KR100903114B1 - 실시간 위성 궤도 결정 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정지궤도 위성의 궤도 결정 시스템 및 그 방법을 제공한다.
본 발명은 단일 관측소로부터 수신한 거리측정(ranging) 및 각도추적(angle-tracking)에 의한 관측 궤도 데이터를 이용하여 실시간으로 위성의 궤도를 결정할 수 있고, 휠오프로딩 및 위치유지와 같은 잦은 조정(maneuver)을 고려하여 실시간으로 위성의 위치를 결정함으로써 영상 데이터 처리를 위해 이용되는 위성의 위치결정 정밀도를 높일 수 있다.
위치측정(Ranging), 각도추적(Angle-tracking), 휠오프로딩 조정(Wheel off-loading maneuver), 위치유지 조정(station-keeping maneuver)

Description

실시간 위성 궤도 결정 시스템 및 그 방법{Real-time orbit determination systems and method}
본 발명은 정지궤도 위성의 궤도 결정 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단일 관측소로부터 거리측정(ranging) 및 각도추적(angle-tracking)에 의한 실시간 관측 궤도 데이터와 위성의 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정이 고려된 계산 궤도 데이터를 이용하여 실시간으로 위성의 궤도를 결정하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-S-301-02, 과제명: 위성항법지상국시스템 및 탐색구조단말기 기술개발].
위성 관제 시스템은 위성으로부터 원격측정(telemetry) 데이터를 수신하고, 위성으로 원격명령(telecommand)을 송신하며, 지상에서 위성의 상태, 궤도 및 자세를 감시하고 제어함으로써 위성이 성공적으로 임무를 수행할 수 있도록 하는 시스템이다.
위성 제어를 위해 위성 관제 시스템에는 위성의 데이터를 처리, 분석하고 임 무를 계획하여 명령을 만들기 위한 컴퓨터 및 소프트웨어가 구비되어야 하고, 원격명령 및 원격측정 신호의 송수신을 위한 안테나 및 하드웨어가 설치되어야 한다.
종래의 위성 관제 시스템은 정지궤도 위성의 운용궤도를 결정하기 위해 하루나 이틀/사흘 등 지상의 관측소에서 수집한 거리측정(ranging) 또는 각도추적(angle-tracking) 데이터를 이용하여 위치유지 전후로 위성의 위치를 알기 위해 궤도결정을 실시해왔다. 후처리로 실시하는 이러한 궤도결정 시스템은 연료 분사의 전이나 후의 데이터를 이용하여 궤도결정을 수행하기 때문에 연료값 추정보다는 궤도의 정밀도에 더욱 초점을 둔다.
한편, 통신해양기상 위성의 경우는 위성의 날개가 하나뿐이므로 위성체의 균형을 잡기 위해 휠을 가속시켜야 한다. 이렇게 휠(wheel)을 가속시키다 보면 휠의 속도가 너무 빨라져 한계치에 달하게 되고 이를 없애기 위해 매일 2번씩 연료를 분사하는 휠오프로딩(wheel off-loading) 분사를 수행해야 한다. 휠오프로딩 분사와 같은 잦은 연료의 사용은 지금까지의 정지궤도 위성에는 있지 않은 것으로, 휠오프로딩 분사에 의한 속도 증분은 연료 사용량 추정의 중요한 요소가 된다.
본 발명은 단일 관측소로부터 수신한 거리측정(ranging) 및 각도추적(angle-tracking)에 의한 관측 궤도 데이터를 이용하여 실시간으로 위성의 궤도를 결정할 수 있는 궤도 결정 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 휠오프로딩 및 위치유지와 같은 잦은 조정(maneuver)을 고려하여 실시간으로 위성의 위치를 결정함으로써 영상 데이터 처리를 위해 이용되는 위성의 위치결정 정밀도를 높일 수 있는 궤도 결정 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
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.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시간 위성 궤도 결정 시스템은, 위성에 대한 거리측정 및 각도추적에 의해 관측된 관측 궤도 데이터를 소정 시간 간격으로 수신하는 수신부; 상기 위성의 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정을 고려하여 상기 위성에 대한 동역학 모델을 생성하고, 상기 동역학 모델을 적용하여 계산 궤도 데이터를 생성하는 계산 궤도 데이터 생성부; 및 상기 소정 시간마다 상기 계산 궤도 데이터와 상기 관측 궤도 데이터의 차에 의해 상기 위성의 궤도를 결 정하는 궤도 결정부;를 포함할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시간 위성 궤도 결정 방법은, 위성에 대한 거리측정 및 각도추적에 의해 관측된 관측 궤도 데이터를 소정 시간 간격으로 수신하는 단계; 상기 위성의 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정을 고려하여 상기 위성에 대한 동역학 모델을 생성하고, 상기 동역학 모델을 적용하여 계산 궤도 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 소정 시간마다 상기 계산 궤도 데이터와 상기 관측 궤도 데이터의 차에 의해 상기 위성의 궤도를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 위성의 궤도 결정에 의해 추정되는 궤도 추정값은 데이터베이스 관리부에 스택 파일로 저장되고, 상기 휠오프로딩 조정에 의한 속도 증분의 변화 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분의 변화는 리포트 파일로 저장된다.
상기 동역학 모델의 초기값은 바로 이전 궤도 결정 시간에 상기 위성의 궤도 결정에 의해 추정된 데이터 값이며, 상기 휠오프로딩 조정 또는 위치유지 조정이 있는 경우 바로 이전의 휠오프로딩 조정 또는 위치유지 조정에 의해 추정된 속도 증분값이 초기값에 고려된다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 실시간 위성 궤도 결정 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명은 기상 관측이나 해양 감시를 목적으로 이미지 영상을 획득하는 정 지궤도 위성의 위치 정보가 필요로 할 때, 실시간 위성 관측 궤도 데이터와 계산 궤도 데이터를 이용하여 정확한 위성의 위치 값을 실시간으로 계산함으로써 긴급 사항 발생시에 위성의 궤도 정보를 정확히 알 수 있다.
결정된 궤도 데이터는 위성의 미션을 수행하기 위해서 필요한 기간만큼 위성의 위치를 예측하여 영상촬영 등의 미션에 이용될 수 있다.
무엇보다 통신해양기상위성과 같이 지상 관측소와 위성의 위치가 가까이에 있어 기하학적인 특이점(singularity)을 갖는 경우, 본 발명은 방위각(Az) 바이어스의 추정없이 실시간으로 위성의 궤도를 결정할 수 있고, 실시간 궤도결정으로 인해 연료 조정 전/후의 궤도값이 계산되기 때문에 연료 조정에 의한 속도 증분을 정확히 계산할 수 있다.
또한 속도 증분에 의한 연료 사용량을 정확히 추정해 냄으로써 다음 연료 분사계획을 정확히 세울 수 있고 위성운용의 최적화를 가져 올 수 있다.
뿐만 아니라 본 발명은 위성의 관측 데이터가 실시간으로 자동적으로 전송 및 저장되도록 하여 24시간 운용해야 하는 운용자의 업무 부담을 줄일 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생 략할 것이다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정지궤도 위성의 관제 시스템 (100)의 내부 구성을 도시한 블록도이다. 본 실시예에서는 정지궤도 위성으로 통신해양기상 위성(200)을 예로서 설명하겠다.
도 1을 참조하면, 위성 관제 시스템(100)은 안테나(101), TTC 서브시스템(103), 실시간 위성운용 서브시스템(105), 비행역학 서브시스템(107) 및 임무계획 서브시스템(109)을 포함한다. 위성 관제 시스템(100)은 위성에 대한 거리측정(ranging) 및 각도추적(angle-tracking)에 의해 관측된 궤도 관측 데이터를 이용하여 위성의 궤도를 결정하고 정지위성이 공칭궤도 유지한계 구간 내에 있을 수 있도록 위치유지 조정(station-keeping maneuver)을 수행한다.
TTC 서브시스템(Tracking, Telemetry and Command Subsystem)(103)은 통신해양기상위성으로부터 안테나(101)를 통해 원격측정(Telemetry) 데이터를 수신하고, 위성으로 원격명령(Telecommand) 데이터를 전송한다. TTC 서브시스템(103)은 위성과 관제 시스템과의 거리를 측정하는 기능과 TTC 서브시스템(103)을 구성하고 있는 각종 하드웨어에 대한 명령 및 감시를 담당한다. TTC 서브시스템(103)은 5-10분 내의 간격으로 매 시각 위성에 대한 거리측정(ranging) 및 각도추적(angle-tracking)에 의해 관측된 궤도 관측 데이터를 원격측정(Telemetry) 데이터로서 전 송받는다. 또한 TTC 서브시스템(103)은 안테나(101)의 트랜스폰더(transponder) 위상(phase) 값을 계산한다.
실시간 위성운용 서브시스템(Real-time Operations Subsystem)(105)은 위성에 대한 직접적인 운용을 담당한다. 실시간 위성운용 서브시스템(105)은 TTC 서브시스템(103)으로부터 위성의 원격측정(Telemetry) 데이터를 받아서 이를 처리하여 운용자가 확인할 수 있도록 하며, 위성의 원격명령(Telecommand) 데이터를 생성하여 TTC 서브시스템(105)을 통해 위성으로 전송한다. 실시간 위성운용 서브시스템(105)은 수신한 원격측정 데이터 중에 비행역학과 관련된 원격측정 데이터들을 비행역학 서브시스템(107)으로 전송한다.
비행역학 서브시스템(Flight Dynamics Subsystem)(107)은 정지궤도 위성을 운용하는데 필요한 각종 비행역학 데이터 처리를 지원한다. 비행역학 서브시스템(107)은 거리측정 및 각도추적에 의해 관측된 데이터를 처리해서 운용궤도 결정 기능을 하고, 이벤트 예측, 위치유지 조정 및 이동, 연료량 계산, 시스템 관리, 데이터 베이스 관리 등과 같은 기타 비행역학 기능들을 통하여 궤도 및 각종 이벤트 예측 등을 수행한다. 비행역학 서브시스템(107)은 이때 결정된 궤도 정보, 연료 분사 정보 및 이벤트 관련 데이터 등을 임무계획 서브시스템 (109)으로 전송한다. 특히 비행역학 서브시스템(107)의 실시간 위성 궤도 결정 시스템은 TTC 서브시스템(103)으로부터 관측 데이터를 자동으로 미리 설정된 소정 시각마다 수신하여 지정된 디렉토리에 저장되도록 설정된다. 또한 비행역학 서브시스템(107)은 위성의 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정을 궤도 결정시 고려함으로써 보다 정확한 궤도 결정이 가능하게 하고, 궤도 결정에 의해 추정된 값들을 스택 파일로 저장한 후 최근 추정값을 다음 시각 궤도 결정시 사용함으로써 궤도 결정의 오차를 최소화한다. 그리고 비행역학 서브시스템(107)은 휠오프로딩 조정에 의한 속도 증분 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분을 이용하여 연료 사용량을 추정함으로써 다음 연료 분사 계획에 이용한다.
임무계획 서브시스템(Mission Planning Subsystem)(109)은 각종 탑재체 운용자들로부터 탑재체에 관련된 요구사항을 접수하고 이를 위성의 각종 이벤트와 연계시켜서 위성의 임무를 스케쥴링 한다. 임무계획 서브시스템(109)은 임무 스케쥴링 결과를 가지고 원격명령을 계획하며 이를 실시간 위성운용 서브시스템(105)으로 전송한다. 또한 임무계획 서브시스템(109)은 MI(Meteo Imager) 사이트(300)나 GOCI(Geostationary Ocean Color Imager) 사이트(400)로부터 임무계획과 관련된 정보를 수신하고, 궤도 관련 정보를 MI 사이트(300)나 GOCI 사이트(400)로 전송하여 영상촬영 가능한 데이터를 처리할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비행역학 서브시스템의 위성 궤도 결정 시스템(200')을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 위성 궤도 결정 시스템(200')은 수신부(201), 계산 궤도 데이터 생성부(202), 궤도 결정부(203), 궤도 예측부(204), 시스템 관리부(205), 데이터베이스 관리부(206) 및 연료량 계산부(207)를 포함한다.
수신부(201)는 TTC 서브시스템으로부터 거리측정(ranging) 및 각도추적(angle-tracking)에 의해 관측된 위성의 관측 궤도 데이터를 소정 간격으로 미리 설정된 시각 및 연료 분사 전후에 수신하고, 지정된 디렉토리에 자동으로 저장한다. 수신부(201)는 수신한 관측 궤도 데이터의 유효성 여부를 판단한다. 즉 빈 파일이 수신되었는지, 수신 값이 합리적인 범위 내인지 등을 확인한다.
TTC 서브시스템으로부터 전송되는 관측 궤도 데이터는 미리 설정된 시각 및 연료 분사 전후에 전송되며, 실시간 궤도 결정을 위해 전송 주기는 가능한 짧게 설정되는 것이 바람직하다.
계산 궤도 데이터 생성부(202)는 위성의 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정을 고려하여 상기 위성에 대한 동역학 모델을 생성하고, 상기 동역학 모델을 적용하여 계산 궤도 데이터를 생성한다. 동역학 모델 생성시, 지구 중력장, 태양풍에 의한 섭동, 태양과 달에 의한 섭동을 고려하고, 위성의 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정이 있는 경우를 추가로 고려한다.
상기 동역학 모델의 초기값은 바로 이전 시각에 자동으로 수신된 위성의 관측 궤도 데이터를 이용하여 추정된 궤도 데이터이다. 이때 휠오프로딩 및/또는 위치유지 등의 조정이 수행되는 경우에는 바로 이전의 조정에 의해 추정된 속도 증분값이나 원격 측정에 의해 계산된 속도 증분 값이 초기값에 추가로 사용된다. 일반적으로 휠오프로딩은 하루 두 번 분사하고, 남북방향 위치유지는 일주일에 한번, 동서방향 위치유지는 일주일에 두 번 수행된다.
궤도 결정부(203)는 시스템 관리부(205)의 제어 신호에 따라 현재 위성의 궤도를 실시간으로 결정한다. 궤도 결정부(203)는 계산 궤도 데이터 생성부(202)에서 생성된 계산 궤도 데이터와 관측 궤도 데이터의 차에 대한 필터링을 통해 위성 의 궤도를 결정하고, 궤도 데이터, 즉 상태 값을 추정한다. 추정되는 궤도 데이터, 즉 궤도 파라미터는 위성의 위치, 속도, 태양풍 계수, 위치유지 및 휠오프로딩에 의한 3축 방향 (X, Y, Z)의 속도 증분 등이다. 궤도 결정시 거리측정 및 위성추적 바이어스는 초기 측정값으로 고정시키거나, 3축의 속도 증분값 중 크로스트랙(cross-track)값을 고정시키고 확장 칼만 필터를 사용할 수 있다. 추정된 파라미터 값은 데이터베이스 관리부(206)로 전송되거나, 시스템 관리부(205)를 통해 외부 사이트나 다른 서브시스템으로 전송된다.
궤도 예측부(204)는 상기 파라미터 추정값을 이용하여 궤도 예측을 수행한다. 궤도 예측된 데이터는 안테나 포인팅 데이터를 생성하고, 임무계획 서브시스템을 통해 실시간 위성운용 서브시스템으로 전송한다. 안테나 포인팅 데이터에 의해 위성 관제 시스템의 안테나는 위성에 직접 거리측정(ranging) 및 각도추적(angle-tracking)을 수행하게 된다.
시스템 관리부(205)는 로그인-아웃, 각 기능의 정상 수행 여부 확인, 등 전체적인 시스템을 통합 관리한다. 또한 시스템 관리부(205)는 위성 궤도 결정 제어 신호를 생성하고 궤도 결정부(203)로 전송한다.
데이터베이스 관리부(206)는 위성의 위치와 속도, 태양풍 계수, 속도 증분 등의 파라미터 추정값을 궤도 결정부(203)로부터 수신하여 날짜와 시간별로 스택 파일로 저장한다. 이때 데이터베이스 관리부(206)는 휠오프로딩의 속도 증분은 휠오프로딩 스택파일로 저장하고, 위치유지 속도 증분은 위치유지 스택파일로 저장하고, 위성의 위치와 속도, 태양풍 계수 등은 실시간 궤도결정 스택파일로 저장한다. 저장된 스택파일은 다음 궤도 결정시 초기값으로 사용된다.
또한 데이터베이스 관리부(206)는 파라미터 추정값을 스택파일로 저장할 때 추정값과 관련한 리포트 파일을 별도로 저장하게 되는데, 휠오프로딩의 속도 증분 결과는 휠오프로딩 리포트 파일로 저장하고, 위치유지 조정에 관한 속도 증분 결과는 위치유지 리포트 파일로 저장한다. 리포트 파일은 a priori의 변화, 필터링에 의한 추정시 변화 및 그 sigma 값 등을 보여주며, 추력기 모델링시 효율 계산에 이용된다.
연료량 계산부(207)는 데이터베이스 관리부(205)에 저장된 스택 파일에서 휠오프로딩 속도 증분값 및 위치유지 속도 증분값을 이용하여 조정시 사용된 연료량을 추정한다.
운용자는 추정된 연료 사용량을 원격측정 신호로부터 추출된 실제 연료 사용량을 비교하고, 다음 연료량 사용이나 기타 임무 계획시 참고될 수 있도록 대응 리포트 파일을 직접 업데이트할 수 있다. 운용자에 의한 직접 입력 및 출력은 GUI(Graphical User Interface)에 의해 수행될 수 있다.
상기 실시예에서는 실시간으로 위성의 위치를 파악하여 연료 분사 전후의 위성의 위치에 대한 평가를 수행하고 속도 증분값의 추정에 의해 연료량을 추정하는 방법에 대해 설명하였으나, 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정을 고려하는 본 발명은 위성의 거리측정 및 각도추적에 의한 관측 데이터를 일정 기간 누적한 후 위성의 위치 및 속도를 결정하는 후처리 방법에도 적용될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비행역학 서브시스템의 실시 간 위성 궤도 결정 시스템에서의 데이터 흐름을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 수신부는 TTC 서브시스템으로부터 거리측정 및 각도추적에 의해 관측된 관측 궤도 데이터를 수신한다.
계산 궤도 데이터 생성부는 데이터베이스 관리부로부터 이전 시각에 추정된 궤도 스택 파일 및 휠오프로딩 조정과 위치유지 조정에 의한 스택 파일을 초기값으로 하여 계산 궤도 데이터를 생성한다.
궤도 결정부는 수신부의 출력인 관측 궤도 데이터와 계산 궤도 데이터 생성부의 출력인 계산 궤도 데이터를 이용하여 궤도를 결정한다.
궤도 결정에 의해 추정된 궤도 추정값은 실시간 궤도 스택 파일로 저장되고, 휠오프로딩 조정에 의한 속도 증분값은 휠오프로딩 스택 파일로 저장되고, 위치유지 조정에 의한 속도 증분값은 위치유지 스택파일로 저장된다. 또한 휠오프로딩 조정에 의한 속도 증분 결과는 휠오프로딩 리포트 파일로 저장되고, 위치유지 조정에 의한 속도 증분 결과는 위치유지 리포트 파일로 저장된다.
연료량 계산부는 휠오프로딩 조정에 의한 속도 증분값 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분값을 입력으로 하여 사용한 연료량을 추정한다.
결정된 궤도 정보는 시스템 관리부로 입력되어 외부 사이트나 다른 서브시스템으로 전송되고, 궤도 예측부로 입력되어 궤도 예측에 이용된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비행역학 서브시스템의 위성 궤도 결정 시스템에서의 궤도 결정 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, TTC 서브시스템으로부터 위성에 대한 거리측정 및 각도추 적에 의해 관측된 관측 궤도 데이터를 소정 시간 간격으로 수신하고, 지정된 디렉토리에 저장한다(S410). 상기 관측 궤도 데이터는 실시간 궤도 결정을 위해 매 시간 약 5~10분 내의 짧은 시간 간격으로 수신되도록 설정하는 것이 바람직하다.
상기 수신한 관측 궤도 데이터의 이상 여부를 판단한다(S420). 즉 빈 파일이 수신되었는지, 수신 값이 합리적인 범위 내인지 등의 데이터의 유효성을 확인한다.
상기 위성의 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정을 고려하여 상기 위성에 대한 동역학 모델을 생성하고, 상기 동역학 모델을 적용하여 계산 궤도 데이터를 생성한다(S430). 상기 동역학 모델 생성시, 지구중력장, 태양과 달의 섭동, 태양풍에 의한 섭동 등이 고려되며, 위성의 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정 또한 추가로 고려된다.
동역학 모델의 초기값은 바로 이전 궤도 결정 시간에 추정되어 데이터베이스에 스택 파일로 저장된 궤도 추정값이다. 휠오프로딩 또는 위치유지의 조정이 고려되는 경우에는 데이터베이스에 스택 파일로 저장된 휠오프로딩 속도 증분값과 위치유지 속도 증분값 또한 초기값으로 이용된다.
관측 궤도 데이터를 수신할 때마다, 그리고 휠오프로딩 조정 또는 위치유지 조정이 있을 때마다 상기 계산 궤도 데이터와 상기 관측 궤도 데이터의 차에 의해 상기 위성의 궤도를 결정한다(S440). 즉, 이전 궤도 결정 데이터인 위성의 위치, 속도, 태양풍계수, 휠오프로딩과 위치유지에 대한 3축의 성분에 의한 속도 증분 값에 대해 확장 칼만 필터를 사용하여 궤도를 결정하고, 궤도 결정에 의해 추정된 궤 도 추정값을 획득한다. 이때 거리측정 및 각도추적에 대한 바이어스는 고정시킨다,
궤도 추정값을 각 궤도 결정 시각에 대해 날짜별로 데이터베이스에 스택 파일로 저장하고, 휠오프로딩 속도 증분 결과 및 위치유지 속도 증분 결과를 리포트 파일로 저장한다(S450).
궤도 추정값 중 휠오프로딩 조정의 속도 증분값 또는 위치유지 조정 속도 증분값을 이용하여 연료 사용량을 추정한다(S460). 추정된 원료 사용량과 원격측정된 연료 사용량을 비교 분석하고, 분석 결과에 따라 최적의 속도 증분값을 상기 스택 파일에 업데이트한다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정지궤도 위성의 관제 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정지궤도 위성의 비행역학 서브시스템의 실시간 위성 궤도 결정 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 비행역학 서브시스템의 실시간 위성 궤도 결정 시스템에서의 데이터 흐름을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 실시간 위성 궤도 결정 시스템의 실시간 위성 궤도를 결정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

Claims (19)

  1. 원격측정, 추적 및 명령 서브시스템(TTC)으로부터 위성에 대한 거리측정 및 각도추적에 의해 관측된 관측 궤도 데이터를 실시간으로 수신하여 정해진 디렉토리에 자동으로 저장하는 수신부;
    바로 이전에 추정된 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분값 및 궤도 데이터 값을 기초로 상기 위성의 동역학 모델에 의해 계산한 계산 궤도 데이터와 상기 관측 궤도 데이터의 차에 의해 상기 위성의 궤도를 결정하는 궤도 결정부; 및
    상기 궤도 결정에 의해 추정된 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분값을 스택 파일로 저장하는 데이터베이스 관리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는, 상기 수신한 관측 궤도 데이터의 유효성 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터베이스 관리부는, 위성의 궤도 결정에 의해 추정되는 궤도 추정값을 스택 파일로 저장하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위성의 궤도 결정에 의해 추정되는 데이터는 위성의 위치와 속도, 태양풍 계수, 휠오프로딩 조정에 의한 속도 증분 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 데이터베이스 관리부는, 상기 추정되는 데이터 값을 스택 파일로 저장하고, 상기 휠오프로딩 조정에 의한 속도 증분의 변화 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분의 변화를 리포트 파일로 저장하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위성의 궤도 결정에 의해 추정되는 휠오프로딩 조정에 의한 속도 증분 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분을 이용하여 연료 사용량을 추정하는 연료량 계산부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 원격측정, 추적 및 명령 서브시스템(TTC)으로부터 위성에 대한 거리측정 및 각도추적에 의해 관측된 관측 궤도 데이터를 실시간으로 수신하여 정해진 디렉토리에 자동으로 저장하는 단계;
    바로 이전에 추정된 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분값 및 궤도 데이터 값을 기초로 상기 위성의 동역학 모델에 의해 계산한 계산 궤도 데이터와 상기 관측 궤도 데이터의 차에 의해 상기 위성의 궤도를 결정하는 단계; 및
    상기 궤도 결정에 의해 추정된 휠오프로딩 조정 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분값을 스택 파일로 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 관측 궤도 데이터 수신 후, 상기 수신한 관측 궤도 데이터의 유효성 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 위성의 궤도 결정에 의해 추정되는 궤도 추정값을 스택 파일로 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 위성의 궤도 결정에 의해 추정되는 데이터는 위성의 위치와 속도, 태양풍 계수, 휠오프로딩 조정에 의한 속도 증분 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 추정되는 데이터 값을 스택 파일로 저장하고, 상기 휠오프로딩 조정에 의한 속도 증분의 변화 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분의 변화를 리포트 파일로 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 위성의 궤도 결정에 의해 추정되는 휠오프로딩 조정에 의한 속도 증분 및 위치유지 조정에 의한 속도 증분을 이용하여 연료 사용량을 추정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  18. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 궤도 결정부는 확장 칼만 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 시스템.
  19. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 궤도 결정 단계에서 확장 칼만 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는 실시간 위성 궤도 결정 방법.
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