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2010년 6월 23일 발사되어 동경 128.2도의 정지궤도에서 운용하게 될 천리안위성은 Ka대역 통신실험, 해양탐사 및 기상관측 등을 임무로 하는 복합위성이다. 천리안위성의 세 가지 임무중 Ka대역 통신실험을 목적으로 하는 Ka대역 통신탑재체를 효과적이고 원활하게 운용하기 위해서 통신탑재체 감시/제어관리를 목적으로 하는 Ka 대역 통신탑재체 제어관리 시스템(Transponder Monitoring and Control; TMC)이 요구된다. 본 논문에서는 TMC 시스템의 개념과 설계에 대하여 논하도록 한다.

COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite), which will be launched in June 23rd, 2010 and located on geostationary orbit at the latitude of 128.2oE, is a multi-function satellite for communications, ocean observation, and meteorology. In order to operate Ka-band communication payload effectively, which is one of the three payloads for COMS, the Transponder Monitoring and Control (TMC) system are necessary in ground systems. In this paper, the concepts and design of the TMC system for COMS Ka-band payload are described.

지상국과 교신을 위한 위성체의 트랜스폰더를 개발 시작 단계부터 발사 단계까지 동작상태를 시험하기 위한 장비를 설계하였다. 설계한 시험 장비는 COTS(Commercial Off-The-Shelf) 부품을 사용하여 크기와 개발 기간을 단축하였으며, 위성 발사 후 지상국에서도 사용할 수 있도록 설계하였다. 측정 결과 시험 장비의 상향 링크와 하향 링크의 경로 손실은 각각 47.8 dB와 42.6 dB로 나타났다. 또한 송신단의 선형특성은 -50 dBm 출력에서 60.68 dBc의 IMD3를 가진다.

Telecommand & telemetry control equipment is needed for the testing of the transponders during the development of satellite. This equipment must have a loopback function to perform the self testing without satellite. The fabrication of the designed system is easier and cheaper than the conventional testing system using direct modulation method. The measured results of fabricated equipment are satisfied with required specifications. A overall path loss of uplink and downlink is 47.8 dB and 42.6 dB, respectively. Also, IMD3 of uplink has measured 60.68 dBc at an output of -50 dBm.

정지궤도위성의 원격데이터 통신 포맷은 제한된 통신 속도 대비 대량으로 생성되는 위성 데이터를 효율적으로 수신하고, 36,000km 고도에서 운영되는 정지궤도위성의 원격명령어 수신 결과를 정확하게 확인하기 위해 설계된다. 한국항공우주연구원에서 개발하여 2018년과 2020년에 각각 발사 및 운영 중인 천리안2A호와 2B호는 한국 최초의 정지궤도위성인 천리안1호의 임무를 연속하여 수행하도록 설계되었다. 따라서 정지궤도위성과 지상국의 안정적이고 효율적인 원격 통신을 위해 필요한 원격 통신 설계 요소들을 승계하였다. 한편, 원격 데이터의 처리 및 운영을 담당하는 천리안 2A호와 2B호의 탑재소프트웨어는 다목적위성시리즈를 통해 그 성능이 더욱 개선되어 왔으며 최신의 원격 데이터 처리 및 운영 알고리즘이 구축되어 있다. 본 논문에서는 정지궤도위성의 향상된 원격 데이터 송수신을 위한 원격명령어 및 원격측정데이터의 포맷 및 운영 개념 설계를 제안하고, 실제 천리안 2A호와 2B호의 탑재소프트웨어에 적용된 내용들을 상세하게 기술한다.

The S-band telemetry and telecommand formats for geostationary orbit satellites should have sufficient reliability, since they transmit massive satellite health data and receive the mission commands in the 36,000km of the geostationary orbit. Also, they have to efficiently manage the large quantity of satellite health data under the limited data transmission rate. Cheollian-2A and 2B satellites were developed by Korea Aerospace Research Institute and launched at 2018 and 2020, respectively. Their missions are to conduct continuously the mission of Cheollian-1, which was the first geostationary orbit satellite of Korea. Therefore, the fundamental S-band data format design for Cheollian-2A and 2B should meet the requirements of Cheollian-1. Meanwhile the latest remote data processing techniques for these newest geostationary orbit satellites should be implemented. In this paper, the advanced S-band space data formats and management methods are proposed for more efficient data transmission, reception and operation with the limited data rate of the geostationary orbit satellites. The implemented results in the flight software of Cheollian-2A and 2B are described in detail.