TLE를 이용한 우주물체 궤도예측 정밀도 향상 연구

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 우주물체 궤도예측의 개선 방안에 관하여 기술하였다. 운용위성과 우주물체와의 근접 가능성 여부를 확인하기 위해 이용되는 TLE(Two-Line Element)를 가관측으로 사용하였고, 비행역학시스템을 통해 궤도결정 및 예측을 수행하였다. 궤도를 결정함에 있어 일정기간 내 일련의 TLE를 이용하여 상태벡터를 가정하였고, 결정기간 및 가관측수(pseudo-observations)에 따른 예측결과 오차를 분석하였다. 또한, 제안된 방식을 적용할 경우 궤도예측 정밀도가 향상 되는지를 알아보기 위해 수 미터 수준의 정밀궤도 확인이 가능한 아리랑위성 2, 3호를 대상으로 먼저 적용하였으며, 동일한 조건으로 우주물체에 적용한 결과를 분석하였다. 우주물체 궤도예측의 RMS 오차 비교 결과, 7일 전파기준으로 궤도예측 정밀도를 약 90% 향상시킬 수 있었다. 우주물체의 개선된 궤도예측은 매일 수행되는 충돌가능성 분석에 이용되어 위험성이 높은 근접 우주물체의 1차적인 선별에 활용가능 할 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper describes an improvement of space objects orbit prediction. To screen possible collisions between operational satellites and space objects, the TLE (Two-Line Element) was used as pseudo-measurement and than the orbit determination and orbit prediction were performed through the flight dynamics system. For determining the orbits, the state vectors were assumed by a series of TLEs within a certain period. The propagation error was analyzed according to the fitting period and a number of pseudo-observations. In order to find out the improvement of orbit prediction with the proposed method, KOMPSAT-2, 3 having the precise orbit in the meter-level range were first applied. Then the result applied to space objects under the same conditions was analyzed. As a result of the RMS error comparison with the orbit prediction of space object, the precision of orbit prediction was improved by approximately 90% for seven days prediction. The improved orbit prediction of space objects can be utilized in the daily analysis for initial screening of the close space objects at high risk.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT
• 초록
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 본론
• Ⅲ. 결론
• References

참고문헌 (Reference)

1 "www.space-track.org"

2 "www.celestrack.com"

3 "T.S. Kelso"

4 Hae-Dong Kim, "NORAD TLE based ground orbit determination strategy for mitigating space debris collisions" 2011

5 Levit. C., "Improved Orbit Predictions using Two-Line Elements" 62 (62): 1107-1115, 2011

6 김해동, "GPS 항행해를 이용한 아리랑 1호의 궤도결정 성능분석 연구" 한국항공우주학회 32 (32): 43-52, 2004

7 Flohrer, T., "ESA's process for the identification and assessment of high-risk conjunction events" 2009

8 Choi, S. J., "Automated Conjunction Analysis Systemand Basic Concept of Contingency Operation for KOMPSAT-2" 2009