KR20080003296A - A method and apparatus for determining geo satellite attitude and orbit using multiple ground based gps signal transceivers - Google Patents

A method and apparatus for determining geo satellite attitude and orbit using multiple ground based gps signal transceivers Download PDF

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KR20080003296A
KR20080003296A KR1020070133556A KR20070133556A KR20080003296A KR 20080003296 A KR20080003296 A KR 20080003296A KR 1020070133556 A KR1020070133556 A KR 1020070133556A KR 20070133556 A KR20070133556 A KR 20070133556A KR 20080003296 A KR20080003296 A KR 20080003296A
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박근주
주광혁
박영웅
이훈희
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한국항공우주연구원
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Abstract

A method and an apparatus for determining GEO stationary satellite attitude and orbit using multiple ground based GPS signal transceivers are provided to determine the attitude and the position of a GEO stationary satellite using the GPS signal transmitted from the multiple ground based GPS transceivers. According to an apparatus for determining GEO stationary satellite attitude and orbit, a number of ground base stations transmit a GPS signal by being installed on the ground. A number of antennas receive the GPS signal by being installed on a stationary satellite. A calculation part calculates the attitude and orbit of the GEO stationary satellite by analyzing the GPS signal received by the antennas.

Description

복수의 지상기지국에서 송출되는 ＧＰＳ신호를 이용한 정지궤도 위성의 자세 및 위치 결정 방법과 그 장치{A method and apparatus for determining GEO satellite attitude and orbit using multiple ground based GPS signal transceivers}A method and apparatus for determining GEO satellite attitude and orbit using multiple ground based GPS signal transceivers using GPS signals transmitted from multiple ground base stations

본 발명은 정지궤도 위성의 자세 및 위치 결정 방법에 관한 것으로서 특히 복수의 지상기지국에서 송출되는 GPS 신호를 이용하여 정지궤도 위성의 자세 및 위치 결정할 수 있는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for determining the attitude and position of a geostationary satellite, and more particularly, to a method and an apparatus capable of determining the position and position of a geostationary satellite using GPS signals transmitted from a plurality of ground base stations.

일반적으로 널리 사용되고 있는 본 발명 관련분야의 종래기술은 중궤도 상에 위치한 복수의 GPS 위성으로부터 송출되는 GPS 신호를 이용하여 지상 및 저궤도 상에서 위치 정보를 결정하는 것으로 지리정보, 물류, 교통, 항공운항, 저궤도 위성의 궤도 결정 등에 응용되고 있다. BACKGROUND ART Conventionally, the related art of the present invention, which is widely used, determines position information on the ground and the low orbit using GPS signals transmitted from a plurality of GPS satellites located on the mid-orbit, and includes geographical information, logistics, traffic, air navigation, It is applied to the orbital determination of low orbit satellites.

한편, GPS 신호를 실어 나르는 반송파의 위상을 측정함으로써 위치 결정 정보의 정확성을 높이고 있다. 이와 함께, 복수의 안테나를 이용하여 GPS 신호 반송 파의 위상차를 측정하여 3축 자세를 결정하는 연구가 진행되고 있다. On the other hand, the accuracy of the positioning information is improved by measuring the phase of a carrier carrying a GPS signal. In addition, a study of determining a three-axis attitude by measuring a phase difference of a GPS signal carrier using a plurality of antennas has been conducted.

그러나, 상술한 종래의 기술은 상기 중궤도에 위치하는 GPS 위성을 필요로 하여 중궤도 보다 높은 위치에서 공전하는 정지궤도 위성에 적용함에 있어 기술적으로 해결해야할 문제점이 있었다.However, the above-described conventional technology requires a GPS satellite located in the mid-orbit and has a problem to be solved technically in applying to a geostationary satellite that revolves at a position higher than the mid-orbit.

대표적인 것이 수신 가능한 신호의 부족인데, 상기 GPS위성이 지구 반대편에 있는 경우에만 상기 정지궤도 위성이 지구의 가장자리에 있을 때, GPS신호를 수신할 수 있기 때문에, 상기 정지궤도위성의 자세와 위치를 실시간으로 결정할 수 없는 문제점이 있었다.A typical example is the lack of a receivable signal. Since the geostationary satellite is at the edge of the earth only when the GPS satellite is on the other side of the earth, the GPS signal can be received. There was a problem that could not be determined.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서 복수의 지상기지국에서 송출되는 GPS 신호를 이용하여 정지궤도 위성의 자세 및 위치 결정할 수 있는 방법 및 그 장치에 의해 상기 정지궤도위성의 자세와 위치를 중단없이 정확하게 결정할 수 있는 방법 및 장치를 제공함에 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problem, and the method and apparatus for determining the attitude and position of the geostationary satellite using GPS signals transmitted from a plurality of ground base stations without interrupting the attitude and position of the geostationary satellite It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus capable of accurately determining.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 복수의 지상기지국에 송출되는 GPS신호를 정지궤도 위성의 수신기가 수신하여 상기 정지궤도 위상의 위치를 결정 방법으로서, 의사 거리 측정치의 관계식에 의해 정지궤도 위성의 위치를 결정하는 단계와, 상기 관계식의 해의 변화가 임계치 이내로 수렴할 때까지 반복적으로 연산을 행하는 단계를 포함하는 정지궤도 위성의 위치 결정 방법과, 상기 단계 후 시선 벡터를 결정하는 단계와, 이를 이용하여 상기 정지궤도 위상의 자세변환행렬(A)를 결정하는 단계를 포함하는 복수의 지상 기지국에서 송출되는 GPS 신호를 이용한 정지궤도 위성의 자세 결정 방법 및 장치에 특징이 있다..In order to achieve the above object, the present invention relates to a method of determining a position of the geostationary phase by receiving a GPS signal transmitted to a plurality of ground base stations by a receiver of a geostationary satellite. Determining a position of the geostationary orbiting satellite, and determining the gaze vector after the step; and using the same, repeatedly performing a calculation until a change in the solution of the relation converges within a threshold. And a method and apparatus for determining the attitude of a geostationary satellite using GPS signals transmitted from a plurality of terrestrial base stations, including determining the attitude transformation matrix (A) of the geostationary phase.

종래의 경우 중궤도에 위치하는 GPS 위성을 필요로 하여 상기 GPS위성이 기능을 다하지 못하는 경우 상기 정지궤도위성의 자세와 위치를 결정할 수 없는 문제 점이 있었으나, In the related art, a GPS satellite located in a mid-orbit requires a GPS satellite that fails to function. However, the attitude and position of the geostationary satellite may not be determined.

이상 상술한 바와 같이 복수의 지상 기지국에서 송출되는 GPS 신호를 이용하여 정지궤도 위성의 자세 및 위치 결정할 수 있는 방법 및 그 장치인 본 발명에의해 상기 정지궤도위성의 자세와 위치를 중단없이 정확하게 결정할 수 있는 효과가 있다.As described above, the attitude and position of the geostationary satellite can be accurately determined without interruption by the present invention, which is a method and a device capable of determining the attitude and position of the geostationary satellite using GPS signals transmitted from a plurality of terrestrial base stations. It has an effect.

본 발명은 상술한 바와 같이 복수개의 지상 기지국에서 송신되는 GPS 신호를 정지궤도 위성이 수신하여 상기 정지궤도 위성의 자세 및 위치를 결정하는 것으로서, 이하 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.The present invention determines the attitude and position of the geostationary satellite by receiving a GPS signal transmitted from a plurality of terrestrial base station as described above, will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선 본 발명의 정지궤도 위성의 위치와 자세를 결정하는 장치(100)에 대해 설명한다.First, an apparatus 100 for determining the position and attitude of the geostationary satellite is described.

본 발명의 장치는 청구항 제 3 항에 나타나 있는 바와 같이 지상에 장치되어 GPS 신호를 송신하는 다수개의 지상 기지국(110)과, 상기 정지 궤도 위성에 다수개 장치되어 상기 GPS 신호를 수신하는 안테나(120)와, 상기 안테나에서 수신된 GPS 신호를 분석하여 상기 정지궤도위성의 자세와 위치를 산출하는 연산부(130)를 포함한다.The apparatus of the present invention includes a plurality of terrestrial base stations 110 installed on the ground and transmitting GPS signals as shown in claim 3, and an antenna 120 mounted on the geostationary satellite and receiving the GPS signals. And an arithmetic unit 130 for analyzing the GPS signal received from the antenna and calculating the attitude and position of the geostationary satellite.

즉, 앞서 설명한 바와 같이 종래에는 중궤도에 배치되어 있는 GPS 위성을 이용하여 정지궤도 위성의 위치를 결정하였으나, 본 발명은 다수개의 지상 기지국(110)에서 GPS 신호를 송신한 후 상기 GPS 신호를 정지궤도 위성의 안테나(120)가 수신하게 된다.That is, as described above, in the prior art, the position of the geostationary satellite is determined using the GPS satellites arranged in the mid-orbit, but the present invention stops the GPS signals after transmitting the GPS signals from a plurality of terrestrial base stations 110. The antenna 120 of the orbiting satellite is to be received.

상기 안테나(120)는 다수개가 장치되는데, 예를 들어 4개를 장치한 경우 상기 4개의 안테나 상호간에 거리 차이로 인해 수신되는 GPS 신호의 위상차이가 발생하게 된다.A plurality of antennas 120 are installed. For example, when four devices are installed, a phase difference of a received GPS signal occurs due to a distance difference between the four antennas.

이러한 위상차이를 이용하여 정지궤도 위성의 자세 즉, 3축 자세를 결정하게 된다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.The phase difference is used to determine the attitude of the geostationary satellite, that is, the three-axis attitude. This will be described later.

한편, 상기 수신된 GPS 신호는 상기 연산부(130)에서 소정의 연산 과정을 수행하여 상기 정지궤도 위성의 위치와 자세를 결정하게 된다.Meanwhile, the received GPS signal determines a position and attitude of the geostationary orbit satellite by performing a predetermined calculation process on the calculation unit 130.

이러한 본 발명에 의해 종래와 같이 중궤도에 위치하는 GPS 위성을 필요로 하지 않아 안정적인 위치 및 자세 결정을 할 수 있게 되는 것이다.According to the present invention, it is possible to perform stable position and attitude determination without requiring a GPS satellite located in the middle track as in the prior art.

한편 상기 연산부(130)는 컴퓨터등을 예로 들 수 있으며, 상기 연산부(130)에 대한 일반적인 구성은 널리 알려져 있는 관계로 자세한 설명은 생략한다.On the other hand, the operation unit 130 may be a computer, for example, the general configuration of the operation unit 130 is well known, so detailed description thereof will be omitted.

이하 상기 연산부(130)에 의해 정지궤도 위성의 자세와 위치를 결정할 수 있는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of determining the attitude and position of the geostationary satellite by the calculating unit 130 will be described.

우선 본 발명의 정지궤도 위성의 위치를 결정하는 방법(S100)에 대해 설명한다.First, a method (S100) of determining the position of the geostationary satellite according to the present invention will be described.

첫번째 단계(S110)는 다음의 수학식1을 이용하여 의사 거리 측정치(

Figure 112007091142604-PAT00001
)와 관련된 관계식을 구하는 단계이다.The first step (S110) is a pseudo distance measurement value (Equation 1).
Figure 112007091142604-PAT00001
This step is to find a relation related to).

[수학식1][Equation 1]

Figure 112007091142604-PAT00002
Figure 112007091142604-PAT00002

이때,

Figure 112007091142604-PAT00003
는 의사 거리 측정치,
Figure 112007091142604-PAT00004
는 i번째 지상 기지국의 위치,
Figure 112007091142604-PAT00005
는 정지궤도 위성의 위치,
Figure 112007091142604-PAT00006
는 정지궤도 위성의 수신기의 시계오차,
Figure 112007091142604-PAT00007
는 의사 거리 등가 오차를 말한다.At this time,
Figure 112007091142604-PAT00003
Is a pseudo distance measure,
Figure 112007091142604-PAT00004
Is the location of the i-th ground base station,
Figure 112007091142604-PAT00005
Is the position of the geostationary satellite,
Figure 112007091142604-PAT00006
Is the clock error of the receiver of the geostationary satellite,
Figure 112007091142604-PAT00007
Says pseudo distance equivalent error.

이때 상기 의사 거리 측정치(

Figure 112007091142604-PAT00008
)라고 하는 것은 GPS 신호를 수신하는 수신기 즉, 본 발명에서는 상기 GPS 신호를 수신하는 안테나를 포함하는 정지궤도 위성과 상기 GPS 신호를 송신하는 지상 기지국과의 측정 거리에 오차를 포함한 측정치를 말한다.At this time, the pseudo distance measurement (
Figure 112007091142604-PAT00008
) Refers to a measurement value including an error in a measurement distance between a geostationary satellite including a receiver for receiving a GPS signal, that is, an antenna for receiving the GPS signal and a terrestrial base station transmitting the GPS signal.

이때 상기 오차는 전리층과 대류층에 의한 오차, 수신기와 위성 시계에 의한 오차등을 일컫는다.In this case, the error refers to an error caused by the ionosphere and the convective layer, and an error caused by the receiver and the satellite clock.

상술한 수학식1의 관계식을 이용하여 정지궤도 위성의 위치를 결정하는 단계(S120)를 수행한다.The step S120 of determining the position of the geostationary satellite is performed using the relational expression of Equation 1 described above.

상기 단계(S120)에서는 상기 의사 거리 측정치(

Figure 112007091142604-PAT00009
) 및 정지궤도 위성의 위치를 나타내는
Figure 112007091142604-PAT00010
에 대해 임의의 초기치를 설정하여 입력한 후 상기 입 력된 초기치에 의해 산출된
Figure 112007091142604-PAT00011
및
Figure 112007091142604-PAT00012
의 값의 변화가 이미 설정되어 있는 임계치 이내로 수렴할 때까지 반복적으로 연산을 하게 된다.In the step S120, the pseudo distance measurement (
Figure 112007091142604-PAT00009
) And geostationary satellite position
Figure 112007091142604-PAT00010
Is calculated by the inputted initial value after setting and inputting an initial value for
Figure 112007091142604-PAT00011
And
Figure 112007091142604-PAT00012
The operation is repeated until the change of the value converges to within the preset threshold.

즉, 일종의 trial-error method법을 이용하는 것으로서 상술된 바와 같은 초기치를 입력하여 해를 구하고 상기 구해진 해에 의해 다시 또 다른 해를 구하는 단계를 반복하면서 상기 구해진 해의 변화가 이미 설정되어 있는 임계치 이내로 수렴할때까지 계속 반복하는 것이다.In other words, by using a kind of trial-error method, inputting the initial values as described above to find a solution, and repeating the steps of obtaining another solution by the obtained solution again, the convergence of the obtained solution converges within a predetermined threshold. Keep repeating until

한편 상기 임계치는 소정의 정확도에 의해 결정되는 값으로서, 필요한 정확도에 따라 설정하면 된다.On the other hand, the threshold is a value determined by predetermined accuracy, and may be set according to the required accuracy.

이와 같은 방법(S100)에 의해 정지궤도 위성의 위치를 결정할 수 있게 된다.By this method (S100) it is possible to determine the position of the geostationary satellite.

이하 상기 정지궤도 위성의 자세를 결정하는 방법(S200)에 대해 설명한다.Hereinafter, a method (S200) of determining the attitude of the geostationary satellite will be described.

우선 앞서 설명한 바와 같은 수학식1에 의해 정지궤도 위성의 위치를 결정하는 단계(S110,S120)을 수행하여 정지궤도 위성의 위치인 x,y,z값을 결정하는 단계(S210)를 수행한다.First, the steps of determining the positions of the geostationary satellites (S110 and S120) are performed by using Equation 1 as described above to determine the x, y and z values of the geostationary satellites (S210).

상기 단계(S210)를 수행한 후 다음의 수학식2에 의해 시선벡터

Figure 112007091142604-PAT00013
를 결정하는 단계(S220)를 수행한다.After performing the step (S210), the gaze vector by the following equation (2)
Figure 112007091142604-PAT00013
To determine the step (S220).

[수학식2][Equation 2]

Figure 112007091142604-PAT00014
Figure 112007091142604-PAT00014

단

Figure 112007091142604-PAT00015
는 j번째 지상 기지국의 위치only
Figure 112007091142604-PAT00015
Is the location of the jth terrestrial base station

Figure 112007091142604-PAT00016
는 정지궤도 위성의 위치
Figure 112007091142604-PAT00016
Is the position of a geostationary satellite

상기 단계(S220)에 의해

Figure 112007091142604-PAT00017
값을 산출한 후 정지궤도 위성의 자세변환행렬(A)의 결정하는 단계(S230)를 수행한다.By the step (S220)
Figure 112007091142604-PAT00017
After calculating the value, the step S230 of determining the attitude transformation matrix A of the geostationary satellite is performed.

상기 단계(S230)는 다음의 수학식3에 의해 상기 자세변환행렬(A)를 결정하게 된다.In the step S230, the posture transformation matrix A is determined by Equation 3 below.

[수학식3][Equation 3]

Figure 112007091142604-PAT00018
Figure 112007091142604-PAT00018

단

Figure 112007091142604-PAT00019
는 위상차 측정값,
Figure 112007091142604-PAT00020
는 기저벡터
Figure 112007091142604-PAT00021
의 전치벡터, A : 정지궤도 위성의 자세를 나타내는 변환행렬,
Figure 112007091142604-PAT00022
는 시선벡터,
Figure 112007091142604-PAT00023
는 kalman filter에 의해 정해지는 불확실 정수,
Figure 112007091142604-PAT00024
는 선편향 오차이다.only
Figure 112007091142604-PAT00019
Is the phase difference measurement,
Figure 112007091142604-PAT00020
Vector
Figure 112007091142604-PAT00021
Transpose vector of A, transformation matrix representing attitude of geostationary orbit satellite,
Figure 112007091142604-PAT00022
Vector eyeball,
Figure 112007091142604-PAT00023
Is the uncertain integer determined by the kalman filter,
Figure 112007091142604-PAT00024
Is the line deflection error.

이때 상기

Figure 112007091142604-PAT00025
불확실 정수로서 kalman filter 또는 통계적 방법등에 의해 정해진다.At this time
Figure 112007091142604-PAT00025
Uncertain integer, determined by kalman filter or statistical method.

먼저 kalman filter를 이용하는 방법은 널리 알려져 있는 바와 같이 상태 변 수로서 불확실 정수 및 결정될 위치에 관련된 트랙킹 필터가 제공되며, 기준측에 대한 위치 결정 측에서의 위상 축적값의 이중 위상차가 관측량이 되며, 각각의 시간에 상기 상태변수들이 업데이트되는 관측이 이루어지게 된다.First, the method using the kalman filter, as is well known, is provided with a tracking filter related to an uncertain integer as a state variable and a position to be determined, and a double phase difference of the phase accumulation value on the positioning side with respect to the reference side becomes an observation amount, each time. An observation is made in which the state variables are updated.

한편 상기 불확실 정수를 결정하는 또 다른 방법으로서 상기 이중 위상차에 관련된 불확실 정수는 상기 불확실 정수를 포함하는 반송파의 이중 위상차를 이용하여 최소 제곱법에 의해 찾을 수 있다.Meanwhile, as another method of determining the uncertainty constant, the uncertainty parameter related to the double phase difference may be found by the least square method using the double phase difference of the carrier including the uncertainty constant.

이와 같은 내용은 공지된 내용(한국 공개 특허 10-2006-56413, 10-2001-8320등 참조)으로서 자세한 설명은 생략한다.Such details are well known contents (see Korean Patent Laid-Open Publication Nos. 10-2006-56413, 10-2001-8320, etc.), and detailed descriptions thereof will be omitted.

한편 상기 위상차 측정값

Figure 112007091142604-PAT00026
은 앞서 설명한 바와 같이 정지궤도 위성에 부착되어 있는 복수의 안테나에 수신되는 GPS 신호 반송파들의 위상차를 말한다.Meanwhile the phase difference measured value
Figure 112007091142604-PAT00026
As described above, refers to a phase difference between GPS signal carriers received by a plurality of antennas attached to a geostationary satellite.

즉, 상기 정지궤도 위성에 복수개 예를 들어 4개의 안테나를 설치한 경우 상기 안테나에 수신되는 GPS 신호는 상기 안테나 상호 간의 거리의 차이로 인해 위상차가 발생하게 된다.That is, when a plurality of antennas, for example, four antennas are installed in the geostationary satellite, a phase difference occurs due to a difference in distance between the antennas of the GPS signals received by the antennas.

이러한 위상차를 측정하여 정지궤도 위성의 자세변환행렬(A)를 결정할 수 있게 된다.By measuring this phase difference, the attitude transformation matrix A of the geostationary satellite can be determined.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 다수의 지상 기지국에서 송신하는 GPS 신호를 정지궤도 위성에서 수신하여 위치와 자세를 결정하는데, 상기 자세를 결정함에 의해 앞서 설명한 다수개의 안테나가 수신하는 GPS 신호의 위상차를 측정하여 결정하게 된다.As described above, the present invention determines a position and a posture by receiving GPS signals transmitted from a plurality of terrestrial base stations from a geostationary orbit satellite. By determining the posture, the phase difference between the GPS signals received by the plurality of antennas described above is measured. Will be decided.

Claims (3)

복수의 지상기지국에서 송출되는 GPS 신호를 정지궤도 위성의 수신기가 수신하여 상기 정지궤도 위성의 위치를 결정 방법으로서,A method for determining the position of the geostationary satellite by receiving a GPS signal transmitted from a plurality of ground base stations by a receiver of the geostationary satellite, (1) 다음의 수학식1을 이용하여 의사 거리 측정치와 관련된 관계식을 구하는 단계와,(1) obtaining a relational expression related to a pseudo distance measurement value using Equation 1 below; [수학식1][Equation 1]
Figure 112007091142604-PAT00027
Figure 112007091142604-PAT00027
 단
Figure 112007091142604-PAT00028
는 의사 거리 측정치only
Figure 112007091142604-PAT00028
Doctor distance measure
Figure 112007091142604-PAT00029
는 i번째 지상 기지국의 위치
Figure 112007091142604-PAT00029
Is the location of the ith terrestrial base station
Figure 112007091142604-PAT00030
는 정지궤도 위성의 위치
Figure 112007091142604-PAT00030
Is the position of a geostationary satellite
Figure 112007091142604-PAT00031
는 정지궤도 위성의 수신기의 시계오차
Figure 112007091142604-PAT00031
Is the clock error of the receiver of a geostationary satellite.
Figure 112007091142604-PAT00032
는 의사 거리 등가 오차
Figure 112007091142604-PAT00032
The pseudo-distance equivalence error (2) 상기
Figure 112007091142604-PAT00033
및
Figure 112007091142604-PAT00034
에 대해 초기치를 설정한 후 상기 수학식1에 의한
Figure 112007091142604-PAT00035
및
Figure 112007091142604-PAT00036
의 값의 변화가 임계치 이내로 수렴할 때까지 반복적으로 연산을 행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 지상기지국에서 송출되는 GPS 신호를 이용한 정지궤도 위성의 위치 결정 방법(2) above
Figure 112007091142604-PAT00033
And
Figure 112007091142604-PAT00034
After setting the initial value for the equation (1)
Figure 112007091142604-PAT00035
And
Figure 112007091142604-PAT00036
Iteratively calculating until the change in the value of the convergence within a threshold method comprising the geostationary satellite positioning method using a GPS signal transmitted from a plurality of ground base stations 복수의 지상기지국에서서 송출되는 GPS 신호를 정지궤도 위성의 수신기가 수신하여 상기 정지궤도 위성의 자세를 결정 방법으로서,A method for determining the attitude of the geostationary satellite by receiving a GPS signal transmitted from a plurality of ground base stations by the receiver of the geostationary satellite, (1) 다음의 수학식1을 이용하여 의사 거리 측정치와 관련된 관계식을 구하는 단계와,(1) obtaining a relational expression related to a pseudo distance measurement value using Equation 1 below; [수학식1][Equation 1]
Figure 112007091142604-PAT00037
Figure 112007091142604-PAT00037
 단
Figure 112007091142604-PAT00038
는 의사 거리 측정치only
Figure 112007091142604-PAT00038
Doctor distance measure
Figure 112007091142604-PAT00039
는 i번째 지상 기지국의 위치
Figure 112007091142604-PAT00039
Is the location of the ith terrestrial base station
Figure 112007091142604-PAT00040
는 정지궤도 위성의 위치
Figure 112007091142604-PAT00040
Is the position of a geostationary satellite
Figure 112007091142604-PAT00041
는 정지궤도 위성의 수신기의 시계오차
Figure 112007091142604-PAT00041
Is the clock error of the receiver of a geostationary satellite.
Figure 112007091142604-PAT00042
는 의사 거리 등가 오차
Figure 112007091142604-PAT00042
The pseudo-distance equivalence error (2) 상기
Figure 112007091142604-PAT00043
및
Figure 112007091142604-PAT00044
에 대해 초기치를 설정한 후 상기 수학식1에 의 한
Figure 112007091142604-PAT00045
및
Figure 112007091142604-PAT00046
의 값의 변화가 임계치 이내로 수렴할 때까지 반복적으로 연산을 행하는 단계와,(2) above
Figure 112007091142604-PAT00043
And
Figure 112007091142604-PAT00044
After setting the initial value for the
Figure 112007091142604-PAT00045
And
Figure 112007091142604-PAT00046
Performing the operation repeatedly until the change of the value converges to within the threshold value; (3) 다음의 수학식2에 의해 시선 벡터
Figure 112007091142604-PAT00047
를 구하는 단계와,(3) A gaze vector by the following equation (2)
Figure 112007091142604-PAT00047
To obtain the step, [수학식2][Equation 2]
Figure 112007091142604-PAT00048
Figure 112007091142604-PAT00048
 단
Figure 112007091142604-PAT00049
는 j번째 지상 기지국의 위치only
Figure 112007091142604-PAT00049
Is the location of the jth terrestrial base station
Figure 112007091142604-PAT00050
는 정지궤도 위성의 위치
Figure 112007091142604-PAT00050
Is the position of a geostationary satellite (4) 상기 단계에 의해 산출된 의사 거리 측정치
Figure 112007091142604-PAT00051
및 시선 벡터
Figure 112007091142604-PAT00052
와, 다음의 수학식3에 의해 상기 정지궤도 위상의 자세변환행렬(A)을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 지상 기지국에서 송출되는 GPS 신호를 이용한 정지궤도 위성의 자세 결정 방법(4) pseudo range measurement value calculated by the above step
Figure 112007091142604-PAT00051
And gaze vector
Figure 112007091142604-PAT00052
And determining the attitude transformation matrix (A) of the geostationary phase according to Equation 3 below. 3. A method of determining the attitude of a geostationary satellite using GPS signals transmitted from a plurality of terrestrial base stations [수학식3][Equation 3]
Figure 112007091142604-PAT00053
Figure 112007091142604-PAT00053
 단
Figure 112007091142604-PAT00054
는 위상차 측정값,only
Figure 112007091142604-PAT00054
Is the phase difference measurement,
Figure 112007091142604-PAT00055
는 기저벡터
Figure 112007091142604-PAT00056
의 전치벡터
Figure 112007091142604-PAT00055
Vector
Figure 112007091142604-PAT00056
Transpose vector A : 정지궤도 위성의 자세를 나타내는 변환행렬     A: transformation matrix representing the attitude of the geostationary satellite
Figure 112007091142604-PAT00057
는 시선벡터
Figure 112007091142604-PAT00057
Eyeballs vector
Figure 112007091142604-PAT00058
는 kalman filter에 의해 정해지는 불확실 정수
Figure 112007091142604-PAT00058
Is an uncertain integer determined by the kalman filter
Figure 112007091142604-PAT00059
는 선편향 오차
Figure 112007091142604-PAT00059
Is the line deflection error 청구항 제 1 항 또는 청구항 제 2 항에 기재된 방법에 의해 정지궤도위성의 위치와 자세를 결정하는 장치로서,An apparatus for determining the position and attitude of a geostationary orbit satellite by the method according to claim 1 or 2, 지상에 장치되어 GPS 신호를 송신하는 다수개의 지상 기지국과,A plurality of terrestrial base stations installed on the ground and transmitting GPS signals, 상기 정지 궤도 위성에 다수개 장치되어 상기 GPS 신호를 수신하는 안테나와,A plurality of antennas installed in the geostationary orbit satellite to receive the GPS signals; 상기 안테나에서 수신된 GPS 신호를 분석하여 상기 정지궤도위성의 자세와 위치를 산출하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 지상 기지국에서 송출되는 GPS 신호를 이용한 정지궤도 위성의 자세 및 위치 결정 장치.And a calculation unit configured to calculate the attitude and position of the geostationary satellite by analyzing the GPS signals received from the antennas.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102539003B1 (en) * 2022-07-29 2023-06-01 한화시스템 주식회사 Operating method for satellite and operating system for satellite

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102539003B1 (en) * 2022-07-29 2023-06-01 한화시스템 주식회사 Operating method for satellite and operating system for satellite

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