[논문]정지궤도위성 전장품 성능검증을 위한 전기적 시험장치 개발

최재동; 구철회

문제 정의

본 연구에서는 정지궤도위성 전장품 지상검증을 위한 ETB 가 개발되었다. 먼저 원격측정명령처리기(CTU: Command Telemetry Unit) 검증을 위한 탑재컴퓨터 운용환경 구축, TCTS(Telemetry Command Test Set) 개발, 탑재 컴퓨터용 비행소프트웨어 상세 코딩 및 각 모듈 자체가 검증되었다.

제안 방법

FSW는 원격측정명령처리기를 MIL-STD-1553B 데이터 버스틀 통해 4Hz로 폴링하고 만약 원격측정 명령처리기가 원격 명령 데이터를 가지고 있으면 가져와 처리한다. 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 MTL-STDT553B 데이터 버스를 사용할 때 명령 데이터 부분을 먼저 가져오고 그 후에 원격측정 명령처리기의 상향명 령 플래그(원격측정명 령처리기가 전송할 명령을 가지고 있는지에 대한 플래그)를 가져와 확인한다.
원격측정명령처리기 검증기반기술개발을 통하여 전기적 시험 장치(ETB)를 구성하였고 통합시험을 통하여 그 성능을 검증하였다. 먼저 ETB를 구성하는 원격측정명령처리기 검증용 TCTS, 통합시험을 위한 탑재소프트웨어, PILS시스템, 그리고 정지궤도용 대용량 전력변환장치(PCDU) 실험모델을 구성하였고 구성품 단위로 시험을 수행하여 요구된 성능이 모두 만족됨을 확인하였다.
먼저 원격측정명령처리기(CTU: Command Telemetry Unit) 검증을 위한 탑재컴퓨터 운용환경 구축, TCTS(Telemetry Command Test Set) 개발, 탑재 컴퓨터용 비행소프트웨어 상세 코딩 및 각 모듈 자체가 검증되었다. 자세제어 서브시스템 검증을 위해서 정지궤도위성 동역학, 센서 및 구동기 모델 정립, 16 Hz 자세정보 업데이트가 가능한 실시간 프로그램 개발, 자세제어 서브시스템 모델 상세 고딩 및 각 모델 자체 검중을 수행하였다, 전력 서브시스템의 검증 올 위해 3kW급 전력변환장치 (PCDU: Power Control and Distribution Unit) 하드웨어 제작 및 기능시험을 수행하였다. 또한 ETB를 통한 연동시험이 수행되었으며 시험결과 각 서브 시스템 외 연동특성이 모니터링 소프트웨어를 통해 확인되었으며, 탑재소프트웨어의 실시간 구동실험을 통해 소프트웨어의 안정성이 확인되었다.
입력을 생성하는 기능은 지상 관제국의 원격명령 생성 기능을 모사하며 원격명령을 생성하고 원격측정 명령처리기에 전달하여 원격측정명 령처리기가 올바로 동작하는지 체크한다. 출력을 검사하는 기능은 역시 지상 관제국의 텔레메트리 모니터 링 기능을 모사하며 원격측정 명령처리기로부터의 텔레메트리가 정상적인지 점검하고, 더불어 원격측정 명령처리기의 Bi-lev인 출력과 릴레이 출력을 시험한다. TCTS 소프트웨어는 지상 관제국을 묘사하는 기능을 구현하고 있다.

대상 데이터

전기적시험장치는 원격측정명 령처리기 및 원격측정명 령처리기 시험장치, 전력변환장치, 퓨즈박스 어셈블리 (FBA, Fuse Box Assembly), 탑재컴퓨터 (OBC, On-Board Computer), 위성체 동역학 시뮬레이터 (VDS, Vehicle Dynamic Simulator) 맟 주변장치들로 구성되어 있다.

성능/효과

자세제어 서브시스템 검증을 위해서 정지궤도위성 동역학, 센서 및 구동기 모델 정립, 16 Hz 자세정보 업데이트가 가능한 실시간 프로그램 개발, 자세제어 서브시스템 모델 상세 고딩 및 각 모델 자체 검중을 수행하였다, 전력 서브시스템의 검증 올 위해 3kW급 전력변환장치 (PCDU: Power Control and Distribution Unit) 하드웨어 제작 및 기능시험을 수행하였다. 또한 ETB를 통한 연동시험이 수행되었으며 시험결과 각 서브 시스템 외 연동특성이 모니터링 소프트웨어를 통해 확인되었으며, 탑재소프트웨어의 실시간 구동실험을 통해 소프트웨어의 안정성이 확인되었다.
먼저 ETB를 구성하는 원격측정명령처리기 검증용 TCTS, 통합시험을 위한 탑재소프트웨어, PILS시스템, 그리고 정지궤도용 대용량 전력변환장치(PCDU) 실험모델을 구성하였고 구성품 단위로 시험을 수행하여 요구된 성능이 모두 만족됨을 확인하였다. 또한 통합시험결과 각 구 성품들이 연동하여 요구하는 동작을 적절히 수행함을 알 수 있었다.
먼저 ETB를 구성하는 원격측정명령처리기 검증용 TCTS, 통합시험을 위한 탑재소프트웨어, PILS시스템, 그리고 정지궤도용 대용량 전력변환장치(PCDU) 실험모델을 구성하였고 구성품 단위로 시험을 수행하여 요구된 성능이 모두 만족됨을 확인하였다. 또한 통합시험결과 각 구 성품들이 연동하여 요구하는 동작을 적절히 수행함을 알 수 있었다.
개발되었다. 먼저 원격측정명령처리기(CTU: Command Telemetry Unit) 검증을 위한 탑재컴퓨터 운용환경 구축, TCTS(Telemetry Command Test Set) 개발, 탑재 컴퓨터용 비행소프트웨어 상세 코딩 및 각 모듈 자체가 검증되었다. 자세제어 서브시스템 검증을 위해서 정지궤도위성 동역학, 센서 및 구동기 모델 정립, 16 Hz 자세정보 업데이트가 가능한 실시간 프로그램 개발, 자세제어 서브시스템 모델 상세 고딩 및 각 모델 자체 검중을 수행하였다, 전력 서브시스템의 검증 올 위해 3kW급 전력변환장치 (PCDU: Power Control and Distribution Unit) 하드웨어 제작 및 기능시험을 수행하였다.
본 연구를 통하여 ETB를 구성하는 각 전장품의 제작에 필요한 기본 기술과 자세 및 궤도 동력학 시뮬레이션 기술, 탑재소프트웨어 설계 및 제작 기술을 습득할 수 있었으며, 단계적으로 이를 통합하고 검증하는데 필요한 기본 지식들을경험하는 중요한 기회가 되었다. 이러한 경험들은 향후 국내 정지위성의 ETB 개발 자체 뿐만 아니라 정지위성의 설계 및 제품검증을 수행하는데 있어 초석이 될 것으로 기대된다.

후속연구

중요한 기회가 되었다. 이러한 경험들은 향후 국내 정지위성의 ETB 개발 자체 뿐만 아니라 정지위성의 설계 및 제품검증을 수행하는데 있어 초석이 될 것으로 기대된다.

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