1m급 인공위성 레이저추적 시스템용 고속·고정밀 추적마운트 개발 및 예비 성능분석

Abstract

본 연구에서는 국내 최초 개발 예정인 1m급 인공위성 레이저추적 시스템(Satellite Laser Ranging, SLR)의 추적마운트 (Tracking Mount) 모듈 개발을 위한 예비설계 및 성능분석 결과를 제시한다. 인공위성 레이저추적 시스템은 위성까지의 거리를 정밀하게 측정하는 시스템으로 지상의 관측소에서 반사경을 탑재하고 있는 인공위성까지 레이저를 발사하여 되돌아오는 레이저 사이의 시간간격을 측정하는 시스템으로서, 현존하는 인공위성까지의 거리측정 시스템 중 가장 정밀한 측정 시스템이다. 본 논문에서 제안하는 인공위성 레이저 추적 시스템용 고속 고정밀 추적마운트의 추적범위는 고도 300 km에서 정지궤도(고도 36,000 km)까지 가능하며, 레이저 반사경을 탑재한 인공위성에 대해 주 야간 레이저추적이 가능해야 한다. 이러한 요구사항을 만족하기 위해, 본 연구에서는 고속 고정밀 추적마운트 기구부 설계 및 구조해석을 수행하였고, 추적마운트의 원활한 제어를 위한 모션 제어 시스템을 설계하여 예비 성능 분석을 실시한 결과를 소개하였다. This paper presents preliminary design and performance analysis of a fast and high precision Tracking Mount for 1m Satellite Laser Ranging(SLR) which is development by Korea Astronomy and Space science Institute(KASI). SLR is considered to be the most accurate technique currently available for the precise orbit determination of Earth satellites. The SLR technique measures the time of flight between pulses emitted from laser transmitter and pulses returned from satellites with laser retro-reflector array. It provides millimeter level precision of range measurements between SLR stations and satellites. A fast and high precision Tracking Mount for SLR which is proposed in this research should be capable of day and nighttime laser tracking about the satellites with laser reflectors from 200 km to 36,000 km altitude(geosynchronous orbit). In order to meet this requirement, we performed mechanical design and structural analysis for Tracking Mount. Also we designed the motion control system and conducted pre-performance analysis to obtain good performance results for a fast and high precision Tracking Mount.