연구분야

● 위성항법필터 개발

저궤도 위성은 빠른 속도로 비행하기 때문에 GPS 신호가 수신되지 않는 경우가 발

생할 수 있다. 이 때 위성 동역학 모델을 이용하면 GPS 항법이 불가능할 때 위성의

위치 추정이 가능하다. GPS 항법과 위성 동역학 모델을 결합하여 저궤도 위성 궤도

추정을 위한 항법 필터를 개발한다.

● 위성 위치추정 기법 연구 ● 위성 동역학 모델링

● 궤도 예측 오차 비교 ● 위성에 작용하는 외력 요소별 위치오차

● 위성성능 분석

NASA 지구관측 위성인 GRACE는 dual one-way ranging (DOWR) 시스템이 탑재되

어 위성간의 거리 변화를 정밀하게 측정할 수 있다. GRACE 위성에 탑재된 KBR 시

스템은 GPS 반송파 송수신기와 유사하므로 비교적 적은 비용으로 수 십 마이크로

미터급의 높은 위치 정밀도를 얻을 수 있다. KBR 시스템의 정밀 시뮬레이터를 개발

하고 실제 위성의 비행 데이터와 KBR 시뮬레이터와의 차이를 비교하는 방법을 통

해 비행 성능이 설계 목표치에 도달하였는지를 평가한다.

● GRACE 위성 ● 센서 모델링

● DOWR 시스템의 개념도 ● GRACE 위성의 시계 오프셋 추정값

● 발사체 궤도추적

우주발사체는 군용 미사일이나 과학로켓에 비해 크고 먼 비행거리로 인해 고장 시

위험도가 크다. 따라서 비행시험 시 사고 위험을 최소화하기 위해 비행안전 시스템

운용이 필수적인데, 이 시스템에 적용되는 추적 필터는 정확성보다는 안정성이 중

요시된다. 전 비행 구간에 걸쳐 안정적으로 비행 정보를 획득하기 위해 다중센서를

이용하여 융합 필터를 구성한다. 추정된 위치와 순간낙하점 오차를 분석하여 융합

필터의 성능을 분석한다. 고장검출 알고리즘을 적용함으로써 전체 필터의 신뢰성을

유지한다.

● 발사체 궤도 추적 ● 다중센서 융합 및 항법 필터 구성도

● 태양돛 위성 개발

태양돛 위성은 위성에 돛을 연결하여 태양복사압을 받아 지속적인 추력이 가능한

위성이다. 태양돛 위성을 이용하여 달 천이, 비케플러 궤도에서 지구 관측, 항력을

받으면서 궤도 이탈 등 궤도 설계와 함께 임무 설계를 수행하고 궤도 시뮬레이션을

수행한다. 태양돛을 이용하여 태양복사압을 받아 추력을 증가시키거나 항력을 받

아 추력을 감소시키기 때문에 태양돛을 조종하는 자세제어 기법을 연구하고 시뮬

레이션을 수행한다.

● 태양돛 위성 모델링 ● 태양돛 자세 시뮬레이션

● 태양돛 궤도 설계 및 시뮬레이션

● 태양돛 위성의 자세제어 기법 연구 ● 태양돛 위성의 임무 설계

● 위성항법 시스템

GNSS (GPS, GLONASS, Galileo, COMPASS/Beidou) 를 이용한 위치 추정은 현대에

들어서 가장 많이 사용되는 방법이다. 일반적으로 GNSS를 이용한 항법은 위치 정확

도가 10 m 정도 되는데, 위치 정확도를 증가시키기 위한 방법을 연구한다. 성능 보

강 시스템 (SBAS: WAAS, EGNOS, MSAS)은 위치 정확도를 증가시키는 방법 중 하나

로 미국과 유럽, 일본에서 서비스되고 있는 위성 기반보강 시스템이다. SBAS 시스템

의 보정정보 처리 및 분석을 통해 GPS 시스템에 적용하고 시스템을 사용함에 따른

추정 오차 영역인 무결성을 분석한다.

● GNSS 항법 시스템 ● SBAS 보정정보 처리 프로그램 개발

● WAAS 보정정보 분석 ● SBAS 보정정보 적용에 따른 무결성 분석

● 우주환경 연구

GNSS 신호는 지상 환경뿐만 아니라 우주환경에 의하여 지연되어 오차가 발생한다.

우주환경은 GNSS 시스템의 궤도 및 시계오차, 전리층 지연, 그리고 대류층 지연이

포함된다. 전 세계 전리층은 시간과 위도에 따라 변화하며 이에 따라 GNSS 신호의

지연 크기가 달라진다. 전 세계와 한반도에서의 전리층 지연 변화를 분석하고 한반

도 주변의 전리층을 외삽 기법 중 하나인 biharmonic spline 기법과 최소자승법, 그

리고 머신 러닝 중 하나인 인공신경망(neural network)을 이용하여 예측을 수행하

고 예측 오차를 분석한다. 태양활동, 지자기활동과 전리층 지연의 상관관계를 연구

한다.

● GNSS 신호오차 요인 ● 전세계 평균 전리층 지연

● 한반도 전리층 지연 예측 ● 태양 활동과 전리층 오차 상관관계 분석