반복 지상궤도 기반 위성 군집 설계 및 재방문/커버리지 최적화

Repeating Ground Track–Based Satellite Constellation Design and Revisit/Coverage Optimization

연구 내용

반복 지상궤도 기반 위성 군집 설계에서 타깃 가중치와 접근행렬을 이용해 재방문 성능과 커버리지 일관성을 동시에 만족시키는 최적화 연구

본 연구는 반복 지상궤도(RGT) 및 Walker 계열의 구조적 규칙성을 기반으로, 지상 표적에 대한 재방문 성능과 커버리지 일관성을 동시에 만족시키는 군집 설계 방법을 개발합니다. 지상궤도 기반 기하학 해석으로 센서 스와스를 근사하고, 접근행렬을 구성해 다중 타깃의 관측 우선순위와 접근 횟수 제약을 반영합니다. 또한 폐형식 해와 대칭/정규 배치 전략을 통해 설계와 분석을 효율적으로 연계하며, GSO 등 특수 궤도 영역으로 적용 범위를 확장하는 차별성을 갖습니다.

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연구 흐름

초기에는 반복 지상궤도와 Walker 계열의 설계 개념을 바탕으로 커버리지 일관성과 발사 비용 관점을 함께 고려하는 군집 설계식을 정리했습니다. 이후 2023년에는 타깃 분포와 관측 우선순위를 반영한 재방문 최적화 문제를 접근 횟수 중심으로 재구성하고, 군집 설계 파라미터를 실용적으로 산출하는 절차로 확장했습니다. 2024년에는 다중 타깃에 대해 목표 재방문 성능을 달성하기 위한 궤도요소 탐색, 접근행렬 생성, 타깃별 위성 수 산정, 평면 최소화 배치의 4단계 프로세스를 제안했습니다. 이후 GSO의 궤도 특성을 반영한 전용 폐형식 해와 위상 규칙으로 지역 항법·관측 성능 평가까지 수행했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

재방문 성능 설계 자동화
다중 타깃 관측 계획
반복 지상궤도 기반 커버리지 검증
센서 스와스 근사 모델
관측 가중치 기반 군집 최적화
발사 비용 관점의 배치 분석
Walker 변형 설계 가이드라인
접근행렬 기반 임무 시뮬레이션
GSO 기반 지역 항법 성능 평가
지상 트랙 예측 기반 운용 설계