KR100442706B1 - 정지궤도 위성을 이용한 시각동기 서비스에 있어서의실시간 궤도결정 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지구정지 궤도 상에 위치한 통신 위성을 경유하여 지상의 각종 전자 장비의 시각을 국내 표준 시각에 동기 시키는 서비스를 수행함에 있어, 위성의 위치 정보를 획득하고 예측하는 기술에 관한 것이다.
기존에는 상기 시각 동기 서비스를 수행할 경우 위성의 정보를 결정할 때, 그 위치가 변하지 않는 것으로 가정하거나 또는 임의의 시각에서 결정된 위치 정보로부터 궤도 방정식을 이용하여 차후의 위치 정보를 수치적으로 계산하여 예보하는 방법을 사용하였다.
그러나 이와 같은 방법은 실제의 위성의 위치와 많은 차이를 나타내기 때문에 시각동기 서비스시에 오차의 원인이 된다.
본 발명에서는 이러한 오차의 원인을 줄이기 위해 동기 신호의 수신 시각을 이용한 실시간 궤도추정 방법을 적용한 것으로 지상에서 송신된 시각동기 신호가 위성까지 왕복하는데 소요되는 시간을 주기적으로 측정하여 위성의 위치를 수십초 내지 수분 간격으로 결정하여 위성의 위치 오차를 최소한으로 줄이는 방법을 제안한 것이다.
이와 같은 방법을 사용할 경우, 위성의 위치 예측 오차로 인한 시각동기 오차를 획기적으로 감소시킬 것으로 기대된다.
Description
본 발명은 지구정지 궤도 상에 위치한 통신 위성을 경유하여 지상의 각종 전자 장비의 시각을 국내 표준 시각에 동기시키는 서비스를 수행함에 있어서, 위성의 위치 정보를 획득하고 예측하는 기술에 관한 것이다.
이것은 지상의 고정된 한 지점에서 시각동기 신호를 발사하고, 지상에 널리 분포되어 있는 사용자가 동기신호를 수신하여 신호 안에 포함된 위성의 위치 정보로부터 신호의 전달 경로 길이를 파악하여 신호의 지연 시간을 계산한 뒤, 이것을 사용자의 기준 시각 정보로 활용하는 것을 말한다.
정지궤도 위성을 이용하여 국내 표준 시각을 전송하는 서비스의 수행시에, 기존에는 위성의 위치를 고정시키거나 수치적으로 예측하여 서비스하는 방법을 사용하였다.
즉, 정지궤도 위성이 미리 예정된 위치에서 전혀 움직임이 없거나 수치적으로 계산이 가능할 만큼 단순한 운동을 하고 있다고 가정한 것이다.
그러나, 실제 정지궤도 위성의 움직임은 태양과 달의 중력, 태양 복사압, 지구의 비대칭 중력장에 의한 효과, 목성을 비롯한 다른 행성의 중력의 영향 등으로 매우 복잡한 형태를 가지고 있다.
따라서 위성의 움직임을 고정되어 있다고 가정한 것은 아주 큰 위치 오차를 유발하게 되며, 또한 위성의 위치를 수치적으로 예측하는 것 역시 실제 궤도와 큰 차이를 나타낼 수 있다.
이러한 위성의 위치 정보 예측 오차는 결국 동기신호의 지연 시간을 계산하는데 큰 오차를 유발할 수 있다.
본 발명은 정지궤도 위성을 이용한 시각동기 서비스를 수행함에 있어 기존의 위치 정보 제공 방법에서 유발할 수 있는 위성의 위치 오차를 개선하기 위해 동기 신호의 수신 시각을 이용한 실시간 궤도 추정 방법을 제안한 것으로, 지상에서 송신된 시각동기 신호가 위성까지 왕복하는데 소요되는 시간을 주기적으로 측정하여 위성의 위치를 수십초 내지 수분 간격으로 결정하여 위성의 위치 오차를 최소한으로 줄일 수 있도록 한 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 정지궤도 위성을 이용한 시각동기 서비스에 있어서의 실시간 궤도결정 방법을 나타낸 개념도
도 2 는 도 1에 도시된 시각동기 신호 송신국 시스템 구성도
도 3 은 도 1에 도시된 시각동기 신호 수신국 시스템 구성도
도 4 는 본 발명에 따른 정지궤도 위성을 이용한 시각동기 서비스에 있어서의 실시간 궤도결정 시스템의 개략적인 구성도
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
1, 9 : 측정 기준 시각 공급 장치 2, 11 : 퍼스널 컴퓨터
3 : 시각동기 신호 생성 장치 4, 7 : 위성통신 송수신 장비
5 : 시각동기 신호 송신국 6 : 위성
8 : 시각동기 신호 해석 장치 10 : 시간간격 측정장치
12 : 시각동기 신호 수신국
본 발명은 지구정지 궤도 상에 위치한 통신 위성을 경유하여 지상의 각종 전자 장비의 시각을 국내 표준 시각에 동기시키는 서비스를 수행함에 있어, 위성의 위치 정보를 획득하고 예측하는 기술에 관한 것으로,
이러한 본 발명은 도 4 와 같이 기준 시각을 공급하기 위한 측정 기준 시각 공급 장치(1)와,
시각동기 신호 수신국(12)에서 보내온 동기 신호 수신 정보를 측정하여 위성의 위치를 결정하고 문자화된 위성의 위치와 시각코드를 만들어 내기 위한 컴퓨터 프로그램을 내장한 퍼스널 컴퓨터(PC)(2)와,
상기 측정 기준 시각 공급 장치(1)의 기준 시각에 따라 퍼스널 컴퓨터(2)의 컴퓨터 프로그램에 의해 구해진 위성의 위치 정보와 TCP/IP형식을 이용한 시각동기 신호를 생성하는 시각동기 신호 생성 장치(3)와,
상기 시각동기 생성 장치(3)에서 생성된 시각동기 신호를 위성(6)으로 송신하고 시각동기 신호 수신국(12)에서 보내온 동기 신호 수신정보를 수신하여 퍼스널 컴퓨터(2)로 전달하는 위성통신 송수신 장비(4)로 이루어진 시각동기 신호 송신국(5)과,
위성(6)으로부터 시각동기 신호를 수신하여 시각동기 신호 해석 장치(8)로 전달하고 퍼스널 컴퓨터(11)에서 구해진 동기 신호 수신정보를 위성(6)으로 재송신하는 위성통신 송수신 장비(7)와,
상기 위성통신 송수신 장비(7)로부터 전달된 신호가 수신된 순간에 펄스를 만들고 동기 신호에 담긴 위성의 위치 정보를 퍼스널 컴퓨터(11)로 보내는 시각동기 신호 해석 장치(8)와,
기준 시각을 공급하는 측정 기준 시각 공급 장치(9)와,
상기 시각동기 신호 해석 장치(8)의 시각동기 신호와 측정 기준 시각 공급장치(9)의 기준 시각을 비교하여 시간간격을 측정하는 시간간격 측정장치(10)와
시각동기 신호 해석 장치(8)에서 시각동기 신호에 담긴 위성의 위치 정보를 이용하여 동기 신호의 지연 시간을 계산하며 이를 보정한 시각을 측정 기준 시각과 비교하고 동기 신호 수신 시각을 위성의 궤도 결정에 사용하기 위해 동기 신호 수신정보를 위성통신 송수신 장비(7)로 전송하는 퍼스널 컴퓨터(11)로 이루어진 시각동기 신호 수신국 시스템(12)으로 구성된다.
도 2 에서 시각동기 신호 송신국(5)은 코드화된 동기 신호를 생성하여 위성으로 송신하고 수신하는 기능을 담당한다.
시각동기 신호 송신국(5)에서 측정 기준 시각 장치(1)로부터 기준 시각을 생성하고, 퍼스널 컴퓨터(2)에서는 시각동기 신호 수신국(12)에서 보내온 동기 신호 수신 정보를 입력받아 탑재된 실시간 궤도결정 프로그램과 위성 위치 출력 프로그램에 의해 위성의 위치를 결정하고 문자화된 위성의 위치와 시각코드를 생성한다.
시각동기 신호 생성 장치(3)에서는 측정 기준 시각 공급 장치(1)에서 공급되는 기준 시각에 따라 퍼스널 컴퓨터(2)의 실시간 궤도 결정 컴퓨터 프로그램과 위성 위치 출력 프로그램에 의해 구해진 위성의 위치 정보와 위성에 송신하기 위해 TCP/IP형식을 이용한 시각동기 신호를 생성하고 이를 위성통신 송수신 장비(4)를 통하여 위성(6)으로 송신한다.
또한 시각동기 신호 송신국(5)의 위성통신 송수신 장비(4)는 시각동기 신호 수신국(12)에서 보내온 동기 신호 수신정보를 퍼스널 컴퓨터(2)의 실시간 궤도 결정 프로그램으로 전달하는 역할도 수행한다.
도 3 과 같이 시각동기 신호 수신국(12)은 위성(6)으로부터 시각동기 신호를 수신하여 수신시각을 측정한 뒤, 그 값을 위성(6)으로 재송신하고 또한, 수신된 시간동기 신호에 포함된 위성의 위치 정보를 이용하여 동기 신호의 지연 시간을 계산하고 이를 보정한 시각을 측정 기준 시각과 비교하는 기능을 담당한다.
시각동기 신호 수신국(12)에서 위성통신 송수신 장비(7)는 위성(6)으로터 송신된 시각동기 신호를 동기 신호 해석 장치(8)로 전송하고 퍼스널 컴퓨터(11)에서 신호 수신시각을 위성의 궤도 결정에 사용하기 위한 동기 신호 수신정보를 입력받아 위성(6)으로 재송신한다.
동기 신호 해석 장치(8)는 위성통신 송수신 장비(7)로부터 전달된 신호가 수신된 순간에 펄스를 만들고 신호에 담긴 위성의 위치 정보를 퍼스널 컴퓨터(11)로 보낸다.
시간간격 측정장치(10)는 시각동기 신호 해석 장치(8)의 시각동기 신호의 수신시각과 측정 기준 시각 공급장치(9)의 기준 시각을 비교하여 시간간격을 측정하고 이를 퍼스널 컴퓨터(11)로 전송한다.
퍼스널 컴퓨터(11)에서는 시각동기 신호와 기준 시각과의 지연 시간 오차를 계산하고 이를 보정한 시각을 측정 기준 시각과 비교하고 신호 수신 시각을 위성의 궤도 결정에 사용하기 위해 동기 신호 수신정보를 위성통신 송수신 장비(7)로 전송한다.
본 발명은 정지궤도 위성을 이용한 시각동기 서비스를 수행함에 있어 기존의 위성 위치 예측 방법을 개선하기 위해 동기 신호의 수신시각을 입력 자료로 이용하여 실시간 궤도 결정 방법을 도입한 것으로 위성의 현재 위치를 수분 내지 수십초 이내로 파악할 수 있다.
이와 같은 방법을 이용하여 주기적인 궤도 결정을 수행하면 기존의 위성 위치정보 제공 방법보다 시간 지연 측정 오차를 획기적으로 감소시킬 것으로 기대된다.
Claims (2)
- 기준 시각을 공급하기 위한 측정 기준 시각 공급 장치(1)와,시각동기 신호 수신국(12)에서 보내온 동기 신호 수신 정보를 측정하여 위성의 위치를 결정하고 문자화된 위성의 위치와 시각코드를 만들어 내기 위한 컴퓨터 프로그램을 내장한 퍼스널 컴퓨터(2)와,상기 측정 기준 시각 공급 장치(1)의 기준 시각에 따라 퍼스널 컴퓨터(2)의 컴퓨터 프로그램에 의해 구해진 위성의 위치 정보와 TCP/IP형식을 이용한 시각동기 신호를 생성하는 시각동기 신호 생성 장치(3)와,상기 시각동기 생성 장치(3)에서 생성된 시각동기 신호를 위성(6)으로 송신하고 시각동기 신호 수신국(12)에서 보내온 동기 신호 수신정보를 수신하여 퍼스널 컴퓨터(2)로 전달하는 위성통신 송수신 장비(4)로 이루어진 시각동기 신호 송신국(5)과,위성(6)으로부터 시각동기 신호를 수신하여 시각동기 신호 해석 장치(8)로 전달하고 퍼스널 컴퓨터(11)에서 구해진 동기 신호 수신정보를 위성(6)으로 재송신하는 위성통신 송수신 장비(7)와,상기 위성통신 송수신 장비(7)로부터 전달된 신호가 수신된 순간에 펄스를 만들고 동기 신호에 담긴 위성의 위치 정보를 퍼스널 컴퓨터(11)로 보내는 시각동기 신호 해석 장치(8)와,기준 시각을 공급하는 측정 기준 시각 공급 장치(9)와,상기 시각동기 신호 해석 장치(8)의 시각동기 신호와 측정 기준 시각 공급장치(9)의 기준 시각을 비교하여 시간간격을 측정하는 시간간격 측정장치(10)와시각동기 신호 해석 장치(8)에서 시각동기 신호에 담긴 위성의 위치 정보를 이용하여 동기 신호의 지연 시간을 계산하며 이를 보정한 시각을 측정 기준 시각과 비교하고 동기 신호 수신 시각을 위성의 궤도 결정에 사용하기 위해 동기 신호 수신정보를 위성통신 송수신 장비(7)로 전송하는 퍼스널 컴퓨터(11)로 이루어진 시각동기 신호 수신국 시스템(12)으로 구성됨을 특징으로 하는 정지궤도 위성을 이용한 시각동기 서비스에 있어서의 실시간 궤도결정 시스템.
- 시각동기 신호 송신국(5)의 퍼스널 컴퓨터(2)에서 위성통신 송수신 장비(4)로부터 시각동기 신호 수신국(12)에서 보내온 동기 신호 수신정보를 입력받아 탑재된 컴퓨터 프로그램에 의해 실시간으로 위성의 위치 궤도를 결정하고 시각동기 신호 생성 장치(3)에서 상기 퍼스널 컴퓨터(2)의 위성의 위치 정보와 TCP/IP 형식을 이용한 시각동기 신호를 생성하여 이를 위성통신 송수신 장비(4)를 이용하여 위성(6)에 송신하고,시각동기 신호 수신국(12)에서는 위성에서 위성통신 송수신 장비(7)로 시각동기 신호를 수신하여 퍼스널 컴퓨터(11)에서 수신 시각 측정과 기준 시각과의 지연 시간 오차 측정하여 신호 수신 시각을 위성의 궤도 결정에 사용하기 위해 동기 신호 수신정보를 위성통신 송수신 장비(7)를 통하여 위성(6)으로 재송신하는 것으로 구성됨을 특징으로 하는 정지궤도 위성을 이용한 시각동기 서비스에 있어서의실시간 궤도결정 방법.
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