차세대 우주물체 정밀 추적 시스템을 지원하는 실시간 정밀궤도결정 및 예측 소프트웨어 개발 = Development of Real-time Precise Orbit Determination and Prediction Software Supporting Next-generation SLR System

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 변화하는 우주 환경에 대한 대비를 위해 현재 개발 중인 차세대 우주물체 정밀 추적 시스템을 지원하는 소프트웨어를 개발 및 검증한 내용을 제시한다. 소프트웨어의 목적은 우주물체가 관측지역을 지나가는 한 번의 시간 안에 관측한 위성 레이저 거리측정(Satellite Laser Ranging, SLR) 데이터를 활용하여 실시간으로 궤도결정을 하고, 약 25미터 위치오차(고도 500km, 고도각 30도 기준) 내로 위치를 예측하는 것이다. 이를 위해 소프트웨어의 주요 구성 요소인 동역학 모델은 상용 소프트웨어인 STK(Systems Tool Kit)와 밀리미터 급 오차, SLR 관측 모델은 센티미터 급까지 오차가 보정되는 것을 개발 목표로 한다. STK와 실제 데이터를 활용하여 검증한 결과를 통해 개발 목표 달성을 확인하고, 모델의 신뢰도를 평가한다. 또한 예비 성능 분석을 수행하여 초기 상태 벡터 값이 정밀하게 주어지고 일정 수준 이상의 데이터가 관측된다면, 충분한 신뢰도의 정밀 궤도결정 및 예측이 가능함을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study presents the development and verification of software to support a next-generation Satellite Laser Ranging(SLR) system currently under development to prepare for the changing space environment. The objective of the software is to utilize SLR data to determine orbits in real-time and predict positions to within about 25 meter position error(at 500km altitude, 30 degrees of elevation angle) for a single pass of the object through the observation area. To achieve this, the main component of the software, the dynamic model is developed to have a millimeter-level error with the commercial software Systems Tool Kit(STK) and SLR measurement model aims to be error-corrected down to the centimeter level. The verification results using STK and real data confirm the achievement of the development goals and evaluate the reliability of the model. In addition, a preliminary performance analysis was performed to confirm that precise orbit determination and prediction with sufficient reliability is possible if the initial state vector value is given precisely and a certain level of data is observed.

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