효과분석 시뮬레이션을 이용한 미지 우주물체 광학 추적 시스템 설계 변수 조합 분석

• Published in: 한국정보통신학회논문지 Vol. 26; no. 9; pp. 1312 - 1319
• Main Authors: 현철(Chul Hyun), 이상욱(Sangwook Lee), 이호진(Hojin Lee), 박승욱(Seung-Wook Park)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국정보통신학회 2022
• Subjects: 전자/정보통신공학; Effectiveness Index; 우주물체 추적; 효과분석; 효과척도; Optical observation; System simulation; 광학관측; Space object tracking; 시스템 시뮬레이션; Effectiveness Analysis
• ISSN: 2234-4772; 2288-4165
• DOI: 10.6109/jkiice.2022.26.9.1312

This paper defines an effectiveness index for optical continuous observation of unknown space objects and presents a range of design variables combinations that can satisfy the effectiveness index from a telescope/mount control system perspective using integrated simulation. The overall system-level simulation was implemented and the tracking performance was analyzed by considering design variables such as target position prediction and frame rate, image processing time and measurement error, target trajectory characteristics, and maneuver performance of mount gimbal. As a result of the analysis, it was confirmed that the continuous tracking performance of the optical observation system is dependent on the combination of frame rate and mount maneuver performance. In a situation where an optical observation system is designed or a similar system is implemented using COTS, an appropriate combination of parameters between design variables can be found through effectiveness analysis simulation as in this study. 본 논문은 미지 우주물체에 대한 광학 연속 관측을 위한 효과 척도를 정의하고, 통합 시뮬레이션 수행을 이용하여 망원경/마운트 제어 시스템 관점에서 효과 척도를 만족할 수 있는 설계 변수 조합 범위를 제시하였다. 표적의 위치 예측과 함께 프레임률, 영상처리 소요시간과 측정 오차, 표적 궤적특성 및 마운트 김발의 기동성능 등의 설계 변수를 고려하여 전체적인 시스템 수준에서의 시뮬레이션을 구현하고 추적 성능을 분석하였다. 분석 결과 광학 관측 시스템의 연속 추적 성능은 프레임률과 마운트 기동성능의 조합에 의존적임을 확인할 수 있었다. 광학 관측 시스템을 설계하거나 상용 제품을 구입하여 유사 시스템을 구성할 때, 본 연구와 같이 효과분석 시뮬레이션을 이용하면 설계 변수들 사이의 적절한 요소 조합을 찾을 수 있을 것이다.