KR102015109B1 - Method and apparatus for avoiding collision between satellite - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위성의 충돌 회피 방법 및 장치에 관한 것으로, 정지궤도에 위치한 위성 간 충돌을 회피하는 방법에 있어서, 기준 위성에 접근하는 근접 위성에 거리 측정을 위한 제1 무선 신호를 송신하는 단계, 상기 근접 위성으로부터 상기 제1 무선 신호에 대응되는 제2 무선 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 및 제2 무선 신호를 이용하여 상기 기준 위성과 상기 근접 위성 간 거리를 측정하는 단계, 상기 측정된 거리가 기 설정된 충돌 범위 이내인지 판단하는 단계, 상기 판단 결과에 따라, 상기 기준 위성의 궤도 또는 자세를 제어하는 단계를 포함하는 것을 일 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의하면, 가까운 거리의 위성 간에 충돌이 일어나지 않도록 함으로써, 동일한 정지궤도 구간에 종래에 비해 많은 위성들을 병치시킬 수 있고, 유한한 위성의 궤도자원을 효율적으로 사용할 수 있을 뿐 아니라, 지상의 관제국의 운용에 소요되는 인적, 물적 부담을 줄일 수 있다. The present invention relates to a collision avoidance method and apparatus of a satellite, comprising: transmitting a first radio signal for distance measurement to a near satellite approaching a reference satellite in a method of avoiding collision between satellites located in a geostationary track; Receiving a second radio signal corresponding to the first radio signal from a proximity satellite, measuring a distance between the reference satellite and the proximity satellite using the first and second radio signals, wherein the measured distance is The method may include determining whether the vehicle is within a preset collision range, and controlling orbit or attitude of the reference satellite according to the determination result. According to the present invention, by avoiding collisions between satellites in close range, it is possible to juxtapose many satellites in the same geostationary section, and to effectively use the finite orbital resources of the satellites. The human and material burden on the operation of the control country can be reduced.
Description
본 발명은 위성 간 충돌 회피 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정지궤도위성 간 충돌 회피 방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and apparatus for collision avoidance between satellites, and more particularly, to a method and apparatus for collision avoidance between geostationary satellites.
위성의 속도가 지구의 자전속도와 같은 정지궤도위성은 지구에서는 항상 일정한 위치에 떠있는 것처럼 보이기 때문에 통신, 방송, 지구관측, 항법보강과 같은 용도로 널리 사용되고 있다. 지구 적도로부터 약 3만 6천 킬로미터 떨어져 있으며 궤도경사각이 거의 0도인 정지궤도는 유한한 자원으로서, 정지궤도 상에서 운용될 수 있는 위성의 개수는 제한적이다. 정지궤도 상에서 운용 가능한 위성이 제한되는 이유는 위성 간의 전파 간섭과 위성 간 물리적 충돌 가능성 때문이다. Geostationary satellites, such as the speed of the earth's rotation, are widely used in telecommunications, broadcasting, earth observation, and navigational reinforcement because they appear to always be in a constant position on Earth. The geostationary orbit, which is approximately 36,000 kilometers from the Earth's equator and whose orbital inclination is nearly 0 degrees, is a finite resource, with a limited number of satellites that can operate on the geostationary orbit. The limited number of satellites that can be operated on a geostationary track is due to radio interference between satellites and the possibility of physical collisions between satellites.
이러한 위성 간의 전파 간섭 및 상호 분쟁을 방지하기 위해, 정지궤도 상에서 일정한 통신 주파수를 사용하는 위성 서비스에 대해 이를 국제기구에 등록하고 고지하는 절차가 마련되어 있다. In order to prevent radio interference and mutual disputes between satellites, procedures for registering and notifying satellite services using a constant communication frequency on a geostationary track with international organizations are in place.
위성 사업자는 정지궤도에 특정 경도 및 주파수를 등록하여, 특정 경도에 여러 기의 위성을 올려놓고 위성 서비스를 수행할 수 있는데, 이와 같이 두 개 이상의 정지궤도 위성을 하나의 경도구간에 위치시키는 것을 위성의 병치(collocation)이라고 하며, 위성 방송 서비스의 경우 위성을 병치하면 하나의 지상 안테나가 여러 기의 위성으로부터 송출된 위성 신호를 동시에 수신할 수 있는 장점이 있다. A satellite operator can register a specific longitude and frequency on a geostationary track and place satellites on a specific longitude to perform satellite service. Thus, placing two or more geostationary satellites in a single longitude section In the case of satellite broadcasting service, one terrestrial antenna has the advantage of simultaneously receiving satellite signals transmitted from several satellites.
위성 사업자의 입장에서도 여러 기의 위성을 같은 궤도에 병치하여 운용하면 그 중 한두 개의 위성이 고장 나도 위성 서비스를 중단 없이 제공할 수 있어, 하나의 위성만을 운용하는 데 비해 장점이 있다.In terms of satellite operators, if multiple satellites are operated in the same orbit, the satellite service can be provided without interruption even if one or two of the satellites fail, which is advantageous compared to operating only one satellite.
동일한 정지궤도 위치에 위성을 병치하여 운용할 때 고려해야 하는 부분은 위성 간의 물리적인 충돌이다. 정지궤도에서 위성 간의 충돌이 일어나면 해당 위성들을 사용하지 못하게 되는 것은 물론 충돌로 인해 발생한 각종 파편들이 정지궤도에 생겨남으로써 다른 정지궤도 구간에서 운용되고 있는 위성들에까지 피해를 줄 수 있다. 이와 같은 충돌을 방지하기 위해서 동일한 정지궤도 구간에서 운용되고 있는 위성들의 궤도위치는 지상의 관제국에 의해 특별하게 관리되며 운용되고 있다. When juxtaposing the satellites in the same geostationary position, one consideration is the physical collision between the satellites. When satellite collision occurs in the geostationary track, the satellites cannot be used, and debris generated by the collision can be generated on the geostationary track, which can damage satellites operating in other geostationary sections. In order to prevent such a collision, the orbital positions of the satellites operating in the same geostationary track section are managed and operated by the ground control station.
현재의 기술로 동일한 정지궤도 구간을 공유하는 위성의 개수는 8개 정도로 제한되는데 그 이유는 정지위성의 궤도결정 오차 및 위성의 궤도조정 오차 때문이다. 정지궤도위성의 위치는 지상의 관제국과 위성과의 거리측정 데이터를 이용하여 계산되는데, 이때 지상 관제국의 안테나는 하나가 사용될 수도 있고 정확도를 높이기 위해 두 개 이상이 사용될 수도 있다. With the current technology, the number of satellites that share the same geostationary section is limited to eight because of the orbital error and the satellite's orbital error. The position of the geostationary satellite is calculated using the distance measurement data between the ground control station and the satellite, wherein one antenna of the ground control station may be used or two or more may be used to increase accuracy.
정지궤도 위치에서는 GPS 항법장치를 사용할 수가 없기 때문에 정지궤도위성의 위치 측정에는 지상 관제국 안테나가 이용된다. 지상 관제국 안테나를 이용하여 계산된 정지궤도위성의 위치는 수백 미터에서 수 킬로미터로 예측되고 여기에 위성의 동서방향과 남북방향 위치조정을 위한 추력기의 작동 오차를 더해야 위성의 정확도가 나온다. Since the GPS navigation system cannot be used in the geostationary position, the ground control station antenna is used to measure the geostationary satellite. The position of the geostationary satellite calculated using the ground control station antenna is estimated from several hundred meters to several kilometers, and the accuracy of the satellite is obtained by adding the operating error of the thruster for positioning the satellite in the east-west and north-south directions.
현재의 관제 운용에 있어서 위성 간의 거리는 각각의 위성에 대한 궤도를 결정하고 이를 예측하여 두 위성 간의 거리를 계산하는 방식으로 측정된다. 현재의 위성 관제 운용 장치는 전술한 방식으로 궤도결정과 궤도조정 오차가 포함된 궤도위치 정확도를 고려하여 두 위성 간 거리를 계산한다. 그리고 계산 결과 두 위성 간의 거리가 5 km 이내로 들어오면 충돌 가능성이 있는 것으로 판단하고, 2 km 이내로 들어오면 충돌경보를 발령한다. In the current control operation, the distance between satellites is measured by determining the trajectory of each satellite and predicting the distance between them. The current satellite control operation apparatus calculates the distance between two satellites in consideration of the orbit position accuracy including the orbit determination and orbit adjustment error in the above-described manner. As a result of the calculation, if the distance between the two satellites is within 5 km, it is determined that there is a possibility of collision.
위성의 관제 운용은 일반적으로 위성 간의 거리가 5 km 이상이 되도록 하며, 이와 같은 제한 조건 때문에 동일한 정지궤도에 병치할 수 있는 위성의 개수는 8개 정도로 제한된다.
The control of satellites generally requires a distance of more than 5 km between satellites. Due to these limitations, the number of satellites that can coexist in the same geostationary track is limited to eight.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 동일한 정지궤도 구간에 있는 위성들의 충돌방지를 위해 위성 간의 거리를 위성 간에 직접 측정하고 측정 결과를 직접 이용하여 충돌회피 기동을 수행함으로써 위성 간의 거리를 좀 더 가까이 유지할 수 있는 위성 간 충돌 회피 방법 및 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In order to prevent collisions of satellites in the same geostationary section, the distance between the satellites is directly measured between the satellites and the collision avoidance maneuver is performed by using the measurement results directly. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for collision avoidance between satellites that can be kept closer.
또한, 본 발명은 가까운 거리의 위성 간 충돌이 일어나지 않도록 하여, 동일한 정지궤도 구간에 종래에 비해 많은 위성들을 병치시키는 것을 다른 목적으로 한다. In addition, another object of the present invention is to juxtapose many satellites in the same geostationary zone as compared to the prior art by preventing collision between satellites in close range.
또한 본 발명은 유한한 위성의 궤도자원을 효율적으로 사용하고, 지상의 관제국의 운용에 소요되는 인적, 물적 부담을 줄이는 것을 다른 목적으로 한다. In another aspect, the present invention is to efficiently use the finite orbital resources of the satellite, and to reduce the human and material burden on the operation of the ground control station.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention, which are not mentioned above, can be understood by the following description, and more clearly by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 정지궤도에 위치한 위성 간 충돌을 회피하는 방법에 있어서, 기준 위성에 접근하는 근접 위성에 거리 측정을 위한 제1 무선 신호를 송신하는 단계, 상기 근접 위성으로부터 상기 제1 무선 신호에 대응되는 제2 무선 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 및 제2 무선 신호를 이용하여 상기 기준 위성과 상기 근접 위성 간 거리를 측정하는 단계, 상기 측정된 거리가 기 설정된 충돌 범위 이내인지 판단하는 단계, 상기 판단 결과에 따라, 상기 기준 위성의 궤도 또는 자세를 제어하는 단계를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of avoiding collision between satellites located in a geostationary track, the method comprising: transmitting a first radio signal for distance measurement to a proximity satellite approaching a reference satellite, the first satellite signal from the proximity satellite; Receiving a second wireless signal corresponding to a first wireless signal, measuring a distance between the reference satellite and the proximity satellite by using the first and second wireless signals, and the measured distance is within a preset collision range The method may include determining whether to recognize the position of the reference satellite according to the determination result.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 동일한 정지궤도 구간에 있는 위성들의 충돌방지를 위해 위성 간의 거리를 위성 간에 직접 측정하고 측정 결과를 직접 이용하여 충돌회피 기동을 수행함으로써 위성 간의 거리를 좀 더 가까이 유지할 수 있다.According to the present invention as described above, in order to prevent collisions of satellites in the same geostationary section, the distance between satellites is directly measured between the satellites, and collision avoidance maneuvers are performed directly using the measurement results to keep the distance between the satellites closer. Can be.
또한 본 발명에 의하면 가까운 거리의 위성 간에 충돌이 일어나지 않도록 함으로써, 동일한 정지궤도 구간에 종래에 비해 많은 위성들을 병치시킬 수 있고, 유한한 위성의 궤도자원을 효율적으로 사용할 수 있을 뿐 아니라, 지상의 관제국의 운용에 소요되는 인적, 물적 부담을 줄일 수 있다.
In addition, according to the present invention, by avoiding collisions between satellites in close proximity, it is possible to juxtapose many satellites in the same geostationary section, and to effectively use the finite orbital resources of the satellites, as well as the ground pipe. It can reduce the human and material burden on the operation of the empire.
도 1은 정지궤도 구간에 8 기의 위성이 병치된 경우의 일 실시 예를 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 실시 예에서 8 기의 위성 중 기준 위성과 나머지 위성 간의 상대 거리를 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 간 충돌 회피 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 간 충돌 회피 장치를 보다 자세하게 설명하기 위한 블록도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 간 충돌 회피 장치를 이용하여, 정지궤도 구간에 20 기의 위성을 병치시킨 경우의 일 실시 예를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 간 충돌 회피 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a view showing an embodiment when eight satellites are juxtaposed in the geostationary section;
2 is a graph illustrating a relative distance between a reference satellite and the remaining satellites among eight satellites in the embodiment of FIG. 1;
3 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for avoiding collision between satellites according to an embodiment of the present invention;
4 is a block diagram for explaining in more detail the collision avoidance device between satellites according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary embodiment in which 20 satellites are juxtaposed on a geostationary interval using an inter-satellite collision avoidance device according to an embodiment of the present invention; FIG.
6 is a flowchart illustrating a collision avoidance method between satellites according to an embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
The above objects, features, and advantages will be described in detail with reference to the accompanying drawings, whereby those skilled in the art to which the present invention pertains may easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
도 1은 정지궤도 구간에 8 기의 위성이 병치된 경우의 일 실시 예를 나타낸 도면, 도 2는 도 1의 실시 예에서 8 기의 위성 중 기준 위성과 나머지 위성 간의 상대 거리를 나타낸 그래프이다. FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment in which eight satellites are juxtaposed in a geostationary track section. FIG. 2 is a graph illustrating a relative distance between a reference satellite and the remaining satellites of eight satellites in the embodiment of FIG. 1.
도 1을 참조하면, 8 기의 위성은 각각 이심율 벡터와 경사각 벡터를 분리시켜서 하나의 정지궤도 구간 내에서 운용된다. 24시간 동안 8 기의 위성 중 임의의 기준 위성과 나머지 위성 간의 상대적인 거리를 측정한 그래프인 도 2를 참조하면, 그래프 202는 기준 위성(satellite 1)과 satellite 2 사이의 거리, 그래프 203은 기준 위성(satellite 1)과 satellite 3 사이의 거리, 그래프 204는 기준 위성(satellite 1)과 satellite 4 사이의 거리, 그래프 205는 기준 위성(satellite 1)과 satellite 5 사이의 거리, 그래프 206은 기준 위성(satellite 1)과 satellite 6 사이의 거리, 그래프 207은 기준 위성(satellite 1)과 satellite 7 사이의 거리,그래프 208은 기준 위성(satellite 1)과 satellite 8 사이의 거리를 나타낸 것이다. Referring to FIG. 1, eight satellites are operated within one geostationary interval by separating an eccentricity vector and an inclination angle vector, respectively. Referring to FIG. 2, which is a graph measuring a relative distance between any reference satellite and the remaining satellites of eight satellites for 24 hours,
도 2를 살펴보면, 기준 위성(satellite 1)에 가장 근접하는 위성은 satellite 2(202)로, 가장 가까울 때 2 km 까지 접근하는 것을 확인할 수 있다. 도 2의 측정 결과를 참조하면, 동일한 원리로 각 위성은 하루에 두 번씩 다른 위성에 2 km까지 접근할 수 있다.Referring to FIG. 2, the satellite closest to the reference satellite (satellite 1) is satellite 2 (202), and it can be seen that the nearest satellite is 2 km. Referring to the measurement result of FIG. 2, in the same principle, each satellite may access up to 2 km of another satellite twice a day.
따라서, 더 많은 위성을 병치시키기 위해서는, 위성 간의 거리를 지상의 관제국에서 계산하고 예측하여 충돌을 방지하는 종래 방식과는 달리, 접근하는 위성에 실시간으로 반응하여 충돌을 회피할 수 있는 방법이 필요하다.
Therefore, in order to juxtapose more satellites, there is a need for a method that can avoid collisions in real time by approaching the satellites approaching, unlike conventional methods of calculating and predicting the distance between satellites at the ground control station to prevent collisions. Do.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 통해 위성 간의 거리를 좀 더 가까이 유지할 수 있도록 위성이 자체적으로 충돌 회피를 수행하는 위성 간 충돌 회피 장치 및 방법을 살펴보기로 한다. Hereinafter, an apparatus and a method of collision avoidance between satellites in which a satellite performs collision avoidance on its own will be described with reference to FIGS. 3 to 6.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 간 충돌 회피 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 간 충돌 회피 장치(300)는 무선 신호 송수신부(310), 측정부(330), 판단부(350), 제어부(370)를 포함한다. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for avoiding collision between satellites according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, an apparatus for avoiding collision between
무선 신호 송수신부(310)는 기준 위성에 접근하는 근접 위성에 거리 측정을 위한 제1 무선 신호를 송신한다. 그리고, 근접 위성으로부터 제1 무선 신호에 대응되는 제2 무선 신호를 수신한다. 이때, 제1 및 제2 무선 신호는 일종의 비콘(beacon)신호로써 전파일 수 있으며, 거리 측정 방식에 따라 tone 신호 또는 Pseudo-Noise(PN) Code일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The
측정부(330)는 무선 신호 송수신부(310)에서 송신한 제1 무선 신호와 근접 위성으로부터 수신한 제2 무선 신호를 이용하여 기준 위성과 근접 위성 간 거리를 측정한다. 일 예로 multi-tone ranging 방식에 의하면, 측정부(330)는 기준 위성에서 송신한 tone 신호의 위상과 근접 위성으로부터 되돌아온 tone 신호의 위상 차를 비교함으로써 거리를 측정할 수 있다. 측정부(330)는 송수신한 무선 신호를 이용하여 전술한 multi-tone ranging 방식 또는 hybrid harmonic/pseudo-random 방식 등으로 거리를 측정할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The
판단부(350)는 측정부(330)에서 측정된 거리가 기 설정된 충돌 범위 이내인지 판단한다. 또한 판단부(350)는 판단 결과에 따른 알람 신호를 생성하여, 이를 제어부(370)로 전송할 수 있다. 충돌 범위는 설정에 따라 달라질 수 있으나, 본 발명의 경우 정지궤도 구간에 종래에 비해 많은 위성을 병치하고자 하는 것이므로, 충돌 범위는 종래의 경보 작동범위보다 더 가깝게 설정될 수 있을 것이다. The
제어부(370)는 판단부(350)의 판단 결과에 따라 기준 위성의 궤도 또는 자세를 제어한다. 즉, 판단 결과 기준 위성과 근접 위성 간 거리가 충돌 범위 이내이면, 제어부(270)는 기준 위성의 궤도 또는 자세를 변경시키는 제어 신호를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 제어 신호에 의해 기준 위성의 궤도 또는 자세는 근접 위성과의 충돌을 회피하는 방향으로 변경되므로, 기준 위성은 지상의 관제국으로부터의 명령 없이도 접근하는 위성과의 충돌을 회피할 수 있다.
The
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 간 충돌 회피 장치를 보다 자세하게 설명하기 위한 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 간 충돌 회피 장치(400)는 도 3에서 설명한 구성 요소 외에 원격 제어부(320), 전력 공급부(340), 위성 추진부(390)를 더 포함할 수 있으며, 원격 제어부(320)는 원격 통신부(325)와 데이터 처리부(327)를 포함할 수 있다. 4 is a block diagram illustrating in more detail the apparatus for avoiding collision between satellites according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the inter-satellite
원격 제어부(320)는 지상의 관제국과 통신하는 모듈로, 지상의 관제국으로부터 원격 명령을 수신하여 위성을 제어하고, 위성에서 측정된 각종 데이터를 지상의 관제국으로 송신한다. 다만, 본 발명은 지상의 관제국에서 기준 위성의 충돌 회피를 제어하는 종래기술과는 달리, 도 3에서 설명한 구성요소(310, 330, 350, 370)를 이용하여 충돌을 회피하고 있으므로, 본 발명의 원격 제어부(320)는 충돌 회피 이외의 원격 명령을 처리하기 위한 것임에 유의한다. The
원격 제어부(320)를 보다 구체적으로 살펴보면, 원격 통신부(325)는 지상의 관제국으로부터 원격 명령을 수신하고, 측정 데이터를 송신한다. Looking at the
데이터 처리부(327)는 수신한 원격 명령을 명령 데이터로 바꾸어 각 모듈에 전달하며, 각 모듈의 상태를 측정하여 측정 데이터를 생성할 수 있다. 데이터 처리부(327)에서 생성된 측정 데이터는 전술한 원격 통신부(325)를 통해 지상의 관제국으로 전달되어, 위성의 원격 제어에 이용될 수 있다. The
전력 공급부(340)는 위성에 공급하기 위한 전력을 생성하고, 각 모듈에 전력을 배분한다. 도면에는 전력의 흐름을 도시하지 않았으나, 각 모듈은 전력 공급부(340)에서 공급되는 전력을 사용할 수 있다. The
위성추진부(390)는 위성의 궤도 및 자세를 변경시키기 위해 위성체를 추진하는 모듈로써, 제어부(370)에서 생성된 제어 신호에 따라 위성체를 움직인다.
The
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 간 충돌 회피 장치를 이용하여, 정지궤도 구간에 20 기의 위성을 병치시킨 경우의 일 실시 예를 나타낸 도면이다. 본 발명에 의하면 도 5에 도시된 바와 같이, 동일한 정지궤도 구간에 20 기까지의 위성을 병치할 수 있다. 병치된 각 위성은 위성 간의 거리를 측정하여 상호 접근을 감시하고, 위성이 접근하여 충돌 범위 내에 들어오는 경우에는 자체적으로 충돌 회피를 위한 궤도조정을 수행할 수 있다.
FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary embodiment in which 20 satellites are juxtaposed on a geostationary trajectory using an inter-satellite collision avoidance apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. According to the present invention, as shown in FIG. 5, up to 20 satellites can be juxtaposed on the same geostationary trajectory section. Each juxtaposed satellite measures the distance between the satellites to monitor mutual access, and if the satellite approaches and falls within the collision range, it can perform orbit adjustment for collision avoidance itself.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 간 충돌 회피 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a collision avoidance method between satellites according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 먼저, 기준 위성에 접근하는 근접 위성에 거리 측정을 위한 제1 무선 신호를 송신하고(S610), 근접 위성으로부터 제1 무선 신호에 대응되는 제2 무선 신호를 수신한다(S630). 다음으로, 제1 및 제2 무선 신호를 이용하여 기준 위성과 근접 위성 간 거리를 측정한다(S650). 측정된 거리가 기 설정된 충돌 범위 이내인지 판단하고(S670), 판단 결과에 따라 기준 위성의 궤도 또는 자세를 제어한다(S690). 도면에 도시되지는 않았으나, 판단 결과에 따라 기준 위성의 궤도 또는 자세를 제어하는 단계는 보다 구체적으로 다음과 같이 수행될 수 있다. 예를 들어, 측정된 거리가 기 설정된 충돌 범위 이내이면, 기준 위성의 궤도 또는 자세를 제어하는 제어 신호를 생성하고, 제어 신호에 따라 위성을 움직임으로써 충돌을 회피할 수 있다. Referring to FIG. 6, first, a first wireless signal for distance measurement is transmitted to a near satellite approaching a reference satellite (S610), and a second wireless signal corresponding to the first wireless signal is received from the near satellite (S630). ). Next, the distance between the reference satellite and the near satellite is measured using the first and second radio signals (S650). It is determined whether the measured distance is within a preset collision range (S670), and the trajectory or attitude of the reference satellite is controlled (S690) according to the determination result. Although not shown in the drawing, the step of controlling the orbit or attitude of the reference satellite according to the determination result may be performed in more detail as follows. For example, when the measured distance is within a predetermined collision range, a control signal for controlling the trajectory or attitude of the reference satellite may be generated, and collision may be avoided by moving the satellite according to the control signal.
이러한 본 발명에 따르면, 제한된 자원인 지구 정지궤도의 한 구간에 8기 이상의 위성을 병치하여 위성 자체적으로 상호 간의 충돌을 회피하면서 위성 서비스를 수행할 수 있다. 따라서, 유한한 정지궤도 자원을 최대로 활용할 수 있으며 이에 따라 지상의 관제소에서 여러 기의 위성을 감시, 운용하는데 소요되는 인적, 물적 자원도 절약할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to perform satellite service while avoiding collision between the satellites by juxtaposing 8 or more satellites in one section of the geostationary orbit which is a limited resource. Thus, finite geostationary resources can be utilized to the maximum, thereby saving human and physical resources required to monitor and operate multiple satellites at ground control stations.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by.
Claims (10)
상기 정지궤도에 위치한 기준 위성에 접근하는 상기 정지궤도에 위치한 근접 위성에 거리 측정을 위한 제1 무선 신호를 송신하는 단계;
상기 근접 위성으로부터 상기 제1 무선 신호에 대응되는 제2 무선 신호를 수신하는 단계;
상기 제1 무선 신호 및 상기 제2 무선 신호를 이용하여 상기 기준 위성과 상기 근접 위성 간 거리를 측정하는 단계;
상기 측정된 거리가 기 설정된 충돌 범위 이내인지 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과에 따라, 상기 기준 위성의 궤도 또는 자세를 제어하는 단계
를 포함하고,
상기 측정하는 단계는,
상기 제1 무선 신호의 위상과 상기 제2 무선 신호의 위상간의 차를 비교하여 상기 기준 위성과 상기 근접 위성 간 거리를 측정하는 단계
를 포함하고,
상기 제어하는 단계는,
상기 기준 위성 및 상기 근접 위성 간 거리가 상기 충돌 범위 이내인 경우, 상기 근접 위성과의 충돌 회피를 위해서 상기 기준 위성 자체적으로 상기 기준 위성의 궤도 또는 자세를 조정하게 하는 단계
를 포함하고,
상기 제1 무선 신호 및 상기 제2 무선 신호는 비콘(beacon) 신호, tone 신호 및 Pseude-Noise(PN) Code인 위성 간 충돌 회피 방법.In a method for avoiding collision between satellites located on the same geostationary track,
Transmitting a first radio signal for distance measurement to a near satellite located in the geostationary track approaching a reference satellite located in the geostationary track;
Receiving a second radio signal corresponding to the first radio signal from the proximity satellite;
Measuring a distance between the reference satellite and the proximity satellite using the first radio signal and the second radio signal;
Determining whether the measured distance is within a preset collision range; And
Controlling the orbit or attitude of the reference satellite according to the determination result
Including,
The measuring step,
Comparing the difference between the phase of the first radio signal and the phase of the second radio signal to measure the distance between the reference satellite and the proximity satellite;
Including,
The controlling step,
If the distance between the reference satellite and the proximity satellite is within the collision range, adjusting the orbit or attitude of the reference satellite by itself to avoid collision with the proximity satellite;
Including,
And the first radio signal and the second radio signal are beacon signals, tone signals, and Pseude-Noise (PN) codes.
상기 판단하는 단계는,
상기 판단 결과에 따라 알람 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 위성 간 충돌 회피 방법.The method of claim 1,
The determining step,
And generating an alarm signal according to the determination result.
상기 제어하는 단계는,
상기 기준 위성과 근접 위성 간 거리가 충돌 범위 이내일 경우, 상기 기준 위성의 궤도 또는 자세를 변경시키는 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 위성 간 충돌 회피 방법.The method of claim 1,
The controlling step,
And generating a control signal for changing the trajectory or attitude of the reference satellite when the distance between the reference satellite and the near satellite is within a collision range.
상기 제1 무선 신호 및 상기 제2 무선 신호를 이용하여 상기 기준 위성과 상기 근접 위성 간 거리를 측정하는 측정부;
상기 측정된 거리가 기 설정된 충돌 범위 이내인지 판단하는 판단부; 및
상기 판단 결과에 따라, 상기 기준 위성의 궤도 또는 자세를 제어하는 제어부
를 포함하고,
상기 측정부는,
상기 제1 무선 신호의 위상과 상기 제2 무선 신호의 위상간의 차를 비교하여 상기 기준 위성과 상기 근접 위성 간 거리를 측정하고,
상기 제어부는,
상기 기준 위성 및 상기 근접 위성 간 거리가 상기 충돌 범위 이내인 경우, 상기 근접 위성과의 충돌 회피를 위해서 상기 기준 위성 자체적으로 상기 기준 위성의 궤도 또는 자세를 조정하게 하고,
상기 제1 무선 신호 및 상기 제2 무선 신호는 비콘(beacon) 신호, tone 신호 및 Pseude-Noise(PN) Code인 위성 간 충돌 회피 장치.A radio signal for transmitting a first radio signal for distance measurement to the proximity satellite located in the geostationary orbit approaching the reference satellite located in the geostationary track, and receiving a second radio signal corresponding to the first radio signal from the proximity satellite A transceiver;
A measuring unit measuring a distance between the reference satellite and the proximity satellite using the first radio signal and the second radio signal;
A determination unit determining whether the measured distance is within a preset collision range; And
A control unit for controlling the trajectory or attitude of the reference satellite according to the determination result
Including,
The measuring unit,
Comparing the difference between the phase of the first radio signal and the phase of the second radio signal to measure a distance between the reference satellite and the proximity satellite,
The control unit,
When the distance between the reference satellite and the proximity satellite is within the collision range, to adjust the trajectory or attitude of the reference satellite itself to avoid collision with the proximity satellite,
And the first radio signal and the second radio signal are beacon signals, tone signals, and Pseude-Noise (PN) codes.
상기 판단부는,
상기 판단 결과에 따른 알람 신호를 생성하고, 생성된 알람 신호를 상기 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 위성 간 충돌 회피 장치.The method of claim 5,
The determination unit,
And generating an alarm signal according to the determination result, and transmitting the generated alarm signal to the controller.
상기 제어부는,
상기 근접 위성과의 충돌을 회피하는 방향으로 상기 기준 위성의 궤도 또는 자세를 변경시키는 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 위성 간 충돌 회피 장치.The method of claim 5,
The control unit,
And a control signal for generating a control signal for changing the trajectory or attitude of the reference satellite in a direction of avoiding collision with the adjacent satellite.
상기 기준 위성은,
지상의 관제국으로부터의 명령 없이, 접근하는 근접 위성과의 충돌을 회피하는 것을 특징으로 하는 위성 간 충돌 회피 장치.The method of claim 5,
The reference satellite,
An inter-satellite collision avoidance device, characterized in that it avoids collisions with an approaching nearby satellite without command from the ground control station.
충돌 회피 이외의 원격 명령을 처리하는 원격 제어부
를 더 포함하는 위성 간 충돌 회피 장치.The method of claim 5,
Remote control for handling remote commands other than collision avoidance
Inter-satellite collision avoidance device further comprising.
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|---|---|---|---|
| KR1020110141577A KR102015109B1 (en) | 2011-12-23 | 2011-12-23 | Method and apparatus for avoiding collision between satellite |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20130073624A KR20130073624A (en) | 2013-07-03 |
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| JP2534137Y2 (en) * | 1988-08-31 | 1997-04-30 | 日本電気株式会社 | Inter-satellite distance measurement device |
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