KR100546802B1 - 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템및 그 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템 및 그 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 위성 탑재 장비 표준 모델과 인터페이스 표준 모델 및 위성 비행 소프트웨어 표준 모델을 이용하여 다수의 위성을 독립된 객체로 모델링하고, 위성 모델 관리기와 위성 시뮬레이션 제어기를 이용하여 다중 위성을 시뮬레이션하기 위한, 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템에 있어서, 일반적인 위성의 물리적인 위성 탑재 장비에 상응하는 기능을 표준 모델로 구성하여 물리적인 위성 탑재 장비에 상응하는 기능을 수행하기 위한 위성 탑재 장비 표준 모델; 위성 비행 소프트웨어를 시뮬레이션하기 위한 기능을 표준 모델로 구성하여 상기 위성 탑재 장비 표준 모델의 동작 상태가 변경되도록 제어신호를 출력하기 위한 위성 비행 소프트웨어 표준 모델; 위성 탑재 장비와 위성 비행 소프트웨어간의 데이터 인터페이스를 표준 모델로 구성하여 상기 위성 탑재 장비 표준 모델 및 상기 위성 비행 소프트웨어 표준 모델에서 각각 전달한 데이터를 수신 대상에 적합한 데이터로 각각 변환하여 전달하기 위한 인터페이스 표준 모델; 다수의 위성 모델을 생성하고 관리하기 위한 위성 모델 관리기; 및 다수의 위성을 시뮬레이션하기 위하여 대상 위성을 선택하고 초기화 설정과 시뮬레이션 수행을 제어하기 위한 위성 시뮬레이션 제어기를 포함한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 위성 시뮬레이션 시스템 등에 이용됨.

다중 위성 시뮬레이션 모델링, 표준 모델, 다중 위성 모델, 독립 객체

Description

표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템 및 그 방법{Multi-satellite simulation modeling system using standard model and its method}

도 1 은 본 발명에 따른 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템의 일실시예 구성도,

도 2 는 본 발명에 따른 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 방법에 일실시예 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 위성 시뮬레이션 제어기 12 : 위성 모델 관리기

13 : 위성 비행 소프트웨어 표준 모델 14 : 인터페이스 표준 모델

15 : 위성 탑재 장비 표준 모델 16 : 제 1 위성 모델

17 : 제 2 위성 모델 18 : 제 3 위성 모델

본 발명은 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성 모델 관리기를 통해 다수의 위성 모델을 각각 독립적인 객체로 생성한 후에 위성 시뮬레이션 제어기를 통하여 한 개 또는 여러 개의 위성을 시뮬레이션하기 위한, 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

최근에 위성 기술의 발전에 따라 고도 수백 내지 수만 킬로미터의 궤도를 따라 지구 주위를 선회하도록 다수의 위성을 운용하여 정보를 수집하고 있다. 이렇게 위성이 수집한 정보는 자원 탐사, 기상 상태 관측, 군사 정보 수집 등과 같은 다양한 응용 분야에 활용되고 있다.

상기 위성들은 위성체 구조물, 구동기, 센서, 전력장치 등을 포함하는 하드웨어적인 위성 탑재 장비와, 상기 위성 탑재 장비를 제어하여 상기 위성의 궤도 및 자세를 제어하도록 하기 위한 소프트웨어인 위성 비행 소프트웨어가 내장된 위성 운용 장비(컴퓨터)를 포함한다.

그리고, 상기 위성의 상태가 변경되도록 하기 위해서 지상의 위성 관제 센터에서 상기 위성 운용 장비(컴퓨터)로 원격 명령 데이터를 전송한다, 그러면, 상기 위성 운용 장비는 수신된 원격 명령 데이터를 처리하여 해당 탑재 장비를 제어하는 제어신호 등을 해당하는 위성 탑재 장비로 전달한다.

그러면, 상기 위성 탑재 장비는 수신된 제어신호에 따라 위성의 상태가 변경되도록 동작한 후에 그 결과(원격 측정 데이터 등)를 상기 위성 운용 장비로 반환한다. 그러면, 상기 위성 운용 장비는 수신한 원격 측정 데이터를 지상의 위성 관 제 센터로 전송한다.

상기와 같은 위성 원격 명령과 위성 원격 측정 데이터는 각 위성의 임무와 위성 자체의 기계 장치의 차이에 따라 서로 다른 형식과 구조를 갖게 된다. 따라서, 다중 위성 모델링과 그 시뮬레이션을 위해서는 각각의 위성의 데이터와 관련한 데이터베이스와 그에 적합한 데이터 인터페이스를 구성하여야 한다.

한편, 종래에는 상기 위성 탑재 장비를 구성하는 각각의 장비들을 실제와 매우 유사하게 소프트웨어적으로 모델링하고 상기 위성 운용 장비의 소프트웨어와 상기 모델링한 위성 탑재 장비간의 데이터 교환을 인터페이스를 통해 전달되도록 하여, 상기 위성을 시뮬레이션하고 있다.

상기와 같은 종래 기술은 하나의 위성과 데이터 인터페이스를 분석하여 그 기능이 수행되도록 소프트웨어적으로 구현하고, 연결 대상인 위성 탑재 장비 및 비행 소프트웨어를 소프트웨어적으로 모델링한 위성 탑재 장비와 비행 소프트웨어간의 데이터를 소프트웨어적으로 구현한 인터페이스를 통해 상호 송/수신하도록 한다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 하나의 위성에 대한 모델링과 데이터 인터페이스만을 구성할 수 있을 뿐, 여러 개의 위성에 대한 모델링과 시뮬레이션을 동시에 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 위성 탑재 장비 표준 모델과 인터페이스 표준 모델 및 위성 비행 소프트웨어 표준 모델을 이용하여 다수의 위성을 독립된 객체로 모델링하고, 위성 모델 관리기와 위성 시뮬레이션 제어기를 이용하여 다중 위성을 시뮬레이션하기 위한, 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템에 있어서, 일반적인 위성의 물리적인 위성 탑재 장비에 상응하는 기능을 표준 모델로 구성하여 물리적인 위성 탑재 장비에 상응하는 기능을 수행하기 위한 위성 탑재 장비 표준 모델; 위성 비행 소프트웨어를 시뮬레이션하기 위한 기능을 표준 모델로 구성하여 상기 위성 탑재 장비 표준 모델의 동작 상태가 변경되도록 제어신호를 출력하기 위한 위성 비행 소프트웨어 표준 모델; 위성 탑재 장비와 위성 비행 소프트웨어간의 데이터 인터페이스를 표준 모델로 구성하여 상기 위성 탑재 장비 표준 모델 및 상기 위성 비행 소프트웨어 표준 모델에서 각각 전달한 데이터를 수신 대상에 적합한 데이터로 각각 변환하여 전달하기 위한 인터페이스 표준 모델; 다수의 위성 모델을 생성하고 관리하기 위한 위성 모델 관리기; 및 다수의 위성을 시뮬레이션하기 위하여 대상 위성을 선택하고 초기화 설정과 시뮬레이션 수행을 제어하기 위한 위성 시뮬레이션 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 방법은, 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 방법에 있어서, 다수의 위성 모델 중 시뮬레이션을 수행할 위성의 선택 정보를 설정하고 이들 위성의 시뮬레이션 초기화 데이터, 및 모델 설정 정보를 설정하는 설정 단계; 상기 설정한 정보를 기반으로 독립적인 다수의 위성 모델 객체를 생성하는 생성 단계; 상기 초기화 정보를 기반으로 상기 각 위성 모델 객체를 초기화하는 초기화 단계; 상기 각 위성 모델 객체로 시뮬레이션 수행을 명령하는 명령 단계; 및 상기 각 위성 모델 객체가 개별적으로 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이처럼 본 발명은 위성 시뮬레이션 제어기에 의해 한 개 또는 다수 개의 위성을 선택하여 위성 모델 관리기로 이들을 개별 객체로 생성하고 관리하여 다수의 위성을 동시에 시뮬레이션할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 위성 탑재 장비 표준 모델과 인터페이스 표준 모델 및 위성 비행 소프트웨어 표준 모델을 통해 다수의 위성을 각각 독립적인 객체로 모델링하고, 이들 모델의 생성과 관리를 위한 위성 모델 관리기와 생성할 다수 위성의 선택과 시뮬레이션의 제어를 위한 위성 시뮬레이션 제어기를 포함하여 구현한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템의 일실시예 구성도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템은, 일반적인 위성의 물리적인 위성 탑재 장비에 상응하는 기능을 표준 모델로 구성하여 물리적인 위성 탑재 장비에 상응하는 기능을 수행하기 위한 위성 탑재 장비 표준 모델(15), 위성 비행 소프트웨어를 시뮬레이션하기 위한 기능을 표준 모델로 구성하여 상기 위성 탑재 장비 표준 모델(15)의 동작 상태가 변경되도록 제어신호를 출력하기 위한 위성 비행 소프트웨어 표준 모델(13), 위성 탑재 장비와 위성 비행 소프트웨어간의 데이터 인터페이스를 표준 모델로 구성하여 상기 위성 탑재 장비 표준 모델(15) 및 상기 위성 비행 소프트웨어 표준 모델(13)에서 각각 전달한 데이터를 수신 대상에 적합한 데이터로 각각 변환하여 전달하기 위한 인터페이스 표준 모델(14), 다수의 위성 모델을 생성하고 관리하기 위한 위성 모델 관리기(12), 및 다수의 위성을 시뮬레이션하기 위하여 대상 위성을 선택하고 초기화 설정과 시뮬레이션 수행을 제어하기 위한 위성 시뮬레이션 제어기(11)를 포함한다.

또한, 본 발명에서는 상기 각 표준 모델(13 내지 15)을 일반적인 위성의 구성과 기능을 포함하여 구성하고, 이를 상위의 모델로 사용하여, 즉 상기 각 표준 모델의 구성을 상속하여 다수의 각기 다른 위성 모델들(16 내지 18))을 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 위성 시뮬레이션 제어기(11)는 다수의 위성을 동시에 시뮬레이션하기 위해 시뮬레이션할 위성을 선택하고, 상기 선택한 위성의 초기화 정보를 설정하며, 상기 선택한 다중 위성의 동시 시뮬레이션 수행을 제어한다. 이를 좀 더 상세히 살펴보면, 상기 위성 시뮬레이션 제어기(11)는 모델링된 위성들의 목록을 표시하여 사용자가 시뮬레이션을 원하는 위성을 선택할 수 있도록 한다. 사용자로부터 시뮬레이션하고자 하는 위성을 선택받음에 따라 상기 위성 시뮬레이션 제어기(11)가 각 위성들의 초기화 정보를 각각에 대하여 선택하고 설정한다. 위성을 선택하고 초기화 정보를 결정하면 선택정보에 따라 위성 모델 관리기(12)에서 선택한 위성 모델을 생성한다. 그러면, 위성 시뮬레이션 제어기(11)는 사용자로부터의 제어 명령을 받아 시뮬레이션을 초기화하고 시작, 멈춤, 종료 등의 제어 명령을 수행한다.

그리고, 상기 위성 모델 관리기(12)는 상기 위성 탑재 장비 표준 모델(15) 및 상기 인터페이스 표준 모델(14)을 독립적인 객체로 생성하고, 상기 위성 시뮬레이션 제어기(11)로부터 위성 선택 정보를 전달받아 상기 각 표준 모델의 구성을 상속하여 선택 위성들의 위성 탑재 장비 모델, 인터페이스 모델, 및 비행 소프트웨어 모델을 독립적인 객체로 생성하며, 상기 생성한 각 모델들의 상호 관계의 설정, 및 생성 데이터의 관리를 담당한다.

그리고, 상기 위성 탑재 장비 표준 모델(15)은 일반적인 위성을 바탕으로 위성 탑재 장비의 구성과 기능을 표준 모델로서 구성한 것으로, 상기 위성 모델 관리기(12)에 의해 생성되어, 물리적인 위성 탑재 장비에 상응하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 위성 탑재 장비 표준 모델(15)은 일반적인 위성의 기본 탑재 장비의 구성 과 기능을 모델링한 것으로, 이를 상위의 모델로 사용하여 다수의 변형된 위성 모델(16 내지 18)의 위성 탑재 장비 모델1,2,3을 생성할 수 있도록 구성된다. 이를 좀 더 상세히 살펴보면, 상기 위성 탑재 장비 표준 모델(15)은 위성의 통신장비, 센서장비, 구동기, 전기장치 등의 모델의 표준 기능의 모델을 포함하며, 이는 시뮬레이션하고자 하는 하위의 위성 모델 생성에 사용된다. 그리고, 상기 위성 탑재 장비 표준 모델(15)은 기본적인 데이터 항목과 기능 모델을 구현한 것으로, 하위의 위성 모델에서 상속받아 사용할 수 있다.

그리고, 상기 인터페이스 표준 모델(14)은 위성 탑재 장비와 위성 비행 소프트웨어간의 데이터 인터페이스를 표준화하여 모델링한 것으로, 상기 위성 모델 관리기(12)에 의해 생성되어, 상기 위성 탑재 장비 표준 모델(15) 및 상기 위성 비행 소프트웨어 모듈(13)에서 각각 전달한 데이터를 수신 대상에 적합한 데이터로 각각 변환하여 해당 모듈로 전달한다. 즉, 상기 인터페이스 표준 모델(14)은 위성의 탑재 장비와 비행소프트웨어 간의 데이터 교환을 위한 일반적인 인터페이스 기능을 구성하고 있어, 이를 상위의 모델로 사용하여 다수의 변형된 위성 모델(16 내지 18)의 인터페이스 모델1,2,3을 구성할 수 있다. 이를 좀 더 상세히 살펴보면, 상기 인터페이스 표준 모델(14)은 위성에 전달되는 지상명령, 위성 비행 소프트웨어에서 생성되는 위성 제어 명령, 위성의 센서로부터의 데이터, 위성의 상태 등의 데이터 등을 탑재 장비와 비행소프트웨어 간에 교환할 수 있는 모델을 포함하여 이를 하위의 위성 모델에 상속하여 사용할 수 있으며, 하위의 위성 모델은 각 위성의 특성을 반영하여 인터페이스 모델을 구성한다.

그리고, 위성 비행 소프트웨어 표준 모델(13)은 위성의 비행 소프트웨어를 시뮬레이션하기 위한 기능을 표준화한 것으로, 일반적인 위성의 비행 소프트웨어 시뮬레이션을 위한 기능을 수행할 수 있도록 구성되며, 이를 상위의 모델로 사용하여 각기 다른 다수의 변형된 위성 모델(16 내지 18)의 위성 비행 소프트웨어 모델1,2,3을 구성할 때 이 기본 기능들을 상속받아 위성 비행 소프트웨어의 기능을 위성 시뮬레이터에서 시뮬레이션할 수 있도록 모델링된다.

도 2 는 본 발명에 따른 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 방법에 일실시예 흐름도이다.

먼저, 다중 위성 시뮬레이션이 시작되면 위성 시뮬레이션 제어기(11)에서 모델링된 다수의 위성 중 시뮬레이션을 수행할 위성의 선택 정보를 설정하고 이들 위성의 시뮬레이션 초기화 데이터, 및 모델 설정 정보를 설정한다(101).

이와 같은 설정 정보는 위성 모델 관리기(12)를 통하여 각 선택 위성의 모델 객체의 생성 시 반영되어 독립적인 모델 객체(16 내지 18)로 생성된다(102).

또한, 상기 위성 시뮬레이션 제어기(11)로부터의 각 위성에 대한 초기화 정보는 위성 모델 관리기(12)를 통하여 상기 생성된 각 위성 모델 객체에 반영되어 각 위성의 모델을 초기화한다(103).

이처럼 상기 위성 시뮬레이션 제어기(11)가 각 위성 모델 객체의 생성과 초기화를 수행한 후 시뮬레이션 수행 명령을 위성 모델 관리기(12)를 통하여 각 위성 모델 객체로 전달하면(104), 각 위성 모델 객체는 개별적으로 시뮬레이션을 수행한다(105).

이후, 위성 시뮬레이션 제어기(11)로부터 시뮬레이션 종료 신호가 전달되어 오거나 또는 위성 시뮬레이션 제어기(1)에서 설정한 시뮬레이션 수행 완료 시간이 될 때까지 시뮬레이션이 수행된다(106).

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

상기와 같은 본 발명은, 위성 탑재 장비 표준 모델, 인터페이스 표준 모델, 및 위성 비행 소프트웨어 표준 모델을 사용하여 다수의 위성을 손쉽게 모델링할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상위의 각 표준 모델의 구성을 하위의 개별 위성 모델들이 상속받아 모델링되므로 최소의 노력과 변형으로 다수의 위성 모델을 구현할 수 있다. 즉, 이와 같은 수많은 모델들이 독립적인 개별 객체로서 위성 모델 관리기에 의하여 생성되고 관리되며, 위성 시뮬레이션 제어기가 이들의 선택 정보와 초기화 정보, 및 시뮬레이션을 제어하므로 손쉽게 다수의 위성 모델들을 생성 및 시뮬레이션할 수 있도록 할 수 있다.

Claims (3)

1. 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템에 있어서,

   일반적인 위성의 물리적인 위성 탑재 장비에 상응하는 기능을 표준 모델로 구성하여 물리적인 위성 탑재 장비에 상응하는 기능을 수행하기 위한 위성 탑재 장비 표준 모델;

   위성 비행 소프트웨어를 시뮬레이션하기 위한 기능을 표준 모델로 구성하여 상기 위성 탑재 장비 표준 모델의 동작 상태가 변경되도록 제어신호를 출력하기 위한 위성 비행 소프트웨어 표준 모델;

   위성 탑재 장비와 위성 비행 소프트웨어간의 데이터 인터페이스를 표준 모델로 구성하여 상기 위성 탑재 장비 표준 모델 및 상기 위성 비행 소프트웨어 표준 모델에서 각각 전달한 데이터를 수신 대상에 적합한 데이터로 각각 변환하여 전달하기 위한 인터페이스 표준 모델;

   다수의 위성 모델을 생성하고 관리하기 위한 위성 모델 관리기; 및

   다수의 위성을 시뮬레이션하기 위하여 대상 위성을 선택하고 초기화 설정과 시뮬레이션 수행을 제어하기 위한 위성 시뮬레이션 제어기

   를 포함하는 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 위성 모델 관리기는,

   상기 위성 탑재 장비 표준 모델, 상기 위성 비행 소프트웨어 표준 모델, 및 상기 인터페이스 표준 모델을 상위의 모델로 사용하여, 즉 상기 각 표준 모델의 구성을 상속하여 다수의 각기 다른 위성 모델들을 생성하는 것을 특징으로 하는 다중 위성 시뮬레이션 모델링 시스템.
3. 표준 모델을 이용한 다중 위성 시뮬레이션 모델링 방법에 있어서,

   다수의 위성 모델 중 시뮬레이션을 수행할 위성의 선택 정보를 설정하고 이들 위성의 시뮬레이션 초기화 데이터, 및 모델 설정 정보를 설정하는 설정 단계;

   상기 설정한 정보를 기반으로 독립적인 다수의 위성 모델 객체를 생성하는 생성 단계;

   상기 초기화 정보를 기반으로 상기 각 위성 모델 객체를 초기화하는 초기화 단계;

   상기 각 위성 모델 객체로 시뮬레이션 수행을 명령하는 명령 단계; 및

   상기 각 위성 모델 객체가 개별적으로 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이션 단계

   를 포함하는 다중 위성 시뮬레이션 모델링 방법.

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