KR100976730B1 - 긴급 관측 요구 수용을 위한 위성 명령 전송 장치 및 그방법 - Google Patents

긴급 관측 요구 수용을 위한 위성 명령 전송 장치 및 그방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저궤도 지구 관측 위성의 긴급 관측 요구 수용을 위한 위성 명령 전송 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 긴급한 요구(예 : 영상 요구)가 있을 경우 위성이 해당 지역을 통과하기 직전까지 관측 요구자가 이와 관련된 관측 요구를 직접 위성운용 서브시스템의 명령 계획 기능으로 전송하여 위성운용 서브시스템의 명령 계획 기능에서 직접 위성에 명령을 전송하여 긴급한 요구를 수용할 수 있도록 하기 위한, 긴급 관측 요구 수용을 위한 위성 명령 전송 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 위성 명령 전송 방법에 있어서, 위성의 운용과 관측 요구에 따른 임무 스케쥴에 관한 위성명령세트를 생성하는 단계; 하나 이상의 긴급 관측 요구를 수신하는 수신 단계; 상기 긴급 관측 요구에 영향을 받는 관측 명령을 상기 위성명령세트에서 제외하고, 상기 긴급 관측 요구에 대한 긴급 관측 명령을 상기 위성명령세트에 포함시켜 통합 위성명령세트를 생성하는 단계; 및 상기 통합 위성명령세트를 전송하는 전송 단계를 포함한다.
저궤도 위성, 긴급 관측 요구, 임무 스케쥴, 지구 관측 명령, 위성명령세트, 통합 위성명령세트

Description

긴급 관측 요구 수용을 위한 위성 명령 전송 장치 및 그 방법{Apparatus and method for transmitting satellite command of the urgent mission request}
본 발명은 저궤도 지구 관측 위성에 대한 긴급 관측 요구 수용을 위한 위성 명령 전송 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지구 관측을 수행하는 저궤도 위성 시스템에 있어서 관측 요구자가 긴급하게 요청하는 관측 요구를 지상의 위성 관제 시스템이 수용하여 관련된 위성 명령을 위성과 지상국의 통신이 가능할 때 즉시 전송함으로써, 해당 경로(pass)에서 관측 위성이 관측을 수행하도록 하기 위한, 긴급 관측 요구 수용을 위한 위성 명령 전송 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
위성 사용자는 필요한 지구 관측 영상을 얻기 위해서 위성 관제 시스템에 관측 요구를 한다. 관측 요구의 시점은 일반적으로 하루 전 또는 몇 시간 전에 이루어지며, 위성 관제 시스템을 구성하는 위성 임무계획 서브시스템에서는 관측 요구 사항과 위성의 운용 상황을 모두 고려하여 위성의 임무 일정을 수립한다. 위성 의 임무 일정에 따라서 위성이 동작하도록 하기 위해서 위성 관제 시스템에서는 위성에 원격 명령을 전송해야 한다. 이를 위해서 위성의 임무 일정은 위성의 명령으로 일정한 규칙에 따라서 맵핑되며, 이렇게 만들어진 위성의 명령 계획은 위성이 받아들일 수 있는 명령세트로 변환되어서 위성운용 서브시스템의 위성 안테나를 통해서 위성으로 전송된다.
종래의 지구 관측 위성의 운영에 있어서 지구 관측 데이터의 생성 및 획득은 월단위(monthly), 주단위(weekly), 그리고 일단위(daily)로 미리 계획되어서 위성 관제 시스템에 전달되며, 위성 관제 시스템에서는 이러한 명령 계획에 따라서 필요한 임무를 계획하고 원격 명령을 생성하여 위성으로 전송한다.
상기와 같은 이유로 긴급하게 어떤 지역의 관측 데이터가 필요할 때에 위성 관제 시스템이 이에 대응할 수 없어서 다음번 관측이 가능한 시간까지 기다릴 수밖에 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 긴급한 요구(예 : 영상 요구)가 있을 경우 위성이 해당 지역을 통과하기 직전까지 관측 요구자가 이와 관련된 관측 요구를 직접 위성운용 서브시스템의 명령 계획 기능으로 전송하여 위성운용 서브시스템의 명령 계획 기능에서 직접 위성에 명령을 전송하여 긴급한 요구를 수용할 수 있도록 하기 위한, 긴급 관측 요구 수용을 위한 위성 명령 전송 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 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 장치는, 위성 명령 전송 장치에 있어서, 외부의 관측 요구자로부터 입력되는 관측 요구를 수집하기 위한 수집 수단; 위성의 운용과 상기 수집 수단으로부터의 관측 요구에 따른 임무 스케쥴을 생성하기 위한 임무 스케쥴링 수단; 상기 임무 스케쥴링 수단으로부터의 임무 스케쥴에 따라 기 생성된 위성 명령 계획에 상기 관측 요구자로부터 입력되는 긴급 관측 요구를 수용하여 통합된 명령 계획을 생성하기 위한 위성 명령 계획 수단; 상기 위성 명령 계획 수단으로부터의 통합된 명령 계획에 따라 위성 명령을 생성하기 위한 위성 명령 생성 수단; 및 상기 위성 명령 생성 수단으로부터의 위성 명령을 송신하기 위한 위성 명령 송신 수단을 포함한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 위성 명령 전송 방법에 있어서, 위성의 운용과 관측 요구에 따른 임무 스케쥴에 관한 위성명령세트를 생성하는 단계; 하나 이상의 긴급 관측 요구를 수신하는 수신 단계; 상기 긴급 관측 요 구에 영향을 받는 관측 명령을 상기 위성명령세트에서 제외하고, 상기 긴급 관측 요구에 대한 긴급 관측 명령을 상기 위성명령세트에 포함시켜 통합 위성명령세트를 생성하는 단계; 및 상기 통합 위성명령세트를 전송하는 전송 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 저궤도 지구 관측 위성에 대한 긴급한 요구(예 : 영상 요구)의 수용을 위한 위성 명령 방법은 관측 요구자가 미리 요구한 관측 요구사항을 위성 관제 시스템의 위성 임무계획 서브시스템에서 임무 일정으로 구성한 후, 이를 위성운용 서브시스템에서 명령 계획으로 생성하여 전송하는 방법에서 탈피하여 긴급한 요구(영상 요구)가 있을 때에는 위성이 해당 지역을 통과하기 직전까지 관측 요구자가 이와 관련된 관측 요구를 직접 위성운용 서브시스템의 명령 계획 기능으로 전송하여 위성운용 서브시스템의 명령 계획 기능에서 직접 위성 명령을 생성하여 위성으로 전송하는 방법으로 긴급한 요구(영상 요구)를 수용할 수 있도록 한다.
상기와 같은 본 발명은, 저궤도 지구 관측 위성의 경우 관측 요구자(지구 관측 데이터 사용자)가 관측 수시간 전에 미리 관측 요구를 하면 이를 위성 관제 시스템이 위성 명령으로 변환시켜 미리 위성으로 전송하는 기존 방법에서 탈피하여, 위성 통과 직전까지 긴급한 관측 요구를 수용하여 이에 따른 원격 명령을 즉시 위성에 전송함으로써, 저궤도 지구 관측 위성의 임무 활용도를 높여서 저궤도 위성 시스템(관측 위성 시스템)을 효율적으로 운영할 수 있는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 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 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 저궤도 위성 시스템의 일실시예 구성 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 저궤도 위성 시스템은, 위성 관제 시스템(12)의 제어 대상이 되는 저궤도 지구 관측 위성(11)과, 상기 저궤도 지구 관측 위성(11)을 제어하기 위한 위성 관제 시스템(12)을 포함한다.
여기서, 상기 위성 관제 시스템(12)은 상기 저궤도 지구 관측 위성(11)의 운용을 담당하는 위성운용 서브시스템(13)과, 상기 저궤도 지구 관측 위성(11)의 임무계획을 담당하는 위성 임무계획 서브시스템(14)과, 상기 저궤도 지구 관측 위성(11)과 무선 통신을 담당하는 위성 안테나(15)를 포함한다.
그리고 상기 위성운용 서브시스템(13)은 상기 저궤도 지구 관측 위성(11)의 명령을 계획하기 위한 위성 명령 계획부(18)와, 상기 위성 명령 계획부(18)로부터의 명령 계획에 따라 상기 저궤도 지구 관측 위성(11)에 필요한 제어 명령을 송신 하기 위한 위성 원격명령 송신부(17)와, 상기 위성 안테나(15)를 통해서 상기 저궤도 지구 관측 위성(11)으로부터의 위성 원격측정 신호를 수신하고, 상기 위성 원격명령 송신부(17)로부터의 원격명령 신호를 상기 위성 안테나(15)를 통하여 상기 저궤도 지구 관측 위성(11)으로 송신하기 위한 신호 송수신 및 변환부(16)를 포함한다.
그리고 상기 위성 임무계획 서브시스템(14)은 지구 관측 데이터 사용자(21)로부터 관측 요구를 수집하기 위한 관측 요구사항 수집부(20)와, 상기 관측 요구사항 수집부(20)로부터의 관측 요구사항에 따라 상기 저궤도 지구 관측 위성(11)의 임무를 스케쥴링하여 상기 위성 명령 계획부(18)로 전달하기 위한 위성 임무 스케쥴링부(19)를 포함한다.
여기서, 지구 관측 데이터 사용자(21)는 위성의 관측 데이터를 필요로 한다.
위성 관제 시스템(12)의 위성 임무계획 서브시스템(14)은 지구 관측 데이터 사용자(21)의 관측 요구를 받아들여서 위성의 임무를 스케쥴링하고, 위성운용 서브시스템(13)은 임무 스케쥴에 따른 위성 명령을 계획하고 상기 계획한 명령 계획에 따른 원격명령을 생성하여 신호 송수신 및 변환부(16)에서 원격명령 신호를 변환한 후 위성 안테나(15)를 통해 저궤도 지구 관측 위성(11)으로 원격명령을 전송한다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 저궤도 지구 관측 위성에 대한 긴급 관측 요구 수용을 위한 위성 명령 전송 장치 및 그 방법에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2a는 본 발명에 따른 저궤도 지구 관측 위성에 대한 긴급 관측 요구를 수 용한 위성 명령 전송 장치의 일실시예 구성도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 지구 관측 데이터 사용자(201)로부터 필요한 관측 요구를 전달받으면 관측 요구 수집부(202)에서는 일별로 수집된 관측 요구를 임무 스케쥴링부(203)로 전달한다.
그러면, 임무 스케쥴링부(203)에서는 저궤도 지구 관측 위성(11)의 각종 이벤트를 고려하여 저궤도 지구 관측 위성(11)의 운용과 관측 요구에 따른 임무 스케쥴을 생성하여 위성 명령 계획부(204)로 전달한다.
그러면, 위성 명령 계획부(204)에서는 임무 스케쥴링부(203)로부터의 임무 스케쥴 내용에 따라 위성 명령 계획을 생성하여 위성 명령 생성부(205)로 전달한다.
그러면, 위성 명령 생성부(205)에서는 위성 명령 계획부(204)로부터의 통합된 위성 명령 계획에 따라 위성 명령을 생성하여 위성 명령 송신부(206)로 전달한다.
그러면, 위성 명령 송신부(206)에서는 위성 명령 생성부(205)로부터의 위성 명령을 위성 안테나(15)를 통하여 상기 저궤도 지구 관측 위성(11)으로 송신한다.
한편, 긴급한 관측 요구(영상 요구)에 대한 수용은 지구 관측 데이터 사용자의 요구를 관측 요구 수집부(202)로 전달하지 않고, 저궤도 지구 관측 위성(11)이 해당 경로를 지나가기 직전에 위성 명령 계획부(204)로 직접 전달하는 방식으로 구현한 것을 특징으로 한다.
그에 따라 긴급한 관측 요구를 전달받은 위성 명령 계획부(204)에서는 미리 계획되어 있는 관측 명령 계획을 취소하고 긴급한 명령 계획을 수용한 통합된 위성 명령 계획을 생성하여 위성 명령 생성부(205)로 전송한다. 이때, 상기 위성 명령 계획부(204)는 긴급한 관측 요구와 상충되는 기존의 관측 요구를 제외하고 상기 긴급한 관측 요구를 우선으로 하여 통합된 명령 계획을 생성한다. 그 이후의 동작은 전술한 바와 같다.
즉, 지구 관측 데이터 사용자(위성 영상 사용자)의 긴급한 관측 요구는 위성 임무계획 서브시스템(14)을 거치지 않고, 바로 위성운용 서브시스템(13)으로 직접 전송되며, 위성운용 서브시스템(13)에서는 긴급한 관측 요구를 반영하여 저궤도 지구 관측 위성(11)으로 위성 명령을 전송한다.
도 2b는 본 발명에 따른 저궤도 지구 관측 위성에 대한 긴급 관측 요구를 수용한 위성 명령 전송 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 위성의 운용과 관측 요구에 따른 임무 스케쥴에 관한 위성명령세트를 생성한다(211).
이후, 하나 이상의 긴급 관측 요구를 수신한다(212). 이때, 저궤도 지구 관측 위성이 위성 관제 시스템과 통신이 가능한 직전 시간까지 긴급한 관측 요구를 수신한다.
이후, 상기 수신한 긴급 관측 요구에 영향을 받는 관측 명령을 상기 기 생성된 위성명령세트에서 제외하고, 상기 수신한 긴급 관측 요구에 대한 긴급 관측 명령을 상기 기 생성된 위성명령세트에 포함시켜 통합 위성명령세트를 생성한다(213). 이때, 상기 통합 위성명령세트는 위성 운용과 관련된 위성체 명령과, 상 기 긴급 관측 요구에 대한 긴급 관측 명령과, 상기 긴급 관측 요구에 영향을 받지 않는 관측 명령을 포함한다.
이후, 상기 생성한 통합 위성명령세트를 전송한다(214). 이때, 저궤도 지구 관측 위성이 관측을 수행하는 해당 경로에 있을 때 상기 통합 위성명령세트를 전송한다.
도 3은 본 발명에 따른 저궤도 지구 관측 위성에 대한 긴급 관측 요구 수용을 위한 통합 위성 명령 생성 과정을 나타내는 일실시예 설명도이고, 도 4는 본 발명에 이용되는 명령세트 매핑룰 설정에 대한 사용자 인터페이스의 일예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 미리 계획된 위성명령세트(301)는 일예로 위성체 버스의 운용에 관련된 위성체 명령 1(302)과 지구 관측에 관련된 탑재체 명령인 지구 관측 명령 1(303), 지구 관측 명령 2(304), 지구 관측 명령 3(305), 지구 관측 명령 4(306), 그리고 위성체 명령 2(307)를 포함하여 이루어진다. 물론, 위성체 버스 명령과 지구 관측 명령의 개수는 가감이 가능하다.
이때, 저궤도 지구 관측 위성(11)이 지상의 위성 관제 시스템(12)과 통신이 가능한 직전 시간까지 요구되는 긴급한 관측 요구가 있을 때 지구 관측 데이터 사용자(201)는 긴급한 관측요구세트(308)를 위성 관제 시스템(12)의 위성운용 서브시스템(13)으로 바로 전달한다. 여기서, 긴급한 관측요구세트(308)는 일예로 긴급 관측 요구 1(309)과 긴급 관측 요구 2(310)를 포함한다. 이때, 긴급 관측 요구 1(309)은 긴급 관측 요구 2(310)에 비해서 좀더 긴 관측 시간을 요구하고 있다.
상기와 같이 미리 계획된 위성명령세트(301)가 실행되고 있는 상태에서 지구 관측 데이터 사용자(201)로부터 긴급한 관측요구세트(308)가 전달되면, 위성 관제 시스템(12)의 위성운용 서브시스템(13)의 명령 계획 기능에서는 위성 명령을 위한 데이터인 미리 계획된 위성명령세트(301)와 긴급한 관측요구세트(308)를 서로 합쳐서 통합된 위성명령세트(311)를 생성한다.
그에 따라 통합된 위성명령세트(311)에는 필요한 위성체 명령 1(312)과 위성체 명령 2(316)가 포함되며, 긴급 관측 요구 1(309)에 의한 긴급 관측 명령 1(313)과 긴급관측 요구 2(310)에 의한 긴급 관측 명령 2(315)가 새롭게 추가되면서 두 개의 긴급 관측 요구인 긴급 관측 요구 1(309)과 긴급 관측 요구 2(310)에 영향을 받는 기존의 지구 관측 명령 1(303), 지구 관측 명령 2(304), 그리고 지구 관측 명령 4(306)는 제외되고 긴급 관측 요구에 제한을 받지 않는 지구 관측 명령 3(314)은 수용된다.
저궤도 지구 관측 위성(11)의 긴급 관측 요구 수용을 위한 통합된 명령 계획 생성 과정을 간단하게 정리해보면, 미리 계획된 위성명령세트(301)와 긴급한 관측요구세트(308)를 통합하되, 서로 상충되는 지구 관측 명령을 제외하여 긴급 관측 명령이 포함된 통합된 위성명령세트(311)를 생성하여 저궤도 지구 관측 위성(11)으로 전송한다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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.
본 발명은 저궤도 위성 시스템 등에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 저궤도 위성 시스템의 일실시예 구성 예시도,
도 2a는 본 발명에 따른 저궤도 지구 관측 위성에 대한 긴급 관측 요구를 수용한 위성 명령 전송 장치의 일실시예 구성도,
도 2b는 본 발명에 따른 저궤도 지구 관측 위성에 대한 긴급 관측 요구를 수용한 위성 명령 전송 방법에 대한 일실시예 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 저궤도 지구 관측 위성에 대한 긴급 관측 요구 수용을 위한 통합 위성 명령 생성 과정을 나타내는 일실시예 설명도,
도 4는 본 발명에 이용되는 명령세트 매핑룰 설정에 대한 사용자 인터페이스의 일예시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 저궤도 지구 관측 위성 12 : 위성 관제 시스템
13 : 위성운용 서브시스템 14 : 위성 임무계획 서브시스템
15 : 위성 안테나 16 : 신호 송수신 및 변환부
17 : 위성 원격명령 송신부 18 : 위성 명령 계획부
19 : 위성 임무 스케쥴링부 20 : 관측 요구사항 수집부
21 : 지구 관측 데이터 사용자

Claims (8)

  1. 위성 명령 전송 장치에 있어서,
    외부의 관측 요구자로부터 입력되는 관측 요구를 수집하기 위한 수집 수단;
    위성의 운용과 상기 수집 수단으로부터의 관측 요구에 따른 임무 스케쥴을 생성하기 위한 임무 스케쥴링 수단;
    상기 임무 스케쥴링 수단으로부터의 임무 스케쥴에 따라 위성명령세트를 생성하고, 상기 관측 요구자로부터 긴급 관측 요구가 상기 관측 요구자로부터 직접 입력될 시 상기 생성된 위성명령세트에서 상기 긴급 관측 요구와 상충되는 관측요구를 제외하고, 상기 긴급 관측 요구를 상기 위성 명령세트에 포함하여 통합된 명령 계획을 생성하기 위한 위성 명령 계획 수단;
    상기 위성 명령 계획 수단으로부터의 상기 위성명령세트 또는 명령 계획에 따라 위성 명령을 생성하기 위한 위성 명령 생성 수단; 및
    상기 위성 명령 생성 수단으로부터의 위성 명령을 송신하기 위한 위성 명령 송신 수단
    을 포함하는 위성 명령 전송 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위성 명령 계획 수단은,
    상기 위성이 관제 시스템과 통신이 가능한 직전 시간까지 긴급한 관측 요구를 입력받는 것을 특징으로 하는 위성 명령 전송 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 위성 명령 송신 수단은,
    상기 위성이 관측을 수행하는 해당 경로에 있을 때 상기 통합 위성명령세트를 전송하는 것을 특징으로 하는 위성 명령 전송 장치.
  5. 위성 명령 전송 방법에 있어서,
    위성의 운용과 관측 요구에 따른 임무 스케쥴에 관한 위성명령세트를 생성하는 단계;
    긴급 관측 요구가 없는 경우 상기 위성명령세트를 전송하는 단계;
    하나 이상의 긴급 관측 요구가 수신될 시 상기 위성명령세트에서 상기 긴급 관측 요구와 상충되는 관측 명령을 제외하고, 상기 긴급 관측 요구에 대응하는 긴급 관측 명령을 상기 위성명령세트에서 제외된 관측 명령의 위치에 상기 긴급 관측 명령을 포함시켜 통합 위성명령세트를 생성하는 단계; 및
    상기 통합 위성명령세트를 전송하는 전송 단계
    를 포함하는 위성 명령 전송 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 통합 위성명령세트는,
    위성 운용과 관련된 위성체 명령과, 상기 긴급 관측 요구에 대한 긴급 관측 명령과, 상기 긴급 관측 요구와 상충되지 않는 관측 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 위성 명령 전송 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 수신 단계는,
    상기 위성이 관제 시스템과 통신이 가능한 직전 시간까지 긴급한 관측 요구를 수신하는 것을 특징으로 하는 위성 명령 전송 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전송 단계는,
    상기 위성이 관측을 수행하는 해당 경로에 있을 때 상기 통합 위성명령세트를 전송하는 것을 특징으로 하는 위성 명령 전송 방법.
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