KR102579546B1 - Satellite alignment measurement meTod - Google Patents

Abstract

본 발명은 인공위성 얼라인먼트 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 데오도라이트를 사용하여 자세제어센서나, 카메라, 통신, 방송용 안테나 등을 포함하는 탑재 센서와 같이 인공 위성에 설치되는 센서 및 장비들의 방향성을 상호 시준하여, 하나 이상의 센서 및 장비들의 방향성을 측정하는 과정에 있어서 측정 시간을 단축시킬 수 있는 인공위성 얼라인먼트 측정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for measuring satellite alignment, and more specifically, to sensors and equipment installed on artificial satellites, such as on-board sensors including attitude control sensors, cameras, communication, and broadcasting antennas using a plurality of theodorites. This relates to a satellite alignment measurement method that can shorten the measurement time in the process of measuring the directionality of one or more sensors and equipment by mutually collimating their directions.

Description

인공위성 얼라인먼트 측정방법{Satellite alignment measurement meTod}Satellite alignment measurement method {Satellite alignment measurement meTod}

본 발명은 인공위성 얼라인먼트 측정방법에 관한 것으로, 인공위성의 조립도를 확인하기 위해 수행하는 얼라인먼트 측정에서 기준방향과 기준면경의 설정방법을 변경함으로써, 얼라인먼트 측정과정 및 소요시간을 단축할 수 있는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a method of measuring satellite alignment, and relates to being able to shorten the alignment measurement process and time required by changing the setting method of the reference direction and reference surface mirror in the alignment measurement performed to check the assembly degree of the satellite. .

인공위성은 목표궤도에서 비행하며 짧게는 수년에서 길게는 수십 년간 특정 임무를 수행하도록 운용되며, 지상의 지시에 따라 자세 제어나 또는 임무를 수행하기 위하여 지구상의 목표지점을 정확하게 지향할 수 있도록 각도에 대한 정렬 측정과 보정이 정밀하게 수행되어야 한다. 다만 인공위성은 우주궤도에 진입하게 되면 인공위성의 수리가 거의 불가능하기 때문에, 우주궤도에 진입하기 전에 지상에서 엄격하게 인공위성을 조립하고 각종 시험을 수행하는 과정이 진행된다.Artificial satellites fly in a target orbit and are operated to perform a specific mission for a period ranging from several years to several decades. They control the attitude according to instructions from the ground or adjust the angle to accurately point to the target point on Earth to perform the mission. Alignment measurements and corrections must be performed precisely. However, since it is almost impossible to repair a satellite once it enters space orbit, the process of assembling the satellite and performing various tests is conducted strictly on the ground before entering space orbit.

그 과정 중, 인공위성의 탑재체와 자세제어센서 간에 정확한 자세지향과 높은 지향 안정성을 위한 정밀 정렬을 수행한다. 인공위성의 정밀 정렬은 기준 좌표에 대해 각 장비들의 방향이나 위치를 확인하는 정렬측정과, 측정된 결과와 목표한 설계 값 간의 오차를 확인하고, 측정된 값이 허용할 만한 범위인지를 확인하여 위치와 각도를 조정하는 정렬 보정을 포함하여 수행할 수 있으며, 기준 좌표에서 방향좌표가 요구되는 장비들에 대한 측정 허용 오차는 0.1˚~0.7˚(decimal degree)이다. During the process, precise alignment is performed between the satellite's payload and the attitude control sensor for accurate attitude orientation and high orientation stability. Precise alignment of satellites involves measuring alignment to check the direction or position of each device with respect to the reference coordinate, checking the error between the measured result and the target design value, and checking whether the measured value is within an acceptable range. It can be performed including alignment correction to adjust the angle, and the measurement tolerance for equipment that requires directional coordinates from the reference coordinate is 0.1˚~0.7˚ (decimal degree).

항공우주연구원에서는 높은 각도 정렬 요구조건을 만족해야 하는 위성의 조립 정확도를 확인하기 위해, 정밀 정렬에 수평각과 수직각을 측정할 수 있는 데오도라이트(Teodolite)와 레이저를 반사할 수 있는 광학 미러 및 큐브를 이용한 광학적 메카니즘으로 진행되는 AMS(Alignment Measurement System)인 자체 개발 시스템을 이용하여, 데이터 취득 및 연산을 통해 인공위성의 얼라인먼트(Alignment)를 수행하고 있다.In order to check the assembly accuracy of satellites that must meet high-angle alignment requirements, the Aerospace Research Institute uses Teodolite, which can measure horizontal and vertical angles for precise alignment, and optical mirrors that can reflect lasers. Alignment of satellites is performed through data acquisition and calculation using a self-developed system called AMS (Alignment Measurement System), which uses an optical mechanism using a cube.

종래의 AMS의 정밀 정렬 측정은, 인공위성의 +X 및 +Y 면을 기준 레퍼런스 축으로 설정한 뒤 레퍼런스를 측정 하여야만 정확한 벡터 정보를 획득할 수 있었다. 다만, 위성체의 +X 및 +Y 면을 기준 데오도라이트가 바라볼 수 없는 상황이면, 측정된 벡터값을 사용자가 임의로 부호를 수정하고, 성분을 교차해가며 결과값을 도출하는 방법으로 얼라인먼트를 수행하였다.In the conventional AMS precision alignment measurement, accurate vector information could only be obtained by setting the +X and +Y planes of the satellite as the standard reference axes and then measuring the reference. However, in situations where the reference theodorite cannot look at the + carried out.

그리고, 종래의 AMS 상의 프로그램은, +X 및 +Y 면만 연산이 가능하므로, 데오도라이트를 +X 및 +Y 면에 정확하게 위치시키지 않으면, Z축에 대한 성분 부호의 오류가 발생되며, X 및 Y축 성분이 교차되는 문제가 발생될 수 있어, X, Y 및 Z 성분과 방향이 정확하게 산출되지 않는다는 문제점이 있다. In addition, since the program on the conventional AMS can only calculate the + There may be a problem where the Y-axis component intersects, so there is a problem that the X, Y, and Z components and direction are not accurately calculated.

또한, 기준 데오도라이트로부터 측정하고자 하는 데오도라이트의 시야가 확보되지 못하는 경우, 다른 위치의 데오도라이트를 기준 데오도라이트로 변경하여 재측정하는 것으로 얼라인먼트를 수행할 수 있다. 그러나, 종래의 AMS는 기준 면경으로 선택된 데오토라이트가 첫 번째로 측정하도록 프로그램이 되어있으며, 이에 해당 형상에 대한 데이터만 저장되기 때문에, 변경된 기준 데오도라이트가 기준 면경으로 측정한 데이터가 없다면, 기준 면경 측정 절차부터 다시 시작해야 한다는 문제점이 있다. 따라서 정밀 정렬 작업에 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다. Additionally, if the field of view of the theodolite to be measured from the reference theodolite is not secured, alignment can be performed by changing the theodolite at a different location to the reference theodolite and re-measuring. However, the conventional AMS is programmed to measure the theodolite selected as the reference mirror first, and only data for the corresponding shape is stored, so if there is no data measured by the changed reference theodolite as the reference mirror, The problem is that you have to start again from the reference surface measurement procedure. Therefore, there is a problem that the precision alignment operation takes a lot of time.

한국등록특허 10-0533439 "데오도라이트를 이용한 위성체 얼라인먼트 측정 및 3차원좌표 계산 방법(2005.11.29.)"Korean Patent No. 10-0533439 “Method for measuring satellite alignment and calculating 3D coordinates using theodorite (2005.11.29.)”

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 회전 테이블의 사용 없이 복수의 데오도라이트를 이용한 얼라인먼트에 있어서, 복수의 센서 및 장치의 방향성에 대한 측정 시간을 단축하고 효율성을 향상시킬 수 있는 인공위성 얼라인먼트 측정방법을 제공함에 있다.The present invention was created to solve the above problems, and the purpose of the present invention is to shorten the measurement time for the directionality of a plurality of sensors and devices in alignment using a plurality of theodolites without using a rotary table. The goal is to provide a satellite alignment measurement method that can improve efficiency.

본 발명의 인공위성 얼라인먼트 측정방법은 데오도라이트의 +Z축 방향과, 위성체의 +Z축 방향이 동일하도록 정렬하는 a) 단계; 위성체의 각 X, Y 및 Z축의 각 ±방향에 따른 케이스를 구분하고, 각 상기 케이스에 대하여 연산방식을 통해 각 축의 방향에 따른 성분 값을 계산하여 데이터베이스화하는 b) 단계; 제1면경의 각 방향에 제1데오도라이트 및 제2데오도라이트를 위치시키고, 수평 및 수직 조정 작업을 수행하는 c) 단계; 상기 제1면경에 대해 상기 제1데오도라이트 및 제2데오도라이트가 자동 시준하는 d) 단계; 상기 제1면경에 대하여 상기 제1데오도라이트 및 제2데오도라이트가 각 기준면경일 때의 면경각도를 측정하여 데이터베이스화 하는 d-1) 단계; 상기 제2면경에 대해 자동 시준 가능한 위치에 제3데오도라이트 및 제4데오도라이트를 위치시키고, 수평 및 수직 조정 작업을 수행하는 e) 단계; 상기 제3데오도라이트 및 제4데오도라이트 중 어느 하나에 대해서, 상기 제1데오도라이트 또는 제2데오도라이트와 시야 확보 가능한 데오도라이트를 확인하여, 상기 기준면경으로 선택하는 f-0)단계; 상기 f-0) 단계에서 선택된 상기 기준면경에 따라 상기 제1데오도라이트 및 제2데오도라이트 중 선택되는 어느 하나와, 상기 제3데오도라이트 또는 제4데오도라이트와 상호 시준하는 f) 단계; 및 상기 제2면경에 대해 상기 제3데오도라이트 및 제4데오도라이트를 자동 시준하는 g) 단계;를 포함한다.The satellite alignment measurement method of the present invention includes steps a) of aligning the +Z axis direction of the theodorite and the +Z axis direction of the satellite to be the same; Step b) of classifying cases according to each ± direction of each X, Y, and Z axis of the satellite, calculating component values according to the direction of each axis through a calculation method for each case, and creating a database; Step c) of positioning the first theodolite and the second theodolite in each direction of the first mirror and performing horizontal and vertical adjustment operations; Step d) of automatically collimating the first theodolite and the second theodolite with respect to the first mirror; Step d-1) of measuring the surface mirror angle when the first theodorite and the second theodorite are each reference surface mirror with respect to the first surface mirror and creating a database; Step e) of positioning the third and fourth theodorites at positions capable of automatic collimation with respect to the second mirror and performing horizontal and vertical adjustment operations; For any one of the third and fourth theodorites, f-0 is selected as the reference mirror by checking the first or second theodorite and the theodorite that can secure the field of view. )step; Any one selected from the first and second theodorites according to the reference surface mirror selected in step f-0), Step f) of mutually collimating with the third or fourth theodorite; and step g) of automatically collimating the third and fourth theodorite with respect to the second mirror.

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상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 인공위성 얼라인먼트 측정방법은 복수의 데오도라이트를 이용해 인공위성의 정밀 측정을 수행할 수 있는 것으로, 데이터베이스와 측정 단계의 변화를 통해 얼라인언트의 측정 과정과 소요 시간을 단축할 수 있으며, 보다 정밀한 방향 좌표 측정값을 알 수 있어, 보다 효과적으로 인공위성의 자세제어가 가능하며, 탑재체의 임무 수행 능력 또한 향상될 수 있는 효과가 있다. The satellite alignment measurement method of the present invention according to the above configuration can perform precise measurement of a satellite using a plurality of theodorites, and the alignment measurement process and required time can be adjusted through changes in the database and measurement steps. It can be shortened, and more precise directional coordinate measurements can be obtained, enabling more effective attitude control of the satellite, and also improving the payload's mission performance ability.

도 1은 본 발명의 위성체와 데오도라이트의 좌표계 조정 개념도
도 2는 본 발명의 각 X, Y 및 Z축의 방향에 따른 케이스를 구분하고, 각 상기 케이스에 대하여 연산방식을 통해 계산한 계산값의 일실시예
도 3은 본 발명의 제1면경 측정절차 일실시예
도 4는 본 발명의 위성체에 대해 복수의 데오도라이트가 배치된 일실시예
도 5는 본 발명의 제2면경 측정절차 일실시예
도 6은 본 발명의 측정 절차에 따른 복수의 데오도라이트의 시준 일실시예Figure 1 is a conceptual diagram of coordinate system adjustment of the satellite and theodolite of the present invention
Figure 2 is an example of the case according to the direction of each X, Y, and Z axis of the present invention, and the calculated value calculated through the calculation method for each case.
Figure 3 shows an example of the first surface diameter measurement procedure of the present invention.
Figure 4 shows an embodiment in which a plurality of theodorites are arranged on the satellite of the present invention.
Figure 5 shows an example of the second surface mirror measurement procedure of the present invention.
Figure 6 shows an example of collimation of a plurality of theodorites according to the measurement procedure of the present invention.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail using the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing this application, various alternatives are available to replace them. It should be understood that variations may exist.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail using the attached drawings. The attached drawings are merely examples to illustrate the technical idea of the present invention in more detail, so the technical idea of the present invention is not limited to the form of the attached drawings.

본 발명에서 데오드라이트는 수평각(horizontal angle) 및 수직각(vertical angle)을 측정하는 장비로, 망원경이면서 수직축(vertical axis)을 기준으로 하여 수평각을 측정하며, 수평축(horizontal axis)을 기준으로 하여 수직각을 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the theodrite is a device for measuring horizontal angles and vertical angles. Although it is a telescope, it measures the horizontal angle based on the vertical axis, and measures the horizontal angle based on the horizontal axis. It is characterized by being able to measure right angles.

일반적으로 데오드라이트는 건축 및 토목 분야의 측지, 측량에서 많이 사용하고 있는 범용 데오드라이트가 사용되고 있으나, 본 발명에서는 플러그 인 램프와 같은 광원을 발생할 수 있고 최소한 0.1"(decimal degree second) 의 분해능(resolution)을 가진 2축 인코더(encoder)와 전자식 수평계가 내장되어 있고, 자동시준(auto-llimation)을 위한 별도의 LED 광원 장치를 부착할 수 있도록 구성된 비접촉식 3차원 측정의 고정밀도 데오도라이트를 사용하여야 한다.In general, a general-purpose deodorite is used, which is widely used in geodetic and surveying in the architectural and civil engineering fields. However, in the present invention, it can generate a light source such as a plug-in lamp and has a resolution of at least 0.1" (decimal degree second). ), a high-precision theodorite for non-contact three-dimensional measurement must be used, which has a built-in two-axis encoder and an electronic level, and is configured to attach a separate LED light source device for auto-collimation. do.

데오드라이트의 높이 조절기(tilting screw)를 조정하면 데오드라이트의 수직축이 중력의 반대방향이 되며 이것이 수직각의 영점 기준이 되고, 수평각의 영점은 사용자가 임의로 정할 수 있도록 되어 있다.When you adjust the height adjuster (tilting screw) of the deodorite, the vertical axis of the deodrite moves in the opposite direction of gravity, which becomes the zero point of the vertical angle, and the zero point of the horizontal angle can be arbitrarily determined by the user.

데오드라이트의 좌표계는 직각 좌표계를 사용하고, X 축은 데오드라이트의 수평 원판 위에 영점을 통하여 설정되고, Y축은 수평 원판의 X 축에 직각인 방향을 통하여 설정되며, Z축은 오른손 법칙에 따라 다른 2개의 축과 수직인 것으로 설정되어 운용된다.The coordinate system of the deodrite uses a rectangular coordinate system, the It is set and operated perpendicular to the axis.

이때 데오드라이트의 원점이 측정의 중심이 되며, 이 좌표계를 이용하여 데오드라이트는 수직각이 측정되는 틸팅 축(tilting axis)과 수평각이 측정되는 스탠딩 축(standing axis)의 2개의 회전축을 갖게 된다.At this time, the origin of the deodrite becomes the center of measurement, and using this coordinate system, the deodrite has two rotation axes: a tilting axis where the vertical angle is measured and a standing axis where the horizontal angle is measured.

광학 장비를 이용하여 시준(collimation)을 한다는 것은 렌즈나 광선을 평행하게 하는 것을 의미한다. 즉 시준은 측정 면경(measurement mirror)에 광선을 90ㅀ평행하게 맞추어 빛이 자체의 경로를 따라 반사되도록 하는 것이다.Collimation using optical equipment means collimating lenses or light rays. In other words, collimation is to make the light beam 90° parallel to the measurement mirror so that the light is reflected along its own path.

그리고 자동시준은 광학적으로 반사율이 λ/4이상인 면경에 망원렌즈를 무한대로 초점을 맞추어 빛이 자체의 경로를 따라 반사되도록 하는 일련의 과정이다. 망원렌즈부의 초점면에 위치한 광원으로부터 만들어진 십자 선은 대안렌즈부에서 방사되어 평행 광선으로 목표물까지 전달된다. And automatic collimation is a series of processes in which light is reflected along its own path by focusing a telephoto lens at infinity on a surface mirror with an optical reflectivity of λ/4 or higher. A crosshair created from a light source located at the focal plane of the telephoto lens unit is emitted from the alternative lens unit and transmitted to the target as a parallel ray.

이와 같이, 데오드라이트의 입사선을 측정 대상에 부착된 면경의 수직선에 일치시켜 반사되도록 하면, 데오드라이트는 면경의 수직선상에 놓이게 되며 그 수직선의 수평각 및 수직각을 측정할 수 있다.In this way, if the incident line of the deoderite is reflected by matching the vertical line of the surface mirror attached to the measurement object, the deoderite is placed on the vertical line of the surface mirror, and the horizontal and vertical angles of the vertical line can be measured.

본 발명은 위성체(10) 정렬 측정을 위한 자동시준을 수행하기 위하여 복수의 데오도라이트를 이용하여 인공위성(10)에 설치된 면경의 중심점을 조준하여 측정하는 방식으로 측정점에 대한 3차원 좌표값을 획득할 수 있다.The present invention obtains three-dimensional coordinates for the measurement point by aiming and measuring the center point of the surface mirror installed on the satellite 10 using a plurality of theodolites to perform automatic collimation for measuring the alignment of the satellite 10. can do.

본 발명의 데오도라이트를 이용한 얼라인먼트 측정 시스템은, 복수의 데오도라이트와 마스터 큐브 및 미러를 포함하는 반사경을 포함한다. 본 발명의 인공위성(10) 얼라이언트 측정방법에 있어서, 본 발명은 데오도라이트의 +Z축 방향과, 위성체의 +Z축 방향이 동일하도록 정렬하는 a) 단계, 위성체의 각 X, Y 및 Z축의 방향에 따른 케이스를 구분하고, 각 상기 케이스에 대하여 연산방식을 통해 계산하여 데이터베이스화하는 b) 단계, 제1면경의 각 방향에 제1데오도라이트 및 제2데오도라이트를 위치시키고, 수평 및 수직 조정 작업을 수행하는 c) 단계, 기 제1면경에 대해 상기 제1데오도라이트 및 제2데오도라이트가 자동 시준하는 d) 단계, 제2면경에 자동 시준 가능한 위치에 제3데오도라이트 및 제4데오도라이트를 위치시키고, 수평 및 수직 조정 작업을 수행하는 e) 단계, 상기 제1데오도라이트 및 제2데오도라이트 중 어느 하나가, 상기 제3데오도라이트 또는 제4데오도라이트와 상호 시준하는 f) 단계 및 상기 제2면경에 대해 상기 제3데오도라이트 및 제4데오도라이트를 자동 시준하는 g) 단계를 포함하여 수행할 수 있다.The alignment measurement system using the theodolite of the present invention includes a plurality of theodolite, a master cube, and a reflector including a mirror. In the satellite (10) alignment measurement method of the present invention, the present invention includes step a) of aligning the +Z axis direction of the theodorite and the +Z axis direction of the satellite body to be the same, each X, Y, and Z of the satellite body. Step b) classifying cases according to the direction of the axis, calculating each case through an arithmetic method and creating a database, positioning the first and second theodorites in each direction of the first mirror, and horizontally and step c) of performing a vertical adjustment operation, step d) of automatically collimating the first theodolite and the second theodolite with respect to the first surface mirror, and positioning the third theodolite at a position capable of automatic collimation with the second surface mirror. Step e) positioning the light and the fourth theodolite and performing horizontal and vertical adjustment operations, wherein either the first theodolite or the second theodolite, the third theodolite or the fourth theodolite It can be performed including step f) of mutually collimating with the dolite and step g) of automatically collimating the third and fourth theodorite with respect to the second mirror.

먼저, 도 1을 참고하여 설명하면, 데오도라이트의 +Z축 방향과, 위성체(10)의 +Z축 방향이 동일하도록 정렬하는 a) 단계를 수행할 수 있다. 상기 a) 단계는, 자동시준을 수행하기 위해 데오도라이트의 수직 방향이 지구 중력 반대방향을 향하므로, 위성체(10)의 +Z축 방향이 데오도라이트의 +Z축 방향과 동일하도록 위치시켜 정렬하는 것으로 단계를 수행할 수 있다. 이 상태에서 정렬이 요구되는 각 탑재 센서 등에 대한 3차원 방향좌표 측정을 수행한다. First, if explained with reference to FIG. 1, step a) can be performed to align the +Z-axis direction of the theodolite and the +Z-axis direction of the satellite 10 to be the same. In step a), in order to perform automatic collimation, the vertical direction of the theodolite faces the opposite direction of the Earth's gravity, so the satellite 10 is positioned so that the +Z axis direction is the same as the +Z axis direction of the theodolite. The steps can be accomplished by sorting. In this state, 3D direction coordinate measurement is performed for each mounted sensor that requires alignment.

그리고, 인공위성(10)에 부착된 마스터 큐브의 면경에 대해서, 데오도라이트가 인공위성(10)의 X축 방향을 향하도록 하여 그 수평 값을 0˚ 또는 180˚로 설정함으로써 위성체(10)에 정의된 3차원 직각좌료계를 데오도라이트와 동일하게 적용되도록 할 수 있다.And, with respect to the surface mirror of the master cube attached to the satellite 10, the theodorite is directed toward the The 3D right-angle seat system can be applied in the same way as the theodorite.

이때, 인공위성(10)의 정렬 측정 기준은, 인공위성(10)의 설계 시 결정되는 기준 입방 면경을 기준으로 하며, 본 발명에서 상기 기준 입방 면경은 마스터 큐브일 수 있다. 본 발명은 정렬 측정으로 얻어지는 각 센서 및 장치의 수평각 및 수직각이 마스터 큐브의 면경을 기준으로 하는 상대 각도가 되는 것을 특징으로 한다. At this time, the alignment measurement standard of the satellite 10 is based on the reference cubic surface mirror determined during the design of the satellite 10, and in the present invention, the reference cubic surface mirror may be a master cube. The present invention is characterized in that the horizontal and vertical angles of each sensor and device obtained through alignment measurement are relative angles based on the surface mirror of the master cube.

이후, 본 발명은 위성체(10)의 각 X, Y 및 Z축의 방향에 따른 케이스를 구분하고, 각 상기 케이스에 대하여 연산방식을 통해 계산하여 데이터베이스화하는 b) 단계를 수행할 수 있다. 도 2를 참고하면, 상기 b) 단계는, 인공위성(10)의 X축 및 Y축 방향에 대한 데오도라이트의 기준축 설정에 있어서, X, Y 및 Z 축의 각 방향에 대하여 8가지 케이스로 구분하고, 이에 대한 연산방식을 정립하여, 각 축의 방향에 따른 성분 값을 계산할 수 있도록 한다. 따라서, 각 케이스에 따라 기준방향 DCM을 획득할 수 있는 효과가 있다. Thereafter, the present invention can perform step b) of distinguishing cases according to the directions of each X, Y, and Z axis of the satellite 10, calculating each case through an arithmetic method, and creating a database. Referring to FIG. 2, step b) is divided into eight cases for each direction of the X, Y, and Z axes in setting the reference axis of the theodolite for the X and Y axes of the satellite 10. And, by establishing a calculation method for this, component values according to the direction of each axis can be calculated. Therefore, there is an effect of obtaining the reference direction DCM according to each case.

상기 b) 단계의 케이스에 대해 예를 들어 설명하면, 기준 축에 있어서, +Z축 방향일 때의 +X축 및 +Y축의 경우(case 1), -X축 및 +Y축의 경우(case 2), +X축 및 -Y축의 경우(case 3), -X축 및 -Y축의 경우(case 4)와, -Z축 방향일 때의 +X축 및 +Y축의 경우(case 5), -X축 및 +Y축의 경우(case 6), +X축 및 -Y축의 경우(case 7), -X축 및 -Y축의 경우(case 8)를 구분할 수 있으며, 이에 대한 연산방식을 각 정립할 수 있다. 이때, Z 성분은 X 및 Y의 성분을 외적하여 계산할 수 있다. 상기 b)단계는, 각 케이스에 따라 기준방향 DCM을 획득하고, 이를 데이터 베이스화하는 것을 특징으로 한다. For example, in the case of step b) above, in the case of +X and +Y axes in the +Z axis direction in the reference axis (case 1), in the case of - ), in the case of + The case of the You can. At this time, the Z component can be calculated by taking the cross product of the X and Y components. Step b) is characterized by obtaining the reference direction DCM for each case and converting it into a database.

일례로, 본 발명이 case 6인 경우, 각 X(a1), Y(a2) 및 Z(a3)의 성분이 아래의 수학식으로 정립될 수 있으며, 아래의 수학식 1 내지 4를 통해 계산될 수 있다. For example, if the present invention is case 6, the components of each You can.

-X, Y 및 Z 성분의 매트릭스 [수학식 1]-Matrix of X, Y and Z components [Equation 1]

-case 6인 경우, X 성분에 대한 수학식 [수학식 2]-For case 6, equation for X component [Equation 2]

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-case 6인 경우, Y 성분에 대한 수학식 [수학식 3]-For case 6, equation for Y component [Equation 3]

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-case 6인 경우, Z 성분에 대한 수학식 [수학식 4]-For case 6, equation for Z component [Equation 4]

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③

③

다음은, 제1면경(11)의 각 방향에 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02)를 위치시키고, 수평 및 수직 조정 작업을 수행하는 c) 단계가 수행될 수 있다. 상기 c) 단계는, 마스터 큐브 면경을 제1면경(11)으로 설정하면, 위성체(10) 정렬 측정을 위한 데오도라이트를 상기 제1면경(11)의 방향에 각 한 대씩 위치하도록 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02)가 위치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1면경(11)에 대해 각 두 방향에 맞추어진 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02)에 대하여 상기 제1면경(11)과 자동시준이 가능한 위치에서 수평 및 수직 조정 작업을 수행할 수 있다.Next, step c) can be performed by positioning the first theodorite (T01) and the second theodorite (T02) in each direction of the first mirror 11 and performing horizontal and vertical adjustment operations. . In step c), when the master cube surface mirror is set to the first surface mirror 11, the first theodolite for measuring the alignment of the satellite 10 is positioned one by one in the direction of the first surface mirror 11. It is preferable that the dolite (T01) and the second theodorite (T02) are located. In addition, at a position where automatic collimation with the first surface mirror 11 is possible with respect to the first theodorite (T01) and the second theodorite (T02) aligned in each of the two directions with respect to the first surface mirror (11), Horizontal and vertical adjustments can be performed.

그리고, 상기 제1면경(11)에 대해 상기 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02)가 자동 시준하는 d) 단계가 수행될 수 있다. 이때, 본 발명의 특징으로, 상기 d) 단계는, 상기 제1면경(11)에 대하여, 각 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02)가 기준면경일 때의 면경각도를 측정하여 데이터베이스화하는 d-1) 단계를 포함하여 수행하는 것을 특징으로 한다. 도 3을 참고하면, 상기 d-1) 단계는, 제1면경(11)에 따른 제1데오도라이트(T01)와 제2데오도라이트(T02)에 대하여 각 자동시준을 수행하고, 각 데오도라이트를 기준으로 하는 제1면경(11)의 각도, 회전각도, 각속도 등의 데이터를 구분하여 측정하며, 이를 데이터베이스화 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 제1면경(11)에 대해서 제1데오도라이트(T01)를 기준 데오도라이트로 하였을 때에 대한 자동 시준에 대한 측정값과, 제1면경(11)에 대해서 제2데오도라이트(T02)를 기준 데오도라이트로 하였을 때에 대한 자동 시준에 대한 측정값을 모두 연산하여 결과값으로 저장하여 데이터베이스화하는 것을 특징으로 한다. In addition, step d) in which the first theodorite (T01) and the second theodorite (T02) automatically collimate with respect to the first surface mirror 11 may be performed. At this time, as a feature of the present invention, step d) determines the surface mirror angle when each of the first theodorite (T01) and the second theodorite (T02) is a reference surface mirror with respect to the first surface mirror (11). It is characterized in that it is performed including step d-1) of measuring and converting it into a database. Referring to FIG. 3, in step d-1), automatic collimation is performed on the first theodorite (T01) and the second theodorite (T02) according to the first surface mirror 11, and each theodolite is It is characterized by separately measuring data such as the angle, rotation angle, and angular velocity of the first surface mirror 11 based on the dorite, and converting this into a database. That is, the measured value for automatic collimation when the first theodorite (T01) is used as the reference theodolite for the first surface mirror (11), and the second theodorite (T02) for the first surface mirror (11). It is characterized by calculating all measured values for automatic collimation when ) is used as a reference theodorite, saving them as result values, and converting them into a database.

이후, 제2면경(12)에 자동 시준 가능한 위치에 제3데오도라이트(T03) 및 제4데오도라이트(T04)를 위치시키고, 수평 및 수직 조정 작업을 수행하는 e) 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 제2면경(12)은 본 발명의 위성체(10)에 탑재된 센서 및 장치에 대한 것일 수 있다. 상기 e) 단계는, 측정하고자 하는 센서 미러의 면경을 제2면경(12)으로 설정하며, 상기 제2면경(12)에 대하여 자동 시준이 가능한 위치에 제3데오도라이트(T03)와 제4데오도라이트(T04)를 위치시키고, 수평 및 수직 조정 작업을 수행하는 것을 특징으로 한다. 상기 e) 단계가 완료되면, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 데오도라이트가 위성체(10)에 대해 배치될 수 있다.Thereafter, step e) is performed by placing the third theodorite (T03) and the fourth theodorite (T04) in positions capable of automatic collimation on the second mirror 12 and performing horizontal and vertical adjustment operations. It is characterized by At this time, the second mirror 12 may be for sensors and devices mounted on the satellite 10 of the present invention. In step e), the surface mirror of the sensor mirror to be measured is set to the second surface mirror 12, and the third theodorite (T03) and the fourth It is characterized by positioning the theodorite (T04) and performing horizontal and vertical adjustment operations. When step e) is completed, a plurality of theodorites may be placed on the satellite 10, as shown in FIG. 4.

이때, 제2면경(12)에 대한 제3데오도라이트(T03) 및 제4데오도라이트(T04)의 데이터를 측정하기 위해서, 제3데오도라이트(T03) 또는 제4데오도라이트(T04)는 제1데오도라이트(T01) 또는 제2 데오도라이트와 서로 데이터가 상호 교환되어 기준각 정보를 공유하도록 연결되는 것이 바람직하다. 즉, 제3 데오도라이트 및 제4 데오도라이트 중 어느 하나 이상의 데오도라이트가 제1데오도라이트(T01) 및 제2 데오도라이트 중 선택되는 어느 데오도라이트와 정보송수신 할 수 있도록 동일 직선상에 위치되도록 위치를 조정하는 단계를 추가적으로 수행할 수 있다. At this time, in order to measure the data of the 3rd theodorite (T03) and the 4th theodorite (T04) for the second surface mirror 12, the 3rd theodorite (T03) or the 4th theodorite (T04) ) is preferably connected to the first theodolite (T01) or the second theodolite so that data is exchanged with each other to share reference angle information. That is, the same straight line allows any one or more of the third and fourth theodolites to transmit and receive information with any theodolite selected from the first theodolite (T01) and the second theodolite. An additional step of adjusting the position so that it is positioned on top may be additionally performed.

다음은 상기 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02) 중 어느 하나가, 상기 제3데오도라이트(T03) 또는 제4데오도라이트(T04)와 상호 시준하는 f) 단계를 수행할 수 있다. 본 발명은 상기 f) 단계가 상기 제1면경(11)에서, 상기 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02) 중에 어느 하나를 기준면경으로 선택하는 f-0) 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하며, 상기 f-0)단계가 먼저 수행된 후, 상기 f) 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다. Next, step f) in which either the first theodorite (T01) or the second theodorite (T02) collimates with the third theodorite (T03) or the fourth theodorite (T04). can be performed. In the present invention, the step f) includes a step f-0) of selecting one of the first theodorite (T01) and the second theodorite (T02) as a reference surface mirror in the first surface mirror 11. It is characterized in that the step f-0) is performed first, and then the step f) is performed.

도 5를 참고하면, 상기 f-0) 단계는, 상기 제1면경(11)에 대해서 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02) 중 어느 하나의 데오도라이트를 기준 면경으로 선택하는 단계이다. 즉, 제2면경(12) 측정하기 전(상기 f)단계)에 기준 면경을 선택하여서, 이후 선택된 기준 면경에 따라 제3데오도라이트(T03) 또는 제4데오도라이트(T04)와 상호 시준(co-collimation)할 수 있도록 연결하는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 5, in step f-0), one of the first theodorite (T01) and the second theodorite (T02) is used as a reference surface mirror for the first surface mirror (11). This is the step to select. That is, before measuring the second surface mirror 12 (step f) above, a reference surface mirror is selected, and then mutual collimation is performed with the third theodorite (T03) or the fourth theodorite (T04) according to the selected reference surface mirror. It is characterized by being connected to allow (co-collimation).

보다 상세히 설명하면, 본 발명은 기준면경에 대해서, 제2면경(12)에 대한 제3데오도라이트(T03)와 제4데오도라이트(T04)를 위치시킨 후, 제3데오도라이트(T03)와 제4데오도라이트(T04) 중에서, 배치에 따라 상기 제1데오도라이트(T01) 또는 제2데오도라이트(T02)와 정보송수신할 수 있는 데오도라이트를 확인한 후, 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02) 중에서 기준면경을 선택하는 것을 특징으로 한다. In more detail, the present invention positions the third theodorite (T03) and the fourth theodorite (T04) with respect to the second surface mirror (12) with respect to the reference surface mirror, and then ) and the fourth theodorite (T04), after checking the theodorite that can transmit and receive information with the first theodolite (T01) or the second theodolite (T02) depending on the arrangement, the first theodolite (T04) It is characterized in that the reference surface mirror is selected from the light (T01) and the second theodorite (T02).

이는, 상기 e) 단계 이후, 위성체(10)의 부품의 구조에 의해서나, 또는 데오도라이트의 위치 선정 실패로 인해 기준 면경으로 선택했던 제1데오도라이트(T01) 또는 제2데오도라이트(T02)에 대해서, 제3데오도라이트(T03) 및 제4데오도라이트(T04)로의 시야가 가려지는 상황이 발생될 수 있으며, 이런 경우에는 상호 시준이 불가능하여, 기준 면경에 대해 다시 선택하기 위해 제1면경(11)을 재측정해야하는 문제가 발생된다. 본 발명은, 제2면경(12) 측정 시, 기준면경에 대해서 제3데오도라이트(T03) 또는 제4데오도라이트(T04)와 시야 확보가 가능한 데오도라이트를 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02) 중 선택하여 기준면경으로 설정하는 상기 f-0) 단계를 먼저 수행함으로써, 제1면경(11)에 대해 재측정 없이 제2면경(12) 측정을 수행하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 제2면경(12) 측정하는 상기 f) 단계 전에, 기준 면경을 선택함으로써, 종래의 기준 면경을 먼저 선택하여 측정을 진행하였던 방식 대비, 데오도라이트 배치에 의한 데오도라이트 간의 연결 장애로 인해, 제1면경(11) 측정 단계가 재수행됨으로써 측정 시간이 지연되게 되는 문제점을 해결할 수 있는 효과를 제공할 수 있다. This is, after step e), the first theodorite (T01) or the second theodorite ( For T02), a situation may occur where the view to the 3rd theodorite (T03) and the 4th theodorite (T04) is obscured, and in this case, mutual collimation is not possible, so reselect the reference mirror. For this reason, a problem arises in which the first surface mirror 11 must be remeasured. In the present invention, when measuring the second surface mirror (12), the third theodorite (T03) or the fourth theodorite (T04) and the theodorite that can secure the field of view with respect to the reference surface mirror are combined with the first theodorite (T01). ) and the second theodorite (T02) by first performing the step f-0) of setting the reference surface mirror by selecting the second theodorite (T02), thereby measuring the second surface mirror (12) without re-measuring the first surface mirror (11). Characterized in that the steps are performed. Therefore, by selecting the reference surface mirror before step f) of measuring the second surface mirror 12, compared to the conventional method of first selecting the reference surface mirror and performing the measurement, the connection failure between the theodorites due to the theodorite arrangement is reduced. Therefore, it is possible to solve the problem of delaying the measurement time by re-performing the first surface mirror 11 measurement step.

상기 f-0) 단계에 의해 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02) 중 기준면경으로 선택된 데오도라이트에 대해서, 동일 직선상에 위치한 제3데오도라이트(T03) 또는 제4데오도라이트(T04)가 정보 송수신이 될 수 있도록 연결되면, 상기 f) 단계를 수행함으로써, 상기 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02) 중 어느 하나가, 상기 제3데오도라이트(T03) 또는 제4데오도라이트(T04)와 상호 시준을 수행함으로써 제3데오도라이트(T03) 또는 제4데오도라이트(T04)가 기준각에 대해 정보를 공유하는 것을 특징으로 한다. For the theodolite selected as the reference surface mirror among the first theodolite (T01) and the second theodolite (T02) in step f-0), a third theodolite (T03) located on the same straight line or When the fourth theodorite (T04) is connected so that information can be transmitted and received, by performing step f), one of the first theodorite (T01) and the second theodorite (T02) is By performing mutual collimation with the third theodorite (T03) or the fourth theodorite (T04), the third theodorite (T03) or the fourth theodorite (T04) shares information about the reference angle. It is characterized by

이후, 상기 제2면경(12)에 대해 상기 제3데오도라이트(T03) 및 제4데오도라이트(T04)를 자동 시준하는 g) 단계를 수행할 수 있다. 도 6을 참고하면, 상기 g) 단계는, 수신된 기준각을 통해 제2면경(12)에 대해서 제3데오도라이트(T03) 및 4데오도라이트을 자동시준을 수행하고, 계산값을 통해 제2면경(12)의 방향성을 계산하는 것을 특징으로 한다.Thereafter, step g) of automatically collimating the third theodorite (T03) and the fourth theodorite (T04) with respect to the second surface mirror 12 can be performed. Referring to FIG. 6, in step g), automatic collimation is performed on the 3rd theodorite (T03) and the 4th theodorite with respect to the 2nd mirror 12 through the received reference angle, and the It is characterized by calculating the directionality of the two-sided mirror (12).

본 발명의 일실시예를 들어 설명하면, 도 4는 e)단계까지 수행이 완료된 것에 대한 도면이며, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1면경(11)에 따라서 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02)가 배치되고, 제2면경(12)에 따라서 제3데오도라이트(T03) 및 제4데오도라이트(T04)가 배치될 수 있다. 이때, 제2면경(12)에 대해 측정하기 위해서는, 제1데오도라이트(T01) 및 제2데오도라이트(T02) 중 어느 하나 이상의 데오도라이트가 제3데오도라이트(T03) 및 제4데오도라이트(T04) 중 어느 하나 이상의 데오도라이트와 상호 시준을 수행할 수 있도록 연결되어야 한다. 이때, 제1데오도라이트(T01)의 경우, 가까이에 위치한 제4데오도라이트(T04)와 위성체(10)의 구조에 의해서 시야를 확보하지 못하게 된다. 이에, 본 발명에서는 상기 f) 단계가 수행되기 전에, 상기 f-0) 단계를 수행함으로써, 제3데오도라이트(T03)와 시야 확보가 가능한 제2데오도라이트(T02)를 기준면경으로 선택하고, 따라서 도 6에 도시된 바와 같이, 제2데오도라이트(T02)와 제3데오도라이트(T03)가 상호 시준을 수행하도록 연결하는 것을 특징으로 한다. To explain an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram showing the completion of step e), and as shown in FIG. 4, the first theodorite (11) according to the first mirror 11 of the present invention. T01) and the second theodorite (T02) may be disposed, and the third theodorite (T03) and the fourth theodorite (T04) may be disposed according to the second surface mirror 12. At this time, in order to measure the second surface mirror 12, at least one of the first theodorite (T01) and the second theodolite (T02) is used to measure the third theodolite (T03) and the fourth theodolite (T03). It must be connected to perform mutual collimation with any one or more of the theodorites (T04). At this time, in the case of the first theodorite (T01), the field of view cannot be secured due to the structure of the fourth theodorite (T04) and the satellite 10 located nearby. Accordingly, in the present invention, before step f) is performed, step f-0) is performed to select the third theodorite T03 and the second theodorite T02, which can secure the field of view, as the reference mirror. And, therefore, as shown in FIG. 6, the second theodorite (T02) and the third theodorite (T03) are connected to perform mutual collimation.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described with reference to specific details such as specific components and drawings of limited embodiments, but this is only provided to facilitate a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. No, those skilled in the art can make various modifications and variations from this description.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all matters that are equivalent or equivalent to the claims of this patent as well as the claims described below shall fall within the scope of the spirit of the present invention. .

10 : 위성체
11 : 제1면경 12 : 제2면경
T01 : 제1데오도라이트 T02 : 제2데오도라이트
T03 : 제3데오도라이트 T04 : 제4데오도라이트10: Satellite body
11: 1st side mirror 12: 2nd side mirror
T01: 1st theodorite T02: 2nd theodorite
T03: 3rd theodorite T04: 4th theodorite

Claims (4)

데오도라이트의 +Z축 방향과, 위성체의 +Z축 방향이 동일하도록 정렬하는 a) 단계;
위성체의 각 X, Y 및 Z축의 각 ±방향에 따른 케이스를 구분하고, 각 상기 케이스에 대하여 연산방식을 통해 각 축의 방향에 따른 성분 값을 계산하여 데이터베이스화하는 b) 단계;
제1면경의 각 방향에 제1데오도라이트 및 제2데오도라이트를 위치시키고, 수평 및 수직 조정 작업을 수행하는 c) 단계;
상기 제1면경에 대해 상기 제1데오도라이트 및 제2데오도라이트가 자동 시준하는 d) 단계;
상기 제1면경에 대하여 상기 제1데오도라이트 및 제2데오도라이트가 각 기준면경일 때의 면경각도를 측정하여 데이터베이스화 하는 d-1) 단계;
제2면경에 대해 자동 시준 가능한 위치에 제3데오도라이트 및 제4데오도라이트를 위치시키고, 수평 및 수직 조정 작업을 수행하는 e) 단계;
상기 제3데오도라이트 및 제4데오도라이트 중 어느 하나에 대해서, 상기 제1데오도라이트 또는 제2데오도라이트와 시야 확보 가능한 데오도라이트를 확인하여, 상기 기준면경으로 선택하는 f-0)단계;
상기 f-0) 단계에서 선택된 상기 기준면경에 따라 상기 제1데오도라이트 및 제2데오도라이트 중 선택되는 어느 하나와, 상기 제3데오도라이트 또는 제4데오도라이트와 상호 시준하는 f) 단계; 및
상기 제2면경에 대해 상기 제3데오도라이트 및 제4데오도라이트를 자동 시준하는 g) 단계;
를 포함하는 인공위성 얼라인먼트 측정방법.
Step a) of aligning the +Z axis direction of the theodolite and the +Z axis direction of the satellite body to be the same;
Step b) of classifying cases according to each ± direction of each X, Y, and Z axis of the satellite, calculating component values according to the direction of each axis through a calculation method for each case, and creating a database;
Step c) of positioning the first theodolite and the second theodolite in each direction of the first mirror and performing horizontal and vertical adjustment operations;
Step d) of automatically collimating the first theodolite and the second theodolite with respect to the first mirror;
Step d-1) of measuring the surface mirror angle when the first theodorite and the second theodorite are each reference surface mirror with respect to the first surface mirror and creating a database;
Step e) of positioning the third and fourth theodorites in positions capable of automatic collimation with respect to the second mirror and performing horizontal and vertical adjustment operations;
For any one of the third and fourth theodorites, f-0 is selected as the reference mirror by checking the first or second theodorite and the theodorite that can secure the field of view. )step;
Any one selected from the first and second theodorites according to the reference surface mirror selected in step f-0), Step f) of mutually collimating with the third or fourth theodorite; and
Step g) of automatically collimating the third and fourth theodorite with respect to the second mirror;
Satellite alignment measurement method including.
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