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KR102272428B1 - 선박자동식별정보를 이용한 위성 궤도전파기 및 그 제어 방법 - Google Patents

선박자동식별정보를 이용한 위성 궤도전파기 및 그 제어 방법 Download PDF

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KR102272428B1
KR102272428B1 KR1020200086616A KR20200086616A KR102272428B1 KR 102272428 B1 KR102272428 B1 KR 102272428B1 KR 1020200086616 A KR1020200086616 A KR 1020200086616A KR 20200086616 A KR20200086616 A KR 20200086616A KR 102272428 B1 KR102272428 B1 KR 102272428B1
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KR
South Korea
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ais data
satellite
ais
coordinate system
data
Prior art date
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KR1020200086616A
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이선호
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한국항공우주연구원
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Publication date
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Abstract

본 발명은 선박자동식별정보를 이용한 위성 궤도전파기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 방법은 AIS 데이터를 미리 정해진 시간 사이에 획득하는 단계, 상기 미리 정해진 시간 사이에 획득한 AIS 데이터에 대한 유효성 검사를 하는 단계, 상기 유효성 검사를 통해 적합한 것으로 판정된 AIS 데이터를 지구좌표계에서 관성좌표계로 변환하는 단계, 그리고 상기 관성좌표계로 변환된 AIS 데이터와 미리 정해진 궤도전파기 모델을 이용하여 위성의 위치 및 속도를 추정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면 위성탑재 GPS 수신기의 오동작 또는 GPS위성 신호 수신율 저하시 AIS(Automatic Identification System) 데이터를 이용한 궤도결정이 가능한 장점이 있다. 특히 기존 GPS기반 궤도전파기에 비해서 정밀도가 낮지만 위성 발사후 초기 궤도결정에 유용한 장점이 있다.

Description

선박자동식별정보를 이용한 위성 궤도전파기 및 그 제어 방법{Satellite Orbit Propagator Using Ship Automatic Identification Information And Control Method Thereof}
본 발명은 위성 궤도전파기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 선박자동식별정보를 이용한 위성 궤도전파기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
위성궤도 전파기란 위성 궤도모델과 관측데이터를 융합(Fusion)하여 궤도상 현재 위성 위치 및 속도를 추정(또는 가까운 미래의 위성 위치 및 속도를 예측)하는 장치이다.
위성궤도 전파기는 소프트웨어(SW)로 구현되어 위성체 또는 지상국 시스템에 탑재될 수 있다. 지상국 탑재 위성궤도 전파기는 향후 24~48 시간 동안의 궤도를 예측하여 타켓(Target) 촬영을 위한 시간 및 자세 결정하는데 이용될 수 있다. 위성체 탑재 위성궤도 전파기는 위성의 위치와 속도를 결정하여 타겟 촬영을 위한 기준좌표계를 생성할 수 있다.
종래 위성궤도 전파기는 관측데이터로 위성탑재 GPS 수신기에서 획득한 위성의 위치 및 속도 정보 사용하였는데, GPS 수신기는 4개 이상의 GPS위성 신호 관측이 필요하였다. 그런데 이러한 종래 위성궤도 전파기는 GPS 수신기 오동작 또는 GPS 신호 수신율 저하시, 관측데이터 획득이 불가능하다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 선박자동식별정보를 이용한 위성 궤도전파기 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 방법은 AIS 데이터를 미리 정해진 시간 사이에 획득하는 단계, 상기 미리 정해진 시간 사이에 획득한 AIS 데이터에 대한 유효성 검사를 하는 단계, 상기 유효성 검사를 통해 적합한 것으로 판정된 AIS 데이터를 지구좌표계에서 관성좌표계로 변환하는 단계, 그리고 상기 관성좌표계로 변환된 AIS 데이터와 미리 정해진 궤도전파기 모델을 이용하여 위성의 위치 및 속도를 추정하는 단계를 포함한다.
상기 방법은, 상기 미리 정해진 시간 사이에 획득한 AIS 데이터에 대한 원형 분산도를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 유효성 검사에서 적합 판정 조건은, 상기 계산된 원형 분산도가 미리 정해진 기준값 이상인 것으로 정해질 수 있다.
상기 유효성 검사에서 적합 판정 조건은, 상기 미리 정해진 시간 사이에 AIS 데이터를 획득한 선박의 개수가 미리 정해진 기준값 이상인 것으로 정해질 수 있다.
상기 AIS 데이터에 대한 유효성 검사의 적합 판정 성공률이 증가할수록 상기 원형 분산도 검사기준값과 상기 선박수 검사기준값을 증가시킬 수 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 장치는, AIS 데이터를 획득하는 데이터 획득부, 미리 정해진 시간 사이에 상기 데이터 획득부에서 획득된 AIS 데이터에 대한 유효성 검사를 하는 유효성 검사부, 상기 유효성 검사를 통해 적합한 것으로 판정된 AIS 데이터를 지구좌표계에서 관성좌표계로 변환하는 좌표 변환부, 그리고 상기 관성좌표계로 변환된 AIS 데이터와 미리 정해진 궤도전파기 모델을 이용하여 위성의 위치 및 속도를 추정하는 위성궤도 전파기부를 포함한다.
본 발명에 의하면 위성탑재 GPS 수신기의 오동작 또는 GPS위성 신호 수신율 저하시 AIS(Automatic Identification System) 데이터를 이용한 궤도결정이 가능한 장점이 있다. 특히 기존 GPS기반 궤도전파기에 비해서 정밀도가 낮지만 위성 발사후 초기 궤도결정에 유용한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 궤도전파기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 위성탑재 AIS 수신기의 유효 수신영역 및 한반도 AIS 관측 데이터를 예시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 궤도전파기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박수 검사기준을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 분산도 검사기준을 예시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박수 검사 결과를 예시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 분산도 검사 결과를 예시한 것이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 궤도전파기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 위성 궤도전파기는 AIS 수신부(110), 데이터 획득부(120), 원형 분산도 계산부(130), 제어부(140), 유효성 검사부(150), 좌표 변환부(160) 및 위성궤도 전파기부(170)를 포함할 수 있다.
AIS 수신부(110)는 위성체에 탑재될 수 있고, 데이터 획득부(120), 원형 분산도 계산부(130), 유효성 검사부(150), 성공률 계산부(150), 좌표 변환부(160) 및 위성궤도 전파기부(170)는 위성체 또는 지상국 시스템에 탑재될 수 있다.
데이터 획득부(120) 등이 지상국 시스템에 탑재된 경우, AIS 수신부(110)에서 수신된 AIS 데이터는 위성체로부터 지상국 시스템으로 다운링크 될 수 있다.
AIS 수신부(110)는 위성체에 탑재되어 선박에서 무선으로 송신되는 선박자동식별시스템 데이터(AIS 데이터)를 수신할 수 있다.
선박에 탑재된 선박자동식별장치는 선박운항 정보를 포함하는 AIS 데이터를 미리 정해진 주기마다 무선으로 전송할 수 있다. AIS 데이터는 선박 정보(Ship information), 운항 정보(Cruise information)(시각, 위치, 속도, 방향각 등)를 포함할 수 있다.
도 2는 위성탑재 AIS 수신기의 유효 수신영역 및 한반도 AIS 관측 데이터를 예시한 것이다.
도 2(a)에 예시한 것과 같이 AIS 데이터의 유효 수신 영역은 위성 중심반경 700km이다. 반면 도 2(b)에 예시한 것과 같이 국내 AIS 탑재 입항 선박의 평균 개수는 최소 420척/DAY로 AIS 관측 데이터의 수가 풍부하다는 장점이 있다.
데이터 획득부(120)는 AIS 수신부(110)에서 수신된 AIS 데이터를 획득할 수 있다.
데이터 획득부(120), 원형 분산도 계산부(130), 제어부(140), 유효성 검사부(150), 좌표 변환부(160) 및 위성궤도 전파기부(170)가 지상국 시스템에 탑재된 경우, AIS 수신부(110)에서 수신된 AIS 데이터는 위성 통신으로 지상국 시스템에 전송될 수 있다.
원형 분산도 계산부(130)는 미리 정해진 시간 사이에 획득한 선박자동식별정보 데이터에 대한 원형 분산도를 계산할 수 있다. 여기서 미리 정해진 시간은 수신된 AIS 데이터를 이용하여 위성 궤도전파기의 위성 위치 및 속도를 갱신하는 주기에 해당하는 업데이트 주기 시간으로 정해질 수 있다. 예컨대 1분마다 위성 궤도전파기에서 위성 위치 및 속도를 갱신할 경우, 업데이트 주기 시간은 1분으로 정해질 수 있다. 물론 실시예에 따라서 미리 정해진 시간은 임의의 시간부터 위성 궤도전파기의 업데이트 시간까지로 정해지는 것도 가능하다.
유효성 검사부(150)는 미리 정해진 시간 사이에 데이터 획득부(120)에서 획득된 AIS 데이터에 대한 유효성 검사를 하여 적합 또는 부적합 판정을 할 수 있다.
유효성 검사부(150)는 미리 정해진 적합 판정 조건에 따라 AIS 데이터의 적합 또는 부적합 판정을 할 수 있는데, 적합 판정 조건은 선박수 검사기준값과 원형 분산도 검사기준값을 포함할 수 있다. 그리고 적합 판정 조건의 선박수 검사기준값과 원형 분산도 검사기준값은 아래에서 설명할 적합 판정 성공률에 따라 다르게 정해질 수 있다.
제어부(140)는 본 발명에 따른 위성 궤도전파기의 전체적인 동작을 제어한다. 제어부(140)는 AIS 데이터에 대한 유효성 검사의 적합 판정 성공률을 계산하고, 그에 따라 선박수 검사기준값과 원형 분산도 검사기준값을 자동으로 변경할 수 있다.
좌표 변환부(160)는 유효성 검사를 통해 적합한 것으로 판정된 AIS 데이터를 지구좌표계에서 관성좌표계로 변환할 수 있다.
위성궤도는 관성좌표계로 표현됨에 반해, 수신된 AIS 데이터에서 선박의 위치 및 속도 정보는 지구좌표계로 표현된다. 따라서 수신된 AIS 데이터에서 선박의 위치 및 속도 정보를 지구좌표계에서 관성좌표계로 변환하는 것이 필요하다. 이를 위한 좌표변환행렬(Direction Cosine Matrix)을 계산하기 위해 관측시간에 대한 보정수치(Polar Motion, Earth Rotation, Nutation, Precession, Bias 등)가 필요하며 이러한 값은 IAU(International Astronomical Union)/SOFA (Standards Of Fundamental Astronomy)에서 정기적으로 배포된다. 참고로 고려하는 보정수치 범위에 따라 좌표변환행렬의 정밀도가 결정될 수 있다. 지구좌표계로 표현된 정보를 관성좌표계로 변환하는 것에 대해서는 이미 잘알려져 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
위성궤도 전파기부(170)는 관성좌표계로 변환된 AIS 데이터와 미리 정해진 궤도전파기 모델을 이용하여 위성의 위치 및 속도를 추정할 수 있다. 관성좌표계로 변환된 위치 및 속도 정보와 궤도전파기 모델을 이용하여 위성의 궤도 정보를 계산할 수 있는데, 통상 사용되는 위성 궤도전파기 모델은 Two Body Propagator, J2 Propagator, J4 Propagator, Simplified General Perturbation (SGP) Model 등이 있다. 이들 모델 각각은 수식 계산량이 다르며 이에 따라 정밀도성능 차이가 존재할 수 있다. 이와 같이 해당 위성의 위성 궤도모델과 해당 위성에서 관측한 관측데이터를 융합하여 위성궤도 상에서 현재 위성의 위치 및 속도를 추정하거나, 가까운 미래의 위성의 위치 및 속도를 예측하는 위성 궤도 전파기는 이미 잘알려져 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성 궤도전파기의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참고하여 설명하기에 앞서 먼저 다음과 같이 용어를 정의한다
Tk : AIS 데이터를 이용한 위성 궤도전파기 업데이트 시간
Nk : 시간 Tk-1과 Tk 사이에 AIS 데이터를 획득한 선박의 개수
Figure 112020072963508-pat00001
: 시간 Tk-1과 Tk 사이에 획득한 AIS 데이터에 포함된 선박의 경도방향 위치
Figure 112020072963508-pat00002
: 시간 Tk-1과 Tk 사이에 획득한 AIS 데이터에 포함된 선박의 위도방향 위치
Figure 112020072963508-pat00003
: 시간 Tk-1과 Tk 사이에 획득한 AIS 데이터에 포함된 선박의 경도방향 속도
Figure 112020072963508-pat00004
: 시간 Tk-1과 Tk 사이에 획득한 AIS 데이터에 포함된 선박의 위도방향 속도
Figure 112020072963508-pat00005
: 시간 Tk-1과 Tk 사이에 획득한 AIS 데이터에 포함된 선박의 위치 및 속도에 대응하는 시간
CEk : 시간 Tk-1과 Tk 사이에 획득한 AIS 데이터의 원형 분산도
fN(p) : 선박수 검사기준값
fCE(p) : 원형 분산도 검사기준값
p : 유효성 검사의 적합 판정 성공률 (0 ≤ p ≤1)
NS : 유효성 검사 적합 판정 횟수
NF : 유효성 검사 부적합 판정 횟수
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박수 검사기준을 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 분산도 검사기준을 예시한 도면이다.
fN(p)와 fCE(p)는 도 4 및 도 5에 예시한 것과 같이 유효성 검사의 적합 판정 성공률(p)의 함수로서 양의 값을 가지는 단조 증가 함수일 수 있으며, 시스템의 성능에 따라 설계될 수 있다. fN(p)와 fCE(p)는 유효성 검사의 적합 판정 성공률(p)을 이용하여 자동적으로 결정되도록 설계될 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박수 검사 결과를 예시한 것이다.
도 6을 참고하면, AIS 데이터가 수신된 선박의 수가 도 6(a)와 같이 적은 경우, 위성 전파궤도기에서 사용되는 관측 데이터의 수가 불충분한 것으로 정확한 위성 위치 및 속도 추정을 하는데 부적합한 것으로 판정할 수 있다. 그리고 AIS 데이터가 수신된 선박의 수가 도 6(b)와 같이 미리 정해진 기준 이상으로 많은 경우, 위성 전파궤도기에서 사용되는 관측 데이터의 수가 충분한 것으로 정확한 위성 위치 및 속도 추정을 하는데 적합한 것으로 판정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 분산도 검사 결과를 예시한 것이다.
도 7을 참고하면, AIS 데이터가 수신된 선박들의 위치가 도 7(a)와 같이 고르게 분포되지 않아서 원형 분산도가 미리 정해진 기준보다 낮은 경우 위성의 위치 및 속도 추정을 하는데 부적합한 것으로 판정할 수 있다. 반대로 AIS 데이터가 수신된 선박의 위치가 도 7(b)와 같이 미리 정해진 기준 이상으로 분산되어 원형 분산도가 미리 정해진 기준보다 높은 경우 정확한 위성 위치 및 속도 추정을 하는데 적합한 것으로 판정할 수 있다.
다시 도 3을 참고하면, 먼저 t=t0(≥ 0), p = p0(≥ 0)으로 설정하는 초기화를 수행한다(S510).
시간 t = Tk가 될 때까지(S530-Y), AIS 수신부(110)는 선박에서 무선으로 송신되는 AIS 데이터를 계속적으로 수신한다(S520).
데이터 획득부(120)는 단계(S520)와 단계(S530)를 반복하면서 수신된 AIS 데이터를 획득할 수 있다. 데이터 획득부(120)는 위성 궤도전파기의 이전 업데이트 시간 Tk-1 부터 새로운 업데이트 시간 Tk 사이에 AIS 데이터
Figure 112020072963508-pat00006
,
Figure 112020072963508-pat00007
,
Figure 112020072963508-pat00008
,
Figure 112020072963508-pat00009
,
Figure 112020072963508-pat00010
를 획득할 수 있다.
다음으로 원형 분산도 계산부(130)는 데이터 획득부(120)에서 획득된 AIS 데이터를 이용하여 원형 분산도 CEk를 계산할 수 있다(S540). 단계(540)에서 원형 분산도 계산부(130)는
Figure 112020072963508-pat00011
,
Figure 112020072963508-pat00012
를 이용하여 CEk를 계산할 수 있다.
원형 분산도 CEk를 다음과 같이 정의할 수 있다. 예컨대 Tk-1 부터 Tk 사이에 AIS 데이터가 획득된 선박의 경도방향 위치 및 위도방향 위치에 대응하는 점들로 이루어진 군집의 중심점(또는 중심 위치)로부터 미리 정해진 비율의 점이 포함되는 원의 반경으로 원형 분산도를 정의할 수 있다. 예컨대 미리 정해진 비율이 90%이고 100개의 선박에 해당하는 AIS 데이터가 획득된 경우, 100개의 선박의 위치에 대응하는 점들로 이루어진 군집의 중심으로부터 90개의 점이 포함되는 원의 반경을 원형 분산도 CEk로 계산할 수 있다.
다음으로 유효성 검사부(150)는 AIS 데이터에 대한 유효성 검사를 하여 적합 또는 부적합 판정을 할 수 있다(S550).
유효성 검사는 선박수 검사와 원형 분산도 검사를 포함할 수 있다.
선박수 검사는 미리 정해진 시간 사이에 획득한 AIS 데이터의 개수가 미리 정해진 기준값 이상이면 적합한 것으로 판정하도록 구현될 수 있다. 즉 Nk ≥ fN(p) 이면 선박수 검사는 적합한 것으로 판정할 수 있다.
원형 분산도 검사는 CEk ≥ fCE(p) 이면 적합한 것으로 판정할 수 있다.
단계(S550)에서 선박수 검사와 원형 분산도 검사가 모두 적합한 것으로 판정되면(S550-Y), 제어부(140)는 AIS 데이터
Figure 112020072963508-pat00013
,
Figure 112020072963508-pat00014
,
Figure 112020072963508-pat00015
,
Figure 112020072963508-pat00016
,
Figure 112020072963508-pat00017
를 좌표 변환부(160)로 전달할 수 있다(S563).
다음으로 좌표 변환부(160)는 유효성 검사를 통해 적합한 것으로 판정된 AIS 데이터
Figure 112020072963508-pat00018
,
Figure 112020072963508-pat00019
,
Figure 112020072963508-pat00020
,
Figure 112020072963508-pat00021
,
Figure 112020072963508-pat00022
를 전달받아 지구좌표계에서 관성좌표계로 변환할 수 있다(S570).
그리고 위성궤도 전파기부(170)는 관성좌표계로 변환된 AIS 데이터와 미리 정해진 궤도전파기 모델을 이용하여 위성의 위치 및 속도를 추정할 수 있다(S580).
한편 단계(S530)에서 선박수 검사와 원형 분산도 검사 중 하나가 부적합한 것으로 판정되면(S550-N), 제어부(140)는 AIS 데이터
Figure 112020072963508-pat00023
,
Figure 112020072963508-pat00024
,
Figure 112020072963508-pat00025
,
Figure 112020072963508-pat00026
,
Figure 112020072963508-pat00027
를 삭제할 수 있다(S567).
제어부(140)는 유효성 검사의 적합 판정 성공률(p)을 유효성 검사가 적합한 경우 아래 수학식 1에 의해 계산하고, 유효성 검사가 부적합한 경우 수학식 2에 의해 계산할 수 있다(S591). 그리고 제어부(140)는 새로 계산된 적합 판정 성공률(p)에 따라 fN(p)와 fCE(p)를 변경할 수 있다. 단계(S591)는 단계(S550)와 단계(S593) 사이에 이루어질 수 있다.
[수학식 1]
p = min(p+△p, 1)
[수학식 2]
p = max(p-△p, 0)
수학식 1과 수학식 2에서 △p는 양수로서 설계 파리미터로 정해질 수 있다.
즉 AIS 데이터에 대한 유효성 검사의 적합 판정 성공률이 증가할수록 원형 분산도 검사기준값 fCE(p)과 선박수 검사기준값 fN(p)은 높아짐으로써, 유효성 검사 기준이 강화될 수 있다.
한편 실시예에 따라서 아래 수학식 3에 의해 적합 판정 성공률을 계산하도록 구현하는 것도 가능하다.
[수학식 3]
p = NS/(NS + NF)
여기서 Ns는 유효성 적합 판정 횟수, NF는 유효성 부적합 판정 횟수로 정의될 수 있다.
적합 판정 성공률은 여기서 설명한 것 외에 다른 방식으로 정해질 수도 있다.
다음으로 k를 1 증가시키고, 다음 업데이트 시간 Tk+1 에 따른 절차를 수행하기 위해 단계(S520)로 이동한다.
본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함한다. 이 기록 매체는 앞서 설명한 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 기록 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 기록 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

Claims (8)

  1. 선박자동식별시스템 데이터(AIS 데이터)를 미리 정해진 시간 사이에 획득하는 단계,
    상기 미리 정해진 시간 사이에 획득한 AIS 데이터에 대한 유효성 검사를 하는 단계,
    상기 유효성 검사를 통해 적합한 것으로 판정된 AIS 데이터를 지구좌표계에서 관성좌표계로 변환하는 단계, 그리고
    상기 관성좌표계로 변환된 AIS 데이터와 미리 정해진 궤도전파기 모델을 이용하여 위성의 위치 및 속도를 추정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에서,
    상기 미리 정해진 시간 사이에 획득한 AIS 데이터에 대한 원형 분산도를 계산하는 단계를 더 포함하고,
    상기 유효성 검사에서 적합 판정 조건은,
    상기 계산된 원형 분산도가 미리 정해진 기준값 이상인 것으로 정해지는 원형 분산도 검사기준을 포함하는 방법.
  3. 제 2 항에서,
    상기 유효성 검사에서 적합 판정 조건은,
    상기 미리 정해진 시간 사이에 AIS 데이터를 획득한 선박의 개수가 미리 정해진 기준값 이상인 것으로 정해지는 선박수 검사기준을 더 포함하는 방법.
  4. 제 3 항에서,
    상기 AIS 데이터에 대한 유효성 검사의 적합 판정 성공률이 증가할수록 상기 원형 분산도 검사기준의 기준값과 상기 선박수 검사기준의 기준값을 증가시키는 방법.
  5. AIS 데이터를 획득하는 데이터 획득부,
    미리 정해진 시간 사이에 상기 데이터 획득부에서 획득된 AIS 데이터에 대한 유효성 검사를 하는 유효성 검사부,
    상기 유효성 검사를 통해 적합한 것으로 판정된 AIS 데이터를 지구좌표계에서 관성좌표계로 변환하는 좌표 변환부, 그리고
    상기 관성좌표계로 변환된 AIS 데이터와 미리 정해진 궤도전파기 모델을 이용하여 위성의 위치 및 속도를 추정하는 위성궤도 전파기부
    를 포함하는 장치.
  6. 제 5 항에서,
    상기 미리 정해진 시간 사이에 획득한 AIS 데이터에 대한 원형 분산도를 계산하는 원형 분산도 계산부를 더 포함하고,
    상기 유효성 검사에서 적합 판정 조건은,
    상기 계산된 원형 분산도가 미리 정해진 기준값 이상인 것으로 정해지는 원형 분산도 검사기준을 포함하는 장치.
  7. 제 6 항에서,
    상기 유효성 검사에서 적합 판정 조건은,
    상기 미리 정해진 시간 사이에 AIS 데이터를 획득한 선박의 개수가 미리 정해진 기준값 이상인 것으로 정해지는 선박수 검사기준을 더 포함하는 장치.
  8. 제 7 항에서,
    상기 AIS 데이터에 대한 유효성 검사의 적합 판정 성공률이 증가할수록 상기 원형 분산도 검사기준의 기준값과 상기 선박수 검사기준의 기준값을 증가시키는 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101723751B1 (ko) * 2015-11-27 2017-04-05 한국항공우주연구원 위성체의 항법 제어 장치 및 방법
KR101877382B1 (ko) * 2017-08-16 2018-07-12 한국항공우주연구원 Tle 보상기법을 적용한 tle 생성방법 및 이를 이용한 생성장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2979736B1 (fr) * 2011-09-05 2013-08-30 Centre Nat Etd Spatiales Procede de detection de messages sia
JP5996467B2 (ja) * 2013-03-27 2016-09-21 株式会社日立ソリューションズ 移動体位置情報の不正検出装置、移動体位置情報の補正処理装置及び不正検出プログラム
CN109507665B (zh) * 2018-10-30 2020-12-18 北京空间飞行器总体设计部 一种基于星载ais实时信息引导的星上自主成像方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101723751B1 (ko) * 2015-11-27 2017-04-05 한국항공우주연구원 위성체의 항법 제어 장치 및 방법
KR101877382B1 (ko) * 2017-08-16 2018-07-12 한국항공우주연구원 Tle 보상기법을 적용한 tle 생성방법 및 이를 이용한 생성장치

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