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MIRIS에서 적외선 관측용 이미지 센서의 제어를 위한 FPGA 개발
방승철,이대희,위석오,가능현,차상묵,박영식,남욱원,정웅섭,이창희,문봉곤,박성준,이덕행,표정현,한원용 한국우주과학회 2010 한국우주과학회보 Vol.19 No.1
MIRIS는 과학기술위성 3호의 주 탑제체로 우주 및 지구의 적외선 관측을 위한 두 개의 카메라 시스템을 가지고 있으며 이를 위한 적외선 검출용 이미지 센서가 각각 장착되어 있다. 이미지 센서를 통해 검출된 이미지 데이터를 읽기 위해 고속의 데이터처리가 요구되어 FPGA 구성방식으로 전용 제어기를 구성하였다. 우주 및 지구의 적외선 관측용 이미지 센서는 구성 및 동작 방법이 달라 요구기능을 만족하는 각각의 전용 이미지 센서 제어기를 개발했다. FPGA를 이용한 이미지 센서 제어기에는 검출된 이미지를 읽기위한 센서 제어 신호발생기, 아날로그 이미지 신호를 디지털 정보로 변환하는 ADC 제어용 신호 발생기, ADC의 출력 신호를 고속의 직렬 통신선로로 출력 하는 기능 외에 동작 모드 및 동작 상태 입력용 DSP 인터페이스, 고속의 직렬 통신 선로에 MIRIS 상태정보 삽입 기능, 제어기의 기능을 원격지에서 확인 할 수 있는 이미지 패턴 생성기능 등을 가지고 있다. 특히, 이미지를 읽기 위한 동작 시에만 클록 주파수를 인가하는 방법으로 FPGA 내부 회로를 구성하여 전류의 소모량을 최소화 하였다.
고반복률 인공위성 레이저추적시스템을 위한 운영소프트웨어 인터페이스 설계 및 시험
성기평,방승철,최은정,가능현,임형철,류재철 한국항공우주학회 2015 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2015 No.11
한국천문연구원에서 개발한 ARGO-M 시스템은 2kHz 반복률을 가진 532nm Nd:YAG 레이저를 사용하여 반사경을 장착한 인공위성의 거리를 밀리미터 수준으로 측정할 수 있는 시스템이다. 현재 전 세계적으로 SLR 시스템의 정밀도를 향상시키기 위한 다양한 연구들이 활발히 진행하고 있다. HSLR-10은 최대 10kHz까지 고반복률 레이저추적이 가능하도록 ARGO-M 기능 및 성능을 개선한 시스템으로 이를 위해 ARGG(ARGO-M Range Gate Generator) 및 운영소프트웨어를 개발하였다. 본 연구에서는 ARGG와 HSLR-10 운영소프트웨어 인터페이스 설계와 시험 결과를 제시한다. Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) has developed ARGO-M system whose ranging accuracy is millimeter level for satellites with retro-reflector array by using Nd:YAG laser with 2kHz repetition rate and 532nm wavelength. Recently various technologies have been researched to improve the ranging accuracy of satellite laser ranging (SLR) system. The HSLR-10 has been upgraded from the ARGO-M, which is capable of 10kHz ranging through the development of novel ARGG (ARGO-M Range Gate Generator) and operation software. In this study, the interface design between HSLR-10 and ARGG is addressed and its results are also described.
Baseline Design and Performance Analysis of Laser Altimeter for Korean Lunar Orbiter
임형철,Gregory A. Neumann,최명환,유성열,방승철,가능현,박종욱,최만수,박은서 한국우주과학회 2016 Journal of Astronomy and Space Sciences Vol.33 No.3
Korea’s lunar exploration project includes the launching of an orbiter, a lander (including a rover), and an experimental orbiter (referred to as a lunar pathfinder). Laser altimeters have played an important scientific role in lunar, planetary, and asteroid exploration missions since their first use in 1971 onboard the Apollo 15 mission to the Moon. In this study, a laser altimeter was proposed as a scientific instrument for the Korean lunar orbiter, which will be launched by 2020, to study the global topography of the surface of the Moon and its gravitational field and to support other payloads such as a terrain mapping camera or spectral imager. This study presents the baseline design and performance model for the proposed laser altimeter. Additionally, the study discusses the expected performance based on numerical simulation results. The simulation results indicate that the design of system parameters satisfies performance Korea’s lunar exploration project includes the launching of an orbiter, a lander (including a rover), and an experimental orbiter (referred to as a lunar pathfinder). Laser altimeters have played an important scientific role in lunar, planetary, and asteroid exploration missions since their first use in 1971 onboard the Apollo 15 mission to the Moon. In this study, a laser altimeter was proposed as a scientific instrument for the Korean lunar orbiter, which will be launched by 2020, to study the global topography of the surface of the Moon and its gravitational field and to support other payloads such as a terrain mapping camera or spectral imager. This study presents the baseline design and performance model for the proposed laser altimeter. Additionally, the study discusses the expected performance based on numerical simulation results. The simulation results indicate that the design of system parameters satisfies performance requirements with respect to detection probability and range error even under unfavorable conditions.
MIRIS 적외선우주관측카메라 광학계 인증모델 설계제작 및 시험
이창희,박성준,문봉곤,차상목,이대희,정웅섭,박영식,남욱원,박장현,가능현,이미현,이덕행,양순철,김영주,이기훈,이승우,Matsumoto, T.,한원용 한국우주과학회 2009 한국우주과학회보 Vol.18 No.2
과학기술위성 3호의 주탑재체인 MIRIS (Multi-purpose InfraRed Imaging System) 적외선우주관측카메라의 인증모델이 조립을 마치고 현재 성능시험이 진행 중이다. MIRIS 적외선광학계는 구경 80mm의 광시야(f/2) 굴절식 망원경으로서, 총 5매의 렌즈로 구성되어 있다. 렌즈들은 S-FPL53, S-TIH6, Fused Silica 등의 재료를 사용해 가공되었으며, MIRIS 관측 파장대역(0.9~2.0μm)에서 투과율이 극대화되도록 반사억제 코팅이 적용되었다. MIRIS 광학계 및 광기계부 설계에 있어서의 주요 고려사항은, 1) 상온에서 조립된 상태에서 발사 시 위성체가 받는 충격과 진동을 견뎌낼 것, 그리고 2) 발사 후 위성 궤도상에서의 복사냉각을 통해 180K로 열수축된 상태에서 최적의 광학성능을 발휘할 것 등이다. 이러한 설계 개념을 바탕으로 MIRIS 광학계를 제작하였으며, 조립된 인증모델은 진동시험 및 열진공시험을 통과하였다. 이 발표에서는 MIRIS 적외선우주관측카메라 광학계의 인증모델 제작 과정과 부품별 시험, 그리고 조립 후 상온 및 저온 성능시험 결과에 대하여 논의 한다.
MIRIS 지구관측 적외선카메라 인증모델 성능 시험 및 Field Test
문봉곤,박영식,이창희,박성준,차상목,이대희,정웅섭,남욱원,박장현,육인수,가능현,이미현,이덕행,양순철,김영주,이기훈,정한,이승우,한원용 한국우주과학회 2009 한국우주과학회보 Vol.18 No.2
과학기술위성 3호의 주탑재체인 MIRIS (Multi-purpose InfraRed Imaging System)는 우주관측카메라 (Space Observation Camera, SOC)와 지구관측카메라 (Earth Observation Camera, EOC)가 독립적인 시스템으로 구성되어 있다. 지구관측카메라는 유효 구경 100 mm, F/5의 광학계로 3-5 마이크론 파장영역을 관측하며, 국내에서 개발된 적외선 검출기의 우주 인증 시험과 유사시 한반도 적외선 감시를 주요 목적으로 하고 있다. 고도 700km에서 지상을 볼 때 약 42m/pixel의 공간분해능을 나타낼 것으로 기대하고 있다. 지구관측카메라의 인증 모델 (Qualification Model)은 냉동기를 제외한 모든 부품이 국내기술로 제작되었으며, 미러 본딩 및 릴레이 렌즈 조립 기술, 적외선 영상 검교정 기술 등 다양한 경험과 도전을 제공했다. 이 발표에서는 지구관측카메라 인증모델을 이용하여 수행한 주요 시험 과정을 소개한다. 국내 회사 (주)i3 system에서 제작된 적외선 검출기는 320 x 256 HgCdTe array (평균 양자효율 80% 이상) 이며 77K에서 정상적으로 운영된다. Micro Stirling Cooler에 의해 듀어는 전원을 켠 후 5분 이내에 검출기 운영온도인 77K까지 내려간다. 적외선 광학계의 정렬, 시스템 MTF 측정, 흑체 측정 및 검교정 작업을 수행한 후 야외에서 다양한 경우에 대해 Field Test를 진행했다. 이 발표에서는 Field Test 과정과 이를 통해 얻은 결과를 발표하고, FM (Flight Model) 제작에 있어 수정해야 할 사항들을 제안해 본다.