This thesis describes a script based software system for the small satellite on the low earth orbit. To reduce the test and verifications complexities, we designed the script based software system because the satellite development has several steps and many repeated verifications from modules to system. To efficiently operate the ground station, we designed and developed the event based automatic controlled ground station software because the satellite contact time is so small for the LEO satellite.
The software system is successfully used to develop the STSAT1, STSAT2, STSAT3, and successfully used to automatically operate the STSAT1 and CanSat.
Also, this thesis describes a vision based navigation system for the formation flying of the STSAT II. the LQR controller and the gyroless vision based navigation system are designed and simulated for the attitude control. And the simulation results show that the relative attitude and position estimations are reasonable.
본 논문에서는 소형 위성의 제작과 위성 운용을 하기 위한 방법을 살펴보고 개발 과정에서 발생하는 시험 과정과 위성 운용 과정을 연계하는 위성 제어 시스템을 설계 및 개발하였다. 위성 제어 시스템의 주된 목표는 위성의 개발 단계에서의 테스트에 대한 편리한 툴을 제공하고, 위성의 실시간 운용시에 짧은 접속 시간에 신뢰성 있는 실시간 운용이 가능하도록 제공하는 것이다. 이러한 목표를 달성하기 위해서 위성의 각 모듈 개발 단계에서부터 종합테스트 단계 및 발사 후 운용 단계에까지 쌓여진 전문가 지식을 위성의 운용에 적용이 가능하도록 설계하여 위성 운용시 자동화를 이루도록 설계하였다. 이러한 자동화는 위성 제어 시스템에 제어 언어를 설계하여, 위성 개발 전문가들에 의해 개발 단계에서부터 검증된 명령과 제한 조건을 생성하도록 한 결과이다.
이렇게 설계된 지상 제어 시스템은 과학기술위성1호의 운용에 적용되어 현재까지 성공적으로 과학기술위성 1호를 운용하고 있으며, 이러한 설계기법을 통해 발사를 앞둔 과학기술위성 2호의 지상 시험에 사용되었으며, 새로이 개발되고 있는 과학기술위성 3호에 적용되고 있다. 그리고 교육용으로 제작된 CanSat에도 성공적으로 적용되었다.
본 논문에서는 추가적으로 편대 비행을 위해 필요한 각 위성의 자세 제어를 위한 VISION 기반 시스템을 기반으로 제어기를 설계하고 이를 통하여 과학기술위성 2호 정도의 위성이 VISION 기반 시스템을 이용한 상대적인 위치 및 자세 획득을 통하여 성공적인 편대 비행이 가능함을 시뮬레이션을 통해 증명하였다.
