KR101484547B1

KR101484547B1 - 위성 및 지상국의 위성 운용 방법

Info

Publication number: KR101484547B1
Application number: KR20130133564A
Authority: KR
Inventors: 신현규
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2015-01-20

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 지상국의 위성 운용 방법은 오퍼랜드(operand) 및 운용 코드(Operation Code, Op Code)를 포함하는 바이트 코드를 생성하는 단계, 상기 바이트 코드를 위성으로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

위성 및 지상국의 위성 운용 방법{SATELITE OPERATION METHOD OF SATELITE AND GROUDN STATION}

본 발명은 위성 및 지상국의 위성 운용 방법에 관한 것이다.

위성을 운용하기 위해서는 위성의 행위를 유발하는 다양한 명령이 위성으로 전달되어야 한다. 위성에 탑재되는 비행 소프트웨어(Flight Software, FSW)는 지상국으로부터 다양한 명령을 전달 받은 후, 미리 정의된 동작을 수행함으로써 위성의 임무를 수행한다.

이러한 위성의 운용에는 순차적으로 전달되어야 하는 명령들이 존재한다. 예를 들어, 특정 장치를 초기화하기 위하여 장치가 작동할 수 있는 온도 조건을 맞춘 후, 전원을 켜고, 초기값을 설정하며, 운용 모드로 전환하는 등의 절차가 필요하다. 이러한 명령들은 지상국으로부터 순차적으로 전송되거나, 미리 정의된 순차 명령 집합에 의해 처리될 수 있다.

저궤도 위성에서는 RTCS(Relative Time Command Sequence)를 이용하여 순차 명령 집합이 구현되고 있다. RTCS는 위성 운용에 필요한 명령을 시간 순서대로 시나리오 별로 구성한다. RTCS는 하나의 명령과 다음 명령의 실행까지 특정 시간 간격(Delta Time)을 갖는 명령의 집합으로, 비행 소프트웨어 내에 미리 탑재되거나, 지상국으로부터 전송될 수 있다.

RTCS를 수행하는 중에 조건에 대한 판단 및 분기가 필요한 경우, 비행 소프트웨어 내에 마련된 별도의 로직(logic)을 이용하여 조건에 대한 판단을 수행한 후, 조건에 맞는 다른 RTCS를 활성화(Activation)한다. 이에 따르면, RTCS를 단순화할 수 있는 장점이 있으나, RTCS의 수행과 관련되는 로직이 비행 소프트웨어 내에 별도로 마련되어야 하고, 조건 및 분기가 여러 부분에서 수행되는 경우 RTCS가 단편화되며 비행 소프트웨어 내에 마련되는 로직의 관계가 복잡해지는 문제를 가진다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 위성 시스템 및 그의 위성 운용 방법을 제공하는데 있다.

상기 오퍼랜드는 순차 명령 집합이 구현되는 상대 시간 명령 시퀀스(Relative Time Command Sequence, RTCS), 조건 판단, 분기, 연산 및 대입문 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 운용 코드는 상기 오퍼랜드가 상대 시간 명령 시퀀스(Relative Time Command Sequence, RTCS), 조건 판단, 분기, 연산 및 대입 중 무엇에 관한 것인지를 표시할 수 있다.

상기 운용 코드가 0x01이면 상기 오퍼랜드는 상기 상대 시간 명령 시퀀스를 포함할 수 있다.

상기 운용 코드는 1바이트(byte) 크기일 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 위성국의 위성 운용 방법은 오퍼랜드(operand) 및 운용 코드(Operation Code, Op Code)를 포함하는 바이트 코드를 수신하는 단계, 그리고 비행 소프트웨어에 미리 저장된 헤더를 이용하여 상기 바이트 코드에 포함되는 오퍼랜드를 처리하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 헤더는 로직을 구현하기 위한 적어도 하나의 내부 저장 공간, 상기 RTCS의 현재 상태를 나타내는 공간, 상기 RTCS의 현재 수행 위치를 나타내는 공간 및 상기 RTCS의 수행과 관련되는 시간 정보를 나타내는 공간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 운용 코드는 1바이트 크기일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 비행 소프트웨어 내에 별도의 복잡한 로직을 마련할 필요 없이 조건에 대한 판단, 분기 및 RTCS를 수행할 수 있다. 이에 따라, 조건 및 분기가 여러 부분에서 수행되더라도 비행 소프트웨어 내의 로직을 단순화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 위성 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 위성 시스템의 조건형 순차 명령 집합을 구현하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 지상국이 바이트 코드를 생성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 바이트 코드를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 RTCS를 포함하는 바이트 코드를 나타낸다.
도 6은 RTCS마다 할당되는 헤더를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 조건형 순차 명렁 집합의 상태도를 나타낸다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 위성 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 위성 시스템(10)은 위성국(100), 제1 지상국(200) 및 제2 지상국(300)을 포함한다.

제1 지상국(200)은 임무 운용 장치일 수 있고, 제2 지상국(300)은 영상 수신 장치일 수 잇다.

제1 지상국(200)은 위성국(100)에게 원격의 임무 명령을 전송하며, 위성국(100)은 수신한 임무 명령을 수행할 수 있다. 그리고, 위성국(100)은 임무 명령의 수행 결과, 예를 들면 촬영한 영상을 제2 지상국(300)에게 전송할 수 있다.

한편, 위성국(100)은 제1 지상국(200)에게 자신의 건강 상태를 포함하는 텔레메트리(telemetry)를 전송할 수 있다.

제1 지상국(200) 및 제2 지상국(300)이 별개인 것으로 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 지상국(200)과 제2 지상국(300)은 동일한 지상국일 수 있다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 위성 시스템의 조건형 순차 명령 집합을 구현하는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 지상국이 바이트 코드를 생성하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 제1 지상국(200)은 위성국(100)에게 임무 명령(CMD)을 전송하며(S200), 위성국(100)은 제1 지상국(200)에게 위성국(100)의 건강 상태를 포함하는 텔레메트리(telemetry)를 전송한다(S210). 이를 위하여, 제1 지상국(200)은 RTCS 제어 패널(Control Panel)을 포함하며, RTCS 제어 패널은 임무 명령(CMD)을 생성한다. 그리고, 위성국(100)은 비행 소프트웨어(Flight Software, FSW)를 포함하며, FSW에는 다양한 RTCS에 대한 바이트 코드로부터 생성된 헤더 파일(header file)이 미리 탑재될 수 있다.

임무 명령(CMD)은 오퍼랜드(operand) 및 운용 코드(Operation Code, Op Code)를 포함하는 바이트 코드를 포함할 수 있다. 오퍼랜드는 순차 명령 집합이 구현되는 상대 시간 명령 시퀀스(Relative Time Command Sequence, RTCS), 조건 판단, 분기, 연산 및 대입문 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

바이트 코드는 제1 지상국(200)에서 생성되어 위성국(100)으로 전송될 수 있다.

예를 들면, 도 3과 같이, 텍스트 형태로 작성된 조건형 순차 명령 집합은 컴파일러(300)에 의하여 바이트 코드로 변환될 수 있다. 이를 위하여, 컴파일러(300)는 맵퍼 관리부(Mapper Management, 310)로부터 유효한 어드레스/타입 정보를 수신하고, CMD/TLM DB(320)로부터 CMD 구조 및 텔레메트리 정보를 수신하여 텍스트 형태의 조건형 순차 명령 집합을 컴파일할 수 있다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 바이트 코드를 나타내고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 RTCS를 포함하는 바이트 코드를 나타내며, 도 6은 RTCS마다 할당되는 헤더를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 바이트 코드는 오퍼랜드(operand) 및 운용 코드(Operation Code, Op Code)를 포함한다. 여기서, 오퍼랜드는 순차 명령 집합이 구현되는 상대 시간 명령 시퀀스(Relative Time Command Sequence, RTCS), 조건 판단, 분기, 연산 및 대입문 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 운용 코드는 상기 오퍼랜드가 상대 시간 명령 시퀀스(Relative Time Command Sequence, RTCS), 조건, 분기, 연산 및 대입 중 무엇에 관한 것인지를 표시할 수 있다. 여기서, 운용 코드는 1바이트 크기일 수 있다.

도 5를 참조하면, RTCS를 포함하는 바이트 코드의 오퍼랜드는 델타 타임(delta time) 필드, 명령 번호(CMD NO.) 필드 및 HEX 필드를 포함한다. 그리고, 운용 코드는 델타 타임 필드 앞에 추가될 수 있다. RTCS에 부가되는 운용 코드는 CMD 운용 코드 또는 CMD Op 코드와 혼용될 수 있다. 운용 코드는, 예를 들면 "0x01"나타낼 수 있다.

본 명세서에서, 오퍼랜드가 RTCS를 포함하는 바이트 코드는 명령(command) 바이트 코드와 혼용될 수 있으며, 오퍼랜드가 조건 판단, 분기, 연산 및 대입 중 적어도 하나를 포함하는 바이트 코드는 비명령(Non Command) 바이트 코드와 혼용될 수 있다.

바이트 코드의 앞단에 추가된 필드(즉, 운용 코드)가 "0x01"을 나타내는 경우, 위성국(100)은 해당 바이트 코드를 RTCS를 위한 바이트 코드인 것으로 판단할 수 있다. 바이트 코드의 앞단에 추가된 필드가 "0x01"외의 값인 경우, 위성국(100)은 해당 바이트 코드를 비명령 바이트 코드인 것으로 판단하고, 각 운용 코드에 따라 오퍼랜드를 해석할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 명령의 순차 실행을 보장하기 위하여, 순차 명령이 아닌 운용 코드까지는 RTCS가 Activated로 변환되는 방식을 그대로 이용함으로써 각 영역별 명령의 순차 실행을 보장할 수 있다. 즉, 위성국(100)은 비명령 바이트 코드의 운용 코드에 도달하기 전까지 RTCS의 명령을 순차적으로 실행할 수 있다. 이때, 기본적으로 Activated로 변환된 마지막 명령의 예상 실행 시간까지 해당 순차 명령 집합은 Pending되도록 할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 특정 위치로 분기하기 위해서는 순차 명령 집합을 서술하는 단계에서 라벨(label)을 정의하며, 분기하는 경우 라벨을 기술할 수 있다. 이 정보는 컴파일 단계에서 실제 운용 코드의 위치로 재해석될 수 있다.

또한, 간단한 로직의 구현을 위한 특정 저장 공간은 헤더 부분에 배치될 수 있다.

도 6을 참조하면, 각 헤더는 로직 구현을 위한 내부 저장 공간(G1 내지 G4), 현재의 조건형 순차 명령 집합의 상태를 나타내는 상태 필드, 현재의 수행 위치를 나타내는 current pointer 필드, 수행 시간에 관한 정보를 나타내는 제1 시간 필드 및 제2 시간 필드를 포함한다. G1 내지 G4, 상태 필드, current pointer 필드, 제1 시간 필드 및 제2 시간 필드 각각은 4바이트의 크기일 수 있다. G1 내지 G4는 조건형 순차 명령 집합 내부에서 카운터로 사용되거나, 지상 명령에 의해 로직 내에서 쓰이는 값의 변경 등을 위해 사용될 수 있다. 상태 필드는 현재 조건형 순차 명령 집합의 동작 상태를 표시하며, 위성국(100)의 스케줄러는 이를 이용하여 해당 조건형 순차 명령 집합에 대한 처리 여부를 파악할 수 있다. 그리고, 제1 시간 필드 및 제2 시간 필드는 조건형 순차 명령 집합의 수행과 관련된 시간 정보를 저장하며, 해당 명령이 Activated로 변경될 경우 마지막 명령의 실행 시간(절대 시간)을 기록하거나, 조건문에 대한 처리가 끝난 시간을 기록할 수 있다.

이러한 헤더에 관한 정보는 위성국(100)으로부터 제1 지상국(200)으로 텔레메트리로 전송되며, 제1 지상국(200)은 현재 조건형 순차 명령 집합의 상태를 모니터링할 수 있다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 조건형 순차 명렁 집합의 상태도를 나타낸다.

도 7을 참조하면, Empty는 아직 조건형 순차 명령 집합이 로드되지 않은 상태이다. Ready는 지상 명령 또는 소프트웨어 빌드를 통해 조건형 순차 명령 집합이 적재된 상태이다. Activated는 활성화 명령에 의해 해당 조건형 순차 명령 집합이 수행 중인 상태이다.

위성국(100)은 매 사이클마다 각 헤더에서 상태를 확인한다.

Activated 상태에서 Wait For Time인 경우, 위성국(100)은 해당 시간까지 해석을 수행하지 않는다.

그리고, Wait For Condition인 경우, 위성국(100)은 current pointer의 내용을 수행한다.

연속된 순차 명령은 동시에 Activated 상태로 변환될 수 있으며, 기존과 동일한 방식의 연속된 순차 명령에 대해서는 각 명령 간의 델타 타임이 보장되어야 한다. 연속된 순차 명령이 Activated로 변환되면, 위성국(100)은 가장 마지막 명령의 수행 시간을 헤더에 기록하며, Wait For Time으로 상태를 변경한다.

조건문에 의해 Pending되는 경우 Wait For Condition이 되며, 위성국(100)은 다음 사이클에 해당 조건을 다시 판단하게 된다.

한번에 실행 가능한 운용 코드의 수는 제한될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

지상국의 위성 운용 방법에 있어서,
오퍼랜드(operand) 및 운용 코드(Operation Code, Op Code)를 포함하는 바이트 코드를 생성하는 단계,
상기 바이트 코드를 위성으로 전송하는 단계
를 포함하며,
상기 바이트 코드는 상기 오퍼랜드가 순차 명령 집합이 구현되는 상대 시간 명령 시퀀스(Relative Time Command Sequence, RTCS)를 포함하는 명령 바이트 코드 또는 상기 오퍼랜드가 조건 판단, 분기, 연산 및 대입문 중 적어도 하나를 포함하는 비명령 바이트 코드이고,
상기 바이트 코드에 포함되는 오퍼랜드는 비행 소프트웨어에 미리 저장된 헤더를 이용하여 처리되며,
상기 헤더는 로직을 구현하기 위한 적어도 하나의 내부 저장 공간, 상기 RTCS의 현재 상태를 나타내는 공간, 상기 RTCS의 현재 수행 위치를 나타내는 공간 및 상기 RTCS의 수행과 관련되는 시간 정보를 나타내는 공간 중 적어도 하나를 포함하는 위성 운용 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 운용 코드는 상기 오퍼랜드가 상대 시간 명령 시퀀스(Relative Time Command Sequence, RTCS), 조건 판단, 분기, 연산 및 대입 중 무엇에 관한 것인지를 표시하는 위성 운용 방법.
제3항에 있어서,
상기 운용 코드가 0x01이면 상기 오퍼랜드는 상기 상대 시간 명령 시퀀스를 포함하는 위성 운용 방법.
제1항에 있어서,
상기 운용 코드는 1바이트(byte) 크기인 위성 운용 방법.
위성국의 위성 운용 방법에 있어서,
오퍼랜드(operand) 및 운용 코드(Operation Code, Op Code)를 포함하는 바이트 코드를 수신하는 단계, 그리고
비행 소프트웨어에 미리 저장된 헤더를 이용하여 상기 바이트 코드에 포함되는 오퍼랜드를 처리하는 단계
를 포함하며,
상기 바이트 코드는 상기 오퍼랜드가 순차 명령 집합이 구현되는 상대 시간 명령 시퀀스(Relative Time Command Sequence, RTCS)를 포함하는 명령 바이트 코드 또는 상기 오퍼랜드가 조건 판단, 분기, 연산 및 대입문 중 적어도 하나를 포함하는 비명령 바이트 코드이고,
상기 헤더는 로직을 구현하기 위한 적어도 하나의 내부 저장 공간, 상기 RTCS의 현재 상태를 나타내는 공간, 상기 RTCS의 현재 수행 위치를 나타내는 공간 및 상기 RTCS의 수행과 관련되는 시간 정보를 나타내는 공간 중 적어도 하나를 포함하는 위성 운용 방법.
삭제
제6항에 있어서,
상기 운용 코드는 상기 오퍼랜드가 상대 시간 명령 시퀀스(Relative Time Command Sequence, RTCS), 조건 판단, 분기, 연산 및 대입 중 무엇에 관한 것인지를 표시하는 위성 운용 방법.
제8항에 있어서,
상기 운용 코드가 0x01이면 상기 오퍼랜드는 상기 상대 시간 명령 시퀀스를 포함하는 위성 운용 방법.
삭제
제6항에 있어서,
상기 운용 코드는 1바이트 크기인 위성 운용 방법.