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韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences v.21 no.4, 2004년, pp.361 - 370   피인용횟수: 2
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행성간 탐사를 위한 심우주 추적망 관측모델 개발
DEEP SPACE NETWORK MEASUREMENT MODEL DEVELOPMENT FOR INTERPLANETARY MISSION

김해연   (연세대학교 천문우주학과UU0000936  ); 박은서   (연세대학교 천문우주학과UU0000936  ); 송영주   (연세대학교 천문우주학과UU0000936  ); 유성문   (연세대학교 천문우주학과UU0000936  ); 노경민   (연세대학교 천문우주학과UU0000936  ); 박상영   (연세대학교 천문우주학과UU0000936  ); 최규홍   (연세대학교 천문우주학과UU0000936  ); 윤재철   (한국항공우주연구원CC0186835  ); 임조령   (한국항공우주연구원CC0186835  ); 최준민   (한국항공우주연구원CC0186835  ); 김병교   (한국항공우주연구원CC0186835  );
  • 초록

    본 연구에서는 행성간 탐사선의 정밀궤도결정에 필수적인 심우주 추적망(Deep Space Network, DSN) 관측모델을 개발하였다. DSN 관측모델은 DSN 관측시 발생하는 오차를 모델링하여 실제 DSN 관측값과 동일한 관측값을 생성하는 역할을 수행한다. 본 연구의 목적은 행성간 탐사선 정밀궤도결정 과정의 일환인 DSN 관측모델을 개발하는 것이다. DSN 관측모델에는 대류층, 이온층과 안테나 옵셋 오차 모델을 포함시켰으며 임무에 따라 변하는 파라미터 값도 적용하였다. 또한 DSN 관측모델을 3개의 DSN 지상국에서 방위각-고도 마운트를 사용하는 모든 안테나에 대해 구현하였다. 고려한 오차모델의 결과값과 JPL 결과값을 비교해 본 결과, 모든 오차모델 값이 JPL에서 제시한 허용오차 범위인 $10\%$ 내에 있음을 확인하였다. 오차모델과 파라미터를 고려하여 실제 관측과 동일한 DSN 관측값을 생성하였으며, 이를 통해 본 연구에서 개발된 관측모델이 향후 우리 나라 행성간 탐사 임무시 정밀궤도 결정을 위한 관측모델로 활용 가능함을 확인하였다.


    The DSN(Deep Space Network) measurement model for interplanetary navigations which is essential for precise orbit determination has been developed. The DSN measurement model produces fictitious DSN observables such as range, doppler and angular data, containing the potential observational errors in geometric data obtained from orbit propagator. So the important part of this research is to model observational errors in DSN observation and to characterize the errors. The modeled observational errors include the range delay effect caused by troposphere, ionosphere, antenna offset, and angular refraction effect caused by troposphere. Non-modeled errors are justified as the parameters. All of these results from developed models show about $10\%$ errors compared to the JPL's reference results, that are within acceptable error range.


  • 주제어

    measurement model .   DSN .   observational errors.  

  • 참고문헌 (10)

    1. Chao, C. C. 1974, The Troposphere calibration model for mariner Mars 1971 (California: JPL), pp.61-76 
    2. Clynch, J. R., & Coco, D. S. 1986, Error characteristics of high quality geodetic GPS measurements: Clocks, orbits, and propagation effects. in Proceedings of Fourth International Geodetic Symposium on Satellite Positioning, Vol.I (Austin: Univ. Texas at Austin), pp.539-556 
    3. Hechler, M., & Yanez, A. 1999, Mars Express Consolidated Report on Mission Analysis (Darmstadt: ESOC), pp.30-55 
    4. Hofmann-Wellenhof, B., Lictengger, H., & Collins, J. 1992, GPS Theory and Practice Fifth, revised edition (Wien: Springer-Verlag), pp.87-116 
    5. Mendes, V. B. 1999, Modeling the neutral atmosphere propafation delay in radiometric space techniques (New Brunswick: Univ. New Brunswick), pp.55-298 
    6. Moyer, T. D. 1971, Mathematical formulation of the Double-precision orbit determination program (DPODP) (California: JPL), pp.59-87 
    7. Moyer, T. D. 2000, Formulation for observed and computed values of deep space network data types for navigation (New Jersey: A John willy & Sons), pp.277-538 
    8. Nishimura, T., & Hato, T. 1986, Tracking of Sakigake and Suisei and Development of Software package ISSOP for Orbit Determination ISAS report No.42 (Sagamihara: ISAS), pp.130-200 
    9. Renshaw, C. E., & Kallfelz, W. L. 1998, Review of the Anomalous Doppler Data from Pioneer 10 and 11 (Alpharetta: Tele-Consultants, Inc) 
    10. Thornton, C. L.., & Border, J. S. 2003, Radiometric Tracking techniques for Deep-Space Navigation (New Jersey: A John wiley & Sons), pp.3-33 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. 2014. "" Journal of astronomy and space sciences, 31(3): 247~264     
    2. Kim, Hyun-Jeong ; Park, Sang-Young ; Kim, Min-Sik ; Kim, Youngkwang ; Lee, Eunji 2017. "Development of a Measurement Data Algorithm of Deep Space Network for Korea Pathfinder Lunar Orbiter mission" 韓國航空宇宙學會誌 = Journal of the Korean society for aeronautical & space sciences, 45(9): 746~756     

 저자의 다른 논문

  • 박은서 (12)

    1. 2002 "DGPS 방식에 의한 위성의 정밀궤도 결정을 위한 GPS 원시 자료 전처리" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 19 (2): 163~172    
    2. 2003 "나로 우주센터에서 화성 탐사선 발사를 위한 최적 시간대 결정" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 20 (4): 299~312    
    3. 2004 "행성 근접 통과를 이용한 목성 탐사선의 최적 발사 시기" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 21 (2): 153~166    
    4. 2004 "화성 근접 탐사를 위한 우주선의 궤도전파 소프트웨어" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 21 (4): 351~360    
    5. 2005 "B-평면 조준법을 이용한 화성 탐사선의 궤적 보정을 위한 최적의 기동 설계" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 22 (4): 451~462    
    6. 2005 "행성탐사 항행해 결정을 위한 동역학 모델 개발" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 22 (4): 463~472    
    7. 2005 "확장칼만필터와 UNSCENTED 칼만필터를 이용한 우주발사체의 실시간 궤적추정" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 22 (4): 501~512    
    8. 2006 "KSLV-III를 이용한 한국형 화성 탐사 임무의 설계" 韓國宇宙科學會誌 = Journal of astronomy & space sciences 23 (4): 355~372    
    9. 2000 "온 보드 내삽 알고리즘 적용을 위한 정밀도 비교" 천문학회보 25 (2): 57~57    
    10. 2000 "DGPS를 이용한 저궤도위성의 정밀궤도결정을 위한 동력학모델 개발" 천문학회보 25 (2): 65~65    
  • 송영주 (9)

  • 박상영 (38)

  • 최규홍 (95)

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  • 임조령 (9)

  • Choi, Joon-Min (11)

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