KR101059043B1

KR101059043B1 - 정지궤도 인공위성 관제를 위한 비행역학 분석계획 장치

Info

Publication number: KR101059043B1
Application number: KR1020080122337A
Authority: KR
Inventors: 이병선; 황유라; 김해연; 김재훈
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2011-08-24
Also published as: KR20100063953A

Abstract

본 명세서는, 비행역학 분석계획 장치가 개시된다. 비행역학 분석계획 장치는 인공위성의 궤도 정보를 기반으로 상기 인공위성의 궤도를 결정 및 예측하는 궤도 처리부, 상기 궤도 정보를 기반으로 상기 인공위성에 관한 이벤트를 예측하는 이벤트 예측부 및 상기 인공위성의 위치를 유지 및 이동하는 위치 처리부를 포함한다.

궤도 결정, 궤도 예측, 이벤트 예측, 추력기

Description

정지궤도 인공위성 관제를 위한 비행역학 분석계획 장치{APPARATUS OF FLIGHT DYNAMICS ANALYSIS AND PLANNING FOR THE GEOSTATIONARY}

본 발명은 비행역학 분석계획 장치에 관한 것으로 특히, 정지궤도 인공위성 관제를 위한 비행역학 분석계획 장치에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 통신해양기상위성사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-301-03, 과제명: 통신해양기상위성 위성통신시스템기술개발]

궤도상의 인공위성이 목적한 임무를 수행할 수 있도록 지상에서 감시하고 제어하는 것을 지상 관제라고 하며 지상 관제를 위한 여러 가지 장치들이 통합된 것을 관제 시스템이라 한다. 상기 지상 관제시스템에는 위성과 관제시스템과의 상호 통신을 위해서 안테나를 사용하여 위성을 추적하며 전파를 송수신하는 위치 추적 (TTC: Telemetry, Tracking and Command) 장치가 포함된다. 또한, 위성이 언제 어디에 있는지를 알기 위해서 위성의 궤도의 결정 및 예측을 수행하는 우주 비행역학(Space Flight Dynamics) 장치가 포함된다.

한편 위성이 가용한 자원을 최대한 활용하여 목적 한 임무를 효과적으로 수 행할 수 있도록 계획하는 임무계획(Mission Planning) 장치 및 위성이 임무 스케쥴에 따라서 동작할 수 있도록 위성이 인식할 수 있는 명령기호를 순차적으로 송신하는 실시간 오퍼레이션(Real-time Operations) 장치도 상기 관제 시스템에 포함될 수 있다. 이 때, 실시간 오퍼레이션 장치는 인공위성으로부터 원격측정 데이터를 받아서 이를 처리함으로써 위성의 상태를 계속해서 감시할 수 있다.

이와 같이 여러 개의 장치로 구성되어서 상호 연결된 상태로 동작하는 것이 위성 관제시스템이다. 한편 위성 관제시스템을 운영하기 위해서는 각각의 장치들을 담당하는 관제 운영요원들이 있어야 한다.

한편, 정지궤도에서 관측임무를 수행하는 위성에 있어서 태양전지판이 한쪽에만 있는 경우 위성의 자세제어를 위해서 추력기를 사용하는 경우, 추력기 사용시에 발생하는 속도변화로 인해서 위성의 궤도가 계속해서 바뀌는 문제가 발생한다. 이러한 문제는 정밀한 궤도결정 및 예측을 저해하는 원인 중 하나이다.

본 발명의 일실시예들은 추력기에 의한 속도변화량을 고려하여 인공위성의 궤도 결정, 예측 및 이벤트 예측을 수행함으로써, 보다 정밀한 비행역학 분석 및 계획이 가능한 비행역학 분석계획 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예들은 궤도 결정 및 예측, 이벤트 예측, 위치 유지 및 이동을 통합적으로 제어함으로써, 비행역학 분석 및 계획에 있어 각종 기능 간의 인터페이스를 단순화 시키는 비행역학 분석계획 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예들은 단일 사용자가 하나의 시스템을 이용하여 인공위성의 궤도 결정, 궤도 예측, 이벤트 예측, 연료량 계산, 지상궤적 디스플레이, 임무 스케쥴링 및 명령계획에 이르는 일련의 관제 운용을 순차적으로 수행함으로써, 위성 관제에 소요되는 장비 및 인력을 최소화하는 비행역학 분석계획 장치를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치는 인공위성의 궤도 정보를 기반으로 상기 인공위성의 궤도를 결정 및 예측하는 궤도 처리부, 상기 궤도 정보를 기반으로 상기 인공위성에 관한 이벤트를 예측하는 이벤트 예측부 및 상기 인공위성의 위치를 유지 및 이동하는 위치 처리부를 포함한다.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 위치 처리부는 상기 위치의 유지 및 이동에 따라 상기 인공위성의 궤도를 조정하고, 상기 비행역학 분석계획 장치는 추력기 모 델링을 통해 상기 궤도 조정의 결과로부터 궤도 조정 데이터를 생성하는 추력기 모델링부 및 상기 인공위성 내 추력기의 연료량을 계산하는 연료량 계산부를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 궤도 조정 데이터에는 상기 인공위성의 실제 속도변화량이 포함되고, 상기 연료량 계산부는 상기 인공위성과 연관된 오퍼레이션 장치로부터 수신한 비행역학 텔레메트리 데이터를 이용하여 상기 인공위성 내 추력기의 연료량 및 상기 연료량에 따른 연료 속도변화량을 계산한다.

또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 궤도 처리부는 상기 궤도 조정 데이터를 반영하여 상기 인공위성의 궤도를 결정 및 예측한다.

또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 위치 처리부는 상기 궤도 조정의 결과로부터 출력 궤도 조정 데이터를 생성하여 상기 인공위성과 연관된 임무계획 장치로 송신한다.

또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 궤도 처리부는 인공위성과 연관된 위치 추적 장치로부터 수신한 추적 데이터를 이용하여 기 저장된 제1 궤도 정보로부터 상기 인공위성의 궤도를 결정하고, 상기 결정이 업데이트된 제2 궤도 정보를 생성하는 궤도 결정부 및 상기 제2 궤도 정보를 이용하여 상기 인공위성의 안테나 포인팅 데이터를 생성하는 궤도 예측부를 포함한다.

또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 이벤트 예측부는 상기 제2 궤도 정보를 기반으로 상기 인공위성에 관한 이벤트를 예측하여 출력 이벤트 예측 데이터를 생성한다.

또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 궤도 예측부는 상기 안테나 포인팅 데이터를 상기 위치 추적 장치로 송신하고, 상기 이벤트 예측부는 상기 출력 이벤트 예측 데이터를 상기 인공위성과 연관된 임무계획 장치로 송신한다.

또한, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 비행역학 분석계획 장치는 사용자로부터 상기 궤도 처리부, 상기 이벤트 예측부 및 상기 위치 처리부에 관한 제어 명령을 입력받는 사용자 입력부, 상기 제어 명령을 기반으로 상기 궤도 처리부, 상기 이벤트 예측부, 상기 위치 처리부를 제어하는 제어부, 상기 궤도 정보를 저장하는 데이터베이스 관리부를 더 포함한다.

본 발명의 일실시예들은 추력기에 의한 속도변화량을 고려하여 인공위성의 궤도 결정, 예측 및 이벤트 예측을 수행함으로써, 보다 정밀한 비행역학 분석 및 계획이 가능한 비행역학 분석계획 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예들은 궤도 결정 및 예측, 이벤트 예측, 위치 유지 및 이동을 통합적으로 제어함으로써, 비행역학 분석 및 계획에 있어 각종 기능 간의 인터페이스를 단순화 시킬 수 있는 비행역학 분석계획 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예들은 단일 사용자가 하나의 시스템을 이용하여 인공위성의 궤도 결정, 궤도 예측, 이벤트 예측, 연료량 계산, 지상궤적 디스플레이, 임무 스케쥴링 및 명령계획에 이르는 일련의 관제 운용을 순차적으로 수행함으로써, 위성 관제에 소요되는 장비 및 인력을 최소화할 수 있는 비행역학 분석계획 장치를 제공할 수 있다.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치(100)를 도시한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 비행역학 분석계획 장치(100)는 궤도 처리부(110), 이벤트 예측(Event Prediction)부(120), 위치 처리부(130), 추력기 모델링(Thruster Modeling)부(140) 및 연료량 계산(Fuel Accounting)부(150)를 포함한다.

궤도 처리부(110)는 인공위성의 궤도 정보를 기반으로 상기 인공위성의 궤도를 결정 및 예측한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 궤도 처리부(110)는 궤도 결정(Orbit Determination)부(111) 및 궤도 예측(Orbit Prediction)부(112)를 포함할 수 있다. 이 때, 궤도 결정부(111)는 비행역학 분석계획의 실제적인 기능인 인공위성의 궤도를 결정한다. 또한, 궤도 예측부(112)는 상기 인공위성의 궤도를 예측한다.

이벤트 예측부(120)는 상기 인공위성의 궤도 상의 각종 이벤트를 예측한다.

위치 처리부(130)는 상기 인공위성의 위치를 유지 및 이동한다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 위치 처리부(130)는 위치 유지(Station-Keeping Maneuver)부(131) 및 위치 이동(Station-Relocation Maneuver)부(132)를 포함할 수 있다. 이 때, 위치 유지부(131)는 상기 인공위성의 위치를 유지시킨다. 또한, 위치 이동부(132)는 상기 인공위성의 위치를 이동시킨다.

추력기 모델링부(140)는 상기 인공위성 내 추력기를 모델링하고, 연료량 계산부(150)는 상기 인공위성의 연료량을 계산한다.

도 2를 참조하면, 비행역학 분석계획 장치(100)는 사용자 입력부(160), 제어(System Management)부(170) 및 데이터베이스 관리(Database Management)부(180)를 더 포함할 수 있다.

이 때, 사용자 입력부(160)는 비행역학 분석계획의 실제적인 기능들이 하나의 통합된 장치로서 실행될 수 있도록 하는 사용자 인터페이스이다. 또한, 상기 사용자 인터페이스의 일예에는 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface)가 포함된다. 또한, 제어부(170)는 비행역학 분석계획 장치(100)의 동작을 제어 및 관리하고, 데이터베이스 관리부(180)는 비행역학 분석계획의 실제적인 기능들에 사용되는 데이터를 관리한다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 비행역학 분석계획 장치(100)는 위치 추적 장치, 임무계획 장치 및 오퍼레이션 장치와 연동된다. 구체적으로, 비행역학 분석계획 장치(100)는 상기 위치 추적 장치와 인공위성을 추적하고 거리를 측정해서 얻을 수 있는 추적 데이터(Tracking &Ranging Data) 및 인공위성의 안테나 방향을 계산해서 예측한 안테나 포인팅(Antenna Pointing) 데이터를 송수신할 수 있다. 또 한, 비행역학 분석계획 장치(100)는 상기 임무계획 장치로 이벤트 및 궤도 조정에 관련된 출력 이벤트 예측 데이터 및 출력 궤도 조정 데이터를 송신할 수 있다. 이 때, 상기 출력 이벤트 예측 데이터의 일예에는 SOL Event Prediction 데이터가 포함되고, 상기 출력 궤도 조정 데이터의 일예에는 SOL Orbit Maneuver 데이터가 포함된다. 또한, 비행역학 분석계획 장치(100)는 상기 오퍼레이션 장치로부터 비행역학에 관련된 데이터인 비행역학 텔레메트리 데이터(Flight Dynamics Subsystem Telemetry Data)를 수신할 수 있다.

상기 위치 추적 장치는 안테나를 사용하여 인공위성을 추적하며 전파를 송수신할 수 있으며, 이러한 위치 추적 장치의 일예에는 TTC(Telemetry, Tracking and Command) 서브시스템이 포함된다. 또한, 상기 임무계획 장치는 위성이 가용한 자원을 최대한 활용하여 목적 한 임무를 효과적으로 수행할 수 있도록 계획하며, 상기 임무 계획 장치의 일예에는 MP(Mission Planning) 서브시스템이 포함된다. 또한, 상기 오퍼레이션 장치는 위성이 임무스케쥴에 따라서 동작할 수 있도록 위성이 인식할 수 있는 명령기호를 순차적으로 송신하고, 인공위성으로부터 원격측정 데이터를 받아서 이를 처리함으로써 위성의 상태를 계속해서 감시할 수 있으며, 이러한 오퍼레이션 장치의 일예에는 RO(Real-time Operations) 서브시스템이 포함된다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치 내부 또는 외부의 데이터 흐름을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이 궤도 결정부(111)는 인공위성을 추적하고 거리를 측정해서 얻어진 추적 데이터(301)를 상기 위치 추적 장치로부터 수신하는 경우, 기존의 궤도가 기 저장된 제1 궤도 정보(302)를 이용하여 궤도를 결정하고, 상기 결정이 업데이트된 제2 궤도 정보(303)를 생성할 수 있다. 이 때, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제1 궤도 정보는 Orbit Stack Data, 상기 제2 궤도 정보는 Orbit Stack Data Update일 수 있다.

또한, 궤도 예측부(112)는 제2 궤도 정보(303)를 이용하여 궤도를 예측하여 안테나 방향 정보를 포함하는 안테나 포인팅 데이터(304)를 생성하고, 생성된 안테나 포인팅 데이터(304)를 상기 위치 추적 장치로 송신할 수 있다.

또한, 이벤트 예측부(112)는 제2 궤도 정보(303)를 기반으로 상기 인공위성의 궤도 상의 각종 이벤트를 예측할 수 있다. 또한, 이벤트 예측부(112)는 상기 이벤트 예측에 따라 출력 이벤트 예측 데이터(305)를 생성하여 상기 임무계획 장치로 송신할 수 있다. 이 때, 출력 이벤트 예측 데이터(305)는 상기 임무계획 장치가 사용 가능한 OSL 형식일 수 있다.

또한, 위치 유지부(131)는 상기 인공위성의 위치를 유지하기 위해서 상기 인공위성의 궤도를 조정하고, 상기 궤도의 조정 결과로부터 출력 궤도 조정 데이터(306)를 생성하여 상기 임무계획 장치로 송신할 수 있다.

또한, 위치 이동부(132)는 상기 인공위성의 위치를 이동시키기 위해서 상기 인공위성의 궤도를 조정하고, 상기 궤도의 조정 결과로부터 출력 궤도 조정 데이터(307)를 생성하여 상기 임무계획 장치로 송신할 수 있다. 이 때, 출력 궤도 조정 데이터(306) 및 출력 궤도 조정 데이터(307)는 상기 임무계획 장치가 사용 가능한 OSL 형식일 수 있다.

또한, 추력기 모델링부(140)는 추력기 모델링을 통해 상기 궤도 조정의 결과로부터 궤도 조정 데이터(309)를 생성할 수 있다. 구체적으로, 추력기 모델링부(140)는 위치 유지부(131) 또는 위치 이동부(132)의 상기 궤도 조정의 결과로부터 상기 추력기 모델링을 통해 궤도 조정 데이터(309)를 생성할 수 있다. 이 때, 궤도 조정 데이터(309)에는 상기 인공위성의 실제 속도변화량이 포함된다.

한편, 연료량 계산부(150)는 상기 인공위성 내 추력기의 연료량을 계산할 수 있다. 구체적으로, 연료량 계산부(150)는 오퍼레이션 장치로부터 수신한 비행역학 텔레메트리 데이터(308)를 이용하여 상기 인공위성 내 추력기의 연료량 및 상기 연료량에 따른 연료 속도변화량을 계산할 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 연료량 및 상기 연료 속도변화량은 궤도 조정 데이터(309)로 포함될 수 있다.

또한, 궤도 예측부(112)는 궤도 조정 데이터(309)를 반영하여 상기 인공위성의 궤도를 예측할 수 있으며, 도 3에 도시되지 않았으나, 궤도 결정부(111) 역시 궤도 조정 데이터(309)를 반영하여 상기 인공위성의 궤도를 결정할 수 있다. 또한, 앞서 설명된 바와 같이 궤도 조정 데이터(309)에는 상기 인공위성의 실제 속도변화량, 상기 인공위성 내 추력기의 연료량 및 상기 연료량에 따른 연료 속도변화량이 포함될 수 있다. 이와 같이, 궤도 결정부(111) 및 궤도 예측부(112)는 상기 인공위성이 상기 추력기를 사용하여 상기 인공위성에 속도 변화가 발생하는 경우, 상기 속도 변화의 정도를 반영하여 상기 인공위성의 궤도를 결정하고 예측할 수 있다.

또한, 도 3에는 도시되지 않았으나, 사용자 입력부(160)는 사용자로부터 궤도 처리부(110), 궤도 결정부(111), 궤도 예측부(112), 이벤트 예측부(120), 위치 처리부(130), 위치 유지부(131) 또는 위치 이동부(132) 중 어느 하나에 관한 제어 명령을 입력받을 수 있다. 이 때, 사용자 입력부(160)는 상기 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 상기 사용자로부터 상기 제어 명령을 입력받을 수 있다.

또한, 도 3에 도시되지 않았으나, 제어부(170)는 상기 제어 명령을 기반으로 궤도 처리부(110), 궤도 결정부(111), 궤도 예측부(112), 이벤트 예측부(120), 위치 처리부(130), 위치 유지부(131) 또는 위치 이동부(132) 중 어느 하나를 제어 및 관리할 수 있다.

또한, 도 3에 도시되지 않았으나, 데이터베이스 관리부(180)는 비행역학 분석계획 장치(100)의 동작에 따라 이용되는 각종 데이터를 저장하고 처리할 수 있다. 이 때, 상기 데이터의 일예에는 추적 데이터(301), 제1 궤도 정보(302), 제2 궤도 정보(303), 안테나 포인팅 데이터(304), 출력 이벤트 예측 데이터(305), 출력 궤도 조정 데이터(306), 비행역학 텔레메트리 데이터(308) 및 궤도 조정 데이터(309) 등이 포함된다.

이하 도 4 내지 도10을 통해 비행역학 분석계획 장치(100)에서 제공하는 초기화면, 궤도 결정, 궤도 예측, 이벤트 예측, 위치 유지, 위치 이동 및 연료량 계산과 같은 기능들에 대한 그래픽 사용자 인터페이스에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치의 초기화면을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 사용자는 초기화면을 통해 ID와 Password를 입력하여 비행역학 분석계획 장치(100)의 각종 기능으로 접근할 수 있다. 이 때, 상기 초기화면에는 백업 시스템과의 연결상태를 표시해 주는 기능이 포함될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치의 궤도 결정 인터페이스 화면을 나타낸 도면이다.

도면 부호 501에 도시된 바와 같이, 궤도 결정 기능을 위한 그래픽 사용자 인터페이스에는 인공위성의 궤도 정보를 입력하는 부분, 추적 데이터를 선택하는 부분, 궤도 결정을 위한 각종 옵션을 선택하는 부분이 포함될 수 있다. 또한, 궤도 결정 기능을 위한 그래픽 사용자 인터페이스에는 계산 수행 후 Output Setting의 선택에 따라 생성된 각종 파일이 포함되고, 화면의 오른쪽에는 궤도 결정 시에 계산된 Residual 값이 포함될 수 있다. 이와 같이, 상기 사용자는 인공위성의 궤도 결정에 관련된 모든 입출력을 하나의 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 수행할 수 있다.

또한, 도면 부호 502는 상기 궤도 결정을 위해 사용되는 Orbit Stack Data의 일예를 보여준다. 이 때, Orbit Stack Data에는 시간정보와 6개의 Kepler 궤도 정보를 포함되며, 이러한 Orbit Stack Data는 비행역학 분석계획 장치(100)의 수행에 있어 입력 또는 출력 데이터로 사용된다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치의 궤도 예측 인터페이스 화면을 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 궤도 예측 기능을 위한 그래픽 사용자 인터페이스에는 인공위성의 궤도 정보를 입력하는 부분, 안테나 포인팅 데이터를 생성하기 위해서 필요한 안테나를 선택하는 부분, 궤도 결정을 위한 각종 옵션을 선택하는 부분이 포함될 수 있다. 또한, 궤도 예측 기능을 위한 그래픽 사용자 인터페이스에는 계산 수행 후 Output Setting의 선택에 따라 생성된 각종 파일이 포함되고, 화면의 오른쪽에는 궤도 예측 시에 생성된 각종 파일의 내용이 포함될 수 있다. 이와 같이, 상기 사용자는 인공위성의 궤도 예측에 관련된 모든 입출력을 하나의 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치의 이벤트 예측 인터페이스 화면을 나타낸 도면이다.

도면 부호 701에 도시된 바와 같이, 이벤트 예측 기능을 위한 그래픽 사용자 인터페이스에는 인공위성의 궤도 정보를 입력하는 부분, 이벤트 예측을 위한 각종 옵션을 선택하는 부분이 포함될 수 있다. 이 때, 상기 이벤트 예측의 기간은 일, 주, 월 또는 상기 사용자의 입력에 의해서 선택될 수 있다. 또한, 이벤트 예측 기능을 위한 그래픽 사용자 인터페이스에는 계산 수행 후 Output Setting의 선택에 따라 생성된 각종 파일이 포함되고, 화면의 오른쪽에는 이벤트 예측 시에 생성된 각종 파일의 내용이 포함될 수 있다. 이와 같이, 상기 사용자는 인공위성의 이벤트 예측에 관련된 모든 입출력을 하나의 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 수행할 수 있다.

또한, 도면 부호 702는 상기 이벤트 예측에 따른 출력 이벤트 예측 데이터의 일예를 보여준다. 이 때, 출력 이벤트 예측 데이터는 OSL 형식의 파일이며, OSL 형식의 파일은 임무계획 장치와의 인터페이스로 사용되며, 정해진 Schema에 의해서 인식될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치의 위치 유지 인터페이스 화면을 나타낸 도면이다.

도면 부호 801에 도시된 바와 같이, 위치 유지 기능을 위한 그래픽 사용자 인터페이스에는 인공위성의 궤도 정보를 입력하는 부분, 위치 유지 조정을 위한 궤도 조정의 주기를 입력하는 부분, 동서방향과 남북방향의 위치 유지를 위한 각종 옵션을 입력하는 부분, 궤도 조정 시에 요구되는 속도변화량을 선택하는 부분이 포함될 수 있다. 또한, 위치 유지 조정에 대한 날짜 별 수행계획이 그래픽으로 표현되며, 위치 유지 조정의 결과는 화면의 오른쪽에 네 가지 종류의 그래프로 표시될 수 있다. 이 때, 상기 네 가지 종류의 그래프에는 위성의 시간에 따른 경도변화, 위성의 경도에 대한 궤도 장반경 변화, 궤도경사각 벡터의 변화, 그리고 이심률 벡터의 변화가 포함된다. 이와 같이, 상기 사용자는 인공위성의 위치 유지에 관련된 모든 입출력을 하나의 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 수행할 수 있다.

또한, 도면 부호 802는 상기 위치 유지에 따른 출력 궤도 조정 데이터의 일예를 보여준다. 이 때, 출력 궤도 조정 데이터는 OSL 형식의 파일이며, OSL 형식의 파일은 임무계획 장치와의 인터페이스로 사용되며, 정해진 Schema에 의해서 인식될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치의 위치 이동 인 터페이스 화면을 나타낸 도면이다.

도면 부호 901에 도시된 바와 같이, 위치 이동 기능을 위한 그래픽 사용자 인터페이스에는 인공위성의 궤도 정보를 입력하는 부분, 위치이동을 위한 목표위치 및 소요일수를 입력하는 부분, 궤도조정을 수행하지 말아야 할 Excluded Zone 경도를 입력하는 부분이 포함될 수 있다. 또한, 위치 이동의 결과는 화면의 오른쪽에 두 가지 종류의 그래프로 표시될 수 있다. 이 때, 상기 두 가지 종류의 그래프에는 위성의 시간에 따른 경도변화와 시간에 따른 위성의 장반경 변화가 포함된다. 이와 같이, 상기 사용자는 인공위성의 위치 이동에 관련된 모든 입출력을 하나의 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 수행할 수 있다.

또한, 도면 부호 902는 상기 위치 이동에 따른 출력 궤도 조정 데이터의 일예를 보여준다. 이 때, 출력 궤도 조정 데이터는 OSL 형식의 파일이며, OSL 형식의 파일은 임무계획 장치와의 인터페이스로 사용되며, 정해진 Schema에 의해서 인식될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치의 연료량 계산 인터페이스 화면을 나타낸 도면이다.

도면부호 1001에 도시된 바와 같이, 연료량 계산 기능을 위한 그래픽 사용자 인터페이스에는 연료량 계산에 필요한 입력 데이터 파일을 선택하는 부분, 출력에 대한 옵션을 선택하는 부분, 그리고 출력 결과가 그래픽으로 표시되는 부분이 포함될 수 있다. 이와 같이, 상기 사용자는 인공위성 내 추력기의 연료량 계산에 관련된 모든 입출력을 하나의 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 수행할 수 있다.

또한, 도면 부호 1002는 인공위성의 연료량 계산을 통해서 얻어지는 위성 추력기의 사용에 대한 계산 데이터를 보여준다. 이 때, 상기 계산 데이터에는 어떤 추력기에 의해서 얼마나 많은 연료가 사용되어 지고 또한 얼마나 많은 속도변화가 생기는지에 대한 데이터가 포함된다. 또한, 상기 속도변화의 값을 정밀한 궤도 예측을 위해 사용될 수 있다.

또한, 상기 연료량 계산의 결과는 시간에 따라 Stack Data로 저장될 수 있다. 이 때, Stack Data에는 시간에 따른 연료의 변화 및 이에 의한 속도변화가 저장되며, 이러한 Stack Data는 비행역학 분석계획 장치(100)에 의해 사용된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치를 도시한 블록도이다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 비행역학 분석계획 장치의 위치 이동 인터페이스 화면을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 비행역학 분석계획 장치

110: 궤도 처리부

111: 궤도 결정부

112: 궤도 예측부

120: 이벤트 예측부

130: 위치 처리부

131: 위치 유지부

132: 위치 이동부

140: 추력기 모델링부

150: 연료량 계산부

Claims

인공위성의 궤도 정보를 기반으로 상기 인공위성의 궤도를 결정 및 예측하는 궤도 처리부;

상기 궤도 정보를 기반으로 상기 인공위성에 관한 이벤트를 예측하는 이벤트 예측부; 및

상기 인공위성의 위치를 유지 및 이동하는 위치 처리부

를 포함하고,

상기 궤도 처리부는,

상기 인공위성과 연관된 위치 추적 장치로부터 수신한 추적 데이터를 이용하여 기 저장된 제1 궤도 정보로부터 상기 인공위성의 궤도를 결정하고, 상기 결정이 업데이트된 제2 궤도 정보를 생성하는 궤도 결정부; 및

상기 제2 궤도 정보를 이용하여 상기 인공위성의 안테나 포인팅 데이터를 생성하는 궤도 예측부

를 포함하는 비행역학 분석계획 장치.
제1항에 있어서,

상기 위치 처리부는,

상기 위치의 유지 및 이동에 따라 상기 인공위성의 궤도를 조정하고,

상기 비행역학 분석계획 장치는,

추력기 모델링을 통해 상기 궤도 조정의 결과로부터 궤도 조정 데이터를 생성하는 추력기 모델링부; 및

상기 인공위성 내 추력기의 연료량을 계산하는 연료량 계산부

를 더 포함하는 비행역학 분석계획 장치.
제2항에 있어서,

상기 궤도 조정 데이터에는,

상기 인공위성의 실제 속도변화량이 포함되고,

상기 연료량 계산부는,

상기 인공위성과 연관된 오퍼레이션 장치로부터 수신한 비행역학 텔레메트리 데이터를 이용하여 상기 인공위성 내 추력기의 연료량 및 상기 연료량에 따른 연료 속도변화량을 계산하는 것을 특징으로 하는 비행역학 분석계획 장치.
제2항에 있어서,

상기 궤도 처리부는,

상기 궤도 조정 데이터를 반영하여 상기 인공위성의 궤도를 결정 및 예측하는 것을 특징으로 하는 비행역학 분석계획 장치.
제2항에 있어서,

상기 위치 처리부는,

상기 궤도 조정의 결과로부터 출력 궤도 조정 데이터를 생성하여 상기 인공위성과 연관된 임무계획 장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 비행역학 분석계획 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 이벤트 예측부는,

상기 제2 궤도 정보를 기반으로 상기 인공위성에 관한 이벤트를 예측하여 출력 이벤트 예측 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 비행역학 분석계획 장치.
제7항에 있어서,

상기 궤도 예측부는,

상기 안테나 포인팅 데이터를 상기 위치 추적 장치로 송신하고,

상기 이벤트 예측부는,

상기 출력 이벤트 예측 데이터를 상기 인공위성과 연관된 임무계획 장치로 송신하는 것을 특징으로 하는 비행역학 분석계획 장치.
제1항에 있어서,

사용자로부터 상기 궤도 처리부, 상기 이벤트 예측부 및 상기 위치 처리부에 관한 제어 명령을 입력받는 사용자 입력부;

상기 제어 명령을 기반으로 상기 궤도 처리부, 상기 이벤트 예측부, 상기 위치 처리부를 제어하는 제어부; 및

상기 궤도 정보를 저장하는 데이터베이스 관리부

를 더 포함하는 비행역학 분석계획 장치.