GPS 항행해를 이용한 아리랑 1호의 궤도결정 성능분석 연구

Abstract

본 논문에서는 아리랑 1호의 실제 비행데이터를 이용하여 지상에서 정밀궤도결정을 수행한 후 얻을 수 있는 성능에 대해 분석하였다. 분석에 사용된 궤도결정 알고리즘은 바예 시안 최소자승법을 작용한 배치필터이며, 궤도결정 정밀도 평가를 위해 중첩법 (Overlap Method) 을 이용하였다. 또한, 미국 NORAD 의 TLE (Two-Line Element) 및 지상추적 데이터를 이용한 궤도결정 결과들과의 비교, 분석도 수행하였다. 궤도결정 정밀도에 영향을 미칠 수 있는 요인, 즉 관측데이터 종류 및 탑재시계 편류 (On-Board Time Drift)에 의한 정밀도 변화에 대해서도 분석되어졌다. 본 연구결과, 중첩법 평가에 의한 30시간 GPS 항행해 위치 성분만을 이용한 궤도결정 정밀도는 5m RMS 수준이었으며, GPS 항행해 중 속도 성분은 궤도결정 시 사용하지 않는 것이 바람직하며, 타 관측데이터를 이용한 궤도결정 결과와의 비교를 통해 심각한 시각 바이어스에 의한 뚜렷한 정밀도 저하는 없음을 알 수 있었다. In this paper, the performance of the KOMPSAT-1 orbit determination (OD) accuracy at the ground station was analyzed by using the flight data. The Bayesian least squares estimation was used for the orbit determination and the assessment of the orbit accuracy was evaluated based on orbit overlap comparisons. We also compared the result from OD using GPS navigation solutions with NORAD TLE and the result from OD using range data. Furthermore, the effect of observation type and OBT drift on the accuracy was investigated. As a consequence, It is shown that the OD accuracy using only GPS position data is on the order of 5m RMS (Root Mean Square) with 4 hrs arc overlap for the 30hr arc and the GPS velocity data is not proper as a observation for the OD due to its inferior quality. The significant deterioration of the accuracy due to the critical clock bias was not founded by means of the comparison of OD result from other observations.