연구분야

  ● 위성항법 시스템

GNSS (Global Navigation Satellite System, 위성항법시스템)는 항법위성에서 전송하는 전파신호를 이용하여 사용자의 위치를 결정하는 시스템으로 미국 GPS, 러시아 GLONASS, 유럽 Galileo, 중국 COMPASS/Beidou, 일본 QZSS, 인도 NavIC 등이 있다. GNSS는 항공기, 위성, 자동차, 기차, 선박 및 측량 등 다양한 분양에서 사용된다.  GNSS를 이용한 항법은 위치정확도가 수 m 정도 되는데, 정교한 오차제거기법을 적용하면 mm 위치정확도도 가능하다. 본 연구실에서는 GNSS 오차성분을 분석하고 이를 제거하기 위한 기법을 연구한다.  2022년부터 개발이 시작된 한국형위성항법시스템 (KPS, Korea Positioning System)의 궤도결정 및 전리층 오차 제거 관련 연구를 수행한다.

  ● 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. 

● 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.

  ● 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.

 ● 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.