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Command generation for high gain antenna on lunar orbiter to communicate with deep space network = 달 궤도선과 심우주 지상국의 통신을 위한 고이득 안테나 자세명령 생성 기법 연구
서명 / 저자 Command generation for high gain antenna on lunar orbiter to communicate with deep space network = 달 궤도선과 심우주 지상국의 통신을 위한 고이득 안테나 자세명령 생성 기법 연구 / Ye Hyun Kim.
저자명 Kim, Ye Hyun ; 김예현
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2017].
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8031372

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MSPE 17003

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초록정보

Korea has a plan to launch lunar orbiter by using Korea Space Launch Vehicle (KSLV-II) in 2020. This mission will be the first observatory of Korea to analyze feature of Lunar. The lunar orbiter will take information with mounted payloads such as camera, radiometer, altimeter and detector while orbiting at unrivalled altitude of 100km. The orbiter will communicate with Deep Space Network (DSN) such as receiving command generation and sending collected information through High Gain Antenna (HGA). Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) lunched by NASA in 2008 can be a representative example of lunar orbiter. It communicates with DSN via HGA that is divided with S-band which uses for tracking and command generation of spacecraft and Ka-band that is for transmitting the information of Moon. The data volume through each band are 4.84 Gbits and 460 Gbits per day, and they are hard to transmit once due to data rates; 4 kbits/s for uplink and 100 Mbit/s for downlink in order. Therefore, command generations based on tracking information are separated and uploaded 12 times per a day, and the data of lunar information is downloaded to DSN 4 times per a day on average. For communication with DSN during a given time, and increasing data margin, pointing accuracy is required. To point ground stations, 172800 attitude command of azimuth and elevation angle for HGA are generated during a day. Transmitting the generated attitude command with respect to time is under limitation on the amount of traffic. Thus, command generation for HGA is dealt in this thesis based on compression method to reduce the data volume that is necessary to communicate with DSN.

우리나라는 2020년 한국형 발사체를 사용하여 달 궤도선을 발사 할 계획이다. 이 궤도선은 추후 달 착륙선의 안전한 착륙을 위하여 달 표면과 특징을 분석할 예정이다. 본 궤도선은 100미터 상공에서 거의 원형에 비슷한 궤도를 그리며 카메라, 복사계, 고도계와 탐지기를 이용하여 달에 대한 정보를 얻고, 달 궤도선에 장착되어 있는 고이득 안테나(High Gain Antenna)를 통해 이 정보들은 미국, 스페인, 호주에 위치해 있는 심우주 지상국에 정보를 보낼 예정이다. 2008년에 발사된 미국의 달 궤도선 Lunar Reconnaissance Orbiter의 경우 고이득 안테나의 S-band와 Ka-band를 통해 데이터 송수신을 하는데, S-band의 경우 궤도선의 자세명령이나 궤도수정을 이용한 명령을 수신 받고 Ka-band의 경우 달의 정보를 심우주 지상국으로 송신하는 역할을 한다. 하루동안 수신을 받는 데이터의 양은 4.84 Gbits이며, 송신하는 데이터의 양은 460 Gbits이다. 이 때, 많은 양의 데이터를 한번에 송수신 할 수 없으므로 자세 명령 같은 경우 하루에 12번, 데이터 송신의 경우 하루에 4번 나뉘어져 지상국과 통신을 하게 된다. 달 궤도선이 심우주 지상국과 통신을 할 때 데이터의 마진을 높이기 위해 주어진 시간에 정확한 지상국 지향이 요구된다. 하루 동안 지상국을 지향하기 위한 고이득 안테나의 자세 명령을 개수는 고각 방위각 합쳐서 172800개로 한 번에 시간에 따른 하루치의 자세 명령을 보내기 어렵기 때문에 데이터 양을 줄일 수 있는 방법이 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 달 궤도선과 심우주 지상국과의 주기적인 교신 위해 안테나 짐벌의 최소자세명령 생성 기법에 대한 연구를 다루고자 한다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MSPE 17003
형태사항 iv, 55 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김예현
지도교수의 영문표기 : Hyo Choong Bang
지도교수의 한글표기 : 방효충
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 우주탐사공학학제전공,
서지주기 Including references
주제 Lunar Orbiter
High Gain Antenna
Antenna Tracking Profile
Curve Fitting
Attitude Command Generation
심우주 통신망
달 궤도선
고이득 안테나
기준지향벡터
최소자세명령 알고리듬
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