KR20130072565A - 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템 - Google Patents

시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 지상 장비; 상기 지상 장비와 연결되어, 상기 지상 장비로부터의 명령을 처리하고, 상기 지상 장비로 텔레메트리를 생성 및 전송하는 모사시스템; 및 위성의 동작을 포함하는 시나리오를 사용자로부터 입력받아 상기 모사시스템에 입력하는 시나리오부;를 포함하는 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템을 제공한다.

Description

시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템{Scenario-based Simulation System of Satellite Flight Software}
본 발명은 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 위성 개발 시 지상 장비의 개발, 검증 과정을 보다 용이하게 하는 것이 가능한, 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 위성의 임무를 성공적으로 수행하지 못하였을 시, 막대한 손실이 발생한다. 위성을 우주공간에 진입시키면 유지보수가 어렵고 추가적인 보완이 사실상 불가능하다는 특성상 시뮬레이션을 통하여 다양한 실험을 반복적으로 수행하여 완벽한 상태에서 발사하게 된다. 이를 위해 위성 고유의 특성 및 업무에 특화된 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어를 개발하여 실험에 이용하고 있다.
그런데, 기존의 위성탑재컴퓨터를 모사하는 위성탑재컴퓨터 시뮬레이터의 환경에서 위성비행소프트웨어를 구동하는 방법은 실제 위성에 탑재될 위성탑재컴퓨터에 대한 시뮬레이션하는 것이므로, 위성비행소프트웨어의 동작을 거의 대부분을 모사할 수 있다는 장점이 있으나, 이 과정까지의 시간이 길어, 지상 장비 개발이 늦어 질 수 있으며, 모사 시스템을 구축하는 것 역시 복잡했다. 그뿐만 아니라, 위성비행소프트웨어 자체를 사용하지 않는 모사 시스템의 경우도, 매우 단순한 명령 및 텔레메트리 기능만을 제공함으로써 지상 장비 개발에 필요한 주요 동작을 테스트하기 어렵다는 점과, 개별 위성 개발 시 별도의 모사 시스템을 구축해야 함으로써, 많은 시간과 노력이 소요되었다.
대한민국 특허 등록 10-0797387
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존의 시뮬레이터 방법에서 제공하기 어려웠던 능동적인 반응을 구현할 수 있도록, 위성 임무를 바탕으로 실제 궤도에서 발생할 수 있는 조건과 상황에 대한 다양한 시나리오를 탑재하여, 위성 및 위성비행소프트웨어의 동작 및 반응으로 모사하고, 텔레메트리를 전송함으로써, 위성의 상태를 파악할 수 있고, 기존의 방식에 비해 소요되던 시간의 단축과 비용절감의 효과를 제공하는 것이 가능한, 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템은, 지상 장비; 상기 지상 장비와 연결되어, 상기 지상 장비로부터의 명령을 처리하고, 상기 지상 장비로 텔레메트리를 생성 및 전송하는 모사시스템; 및 위성의 동작을 포함하는 시나리오를 사용자로부터 입력받아 상기 모사시스템에 입력하는 시나리오부;를 포함한다.
여기서, 상기 모사시스템은, 상기 지상 장비로부터의 명령을 처리하는 TC 모듈(Module); 상기 지상 장비로 전송될 텔레메트리를 생성하는 TM 모듈(Module); 및 입력된 시나리오를 해석하여 위성의 동작을 관리하는 시나리오 해석기를 포함한다.
또한, 상기 시나리오는, 상기 위성에 탑재되어 위성비행소프트웨어가 동작하는 메모리 영역에 대한 기초 정보를 담고 있는 메모리영역 프로파일; 상기 지상 장비의 명령에 대한 처리 절차를 담고 있는 TC 프로시져(Procedure); 상기 텔레메트리의 생성 절차를 명세하는 TM 프로시져(Procedure); 및 시간 및 특정 조건에 따라 정해진 동작을 수행하도록 하는 스케줄 액션 프로시져(Scheduled Action Procedure)를 포함한다.
또한, 상기 TC 모듈은, 상기 지상 장비로부터 전달된 신호를 해석하는 프레임(Frame) 해석기; 및 상기 프레임 해석기에서 추출된 상기 지상 장비로부터의 명령을 해석하여 상기 시나리오 해석기로 액션 데이터(Action Data)를 전달하는 명령 처리기를 포함한다.
또한, 상기 TM 모듈은, 상기 시나리오 해석기로부터 TM 생성 명령을 받아 상기 시나리오의 상기 메모리영역 프로파일에 대한 상기 TM 프로시져를 참조하여, 상기 텔레메트리로 전송할 데이터를 추출하는 TM 추출기; 및 상기 TM 추출기에서 추출한 데이터를 받아 상기 지상 장비로 전송될 텔레메트리 신호를 생성하는 프레임(Frame) 생성기를 포함한다.
또한, 상기 시나리오 해석기는, 사용자로부터 입력받은 복수 개의 시나리오를 관리하는 시나리오 관리부; 상기 메모리영역 프로파일에 기록된 메모리 영역을 관리하는 메모리 관리부; 상기 스케줄 액션 프로파일(Scheduled Action Profile)에 기록된 시간 및 조건에 따른 동작을 관리하는 스케줄 액션(Scheduled Action) 관리부; 및 상기 TC 모듈로부터 전송되는 액션 데이터(Action Date)를 처리하는 커맨드 액션 데이터(Command Action Data) 관리부를 포함한다.
본 발명에 따른 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템에 의하면, 실제 궤도에서 운행되는 위성에 발생할 수 있는 상황을 입력하여, 상기 입력에 따른 동작을 모사함으로써, 위성 또는 위성소프트웨어의 동작 테스트가 가능해짐에 따라, 설계 과정과 설계에 따른 검증절차에 소요되는 비용 절감효과를 기대할 수 있다.
또한, 지상 장비의 개발에 필요한 위성비행소프트웨어의 일부 동작만을 모사함으로써 위성비행소프트웨어 및 이를 구동하기 위한 시스템 전체를 개발자에게 배포하지 않아도 되므로, 보안성을 유지할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 전체 시스템 개요도,
도 2 는 본 발명의 시나리오 해석기 구성도,
도 3 은 본 발명의 TC 모듈 구성도,
도 4 는 본 발명의 TM 모듈 구성도,
도 5 는 본 발명의 시나리오 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템은, 지상 장비(2)와, 모사시스템(1)과, 시나리오부(미도시)를 포함한다.
모사시스템(1), 지상 장비(2) 및 시나리오부(미도시)로 이루어지는 본 발명은, 위성이 실제 궤도에서 동작하게 되는 여러 상황에 대한 시나리오를 시스템에 탑재하여, 이에 따라 지상 장비(2)로부터의 명령에 대한 위성 및 위성소프트웨어의 동작 및 반응을 모사하고, 텔레메트리를 전송하는 시스템이다.
여기서, 모사시스템(1)은, 상기 지상 장비(2)와 연결되어, 상기 지상 장비(2)로부터의 명령을 처리하고, 상기 지상 장비(2)로 텔레메트리를 생성하고, 전송한다. 한편, 시나리오부(미도시)는, 위성의 동작을 포함하는 시나리오(3)를 사용자로부터 입력받아 상기 모사시스템에 입력한다.
좀 더 자세히 구성과 처리과정을 설명하자면, 상기 모사시스템(1)은 TC 모듈(12), TM 모듈(13), 그리고 시나리오 해석기(11)로 이루어진다.
여기서, TC(TeleCommand)는 원격명령으로, 지상에서 위성으로 전달되는 명령이고 텔레메트리(TM: TeleMetry)는 원격측정데이터로서, 위성에서 지상으로 전달되는 위성의 상태 데이터를 의미한다.
여기서, TC 모듈(12)은 지상 장비(2)로부터의 명령을 처리하고, TM 모듈(13)은 지상 장비(2)로 전송될 텔레메트리를 생성하며, 시나리오 해석기(11)는 사용자로부터 입력된 시나리오를 해석하여 위성의 동작을 관리하게 된다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예인 시나리오 해석기 구성도이다.
상기 시나리오 해석기(11)는, 시나리오 관리부(111), 메모리 관리부(112), 스케줄 액션 관리부(113), 및 커맨드 액션 데이터 관리부(114)로 이루어진다.
여기서, 시나리오 관리부(111)는, 사용자가 등록한 복수개의 시나리오를 관리하고, 메모리 관리부(112)는 시나리오부(3)의 메모리 영역 프로파일(31)에 기록된 메모리 영역을 관리하여 실제 데이터 유지 및 변경 등을 처리하고, 스케줄 액션 관리부(113)는 시나리오부(3)의 스케줄 액션 프로파일(34)에 기록된 시간 및 조건에 따른 동작을 관리하고, 커맨드 액션 데이터 관리부(114)는 TC 모듈(12)로부터 전송되는 액션 데이터를 처리한다.
여기서, 스케줄 액션(Scheduled Action)은 정해신 시간 혹은 주어진 특정 조건하에서 동작하도록 구성된 명령들의 집합으로 일반적으로 TC가 지상에서 실시간으로 올라온 명령을 의미하는데 반해, 미리 위성에 적재되어 있는 명령을 의미하고, 커맨드 액션 데이터(Command Action Data)는 특정 TC에 위성이 어떻게 반응하지를 나타내는 것으로, TC에 따른 위성 상태의 변화를 모사하기 위하여 사용된다.
도 3 은 본 발명의 TC 모듈 구성도이며, 도 4 는 본 발명의 TM 모듈 구성도이다.
TC 모듈(12)은, 명령 처리기(122)와 프레임 해석기(121)로 이루어진다. 여기서, 프레임 해석기(121)는 지상 장비(2)로부터 전달된 신호를 해석하고, 명령 처리기(122)는 프레임 해석기(121)에서 추출된 지상 장비(2)의 명령을 해석하여 시나리오 해석기(11)로 액션 데이터를 전달한다.
또한, TM 모듈(13), TM 추출기(131)과 프레임 생성기(132)로 이루어진다. 여기서, TM 추출기(131)는 시나리오 해석기(11)로부터 주기적으로 TM 생성 명령을 받아 시나리오부(3)의 메모리 영역 프로파일(31)에 대한 TM 프로시져(33)을 참조하여 텔레메트리로 전송할 데이터를 추출하고, 프레임 생성기(132)는 이 데이터를 받아 지상 장비(2)로 전송될 텔레메트리 신호를 생성한다.
도 5 는 본 발명의 시나리오(3)의 구성도이다.
상기 시나리오(3)는, 메모리영역 프로파일(31), TC 프로시져(Procedure)(32), TM 프로시져(Procedure)(33) 및 스케줄 액션 프로시져(Scheduled Action Procedure)(34)를 포함한다.
여기서, 메모리 영역 프로파일(31)은 위성에 탑재되어 위성비행소프트웨어가 동작하는 메모리 영역에 대한 기초 정보를 담고 있고, TC 프로시져(32)는 지상 장비(2)의 명령에 대한 처리 절차를 담고 있고, TM 프로시져(33)는 텔레메트리 생성 절차를 명세하며, 스케줄 액션 프로시져(34)은 시간 및 특정 조건에 따라 정해진 동작을 수행하도록 한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1: 모사시스템 2: 지상 장비
3: 시나리오 11: 시나리오 해석기
12: TC 모듈 13: TM 모듈
31: 메모리 영역 프로파일 32: TC 프로시져
33: TM 프로시져 34: 스케줄 액션 프로시져
111: 시나리오 관리부 112: 메모리 관리부
113: 스케줄 액션 관리부 114: 커맨드 액션 데이터 관리부
121: 프레임 해석기 122: 명령 처리기
131: TM 추출기 132: 프레임 생성기

Claims (6)

  1. 지상 장비;
    상기 지상 장비와 연결되어, 상기 지상 장비로부터의 명령을 처리하고, 상기 지상 장비로 텔레메트리를 생성 및 전송하는 모사시스템; 및
    위성의 동작을 포함하는 시나리오를 사용자로부터 입력받아 상기 모사시스템에 입력하는 시나리오부;를 포함하는 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모사시스템은,
    상기 지상 장비로부터의 명령을 처리하는 TC 모듈(Module);
    상기 지상 장비로 전송될 텔레메트리를 생성하는 TM 모듈(Module); 및
    입력된 시나리오를 해석하여 위성의 동작을 관리하는 시나리오 해석기를 포함하는, 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시나리오는,
    상기 위성에 탑재되어 위성비행소프트웨어가 동작하는 메모리 영역에 대한 기초 정보를 담고 있는 메모리영역 프로파일;
    상기 지상 장비의 명령에 대한 처리 절차를 담고 있는 TC 프로시져(Procedure);
    상기 텔레메트리의 생성 절차를 명세하는 TM 프로시져(Procedure); 및
    시간 및 특정 조건에 따라 정해진 동작을 수행하도록 하는 스케줄 액션 프로시져(Scheduled Action Procedure)를 포함하는, 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 TC 모듈은,
    상기 지상 장비로부터 전달된 신호를 해석하는 프레임(Frame) 해석기; 및
    상기 프레임 해석기에서 추출된 상기 지상 장비로부터의 명령을 해석하여 상기 시나리오 해석기로 액션 데이터(Action Data)를 전달하는 명령 처리기를 포함하는, 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 TM 모듈은,
    상기 시나리오 해석기로부터 TM 생성 명령을 받아 상기 시나리오의 상기 메모리영역 프로파일에 대한 상기 TM 프로시져를 참조하여, 상기 텔레메트리로 전송할 데이터를 추출하는 TM 추출기; 및
    상기 TM 추출기에서 추출한 데이터를 받아 상기 지상 장비로 전송될 텔레메트리 신호를 생성하는 프레임(Frame) 생성기를 포함하는, 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 시나리오 해석기는,
    사용자로부터 입력받은 복수 개의 시나리오를 관리하는 시나리오 관리부;
    상기 메모리영역 프로파일에 기록된 메모리 영역을 관리하는 메모리 관리부;
    상기 스케줄 액션 프로파일(Scheduled Action Profile)에 기록된 시간 및 조건에 따른 동작을 관리하는 스케줄 액션(Scheduled Action) 관리부; 및
    상기 TC 모듈로부터 전송되는 액션 데이터(Action Date)를 처리하는 커맨드 액션 데이터(Command Action Data) 관리부를 포함하는, 시나리오 기반의 위성비행소프트웨어 모사 시스템.
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