많은 종류의 텔레메트리 데이터를 확인해야 하므로 시간이 크게 소요 된다. 그러나 저궤도 위성의 경우 지상국과 교신할 수 있는 횟수 및 시간이 제한적이기 때문에 짧은 시간에 정확히 위성의 상태를 파악하는 것이 중요하다. 또한 운영 중 방사현상 및 급격한 온도 변화 등 극한의 우주 환경에 노출되어 있기 때문에 교신중이 아닐 때에도 위성 자체의 탑재 고장관리 방안이 마련되어 있어야 한다. 본 논문에서는 저궤도 위성의 안전성 향상을 위해 지상 및 위성 자체에서의 자율 운영 방안에 대해 다루도록 한다. 위성 상태확인 소요 시간 단축을 위해 각종 위성 이벤트를 오류와 구분하여 기록한 후 지상으로 전달하면 지상에서는 위성에서 발생하는 문제를 명시적으로 인지하여 즉각적인 조치가 이루어지도록 한다. 또한 각 이벤트의 연관 텔레메트리를 정의하고 지속적으로 발생하는 이벤트 시퀀스를 이용하여 특정 이벤트 발생 시 지상에서 취해야 할 동작을 추천 혹은 자동 수행하는 시스템을 제안한다. 탑재 자율 고장관리 기법으로는 중요 파라미터 선정 후 검사해야 할 주기, 모드 및 문턱값을 지정하여 해당 범위를 벗어날 경우 사전에 지정 된 명령 시퀀스를 수행 하는 방안을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Many kinds of telemetry should be monitored to check the state of spacecraft and it leads the time consumption. However, it is very important to define the status of satellite in short time because the contact number and time of low earth orbit satellite is limited. Also, on-board fault management s...

주제어

#low earth orbit satellite   #state monitoring   #event   #on-board autonomy   #fault management  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 저궤도 위성에서 문제가 발생할 경우 지상과 위성체의 자율 운영을 통해 신속히 문제를 극복할 수 있는 방안에 대해 소개하였다. 저궤도 관측위성의 경우 지상과의 통신이 제한적이기 때문에 위성에서 전달되는 정보를 직관적이고 빠르게 파악할 수 있어야 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Out-Of-Limits(OOL) 방식이란? 이러한 문제점들을 극복하고 위성의 문제를 빨리 발견하기 위해 아날로그 값을 갖는 텔레메트리에 특정 문턱 값을 설정하여 이를 벗어 날 경우 알람을 띄우는 Out-Of-Limits(OOL) 방식을 많이 사용하고 있으나 모든 파라미터에 대해 전문가가 값을 선정해 주어야 하고 여러 개의 알람이 동시에 발생 할 경우 어떤 조치를 취해야 하는지 판단하기가 쉽지 않다 [3]. 따라서 위성에서 발생하는 주요 이벤트나 오류에 대해서는 위성과 통신이 가능할 때 추가적인 분석 없이 즉각적인 확인 및 조치를 취하는 방법이 마련되어야 한다.
저궤도 관측 위성에서는 무엇에 따라 작업이 이루어지는가? 저궤도 관측 위성에서는 지상의 명령 전송에 따른 동작 및 촬영 임무 수행 등에 따라 다양한 작업이 이루어진다. 텔레메트리를 이용하여 동작의 상태를 파악할 수 있으나 특정 동작에 대한 이벤트를 기록함으로써 지상에서 명시적으로 보다 빠르게 상태를 판단할 수 있다.
Out-Of-Limits(OOL) 방식의 한계점을 해결하기 위해 어떠한 방법이 요구되는가? 이러한 문제점들을 극복하고 위성의 문제를 빨리 발견하기 위해 아날로그 값을 갖는 텔레메트리에 특정 문턱 값을 설정하여 이를 벗어 날 경우 알람을 띄우는 Out-Of-Limits(OOL) 방식을 많이 사용하고 있으나 모든 파라미터에 대해 전문가가 값을 선정해 주어야 하고 여러 개의 알람이 동시에 발생 할 경우 어떤 조치를 취해야 하는지 판단하기가 쉽지 않다 [3]. 따라서 위성에서 발생하는 주요 이벤트나 오류에 대해서는 위성과 통신이 가능할 때 추가적인 분석 없이 즉각적인 확인 및 조치를 취하는 방법이 마련되어야 한다. 그러나 사람인 운영자가 해당 이벤트를 확인 하고 조치를 취하는데 까지 시간이 더 소요될 수 있으므로 지상 시스템이 위성의 정보를 파악하여 자동으로 문제에 대처할 수 있는 방법이 요구된다.
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참고문헌 (5)

  1. Basu, S., and J, Larson,"Turbulence in the Upper Atmosphere: Effects on Satellite System,"AIAA 33rd Aerospace Science Meeting and Exhibit, Reno, NV, 95-0548, Jan. 1995 

  2. James R. Wertx and Wiley J. Larson, "Space Mission Analysis and Design," Microcosm Press, Torrance CA, 1999 

  3. Jose Martinez Heras and Alessandro Donati, "Enhanced Telemetry Monitoring with Novelty Detection,"AI Magazine, vol 35, No. 4, pp.37-46, 2004 

  4. Seung-Eun Yang, Jong-Wook Choi, Jae-Seung Lee, Hyun-Kyu Shin, Dong-Seok Chae, Jong-In Lee, "Software Error Handler for the Low Earth Orbit Satellite," The 29th Korea Information Processing Conference Proceeding, pp.771-772, May, 2008 

  5. 채동석, 양승은, 천이진, "저궤도위성 원격측정 데이터 처리를 위한 대용량 메모리 운용", 항공우주기술, 제11권, 2호, pp.73-79, 2012 

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