위성체 지향 및 안정화 오차로 인한 영상레이더 위성 영상 품질 저하 해석

Abstract

레이더 영상의 품질은 영상레이더 탑재체 뿐만 아니라 위성 본체의 성능에 크게 좌우되기 때문에, 영상레이더 위성의 영상형성구조분석(Image Chain Analysis)은 위성체 설계단계에서 가장 중요한 해석들 중 하나이다. 특히, 위성체 지향 및 안정화 오차는 탑재체 고유 설계에서 유도되는 영상 품질에 가장 나쁜 영향을 끼친다. 이 연구에서는 위성체 지향 및 안정화 오차로 인한 레이더 영상 품질 저하를 분석하기 위한 영상형성구조분석 알고리즘이 개발되었다. 개발된 소프트웨어는 궤도 모델, 자세제어 모델, 영상레이더 탑재체 모델, 클러터 모델, 영상처리 모델로 구성된다. 이 해석을 위해, <TEX>$5km{\times}5km$</TEX>의 관측폭을 가지는 1m고해상도 모드 레이더 영상의 원시 데이터를 시뮬레이션하고, 영상처리를 수행하였다 영상 품질을 분석하기 위해 영상 내에 총 25개 점표적들을 생성하였다. 이 연구의 결과, 레이더 영상의 방사 정밀도는 위성체 지향오차에 가장 많은 영향을 받는 것으로 해석되었으며, 최고의 영상 품질을 만족시키기 위해서는 위성체 자세제어 시스템의 성공적인 설계가 가장 중요하다. Image chain analysis of synthetic aperture radar (SAR) satellite is one of the primary activities for satellite design because SAR image quality depends on spacecraft bus performance as well as SAR payload. Especially, satellite pointing and stability error make worst effect on the original SAR image quality which is implemented by SAR payload design. In this research, Image chain analysis S/W was developed in order to analyze the SAR image quality degradation due to satellite pointing and stability error. This S/W consists of orbit model, attitude control model, SAR payload model, clutter model, and SAR processor. SAR raw data, which includes total 25 point targets in the scene of <TEX>$5km{\times}5km$</TEX> swath width, was generated and then processed for analysis. High resolution mode (spotlight), of which resolution is 1m, was applied. The results of image chain analysis show that radiometric accuracy is the most degraded due to the pointing error. Therefore, the successful design of attitude control subsystem in spacecraft bus for enhancing the pointing accuracy is most important for image quality.