KR20230052000A - Method and system for patrolling Wide-field - Google Patents

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KR20230052000A
KR20230052000A KR1020210135069A KR20210135069A KR20230052000A KR 20230052000 A KR20230052000 A KR 20230052000A KR 1020210135069 A KR1020210135069 A KR 1020210135069A KR 20210135069 A KR20210135069 A KR 20210135069A KR 20230052000 A KR20230052000 A KR 20230052000A
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    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
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Abstract

In a space object monitoring method performed by a space object monitoring system, the present invention provides a space object monitoring method comprising the steps of: generating a plurality of photographic data by photographing each of the star candidates that can be seen with the naked eye among the stars in the celestial sphere at the center of a photographing unit and generating viewpoint data at the time when the plurality of photographic data were photographed; creating a first alignment model using the generated viewpoint data and calculating a first coefficient for the first alignment model; creating a second alignment model based on the first alignment model and calculating a second coefficient for the second alignment; and monitoring a space object by generating information about the space object from the photographic data using the first coefficient and the second coefficient. Accordingly, when the orbit of a space object is calculated, orbital precision can be improved.

Description

우주물체 감시 방법 및 시스템{Method and system for patrolling Wide-field}Space object surveillance method and system {Method and system for patrolling Wide-field}

본 발명은 우주물체 감시 방법 및 장치에 관한 것이며, 특히, 천구의 우주물체, 항성 등을 촬영하는 장치 간에 발생하는 비선형량을 보정하여 우주물체를 감시하는 우주물체 감시 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a space object monitoring method and apparatus, and more particularly, to a space object monitoring method and apparatus for monitoring a space object by correcting a nonlinear amount generated between a device for photographing a celestial space object, a star, and the like.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this part merely provide background information on the present embodiment and do not constitute prior art.

우주물체는 인공위성 외에도, 인공위성의 부산물, 자연 우주물체의 파편 등을 포함하며, 앞으로 더 많은 우주물체가 지구 궤도상에 운용될 것으로 예상된다.In addition to artificial satellites, space objects include by-products of artificial satellites and fragments of natural space objects, and more space objects are expected to be operated in Earth orbit in the future.

광학 기반의 우주물체 감시 시스템은 망원경과, 망원경이 장착되는 마운트, 망원경의 촬영 영상을 통해 우주물체 정보를 획득하고, 마운트를 구동하는 제어장치로 구성된다. 광학 기반의 우주물체 감시 시스템은 망원경으로 지정된 방향을 정확히 지향하여 정밀하게 촬영하는 것이 중요하며, 촬영된 영상에서 우주물체의 위치를 정확하게 알지 못하면, 우주물체의 궤도가 부정확하게 산출되어 획득된 정보의 가치가 퇴색되는 문제가 있다.An optical-based space object monitoring system is composed of a telescope, a mount on which the telescope is mounted, and a control device that obtains space object information through images captured by the telescope and drives the mount. In the optical-based space object monitoring system, it is important to accurately photograph the space object by accurately directing the telescope in the designated direction. There is a problem of fading value.

또한, 종래에는 청구의 우주물체 및 항성을 촬영하여 그 값을 고각/방위각에 매핑하는 방법을 사용하고 있으며, 맵핑 데이터를 얻기 위해 망원경으로 수 많은 우주물체와 항성을 찾아야 하는 어려움이 있다. 또한, 촬영한 영상에서 항성 정보를 통해 맵핑을 하는 경우에는 맵핑 알고리즘이 수행되는데 시간이 오래 걸리는 문제가 있다.In addition, conventionally, a method of photographing the claimed space object and stars and mapping the values to elevation/azimuth angles is used, and there is a difficulty in finding numerous space objects and stars with a telescope to obtain mapping data. In addition, in the case of mapping through star information in a photographed image, there is a problem in that it takes a long time to perform a mapping algorithm.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 우주물체, 항성 등을 정확하게 촬영함에 따라 우주물체의 궤도 산출 시 궤도 정밀도를 향상시키는 것에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve orbit accuracy when calculating the orbit of a space object by accurately photographing a space object, a star, or the like.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other non-specified objects of the present invention may be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 우주물체 감시 시스템에 의해 수행되는 우주물체 감시 방법에 있어서, 천구의 항성들 중 육안으로 확인 가능한 항성 후보군들 각각을 촬영부의 중심에 오도록 촬영하여 복수의 촬영 데이터들을 생성하며, 상기 복수의 촬영 데이터들의 촬영한 시점의 시점 데이터들을 생성하는 단계; 상기 생성된 시점 데이터를 이용하여 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 상기 제1 얼라인먼트 모델에 대한 제1 계수를 산출하는 단계; 상기 제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 상기 제2 얼라인먼트에 대한 제2 계수를 산출하는 단계; 및 상기 제1 계수 및 상기 제2 계수를 이용하여 상기 촬영 데이터에서의 우주물체의 정보를 생성하여 상기 우주물체를 감시하는 단계를 포함하는 우주물체 감시 방법을 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention is a space object monitoring method performed by a space object monitoring system, in which each of the star candidate groups that can be confirmed with the naked eye among the stars of the celestial sphere is photographed so as to come to the center of the photographing unit, and a plurality of photographic data generating viewpoint data of a viewpoint at which the plurality of photographing data are photographed; generating a first alignment model using the generated viewpoint data, and calculating a first coefficient for the first alignment model; generating a second alignment model based on the first alignment model, and calculating a second coefficient for the second alignment; and generating information on the space object from the captured data using the first coefficient and the second coefficient and monitoring the space object.

바람직하게는, 상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제1 계수를 산출하는 단계는, 상기 촬영부의 비선형적인 요소들을 반영하여 상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 직교 좌표계를 좌표 변환할 경우 발생하는 오차 요소를 고려하여 상기 제1 계수를 산출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step of generating the first alignment model and calculating the first coefficient includes generating the first alignment model by reflecting nonlinear elements of the photographing unit, and an error occurring when the Cartesian coordinate system is converted into coordinates. It is characterized in that the first coefficient is calculated in consideration of factors.

바람직하게는, 상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제1 계수를 산출하는 단계는, 상기 촬영부를 구동하는 구동 장치의 수직 축이 기울어진 정도, 상기 구동 장치의 수평 축과 수직 축이 90°에서 벗어난 정도, 상기 구동 장치의 수평축과 수직 축의 오프셋, 상기 촬영부와 상기 구동 장치의 수평축의 차이, 상기 구동 장치의 기계적인 처짐을 적어도 하나 포함하는 상기 오차 요소를 고려하여 상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the generating of the first alignment model and calculating the first coefficient may include the inclination of a vertical axis of a driving device for driving the photographing unit, a horizontal axis and a vertical axis of the driving device at an angle of 90°. The first alignment model is generated in consideration of the error factor including at least one degree of deviation, an offset between the horizontal axis and the vertical axis of the driving device, a difference between the horizontal axis of the photographing unit and the driving device, and a mechanical deflection of the driving device. It is characterized by doing.

바람직하게는, 상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제1 계수를 산출하는 단계는, 상기 구동 장치를 동작하는 고각 방향으로의 틀어짐에 따른 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차 및 상기 촬영부의 처짐으로 인한 오차를 고려하는 상기 제1 얼라인먼트 모델을 통해 제1 고각 오차를 산출하고, 상기 구동 장치를 동작하는 방위각 방향으로의 틀어짐에 따른 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차, 방위각축과 천정 축간의 수직성 오차 및 천정 축과 광축간의 수직성 오차를 고려하는 상기 제1 얼라인먼트 모델을 통해 제1 방위각 오차를 산출하며, 상기 제1 계수는 상기 제1 고각 오차 또는 상기 제1 방위각 오차를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the generating of the first alignment model and calculating the first coefficient includes an error due to a distortion in an elevation direction in which the driving device operates, an error in a first direction, and a perpendicular to the first direction. A first elevation error is calculated through the first alignment model that considers an error in a second direction and an error due to deflection of the photographing unit, and an error due to a distortion in the azimuth direction in which the driving device is operated. The first azimuth through the first alignment model considering the error in direction, the error in the second direction perpendicular to the first direction, the verticality error between the azimuth axis and the zenith axis, and the verticality error between the zenith axis and the optical axis. An error may be calculated, and the first coefficient may include the first elevation error or the first azimuth error.

바람직하게는, 상기 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제2 계수를 산출하는 단계는, 상기 촬영부의 비선형적인 요소들이 반영된 상기 제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 고려하여 상기 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 비선형성을 보상하는 상기 제2 계수를 산출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the generating of the second alignment model and calculating the second coefficient may include taking into account a Fourier series term for each axis based on the first alignment model in which nonlinear elements of the photographing unit are reflected. 2 Alignment models are generated, and the second coefficient for compensating for nonlinearity is calculated through the second alignment model.

바람직하게는, 상기 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제2 계수를 산출하는 단계는, 상기 구동 장치를 동작하는 고각 엔코더의 오차, 제1 방향에 대한 오차, 제2 방향에 대한 오차 및 상기 구동 장치를 동작하는 고각 엔코더 이심률의 sin, cos 항을 고려하는 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 제2 고각 오차를 산출하고, 상기 구동 장치를 동작하는 방위각 엔코더의 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차 및 상기 구동 장치를 동작하는 방위각 엔코더 이심률의 sin, cos 항을 고려하는 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 제2 방위각 오차를 산출하며, 상기 제2 계수는 상기 제2 고각 오차 또는 상기 제2 방위각 오차를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the generating of the second alignment model and calculating the second coefficient includes the error of the elevation encoder operating the driving device, the error in the first direction, the error in the second direction, and the driving device. A second elevation error is calculated through the second alignment model that considers the sin and cos terms of the elevation angle encoder eccentricity, and the error of the azimuth encoder operating the driving device, the error in the first direction, the first A second azimuth error is calculated through the second alignment model that considers an error in a second direction perpendicular to the direction and a sin, cos term of an eccentricity of an azimuth encoder operating the driving device, and the second coefficient is the first azimuth error. 2 elevation error or the second azimuth error.

바람직하게는, 상기 제2 얼라인먼트 모델은, 상기 제2 고각 오차 및 상기 제2 방위각 오차를 이용하여 각 항성의 지향 정밀도를 측정하며, 상기 지향 정밀도가 규격을 만족하지 못한 경우, 상기 고각 축에 대한 푸리에 급수항을 더 고려하여 상기 제2 고각 오차를 산출하고, 상기 방위각 축에 대한 푸리에 급수항을 고려하여 제2 방위각 오차를 산출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the second alignment model measures orientation accuracy of each star using the second elevation error and the second azimuth error, and when the orientation accuracy does not satisfy a standard, the orientation accuracy for the elevation axis The second elevation error may be calculated by further considering a Fourier series term, and the second azimuth error may be calculated by considering a Fourier series term for the azimuth axis.

바람직하게는, 상기 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제2 계수를 산출하는 단계는, 상기 제1 얼라인먼트 모델 생성 후, 상기 시점 데이터들을 복수 개 더 고려하여 상기 제2 계수를 산출하며, 상기 제1 얼라인먼트 모델 및 상기 제2 얼라인먼트 모델은 최소자승법을 사용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the generating of the second alignment model and calculating the second coefficient includes calculating the second coefficient by considering a plurality of viewpoint data after generating the first alignment model, and The alignment model and the second alignment model are characterized by using the least squares method.

바람직하게는, 상기 제1 얼라인먼트 모델 및 상기 제2 얼라인먼트 모델은, 상기 항성들을 이용하여 고각과 방위각으로 표현되는 시스템 좌표계 및 RA/DEC로 표현되는 천구 좌표계 각각에 대해 생성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first alignment model and the second alignment model are generated for each of a system coordinate system expressed by elevation and azimuth using the stars and a celestial coordinate system expressed by RA/DEC. Characterized in that.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 천구의 항성들 중 육안으로 확인 가능한 항성 후보군들 각각을 중심에 오도록 촬영하여 복수의 촬영 데이터들을 생성하는 망원경; 상기 망원경에 연결되며, 상기 망원경을 목표하는 방향으로 이동하는 마운트; 및 상기 복수의 촬영 데이터들의 촬영한 시점의 시점 데이터들을 기반으로 제1 얼라인먼트 모델을 생성하여 상기 제1 얼라인먼트 모델에 대한 제1 계수를 산출하고, 상기 제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 추가하여 제2 얼라인먼트 모델을 생성하여 상기 제2 얼라인먼트에 대한 제2 계수를 산출하며, 상기 제1 계수 및 상기 제2 계수를 이용하여 우주물체의 정보를 생성하고, 상기 우주물체의 정보를 기반으로 상기 우주물체를 감시하기 위해 상기 마운트를 제어하는 제어 장치를 포함하는 우주물체 감시 시스템을 제안한다.According to another embodiment of the present invention, the present invention provides a telescope for generating a plurality of photographing data by photographing each of the star candidate groups that can be confirmed with the naked eye among the stars of the celestial sphere so as to come to the center; a mount connected to the telescope and moving the telescope in a target direction; and generating a first alignment model based on viewpoint data at a point in time at which the plurality of photographing data were photographed, calculating a first coefficient for the first alignment model, and calculating a Fourier for each axis based on the first alignment model. A second alignment model is created by adding a series term to calculate a second coefficient for the second alignment, information on the space object is generated using the first coefficient and the second coefficient, and information on the space object is generated. We propose a space object monitoring system including a control device for controlling the mount to monitor the space object based on .

바람직하게는, 상기 제어 장치는, 상기 망원경을 구동하는 마운트의 수직 축이 기울어진 정도, 상기 마운트의 수평 축과 수직 축이 90°에서 벗어난 정도, 상기 마운트의 수평축과 수직 축의 오프셋, 상기 망원경과 상기 마운트의 수평축의 차이, 상기 마운트의 기계적인 처짐을 적어도 하나 포함하는 오차 요소를 고려하여 상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하고, 상기 제1 얼라인먼트 모델은 상기 구동 장치를 동작하는 고각 방향으로의 틀어짐에 따른 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차 및 상기 망원경의 처짐으로 인한 오차를 고려하는 상기 제1 얼라인먼트 모델을 통해 제1 고각 오차를 산출하고, 상기 구동 장치를 동작하는 방위각 방향으로의 틀어짐에 따른 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차, 방위각축과 천정 축간의 수직성 오차 및 천정 축과 광축간의 수직성 오차를 고려하는 상기 제1 얼라인먼트 모델을 통해 제1 방위각 오차를 산출하며, 상기 제1 계수는 상기 제1 고각 오차 또는 상기 제1 방위각 오차를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control device, the degree of inclination of the vertical axis of the mount for driving the telescope, the degree to which the horizontal axis and the vertical axis of the mount deviate from 90 °, the offset of the horizontal axis and the vertical axis of the mount, the telescope and The first alignment model is generated in consideration of an error factor including at least one of a difference in a horizontal axis of the mount and a mechanical deflection of the mount, and the first alignment model corresponds to a distortion in an elevation angle direction operating the driving device. A first elevation error is calculated through the first alignment model that takes into account an error along the line, an error in a first direction, an error in a second direction perpendicular to the first direction, and an error due to deflection of the telescope, Error due to distortion in the azimuth direction of operating the driving device, error in the first direction, error in the second direction perpendicular to the first direction, error in verticality between the azimuth axis and the zenith axis, and error between the zenith axis and the optical axis A first azimuth error is calculated through the first alignment model considering a verticality error, and the first coefficient includes the first elevation error or the first azimuth error.

바람직하게는, 상기 제어 장치는, 상기 망원경의 비선형적인 요소들이 반영된 상기 제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 고려하여 상기 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 비선형성을 보상하는 상기 제2 계수를 산출하며, 상기 제2 얼라인먼트 모델은 상기 마운트를 동작하는 고각 엔코더의 오차, 제1 방향에 대한 오차, 제2 방향에 대한 오차 및 상기 마운트를 동작하는 고각 엔코더 이심률의 sin, cos 항을 고려하는 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 제2 고각 오차를 산출하고, 상기 마운트를 동작하는 방위각 엔코더의 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차 및 상기 마운트를 동작하는 방위각 엔코더 이심률의 sin, cos 항을 고려하는 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 제2 방위각 오차를 산출하며, 상기 제2 계수는 상기 제2 고각 오차 또는 상기 제2 방위각 오차를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control device generates the second alignment model by considering a Fourier series term for each axis based on the first alignment model in which nonlinear elements of the telescope are reflected, and the second alignment model The second coefficient for compensating for nonlinearity is calculated through the second alignment model, and the second alignment model is an error of the elevation encoder operating the mount, an error in the first direction, an error in the second direction, and an elevation angle operating the mount. A second elevation error is calculated through the second alignment model that considers the sin and cos terms of the encoder eccentricity, and the error of the azimuth encoder operating the mount, the error in the first direction, and the error perpendicular to the first direction A second azimuth error is calculated through the second alignment model that considers errors in two directions and the sin and cos terms of the eccentricity of the azimuth encoder operating the mount, and the second coefficient is the second elevation error or the second azimuth error. 2 characterized in that it includes an azimuth error.

바람직하게는, 상기 제2 얼라인먼트 모델은, 상기 제2 고각 오차 및 상기 제2 방위각 오차를 이용하여 각 항성의 지향 정밀도를 측정하며, 상기 지향 정밀도가 규격을 만족하지 못한 경우, 상기 고각 축에 대한 푸리에 급수항을 더 고려하여 상기 제2 고각 오차를 산출하고, 상기 방위각 축에 대한 푸리에 급수항을 고려하여 제2 방위각 오차를 산출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the second alignment model measures orientation accuracy of each star using the second elevation error and the second azimuth error, and when the orientation accuracy does not satisfy a standard, the orientation accuracy for the elevation axis The second elevation error may be calculated by further considering a Fourier series term, and the second azimuth error may be calculated by considering a Fourier series term for the azimuth axis.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명은 우주물체, 항성 등을 정확하게 촬영할 수 있도록 하며, 정확하게 촬영함에 따라 우주물체의 궤도 산출 시 궤도 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, the present invention enables to accurately photograph a space object, a star, etc., and has an effect of improving orbit accuracy when calculating the orbit of a space object by accurately photographing.

또한, 본 발명은 항성이 위치하는 천구 좌표계를 기준으로 지향이 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of enabling orientation based on the celestial coordinate system in which the stars are located.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 우주물체 감시 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 우주물체 감시 시스템의 항성 촬영을 나타내는 예시도이다.
도 3은 우주물체 감시 시스템의 제어 장치가 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 기기를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 얼라인먼트 모델에서의 오차를 확인하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 좌표 정렬 전 항성의 고각, 방위각 오차를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 얼라인먼트 모델을 도식화한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 좌표 정렬 후 항성의 고각, 방위각 오차를 나타내는 그래프이다.1 is a flowchart illustrating a space object monitoring method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary view showing imaging of a star by a space object monitoring system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a computing environment in which a control device of a space object monitoring system includes a computing device suitable for use in embodiments.
4 is a diagram for confirming an error in a second alignment model according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing elevation and azimuth errors of stars before coordinate alignment according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph illustrating a second alignment model according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing elevation and azimuth errors of stars after coordinate alignment according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention, and singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

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.Terms including ordinal numbers such as second and first may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a second element may be termed a first element, and similarly, a first element may be termed a second element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

본 발명은 우주물체 감시 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for monitoring space objects.

최근 스페이스 X(Space Exploration Technologies Corporation)는 스타링크 프로젝트를 통해 수 천대의 인공위성을 지구 궤도에 쏘았으며, 미국을 포함한 여러나라에서 수 만개의 인공위성을 운영하고 있다. 우주물체는 이러한 인공위성들 외에도 인공위성의 부산물, 자연 우주물체의 파편 등을 포함하며, 앞으로는 현재보다 더 많은 우주물체가 지구 궤도상에 운용될 것으로 예상된다. 우주물체가 증가함에 따라 인류는 우주물체의 충돌, 추락 등에 의한 위험에 노출된다. Recently, Space Exploration Technologies Corporation (Space X) launched thousands of satellites into Earth orbit through the Starlink project, and operates tens of thousands of satellites in many countries, including the United States. In addition to these artificial satellites, space objects include by-products of artificial satellites and fragments of natural space objects, and more space objects are expected to be operated in Earth orbit in the future. As space objects increase, mankind is exposed to risks due to collisions and falls of space objects.

스타링크(Starlink)와 원웹(OneWeb) 간 충돌 위험이 있었으며, 로켓 잔해물이 지구에 추락하는 위험이 있었으며, 이러한 위험에 대응하기 위해 우주물체의 정보 획득이 절실하다. There was a risk of collision between Starlink and OneWeb, and there was a risk of rocket debris crashing to Earth, and it is urgent to acquire information on space objects to deal with these risks.

전 세계적으로 우주물체 정보 획득을 위해 많은 연구들이 수행되고 있다. 미국은 DARPA SST, MSSS 등의 광학기반 시스템과 Haystack 전파망원경 등의 레이더 시스템을 활용하여 우주물체 관련 정보를 획득한다. 유럽은 OGS, 일본은 BSGC 등의 광학기반 시스템을 활용하여 연구를 수행하고 있으며, 국내에서도 OWL 등의 시스템을 기반으로 연구에 참여하고 있다.A lot of research is being conducted to acquire space object information all over the world. The US obtains space object-related information by utilizing optical-based systems such as DARPA SST and MSSS and radar systems such as Haystack radio telescopes. Europe is conducting research using optical systems such as OGS and Japan BSGC, and Korea is also participating in research based on systems such as OWL.

각 국에서 구축한 우주물체 감시시스템은 인공위성을 포함한 지구 궤도상에 존재하는 우주물체를 탐지, 추적하여 해당하는 우주물체의 궤도, 분광 등의 정보를 확보하는 역할을 하며, 이렇게 획득된 정보를 바탕으로 우주물체의 추락, 충돌 등의 이상 징후를 감지하여 우주위험에 대응할 수 있다.The space object monitoring system established by each country plays a role in securing information such as orbit and spectroscopy of the space object by detecting and tracking space objects existing in Earth orbit, including artificial satellites. It can respond to space risks by detecting anomalies such as crashes and crashes of space objects.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 우주물체 감시 시스템(1)은 우주물체 감시, 천체 관측 등에 이용될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. According to one embodiment of the present invention, the space object monitoring system 1 may be used for space object monitoring, astronomical observation, and the like, but is not necessarily limited thereto.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 우주물체 감시 방법을 나타내는 흐름도이다. 우주물체 감시 방법은 우주물체 감시 시스템에 의하여 수행될 수 있다.1 is a flowchart illustrating a space object monitoring method according to an embodiment of the present invention. The space object monitoring method may be performed by a space object monitoring system.

우주물체 감시 방법은 천구의 항성들 중 육안으로 확인 가능한 항성 후보군들 각각을 촬영부의 중심에 오도록 촬영하여 복수의 촬영 데이터들을 생성하며, 복수의 촬영 데이터들의 촬영한 시점의 시점 데이터들을 생성하는 단계(S110), 생성된 시점 데이터를 이용하여 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제1 얼라인먼트 모델에 대한 제1 계수를 산출하는 단계(S120), 제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 추가하여 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제2 얼라인먼트에 대한 제2 계수를 산출하는 단계(S130); 및 제1 계수 및 제2 계수를 이용하여 상기 데이터에서의 우주물체의 정보를 생성하여 우주물체를 감시하는 단계(S140)를 포함한다.The space object monitoring method includes the steps of generating a plurality of photographic data by photographing each of the star candidate groups that can be confirmed with the naked eye among stars in the celestial sphere so as to come to the center of the photographing unit, and generating viewpoint data at the time of photographing the plurality of photographic data (S110). ), generating a first alignment model using the generated time point data, and calculating a first coefficient for the first alignment model (S120), adding a Fourier series term for each axis based on the first alignment model generating a second alignment model and calculating a second coefficient for the second alignment (S130); and monitoring the space object by generating information on the space object from the data using the first coefficient and the second coefficient (S140).

생성된 시점 데이터를 이용하여 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제1 얼라인먼트 모델에 대한 제1 계수를 산출하는 단계(S120)는 촬영부의 비선형적인 요소들을 반영하여 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 직교 좌표계를 좌표 변환할 경우 발생하는 오차 요소를 고려하여 상기 제1 계수를 산출할 수 있다.In the step of generating a first alignment model using the created viewpoint data and calculating a first coefficient for the first alignment model (S120), the first alignment model is created by reflecting nonlinear elements of the photographing unit, and the Cartesian coordinate system The first coefficient may be calculated in consideration of an error factor generated when performing a coordinate transformation of .

생성된 시점 데이터를 이용하여 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제1 얼라인먼트 모델에 대한 제1 계수를 산출하는 단계(S120)는 촬영부를 구동하는 구동 장치의 수직 축이 기울어진 정도, 구동 장치의 수평 축과 수직 축이 90°에서 벗어난 정도, 구동 장치의 수평축과 수직 축의 오프셋, 촬영부와 구동 장치의 수평축의 차이, 구동 장치의 기계적인 처짐을 적어도 하나 포함하는 오차 요소를 고려하여 제1 얼라인먼트 모델을 생성할 수 있다.In the step of generating a first alignment model using the generated viewpoint data and calculating a first coefficient for the first alignment model (S120), the degree of inclination of the vertical axis of the driving device for driving the photographing unit, the level of the driving device First alignment model by considering error factors including at least one degree of deviation between axis and vertical axis, offset of horizontal axis and vertical axis of drive device, difference between horizontal axis of photographing unit and drive device, and mechanical deflection of drive device. can create

생성된 시점 데이터를 이용하여 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제1 얼라인먼트 모델에 대한 제1 계수를 산출하는 단계(S120)는 구동 장치를 동작하는 고각 방향으로의 틀어짐에 따른 오차, 제1 방향에 대한 오차, 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차 및 촬영부의 처짐으로 인한 오차를 고려하는 제1 얼라인먼트 모델을 통해 제1 고각 오차를 산출하고, 구동 장치를 동작하는 방위각 방향으로의 틀어짐에 따른 오차, 제1 방향에 대한 오차, 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차, 방위각축과 천정 축간의 수직성 오차 및 천정 축과 광축간의 수직성 오차를 고려하는 제1 얼라인먼트 모델을 통해 제1 방위각 오차를 산출할 수 있다. 이때, 제1 계수는 제1 고각 오차 또는 제1 방위각 오차를 포함할 수 있다.In the step of generating a first alignment model using the generated viewpoint data and calculating a first coefficient for the first alignment model (S120), the error due to the twist in the elevation direction operating the driving device, and the first coefficient in the first direction The first elevation error is calculated through the first alignment model that considers the error for the angle, the error for the second direction perpendicular to the first direction, and the error due to the deflection of the photographing unit, and the distortion in the azimuth direction for operating the driving device. Through the first alignment model that considers the error along the first direction, the error in the first direction, the error in the second direction perpendicular to the first direction, the verticality error between the azimuth axis and the zenith axis, and the verticality error between the zenith axis and the optical axis. A first azimuth angle error may be calculated. In this case, the first coefficient may include a first elevation error or a first azimuth error.

제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 추가하여 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제2 얼라인먼트에 대한 제2 계수를 산출하는 단계(S130)는 촬영부의 비선형적인 요소들이 반영된 제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 고려하여 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제2 얼라인먼트 모델을 통해 비선형성을 보상하는 제2 계수를 산출할 수 있다.In the step of generating a second alignment model by adding a Fourier series term for each axis based on the first alignment model and calculating a second coefficient for the second alignment (S130), the nonlinear elements of the photographing unit are reflected in the first alignment model. Based on the alignment model, a second alignment model may be generated by considering a Fourier series term for each axis, and a second coefficient for compensating for nonlinearity may be calculated through the second alignment model.

제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 추가하여 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제2 얼라인먼트에 대한 제2 계수를 산출하는 단계(S130)는 구동 장치를 동작하는 고각 엔코더의 오차, 제1 방향에 대한 오차, 제2 방향에 대한 오차 및 구동 장치를 동작하는 고각 엔코더 이심률의 sin, cos 항을 고려하는 제2 얼라인먼트 모델을 통해 제2 고각 오차를 산출하고, 구동 장치를 동작하는 방위각 엔코더의 오차, 제1 방향에 대한 오차, 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차 및 구동 장치를 동작하는 방위각 엔코더 이심률의 sin, cos 항을 고려하는 제2 얼라인먼트 모델을 통해 제2 방위각 오차를 산출할 수 있다. 이때, 제2 계수는 제2 고각 오차 또는 제2 방위각 오차를 포함할 수 있다.In the step of generating a second alignment model by adding a Fourier series term for each axis based on the first alignment model and calculating a second coefficient for the second alignment (S130), the error of the high angle encoder operating the driving device is performed. , Calculating a second elevation error through a second alignment model that considers the error in the first direction, the error in the second direction, and the sin and cos terms of the eccentricity of the elevation encoder operating the drive device, and operating the drive device The second azimuth through the second alignment model considering the error of the azimuth encoder, the error in the first direction, the error in the second direction perpendicular to the first direction, and the sin, cos terms of the eccentricity of the azimuth encoder operating the driving device. error can be calculated. In this case, the second coefficient may include a second elevation error or a second azimuth error.

제2 얼라인먼트 모델은 제2 고각 오차 및 제2 방위각 오차를 이용하여 각 항성의 지향 정밀도를 측정하며, 지향 정밀도가 규격을 만족하지 못한 경우, 고각 축에 대한 푸리에 급수항을 더 고려하여 상기 제2 고각 오차를 산출하고, 방위각 축에 대한 푸리에 급수항을 고려하여 제2 방위각 오차를 산출할 수 있다.The second alignment model measures the orientation accuracy of each star using the second elevation error and the second azimuth error, and when the orientation accuracy does not satisfy the standard, the second alignment model further considers the Fourier series term for the elevation axis. An elevation error may be calculated, and a second azimuth error may be calculated by considering a Fourier series term with respect to an azimuth axis.

제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 추가하여 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제2 얼라인먼트에 대한 제2 계수를 산출하는 단계(S130)는 제2 얼라인먼트 모델은 제1 얼라인먼트 모델 생성 후, 시점 데이터들을 복수 개 더 고려하여 제2 계수를 산출할 수 있다.In the step of generating a second alignment model by adding a Fourier series term for each axis based on the first alignment model and calculating a second coefficient for the second alignment (S130), the second alignment model is the first alignment model. After generation, the second coefficient may be calculated by considering a plurality of viewpoint data.

제1 얼라인먼트 모델 및 제2 얼라인먼트 모델은 최소자승법을 사용할 수 있다.The first alignment model and the second alignment model may use the least squares method.

제1 얼라인먼트 모델 및 제2 얼라인먼트 모델은 항성들을 이용하여 고각과 방위각으로 표현되는 시스템 좌표계 및 RA/DEC로 표현되는 천구 좌표계 각각에 대해 생성될 수 있다.The first alignment model and the second alignment model may be generated for each of a system coordinate system represented by altitude and azimuth angle and a celestial coordinate system represented by RA/DEC using stars.

도 1에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 개재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 1에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.In FIG. 1, each process is described as sequentially executed, but this is only illustratively described, and a person skilled in the art changes and executes the sequence described in FIG. Alternatively, it will be possible to apply various modifications and variations by executing one or more processes in parallel or adding another process.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 우주물체 감시 시스템의 항성 촬영을 나타내는 예시도이다.FIG. 2 is an exemplary view showing imaging of a star by a space object monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 우주물체 감시 시스템(1)은 제어 장치(10), 촬영부(20) 및 구동 장치(30)를 포함한다. 우주물체 감시 시스템(1)은 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the space object monitoring system 1 includes a control device 10 , a photographing unit 20 and a driving device 30 . The space object monitoring system 1 may omit some of the various components exemplarily shown in FIG. 1 or may additionally include other components.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 촬영부(20)는 망원경으로 구현될 수 있으며, 구동 장치(20)는 마운트로 구현될 수 있다. 이하에서는 촬영부는 망원경으로, 구동 장치는 마운트로 지시한다.According to one embodiment of the present invention, the photographing unit 20 may be implemented as a telescope, and the driving device 20 may be implemented as a mount. Hereinafter, the photographing unit is referred to as a telescope and the driving device is referred to as a mount.

우주물체 감시 시스템(1)은 망원경(20)으로 지정된 방향을 정확히 지향하여 정밀하게 촬영하는 것이 중요하다. 촬영된 영상에서 우주물체의 위치를 정확하게 알지 못하면, 우주물체의 궤도가 부정확하게 산출되어 획득된 정보의 가치가 퇴색된다. 하지만, 망원경(20)이 지향하는 천구와 이를 촬영하는 전하결합소자(CCD, Charge Coupled Device) 간에는 대기의 산란, 망원경 등의 기계적인 처짐 등에 의해 비선형적인 관계가 존재하며, 우주물체 감시 시스템(1)의 좌표계 얼라인먼트 방법을 통해 이를 해결할 수 있다.In the space object monitoring system 1, it is important that the telescope 20 accurately directs the specified direction and precisely takes pictures. If the position of the space object is not accurately known from the photographed image, the orbit of the space object is inaccurately calculated, and the value of the acquired information is lost. However, a non-linear relationship exists between the celestial sphere to which the telescope 20 is directed and a charge coupled device (CCD) that photographs it due to atmospheric scattering, mechanical deflection of the telescope, etc., and the space object monitoring system (1 ) can solve this problem through the coordinate system alignment method.

제어 장치(10)는 망원경(20)의 촬영 영상을 데이터화하여 우주물체 정보를 포함하는 촬영 데이터를 획득하고, 마운트(30)를 구동할 수 있다.The control device 10 converts the captured image of the telescope 20 into data, obtains captured data including space object information, and drives the mount 30 .

제어 장치(10)는 망원경(20)이 지정된 방향을 정확히 지향하여 우주물체를 정밀하게 촬영하도록 망원경(20)을 통해 획득한 촬영 데이터와, 마운트(30)가 구동한 정도 등을 기반으로 우주물체의 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 우주물체의 정보는 우주물체의 정확한 위치를 나타내는 정보일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The control device 10 controls the space object based on the shooting data acquired through the telescope 20 and the degree to which the mount 30 is driven so that the telescope 20 accurately directs the designated direction and precisely photographs the space object. information can be generated. Here, the information of the space object may be information indicating the exact location of the space object, but is not necessarily limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 장치(10)는 망원경(20) 또는 마운트(30)와 통신을 수행하도록 망원경(20) 또는 마운트(30)의 내에 내장되어있을 수 있으며, 또는 망원경(20) 또는 마운트(30)의 외에 구비될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the control device 10 may be built into the telescope 20 or mount 30 to communicate with the telescope 20 or mount 30, or the telescope 20 ) Or may be provided in addition to the mount 30.

망원경(20)은 우주물체를 촬영할 수 있다.The telescope 20 may photograph space objects.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 망원경(20)은 전하결합소자(CCD, Charge Coupled Device)로 구현될 수 있다. 전하결합소자는 빛을 전하로 변환시켜 화상을 얻어내는 센서를 나타낸다.According to one embodiment of the present invention, the telescope 20 may be implemented as a charge coupled device (CCD). A charge-coupled device represents a sensor that obtains an image by converting light into electric charge.

망원경(20)는 지구 어딘가에서 항성이나 인공위성 등 우주를 촬영할 수 있으며, 이를 위해 RA/Dec 로 표기되는 천구 좌표계를 기준으로 우주물체의 위치를 확인한 후, 촬영을 수행할 수 있다. 여기서, RA/Dec 로 표기되는 천구 좌표계는 적도좌표에서 춘분점을 지나는 시간권과 천체를 지나는 시간권이 이루는 각을 나타내는 적경(Right ascension)과 시간권을 따라 천구의 적도면에서 천체까지의 각을 나타내는 적위(declination)로 표기될 수 있다.The telescope 20 can photograph the universe, such as stars or satellites, somewhere on the earth, and for this purpose, after confirming the position of the space object based on the celestial coordinate system indicated by RA/Dec, the photographing can be performed. Here, the celestial coordinate system expressed as RA/Dec is right ascension, which represents the angle formed by the temporal sphere passing through the vernal equinox in equatorial coordinates and the temporal sphere passing through the celestial body, and declination, which represents the angle from the celestial equatorial plane to the celestial body along the temporal sphere. (declination).

도 2를 참고하면, 지상의 망원경(20)의 위치는 고각과 방위각으로 구성되는 시스템 좌표계를 사용할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the position of the telescope 20 on the ground may use a system coordinate system composed of an elevation angle and an azimuth angle.

시스템 좌표계와 천구 좌표계 간의 상관관계를 알 수 있는 경우, 지상에서 우주물체를 정확히 촬영하여 우주물체의 궤도를 산출할 수 있다.If the correlation between the system coordinate system and the celestial coordinate system is known, the orbit of the space object can be calculated by accurately photographing the space object on the ground.

마운트(30)는 망원경(20)이 장착되며, 특정 위치를 지향하도록 구동할 수 있다. 구체적으로, 마운트(30)는 망원경(20)의 하단에서 연결되며, 망원경(20)이 특정 위치를 지향하도록 움직일 수 있다.The mount 30 is mounted with the telescope 20, and can be driven to direct to a specific location. Specifically, the mount 30 is connected to the lower end of the telescope 20, and the telescope 20 can be moved to direct to a specific location.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 망원경(20)은 고각과 방위각이 구동하는 Alt-az(Altazimuth mount) 형태의 마운트에 장착된다. Alt-az(Altazimuth mount) 형태의 마운트(30)는 상하좌우 방향으로 망원경(20)을 움직일 수 있는 형태로 도 2와 같이 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, the telescope 20 is mounted on an Altazimuth mount (Alt-az) type mount in which elevation and azimuth are driven. The mount 30 in the form of an Alt-az (Altazimuth mount) may be implemented as shown in FIG. 2 in a form capable of moving the telescope 20 in up, down, left and right directions, but is not necessarily limited thereto.

우주물체 감시 시스템(1)은 망원경(20)이 정확한 위치를 촬영할 수 있도록 좌표계 얼라인먼트 방법을 제안한다. The space object monitoring system 1 proposes a coordinate system alignment method so that the telescope 20 can photograph an accurate position.

이하에서는 천구 좌표계와 시스템 좌표계의 관계 및 좌표계 얼라인먼트 모델에 대해 설명한다. Hereinafter, the relationship between the celestial coordinate system and the system coordinate system and the coordinate system alignment model will be described.

우주물체 감시 시스템(1)은 시스템 좌표계와 천구 좌표계를 육안으로도 확인 가능한 항성들을 이용해 각 좌표계의 얼라인먼트 1차 모델을 완성하여 제1 얼라인먼트 모델을 생성한다. 이후, 우주물체 감시 시스템(1)은 복수의 항성을 촬영하여 데이터를 수집하며, 제안한 2차 얼라인먼트 모델을 완성하여 제2 얼라인먼트 모델을 생성하고, 망원경(20)이 항시 지정된 방향을 정확히 지향하도록 조정할 수 있다.The space object monitoring system 1 creates a first alignment model by completing a first alignment model of each coordinate system using stars that can be visually confirmed in the system coordinate system and the celestial coordinate system. Thereafter, the space object monitoring system 1 collects data by photographing a plurality of stars, completes the proposed secondary alignment model to create a second alignment model, and adjusts the telescope 20 to always accurately orient the designated direction. can

제어 장치(10)는 광학 기반의 우주물체 감시 시스템(1)에서, 우주물체, 항성 등을 정확하게 촬영하기 위한 좌표계 얼라인먼트 방법을 수행할 수 있다.The control device 10 may perform a coordinate system alignment method for accurately photographing a space object, a star, and the like in the optical-based space object monitoring system 1 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 항성은 베가, 알데바란, 시리우스 등을 포함할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, stars may include Vega, Aldebaran, Sirius, and the like, but are not necessarily limited thereto.

구체적으로, 제어 장치(10)는 마운트(30)의 고각, 방위각을 구동하여 망원경(20)이 지향하고자 하는 위치를 지향할 수 있어야 하고, 지구 자전의 반대방향으로 자전을 보상하기 위한 구동이 가능하도록 제어할 수 있다.Specifically, the control device 10 should be able to direct the telescope 20 to a desired position by driving the elevation and azimuth angles of the mount 30, and drive to compensate for rotation in the opposite direction of the earth's rotation is possible. can be controlled to

우주물체 감시 시스템(1)은 망원경(20)으로 지정된 방향을 정확히 지향하여 정밀하게 촬영하는 것이 중요하다. 촬영된 영상에서 우주물체의 위치를 정확하게 알지 못하면, 우주물체의 궤도가 부정확하게 산출되어 획득된 정보의 가치가 퇴색될 수 있다. 이에, 우주물체 감시 시스템(1)은 망원경(20)이 지향하는 천구와 이를 촬영하는 망원경(20)간의 대기의 산란, 망원경 등의 기계적인 처짐 등에 의해 존재하는 비선형적인 관계를 해결할 수 있다.In the space object monitoring system 1, it is important that the telescope 20 accurately directs the specified direction and precisely takes pictures. If the position of the space object is not accurately known from the captured image, the orbit of the space object is calculated inaccurately, and the value of the acquired information may be lost. Accordingly, the space object monitoring system 1 can solve a non-linear relationship between the celestial sphere to which the telescope 20 is directed and the telescope 20 photographing the celestial sphere, which exists due to scattering of air and mechanical deflection of the telescope.

우주물체 감시 시스템(1)은 시스템과 좌표계 얼라인먼트를 위한 항성 데이터를 수집할 수 있다. 우주물체 감시 시스템(1)은 준비가 완료되면 육안으로 확인 가능한 항성을 망원경(20)의 중심에 오도록 촬영하고, 제어 장치(20)를 통해 촬영시점의 고각, 방위각 정보와 RA/DEC로 표현되는 항성 정보를 포함하는 시점 데이터들을 제1 얼라인먼트 모델에 대입하여 계수를 산출할 수 있다. 이때, 각 계수 산출에는 최소자증법이 활용될 수 있다.The space object monitoring system 1 may collect stellar data for system and coordinate system alignment. When the preparation is completed, the space object monitoring system 1 photographs a star that can be confirmed with the naked eye so as to come to the center of the telescope 20, and through the control device 20, elevation and azimuth information at the time of shooting and RA / DEC Coefficients may be calculated by substituting viewpoint data including star information into the first alignment model. In this case, the least-magnification method may be used to calculate each coefficient.

제어 장치(10)는 제1 얼라인먼트 모델이 생성되면, 더 많은 항성에 대해 제1 얼라인먼트 모델을 생성한 방법으로 데이터를 수집한다. 이 때, 항성 선별의 조건은 전체 천구에 고르게 퍼져야 하는 것과 영상으로 촬영할 때, 화면 내에서 구분 가능해야 한다. When the first alignment model is generated, the control device 10 collects data by using a method of generating the first alignment model for more stars. At this time, the condition for star selection is that it must be spread evenly over the entire celestial sphere and that it must be distinguishable within the screen when filming as an image.

제어 장치(10)는 제2 얼라인먼트 모델의 각 계수도 최소자승법을 활용하여 산출한다. 제어 장치(10)는 제2 얼라인먼트 모델이 생성되면 이를 바탕으로 좌표 변환을 하여 각 항성의 지향 정밀도를 측정하며, 지향 정밀도가 규격을 만족시키지 못할 경우 푸리에 급수 항을 추가하여 정밀도를 향상시킬 수 있다.The control device 10 also calculates each coefficient of the second alignment model by utilizing the least squares method. When the second alignment model is generated, the control device 10 measures the orientation accuracy of each star by performing coordinate transformation based on the second alignment model, and if the orientation accuracy does not satisfy the standard, a Fourier series term can be added to improve the accuracy. .

이하에서는 제1 얼라인먼트 모델 및 제2 얼라인먼트 모델에 대해 자세히 설명한다. 여기서, 제1 얼라인먼트 모델 및 제2 얼라인먼트 모델의 생성 및 이에 따른 계수 산출은 제어 장치(10)에서 이루어질 수 있다.Hereinafter, the first alignment model and the second alignment model will be described in detail. Here, the generation of the first alignment model and the second alignment model and calculation of coefficients accordingly may be performed in the control device 10 .

수학식 1은 제1 얼라인먼트 모델을 나타낸다.Equation 1 represents a first alignment model.

천구상의 물체에 대해 망원경 좌표계로 변환하는 모델을 만들기 위해서는 6 개 항성을 촬영하여 제1 얼라인먼트 모델에 대한 좌표계 얼라인먼트를 수행하며, 이때 제1 얼라인먼트 모델이 완성되면 다른 항성을 쉽게 촬영할 수 있다.In order to create a model that transforms a celestial object into a telescope coordinate system, 6 stars are photographed and coordinate system alignment for the first alignment model is performed. At this time, when the first alignment model is completed, other stars can be easily photographed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 얼라인먼트 모델을 완성하기 위한 항성 후보군은 육안으로도 알 수 있는 폴라리스, 베가, 알데바란 등의 항성을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, as the star candidate group for completing the first alignment model, stars such as Polaris, Vega, and Aldebaran that can be seen with the naked eye may be used, but are not necessarily limited thereto.

제1 얼라인먼트 모델은 고각, 방위각에 대한 1 차 모델로서, 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.The first alignment model is a primary model for elevation and azimuth, and can be expressed as in Equation 1.

Figure pat00001
Figure pat00001

상술한 수학식 1에서,

Figure pat00002
은 고각의 오차량을 나타내고,
Figure pat00003
는 방위각의 오차량을 나타낸다. 여기서,
Figure pat00004
은 고각의 오차량이며 고각 보정값일 수 있으며,
Figure pat00005
는 방위각의 오차량이며 방위각의 보정값일 수 있다.In the above Equation 1,
Figure pat00002
represents the error amount of elevation,
Figure pat00003
represents the error amount of the azimuth. here,
Figure pat00004
is an elevation error amount and may be an elevation correction value,
Figure pat00005
Is an error amount of the azimuth angle and may be a correction value of the azimuth angle.

또한, LOFF는 고각 엔코더의 오차를 나타내고, CN은 북쪽에 대한 오차를 나타내며, CE는 동쪽에 대한 오차를 나타내고, CME는 망원경의 처짐으로 인한 오차를 나타낸다. ZOFF는 방위각 엔코더의 오차를 나타내고, CPZ는 방위각축과 천정 축간의 수직성 오차를 나타내며, CPA는 천정 축과 광축간의 수직성 오차를 나타낸다. 또한, θ는 고각을 나타내고,

Figure pat00006
는 방위각을 나타낸다.In addition, L OFF represents the error of the elevation encoder, C N represents the error to the north, C E represents the error to the east, and C ME represents the error due to the deflection of the telescope. Z OFF represents the error of the azimuth encoder, C PZ represents the vertical error between the azimuth axis and the zenith axis, and C PA represents the vertical error between the zenith axis and the optical axis. In addition, θ represents the elevation,
Figure pat00006
represents the azimuth angle.

이때, 제1 얼라인먼트 모델은 직교 좌표계를 좌표변환 할 때 발생할 수 있는 오차 요소를 모두 고려할 수 있다.In this case, the first alignment model may consider all error factors that may occur when coordinate transformation of the Cartesian coordinate system is performed.

오차 요소는 고각의 오차량을 구하는 경우, LOFF (고각 방향으로 틀어짐), CN (북쪽에 대한 기울기), CE (동쪽에 대한 기울기), CME (망원경의 처짐)을 적어도 하나 포함할 수 있다.The error component must include at least one of L OFF (distortion in the elevation direction), C N (inclination toward the north), C E (inclination toward the east), and C ME (deflection of the telescope) when the elevation error amount is obtained. can

또한, 오차 요소는 방위각의 오차량을 구하는 경우, ZOFF(방위각 방향으로 틀어짐), CN (북쪽에 대한 기울기), CE (동쪽에 대한 기울기), CPZ (방위각 축과 천정축간의 수직성 오차), CPA (천정축과 광축간의 수직성 오차)를 적어도 하나 포함할 수 있다.In addition, the error elements are Z OFF (twisted in the azimuth direction), C N (inclination to the north), C E (inclination to the east), C PZ (perpendicularity between the azimuth axis and the zenith axis) gender error) and C PA (verticality error between the zenith axis and the optical axis).

강체이면서 균일한 회전을 하는 모델에서 발생할 수 있는 오차 요소는 수직 축이 기울어진 정도 2개 요소와 수평 축과 수직 축이 90°에서 벗어난 정도 1개 요소, 수평축과 수직 축의 오프셋 2개 요소 그리고 망원경(20)과 수평축의 차이 1개 요소로 총 6개의 오차요소가 존재하며, 기계적인 처짐까지 총 7개의 파라미터가 필요할 수 있다. 여기서, 강체이면서 균일한 회전을 하는 모델은 망원경(20)에 부착되어 망원경(20)을 구동하는 마운트(30)일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The error factors that can occur in a model that is a rigid body and rotates uniformly are 2 elements of the tilt of the vertical axis, 1 element of the degree that the horizontal and vertical axes are out of 90°, 2 elements of offset of the horizontal and vertical axes, and a telescope There are a total of 6 error elements with one element of difference between (20) and the horizontal axis, and a total of 7 parameters may be required, including mechanical deflection. Here, the model that is rigid and rotates uniformly may be a mount 30 that is attached to the telescope 20 and drives the telescope 20, but is not necessarily limited thereto.

고각, 방위각은 촬영 시점의 원자료(raw data)일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Elevation and azimuth may be raw data at the time of shooting, but are not necessarily limited thereto.

수학식 1에서는 망원경(20)의 비선형적인 요소들을 반영하지만, 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 통해 수학식 2와 같이 발전시킬 수 있다. 수학식 2는 제2 얼라인먼트 모델을 나타내며, 이상화한 처짐이나 베어링, 광학계의 각도에 따른 비이상적인 형상학적 요소에 의한 불균일한 회전 등의 비선형성을 보상할 수 있다.Equation 1 reflects the nonlinear elements of the telescope 20, but can be developed as in Equation 2 through Fourier series terms for each axis. Equation 2 represents the second alignment model, and can compensate for non-linearity such as idealized deflection or non-uniform rotation due to non-ideal geometrical elements according to angles of bearings and optical systems.

Figure pat00007
Figure pat00007

상술한 수학식 2에서, 일부는 수학식 1의 제1 얼라인먼트 모델의 계수와 동일하다. AS는 고각 엔코더 이심률의 sin항을 나타내고, AC는 고각 엔코더 이심률의 cos항을 나타내며, A1 ~ A4는 고각 축에 대한 푸리에 급수항을 나타내고, Z1 ~ Z4는 방위각 축에 대한 푸리에 급수항을 나타낸다.In the above-described Equation 2, some are the same as the coefficients of the first alignment model of Equation 1. A S represents the sin term of the elevation encoder eccentricity, A C represents the cos term of the elevation encoder eccentricity, A 1 to A 4 represent Fourier series terms for the elevation axis, and Z 1 to Z 4 represent the azimuth axis. represents the Fourier series term.

제2 얼라인먼트 모델은 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 통해 얼라인먼트 식을 이상화한 처짐이나 베어링, 광학계의 각도에 따른 비이상적인 형상학적인 요소에 의한 불균일한 회전 등의 비선형성을 보상할 수 있도록 한다. 이때, 푸리에 급수 항은 요구 정밀도에 따라 추가할 수 있다.The second alignment model makes it possible to compensate for non-linearity, such as deflection obtained by idealizing the alignment equation through Fourier series terms for each axis, or non-uniform rotation caused by non-ideal geometric elements according to the angle of the bearing or optical system. At this time, a Fourier series term may be added according to the required precision.

망원경(20)을 통해 촬영한 영상에서의 오차가 선형이 아닌 비선형으로 나타나기 때문에, 제2 얼라인먼트 모델에서의 추가항을 통해 제1 얼라인먼트 모델을 보완할 수 있다.Since the error in the image captured through the telescope 20 appears non-linear rather than linear, the first alignment model can be supplemented through an additional term in the second alignment model.

제1 얼라인먼트 모델을 완성한 후, 더 많은 항성들을 대상으로 제2 얼라인먼트 모델의 각 계수들을 구할 수 있다.After completing the first alignment model, coefficients of the second alignment model may be obtained for more stars.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 얼라인먼트 모델을 완성하기 위해서는 50 개 정도의 항성을 촬영하여 진행하고, 관측이 용이한 항성을 선택하기 위해서 밝은 별 목록(Bright Star Catalog)의 항성 정보를 이용하였으며, 3 등급 이상의 밝은 항성을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention, in order to complete the second alignment model, about 50 stars are photographed and progress is made, and star information from the Bright Star Catalog is used to select stars that are easy to observe. , and bright stars of 3rd magnitude or higher can be used, but are not necessarily limited thereto.

망원경(20)을 통해 항성을 촬영하는 동안 마운트(30)는 지구 자전 반대 방향으로 회전할 수 있다. 여기서, 지구 자전만큼을 보상하여 항성을 여러 번 촬영하고 각 영상에서의 오차를 평균하여 계산할 수 있다.While photographing stars through the telescope 20, the mount 30 may rotate in a direction opposite to the Earth's rotation. Here, it can be calculated by compensating for the rotation of the earth, photographing the stars several times, and averaging errors in each image.

따라서, 우주물체 감시 시스템(1)은 제1 얼라인먼트 모델 및 제2 얼라인먼트 모델을 통해 우주물체, 항성 등을 정확하게 촬영할 수 있도록 하여 우주물체의 궤도 산출 시, 궤도 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 항성 기준의 지향이 가능할 수 있다.Therefore, the space object monitoring system 1 can accurately photograph the space object, the stars, etc. through the first alignment model and the second alignment model, thereby improving the orbit accuracy when calculating the orbit of the space object. direction may be possible.

도 3은 우주물체 감시 시스템의 제어 장치가 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 기기를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a computing environment in which a control device of a space object monitoring system includes a computing device suitable for use in embodiments.

도 3은 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 기기를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram for illustrating and describing a computing environment including a computing device suitable for use in the embodiments.

도 3은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 기기를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술되지 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.3 is a block diagram illustrating and describing a computing environment including a computing device suitable for use in example embodiments. In the illustrated embodiment, each component may have different functions and capabilities other than those described below, and may include additional components other than those described below.

도시된 컴퓨팅 환경은 제어 장치(10)를 포함한다. 일 실시예에서, 제어 장치(10)는 타 단말기와 신호를 송수신하는 모든 형태의 컴퓨팅 기기일 수 있다. The illustrated computing environment includes a control device 10 . In one embodiment, the control device 10 may be any type of computing device that transmits and receives signals with other terminals.

제어 장치(10)는 적어도 하나의 프로세서(12), 컴퓨터 판독 가능한 저장매체(14) 및 통신 버스(19)를 포함한다. 프로세서(12)는 제어 장치(10)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(12)는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(14)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(12)에 의해 실행되는 경우 제어 장치(10)로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.The control device 10 includes at least one processor 12 , a computer readable storage medium 14 and a communication bus 19 . The processor 12 may cause the control device 10 to operate according to the exemplary embodiment mentioned above. For example, processor 12 may execute one or more programs stored on computer readable storage medium 14 . The one or more programs may include one or more computer executable instructions, which when executed by processor 12 are configured to cause control device 10 to perform operations in accordance with an exemplary embodiment. It can be.

컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(14)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(14)에 저장된 프로그램(15)은 프로세서(12)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독한 가능 저장 매체(14)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 기기들, 광학 디스크 저장 기기들, 플래시 메모리 기기들, 그 밖에 제어 장치(10)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.Computer-readable storage medium 14 is configured to store computer-executable instructions or program code, program data, and/or other suitable form of information. Program 15 stored on computer readable storage medium 14 includes a set of instructions executable by processor 12 . In one embodiment, computer-readable storage medium 14 includes memory (volatile memory such as random access memory, non-volatile memory, or a suitable combination thereof), one or more magnetic disk storage devices, optical disk storage devices, It may be flash memory devices, other types of storage media that can be accessed by the control device 10 and store desired information, or a suitable combination thereof.

통신 버스(19)는 프로세서(12), 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체(14)를 포함하여 제어 장치(10)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.Communication bus 19 interconnects various other components of control device 10, including processor 12 and computer readable storage medium 14.

제어 장치(10)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(미도시)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(16) 및 하나 이상의 통신 인터페이스(18)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(16) 및 통신 인터페이스(18)는 통신 버스(19)에 연결된다. 입출력 장치(미도시)는 입출력 인터페이스(16)를 통해 제어 장치(10)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(미도시)는 제어 장치(10)를 구성하는 일 컴포넌트로서 제어 장치(10)의 내부에 포함될 수도 있고, 제어 장치(10)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 기기와 연결될 수도 있다.Control device 10 may also include one or more input/output interfaces 16 and one or more communication interfaces 18 providing interfaces for one or more input/output devices (not shown). Input/output interface 16 and communication interface 18 are connected to communication bus 19 . An input/output device (not shown) may be connected to other components of the control device 10 via an input/output interface 16 . Exemplary input/output devices include a pointing device (such as a mouse or trackpad), a keyboard, a touch input device (such as a touchpad or touchscreen), an input device such as a voice or sound input device, various types of sensor devices, and/or a photographing device; and/or output devices such as display devices, printers, speakers, and/or network cards. An exemplary input/output device (not shown) may be included inside the control device 10 as a component constituting the control device 10, or may be connected to the computing device as a separate device distinct from the control device 10. .

본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.Operations according to the present embodiments may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. Computer readable medium refers to any medium that participates in providing instructions to a processor for execution. A computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, or combinations thereof. For example, there may be a magnetic medium, an optical recording medium, a memory, and the like. The computer program may be distributed over networked computer systems so that computer readable codes are stored and executed in a distributed manner. Functional programs, codes, and code segments for implementing this embodiment may be easily inferred by programmers in the art to which this embodiment belongs.

본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.These embodiments are for explaining the technical idea of this embodiment, and the scope of the technical idea of this embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of this embodiment should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of this embodiment.

제어 장치(10)는 상술하는 고각 측정 방법을 수행할 수 있으며, 중복되는 설명은 생략한다.The control device 10 may perform the above-described elevation measurement method, and redundant descriptions will be omitted.

제어 장치(10)는 프로세서 및 프로세서에 의해 실행되는 프로그램을 저장하는 메모리를 포함한다. 제어 장치(10)는 프로세서에 의해 도 3에서 상술한 과정이 수행될 수 있다.The control device 10 includes a processor and a memory storing a program executed by the processor. The process described above in FIG. 3 may be performed by a processor in the control device 10 .

이하에서는 실제 시스템에 적용하고 제안한 모델을 검증하며, 도출한 결론에 대해 설명한다.In the following, the proposed model is applied to an actual system, the proposed model is verified, and the conclusions drawn are explained.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 얼라인먼트 모델에서의 오차를 확인하기 위한 도면이다.4 is a diagram for confirming an error in a second alignment model according to an embodiment of the present invention.

우주물체 감시 시스템(1)은 항성을 관측하는데 있어서, 여러 항성을 지향하여 데이터를 얻고, 얻은 데이터를 제1 얼라인먼트 모델, 제2 얼라인먼트 모델에 적용하여 모델의 오차를 검증할 수 있다.In observing the stars, the space object monitoring system 1 obtains data by directing several stars and applies the obtained data to a first alignment model and a second alignment model to verify model errors.

좌표계 얼라인먼트를 수행하기 위한 시험 환경으로 항성을 촬영할 수 있는 망원경이 탑재된 광학 기반의 우주물체 감시시스템이 필요하며, 도 2와 같은 현상의 우주물체 감시 시스템으로 구현될 수 있다. As a test environment for performing coordinate system alignment, an optical-based space object monitoring system equipped with a telescope capable of photographing stars is required, and it can be implemented as a space object monitoring system of the phenomenon shown in FIG. 2.

우주물체 감시 시스템(1)은 망원경(20)의 지향 각도를 조정하기 위해 고각, 방위각 방향으로 2축 회전 구동하는 구동 장치(30)의 말단에 망원경(20)이 탑재되어 있는 구조로 구현될 수 있다. 여기서, 망원경은 대구경 망원경과 일반 망원경이 장착되어 있어서 항성이 대구경 망원경의 시야각 밖에 있을 경우, 일반망원경으로 항성을 찾을 수 있도록 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The space object monitoring system 1 can be implemented in a structure in which the telescope 20 is mounted at the end of a driving device 30 that rotates two axes in elevation and azimuth directions to adjust the pointing angle of the telescope 20. there is. Here, since the telescope is equipped with a large-diameter telescope and a general telescope, when a star is outside the field of view of the large-diameter telescope, it may be implemented to search for a star with a general telescope, but is not necessarily limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고각의 구동범위는 30°~ 80°이고, 방위각의 구동범위는 0°~ 180°로 하여 시험하였으며, 구동속도는 5°/sec, 1.2°sec, 0.3°/sec로 하여 시험을 수행할 수 있다. 이때, 1.2°sec 과 5°/sec 은 위성촬영 시 필요한 속도이고, 구동속도 0.3°/sec 은 항성 촬영 시 필요한 속도일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the driving range of the elevation angle is 30 ° to 80 °, the driving range of the azimuth angle is 0 ° to 180 °, and the driving speed is 5 ° / sec, 1.2 ° sec, 0.3 ° The test can be performed with /sec. At this time, 1.2°sec and 5°/sec are speeds necessary for satellite imaging, and a driving speed of 0.3°/sec may be a speed necessary for star imaging.

상술한 도면에서 설명한 제1 얼라인먼트 모델 및 제2 얼라인먼트 모델의 절차에 따라 항성을 선별할 수 있으며, 데이터로서 필요한 항성은 50개일 수 있다.The stars may be selected according to the procedures of the first alignment model and the second alignment model described in the above drawing, and 50 stars may be required as data.

본 시험에서는 51 개의 항성을 도 4의 (a)와 같이 선정하였다. 도 4의 (a)에서, 그래프에서 가로축은 항성의 방위각 방향 위치이고, 세로축은 고각 방향 위치를 나타낸다.In this test, 51 stars were selected as shown in FIG. 4 (a). In (a) of FIG. 4 , in the graph, the horizontal axis represents the position of the star in the azimuth direction, and the vertical axis represents the position in the elevation direction.

선정된 항성을 우주물체 감시 시스템(1)으로 촬영하여 항성의 예측 위치와 실제 측정된 위치에 대한 차이를 도 4의 (b)와 같이 계산할 수 있다.The difference between the predicted position of the star and the actually measured position can be calculated as shown in (b) of FIG. 4 by photographing the selected star with the space object monitoring system 1.

이때, 우주물체 감시 시스템(1)은 제2 얼라인먼트 모델에 대입하기 위해 고각 방향 성분과 방위각 방향 성분으로 나눠서 오차를 기록할 수 있으며, 모델을 확인하기 위해 균일한 분포의 고도 20°에서 고도 75° 사이의 항성 중에서 선별될 수 있다. 얼라인먼트 절차에서와 같이 모터의 각 축은 고각, 방위각과 일치하지는 않는다. 일치하지 않는 부분에 대해서는 이론적인 모델로 보정이 어렵기 때문에 본 시험을 통해 수집한 오차를 이용하여 근사화된 모델을 찾을 수 있다.At this time, the space object monitoring system 1 can record the error by dividing it into the elevation direction component and the azimuth direction component in order to substitute it into the second alignment model. It can be selected among the stars in between. As in the alignment procedure, each axis of the motor does not coincide with elevation and azimuth. Since it is difficult to correct the inconsistent part with a theoretical model, an approximated model can be found using the error collected through this test.

따라서, 도 4의 (b)를 참고하면, 항성이 망원경(20)의 가운데에 위치할 때 고각/방위각 정보를 획득해야 하며, 어려울 경우 고각/방위각에 대한 차이를 망원경(20)의 x축, y축에 오차량으로 대체할 수 있다. 이때, 화각/가로픽셀수' 또는 '화각/세로픽셀수'로 고각/방위각에 대한 값을 산출할 수 있다.Therefore, referring to (b) of FIG. 4, when the star is located in the center of the telescope 20, it is necessary to obtain elevation/azimuth information, and if it is difficult, the difference in elevation/azimuth angle is the x-axis of the telescope 20, It can be replaced with the amount of error on the y-axis. In this case, values for elevation angles/azimuth angles may be calculated with 'angle of view/number of horizontal pixels' or 'angle of view/number of vertical pixels'.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 좌표 정렬 전 항성의 고각, 방위각 오차를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing elevation and azimuth errors of stars before coordinate alignment according to an embodiment of the present invention.

도 4에 따른 방법으로 항성의 예상 위치에서 영상을 촬영하게 되면, 각 항성의 고각, 방위각 오차를 기록할 수 있다.When an image is taken at an expected position of a star by the method according to FIG. 4, errors in altitude and azimuth of each star can be recorded.

도 5 의 (a)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 항성의 고각 오차를 나타내며, 도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 각 항성의 방위각 오차를 나타낸다.Figure 5 (a) shows the elevation error of each star according to an embodiment of the present invention, Figure 5 (b) shows the azimuth error of each star according to an embodiment of the present invention.

고각 오차의 RMS 는 128 arcsec 일 수 있으며, 방위각 오차의 RMS 는 33.2 arcsec 일 수 있다.The RMS of the elevation error may be 128 arcsec, and the RMS of the azimuth error may be 33.2 arcsec.

이에, 모든 항성의 오차는 최소자승법으로 제2 얼라인먼트 모델의 각 계수들을 산출할 수 있다.Accordingly, errors of all stars may be calculated for each coefficient of the second alignment model using the least squares method.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 얼라인먼트 모델을 도식화한 그래프이다.6 is a graph illustrating a second alignment model according to an embodiment of the present invention.

도 6의 (a)는 제2 얼라인먼트 모델을 통해 산출된 계수들로 구성된 수학식 2의 고각의 오차량을 구하는 식을 도식화 한 것이며, 도 6의 (b)는 제2 얼라인먼트 모델을 통해 산출된 계수들로 구성된 수학식 2의 방위각의 오차량을 구하는 식을 도식화 한 것이다.Figure 6 (a) is a schematic diagram of the equation for obtaining the error amount of the elevation angle of Equation 2 consisting of the coefficients calculated through the second alignment model, Figure 6 (b) is calculated through the second alignment model It is a schematization of the equation for obtaining the error amount of the azimuth angle of Equation 2 composed of coefficients.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 좌표 정렬 후 항성의 고각, 방위각 오차를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing elevation and azimuth errors of stars after coordinate alignment according to an embodiment of the present invention.

따라서, 제2 얼라인먼트 모델에 의해 망원경이 지향하는 위치와 촬영된 영상에서의 항성 위치 간 오차가 최소화되도록 좌표계가 얼라인먼트 되면, 각 항성들을 지향 했을 때 최소한의 오차로 촬영할 수 있다.Therefore, if the coordinate system is aligned so that the error between the position at which the telescope is directed and the position of the stars in the captured image is minimized by the second alignment model, when each star is pointed at, it can be photographed with a minimum error.

도 7은 좌표계 얼라인먼트 후에 각 항성을 촬영하여 고각, 방위각 방향의 오차를 도시한 그래프를 나타낸다.7 shows a graph showing errors in elevation and azimuth directions by photographing each star after coordinate system alignment.

도 7의 (a)는 각 항성의 고각 오차로 모든 항성의 고각 오차 RMS 는 2.07 arcsec 이다. 도 7의 (b)는 각 항성의 방위각 오차로 모든 항성의 방위각 오차 RMS 는 0.71 arcsec 일 수 있다.In (a) of FIG. 7, the altitude error RMS of all stars is 2.07 arcsec. 7(b) shows the azimuth error of each star, and the azimuth error RMS of all stars may be 0.71 arcsec.

따라서, 도 4 내지 도 7을 통해 우주물체 감시 시스템(1)은 항성과 인공위성 등의 우주물체를 확인할 수 있으며, 천구상에 존재하는 항성의 오차 수집을 통해 좌표계 얼라인먼트에 사용할 수 있는 모델을 결정하였으며, 이를 통해 시스템의 지향 오차를 3 arcsec(RMS) 미만으로 줄일 수 있다. 이는 구동장치의 반복정밀도에 해당하는 수준이다.Therefore, through FIGS. 4 to 7, the space object monitoring system 1 can identify space objects such as stars and artificial satellites, and a model that can be used for coordinate system alignment was determined through error collection of stars existing on the celestial sphere. , it is possible to reduce the orientation error of the system to less than 3 arcsec (RMS). This is a level corresponding to the repeatability of the driving device.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art can make various modifications, changes, and substitutions without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

1: 우주물체 감시 시스템
10: 제어 장치
12: 프로세서
14: 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체
15: 프로그램
16: 입출력 인터페이스
18: 통신 인터페이스
19: 통신 버스
20: 촬영부
30: 구동 장치1: Space object monitoring system
10: Control device
12: Processor
14: computer readable storage medium
15: program
16: I/O interface
18: communication interface
19: communication bus
20: filming department
30: driving device

Claims (13)

우주물체 감시 시스템에 의해 수행되는 우주물체 감시 방법에 있어서,
천구의 항성들 중 육안으로 확인 가능한 항성 후보군들 각각을 촬영부의 중심에 오도록 촬영하여 복수의 촬영 데이터들을 생성하며, 상기 복수의 촬영 데이터들의 촬영한 시점의 시점 데이터들을 생성하는 단계;
상기 생성된 시점 데이터를 이용하여 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 상기 제1 얼라인먼트 모델에 대한 제1 계수를 산출하는 단계;
상기 제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 상기 제2 얼라인먼트에 대한 제2 계수를 산출하는 단계; 및
상기 제1 계수 및 상기 제2 계수를 이용하여 상기 촬영 데이터에서의 우주물체의 정보를 생성하여 상기 우주물체를 감시하는 단계를 포함하는 우주물체 감시 방법.In the space object monitoring method performed by the space object monitoring system,
generating a plurality of photographic data by photographing each of the star candidate groups that can be confirmed with the naked eye among the stars of the celestial sphere so as to come to the center of the photographing unit, and generating viewpoint data of a photographing time of the plurality of photographic data;
generating a first alignment model using the generated viewpoint data, and calculating a first coefficient for the first alignment model;
generating a second alignment model for each axis based on the first alignment model, and calculating a second coefficient for the second alignment; and
and monitoring the space object by generating information on the space object in the captured data using the first coefficient and the second coefficient. 제1항에 있어서,
상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제1 계수를 산출하는 단계는,
상기 촬영부의 비선형적인 요소들을 반영하여 상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 직교 좌표계를 좌표 변환할 경우 발생하는 오차 요소를 고려하여 상기 제1 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 우주물체 감시 방법.According to claim 1,
Generating the first alignment model and calculating the first coefficient,
The method of monitoring a space object, characterized in that the first alignment model is generated by reflecting nonlinear elements of the photographing unit, and the first coefficient is calculated in consideration of an error element generated when a Cartesian coordinate system is transformed. 제2항에 있어서,
상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제1 계수를 산출하는 단계는,
상기 촬영부를 구동하는 구동 장치의 수직 축이 기울어진 정도, 상기 구동 장치의 수평 축과 수직 축이 90°에서 벗어난 정도, 상기 구동 장치의 수평축과 수직 축의 오프셋, 상기 촬영부와 상기 구동 장치의 수평축의 차이, 상기 구동 장치의 기계적인 처짐을 적어도 하나 포함하는 상기 오차 요소를 고려하여 상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하는 것을 특징으로 하는 우주물체 감시 방법.According to claim 2,
Generating the first alignment model and calculating the first coefficient,
The degree of inclination of the vertical axis of the driving device for driving the photographing unit, the degree to which the horizontal axis and the vertical axis of the driving device deviate from 90°, the offset between the horizontal axis and the vertical axis of the driving device, the horizontal axis of the photographing unit and the driving device and generating the first alignment model in consideration of the error factor including at least one mechanical deflection of the driving device. 제2항에 있어서,
상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제1 계수를 산출하는 단계는,
상기 촬영부를 구동하는 구동 장치를 동작하는 고각 방향으로의 틀어짐에 따른 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차 및 상기 촬영부의 처짐으로 인한 오차를 고려하는 상기 제1 얼라인먼트 모델을 통해 제1 고각 오차를 산출하고,
상기 구동 장치를 동작하는 방위각 방향으로의 틀어짐에 따른 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차, 방위각축과 천정 축간의 수직성 오차 및 천정 축과 광축간의 수직성 오차를 고려하는 상기 제1 얼라인먼트 모델을 통해 제1 방위각 오차를 산출하며,
상기 제1 계수는 상기 제1 고각 오차 또는 상기 제1 방위각 오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 우주물체 감시 방법.According to claim 2,
Generating the first alignment model and calculating the first coefficient,
Considering the error due to the twist in the elevation direction for operating the driving device for driving the photographing unit, the error in the first direction, the error in the second direction perpendicular to the first direction, and the error due to the deflection of the photographing unit Calculating a first elevation error through the first alignment model;
Error due to distortion in the azimuth direction of operating the driving device, error in the first direction, error in the second direction perpendicular to the first direction, verticality error between the azimuth axis and the zenith axis, and the zenith axis and the optical axis Calculate a first azimuth error through the first alignment model considering the verticality error of the liver;
The space object monitoring method of claim 1 , wherein the first coefficient includes the first elevation error or the first azimuth error. 제1항에 있어서,
상기 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제2 계수를 산출하는 단계는,
상기 촬영부의 비선형적인 요소들이 반영된 상기 제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 고려하여 상기 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 비선형성을 보상하는 상기 제2 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 우주물체 감시 방법.According to claim 1,
Generating the second alignment model and calculating the second coefficient,
The second alignment model is generated by considering a Fourier series term for each axis based on the first alignment model in which nonlinear elements of the photographing unit are reflected, and the second alignment model is compensated for the nonlinearity through the second alignment model. A space object monitoring method characterized in that the coefficient is calculated. 제5항에 있어서,
상기 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제2 계수를 산출하는 단계는,
상기 촬영부를 구동하는 구동 장치를 동작하는 고각 엔코더의 오차, 제1 방향에 대한 오차, 제2 방향에 대한 오차 및 상기 구동 장치를 동작하는 고각 엔코더 이심률의 sin, cos 항을 고려하는 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 제2 고각 오차를 산출하고,
상기 구동 장치를 동작하는 방위각 엔코더의 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차 및 상기 구동 장치를 동작하는 방위각 엔코더 이심률의 sin, cos 항을 고려하는 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 제2 방위각 오차를 산출하며,
상기 제2 계수는 상기 제2 고각 오차 또는 상기 제2 방위각 오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 우주물체 감시 방법.According to claim 5,
Generating the second alignment model and calculating the second coefficient,
The second alignment considering the sin, cos terms of the error of the elevation encoder operating the driving device for driving the photographing unit, the error in the first direction, the error in the second direction, and the eccentricity of the elevation encoder operating the driving device Calculate a second elevation error through the model,
Considering the error of the azimuth encoder operating the driving device, the error in the first direction, the error in the second direction perpendicular to the first direction, and the sin, cos terms of the eccentricity of the azimuth encoder operating the driving device Calculate a second azimuth error through a second alignment model,
The space object monitoring method of claim 1 , wherein the second coefficient includes the second elevation error or the second azimuth error. 제6항에 있어서,
상기 제2 얼라인먼트 모델은,
상기 제2 고각 오차 및 상기 제2 방위각 오차를 이용하여 각 항성의 지향 정밀도를 측정하며, 상기 지향 정밀도가 규격을 만족하지 못한 경우, 상기 고각 축에 대한 푸리에 급수항을 더 고려하여 상기 제2 고각 오차를 산출하고, 상기 방위각 축에 대한 푸리에 급수항을 고려하여 제2 방위각 오차를 산출하는 것을 특징으로 하는 우주물체 감시 방법.According to claim 6,
The second alignment model,
The orientation accuracy of each star is measured using the second elevation error and the second azimuth error, and when the orientation accuracy does not satisfy the standard, the second elevation angle is further considered by a Fourier series term for the elevation axis. A space object monitoring method comprising calculating an error and calculating a second azimuth error by considering a Fourier series term for the azimuth axis. 제5항에 있어서,
상기 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 제2 계수를 산출하는 단계는,
상기 제1 얼라인먼트 모델 생성 후, 상기 시점 데이터들을 복수 개 더 고려하여 상기 제2 계수를 산출하며,
상기 제1 얼라인먼트 모델 및 상기 제2 얼라인먼트 모델은 최소자승법을 사용하는 것을 특징으로 하는 우주물체 감시 방법.According to claim 5,
Generating the second alignment model and calculating the second coefficient,
After generating the first alignment model, the second coefficient is calculated by considering a plurality of more viewpoint data;
Wherein the first alignment model and the second alignment model use a least squares method. 제1항에 있어서,
상기 제1 얼라인먼트 모델 및 상기 제2 얼라인먼트 모델은,
상기 항성들을 이용하여 고각과 방위각으로 표현되는 시스템 좌표계 및 RA/DEC로 표현되는 천구 좌표계 각각에 대해 생성되는 것을 특징으로 하는 우주물체 감시 방법.According to claim 1,
The first alignment model and the second alignment model,
A method for monitoring a space object, characterized in that each of the system coordinate system expressed by elevation and azimuth angle and the celestial coordinate system expressed by RA / DEC are generated using the stars. 천구의 항성들 중 육안으로 확인 가능한 항성 후보군들 각각을 중심에 오도록 촬영하여 복수의 촬영 데이터들을 생성하는 망원경;
상기 망원경에 연결되며, 상기 망원경을 목표하는 방향으로 이동하는 마운트; 및
상기 복수의 촬영 데이터들의 촬영한 시점의 시점 데이터들을 기반으로 제1 얼라인먼트 모델을 생성하여 상기 제1 얼라인먼트 모델에 대한 제1 계수를 산출하고, 상기 제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 추가하여 제2 얼라인먼트 모델을 생성하여 상기 제2 얼라인먼트에 대한 제2 계수를 산출하며, 상기 제1 계수 및 상기 제2 계수를 이용하여 우주물체의 정보를 생성하고, 상기 우주물체의 정보를 기반으로 상기 우주물체를 감시하기 위해 상기 마운트를 제어하는 제어 장치를 포함하는 우주물체 감시 시스템.a telescope for generating a plurality of photographic data by photographing each of the star candidate groups that can be confirmed with the naked eye among the stars of the celestial sphere so as to come to the center;
a mount connected to the telescope and moving the telescope in a target direction; and
A first alignment model is generated based on viewpoint data at a time when the plurality of photographing data are photographed, a first coefficient for the first alignment model is calculated, and a Fourier series for each axis is calculated based on the first alignment model. A second alignment model is created by adding a term to calculate a second coefficient for the second alignment, information of the space object is generated using the first coefficient and the second coefficient, and information of the space object is calculated. A space object monitoring system comprising a control device for controlling the mount to monitor the space object based on the base. 제10항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 망원경을 구동하는 마운트의 수직 축이 기울어진 정도, 상기 마운트의 수평 축과 수직 축이 90°에서 벗어난 정도, 상기 마운트의 수평축과 수직 축의 오프셋, 상기 망원경과 상기 마운트의 수평축의 차이, 상기 마운트의 기계적인 처짐을 적어도 하나 포함하는 오차 요소를 고려하여 상기 제1 얼라인먼트 모델을 생성하고,
상기 제1 얼라인먼트 모델은 상기 구동 장치를 동작하는 고각 방향으로의 틀어짐에 따른 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차 및 상기 망원경의 처짐으로 인한 오차를 고려하는 상기 제1 얼라인먼트 모델을 통해 제1 고각 오차를 산출하고, 상기 구동 장치를 동작하는 방위각 방향으로의 틀어짐에 따른 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차, 방위각축과 천정 축간의 수직성 오차 및 천정 축과 광축간의 수직성 오차를 고려하는 상기 제1 얼라인먼트 모델을 통해 제1 방위각 오차를 산출하며,
상기 제1 계수는 상기 제1 고각 오차 또는 상기 제1 방위각 오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 우주물체 감시 시스템.According to claim 10,
The control device,
The degree of inclination of the vertical axis of the mount driving the telescope, the degree to which the horizontal axis and the vertical axis of the mount deviate from 90 °, the offset between the horizontal axis and the vertical axis of the mount, the difference between the horizontal axis of the telescope and the mount, the mount Creating the first alignment model in consideration of an error factor including at least one mechanical deflection of
The first alignment model is an error due to distortion in the elevation direction operating the driving device, an error in the first direction, an error in a second direction perpendicular to the first direction, and an error due to deflection of the telescope. A first elevation error is calculated through the first alignment model to be considered, and an error due to a twist in the azimuth direction in which the driving device operates, an error in the first direction, and a second direction perpendicular to the first direction Calculate a first azimuth error through the first alignment model that considers an error for the angle, a verticality error between an azimuth axis and a zenith axis, and a verticality error between a zenith axis and an optical axis;
The space object monitoring system of claim 1 , wherein the first coefficient includes the first elevation error or the first azimuth error. 제10항에 있어서,
상기 제어 장치는,
상기 망원경의 비선형적인 요소들이 반영된 상기 제1 얼라인먼트 모델을 기반으로 각 축에 대한 푸리에 급수 항을 고려하여 상기 제2 얼라인먼트 모델을 생성하며, 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 비선형성을 보상하는 상기 제2 계수를 산출하며,
상기 제2 얼라인먼트 모델은 상기 마운트를 동작하는 고각 엔코더의 오차, 제1 방향에 대한 오차, 제2 방향에 대한 오차 및 상기 마운트를 동작하는 고각 엔코더 이심률의 sin, cos 항을 고려하는 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 제2 고각 오차를 산출하고, 상기 마운트를 동작하는 방위각 엔코더의 오차, 제1 방향에 대한 오차, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 대한 오차 및 상기 마운트를 동작하는 방위각 엔코더 이심률의 sin, cos 항을 고려하는 상기 제2 얼라인먼트 모델을 통해 제2 방위각 오차를 산출하며,
상기 제2 계수는 상기 제2 고각 오차 또는 상기 제2 방위각 오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 우주물체 감시 시스템.According to claim 10,
The control device,
The second alignment model is generated by considering a Fourier series term for each axis based on the first alignment model in which nonlinear elements of the telescope are reflected, and the second alignment model is compensated for the nonlinearity through the second alignment model. Calculate the coefficient,
The second alignment model is the second alignment that considers the error of the elevation encoder operating the mount, the error in the first direction, the error in the second direction, and the sin and cos terms of the eccentricity of the elevation encoder operating the mount. A second elevation error is calculated through the model, and the error of the azimuth encoder operating the mount, the error in the first direction, the error in the second direction perpendicular to the first direction, and the eccentricity of the azimuth encoder operating the mount A second azimuth error is calculated through the second alignment model considering the sin and cos terms of
The space object monitoring system of claim 1, wherein the second coefficient includes the second elevation error or the second azimuth error. 제12항에 있어서,
상기 제2 얼라인먼트 모델은,
상기 제2 고각 오차 및 상기 제2 방위각 오차를 이용하여 각 항성의 지향 정밀도를 측정하며, 상기 지향 정밀도가 규격을 만족하지 못한 경우, 상기 고각 축에 대한 푸리에 급수항을 더 고려하여 상기 제2 고각 오차를 산출하고, 상기 방위각 축에 대한 푸리에 급수항을 고려하여 제2 방위각 오차를 산출하는 것을 특징으로 하는 우주물체 감시 시스템.According to claim 12,
The second alignment model,
The orientation accuracy of each star is measured using the second elevation error and the second azimuth error, and when the orientation accuracy does not satisfy the standard, the second elevation angle is further considered by a Fourier series term for the elevation axis. The space object monitoring system, characterized in that the second azimuth error is calculated by calculating the error and considering a Fourier series term for the azimuth axis.
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