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GPS(Global Position System, GPS) 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하는 위성, 전세계에 분포된 GPS 위성의 지상 기준국의 L1/L2 반송파 위상 데이터를 수집 및 처리하는 국제 GPS 관측망(IGS), 상기 IGS의 L1/L2 반송파 위상 데이터와 안테나를 통해 원격측정 데이터와 원격명령 데이터를 송수신하여 위성의 상태를 감시 및 제어하는 위성 관제 시스템, 및 위성에서 수집한 영상 데이터를 처리하는 영상처리 시스템을 포함하는 위성의 정밀 궤도 결정 시스템에 있어서, 상기 위성 관제 시스템은, 상기 위성으로부터 원격측정 데이터를 수신하고, 상기 위성을 추적하고 위성과의 링크(Link)를 담당하는 위성 안테나(Telemetry Tracking and Command, TTC) 모듈; 상기 TTC 모듈에서 수신한 원격측정 데이터를 처리 및 분석하여 L1 반송파 위상 데이터를 추출하고, 위성의 상태를 감시하며, 위성으로 송신할 원격명령 데이터를 생성하여 위성을 제어 및 운용하는 위성운용 서브 모듈; 및 상기 위성운용 서브 모듈에서 추출한 L1 반송파 위상 데이터와 상기 IGS에서 수집한 GPS 위성의 지상 기준국의 L1/L2 반송파 위상 데이터 및, 데이터의 이온층에 의한 경로 오차를 이용하여 위성의 정밀 궤도 결정을 수행하고, 위성 임무 분석 및 임무 계획하는 임무분석 및 계획 서브 모듈(Mission Analysis and Planning Subsystem, MAPS) 을 포함하는 위성의 정밀 궤도 결정 시스템
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제 1 항에 있어서, 상기 MAPS는, 상기 위성운용 서브 모듈에서 추출한 L1 반송파 위상 데이터와 상기 IGS에서 수집한 GPS 위성의 지상 기준국의 L1/L2 반송파 위상 데이터를 관측 데이터 전처리를 통해 이중 차분의 실제 관측 데이터를 생성하는 제1 데이터 생성부; 상기 위성운용 서브 모듈에서 추출한 L1 반송파 위상 데이터와 상기 IGS에서 수집한 GPS 위성의 지상 기준국의 L1/L2 반송파 위상 데이터를 각각의 관측 시간의 사전 궤도 및 자세 요소로부터 정밀 궤도 섭동 모델을 적용하여 위성의 예측 정밀 궤도 데이터를 생성하는 제2 데이터 생성부; 상기 제2 데이터 생성부에서 생성된 위성의 예측 정밀 궤도 데이터를 GPS 관측 모델을 통해 관측 오차를 계산하고, 계산 관측 데이터를 생성하는 제3 데이터 생성부; 및 상기 제3 데이터 생성부의 계산 관측 데이터와 제1 데이터 생성부의 실제 관측 데이터와의 연산을 통해 이온층 총전자수 비례계수를 생성하고, 파라미터와 위성의 정밀 궤도 추정을 수행하여 상기 이온층 총전자수 비례계수를 포함하는 추정 파라미터 및 궤도 요소를 생성하는 제4 데이터 생성부 를 포함하는 위성의 정밀 궤도 결정 시스템
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제 2 항에 있어서, 상기 제2 데이터 생성부의 정밀 궤도 섭동 모델은, 상기 관측 시간의 사전 궤도 및 자세 요소로부터 중력에 의한 정밀 궤도 섭동력과 비중력에 의한 섭동력을 계산하여 위성의 운동 방정식에 따라 주어진 관측 시간에 대해 위성의 예측 정밀 궤도 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 위성의 정밀 궤도 결정 시스템
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제 2 항에 있어서, 상기 제3 데이터 생성부의 GPS 관측 모델은, 이온층 지연효과, 대류층 지연효과, 상대성 효과, 지각과 해양 조석 효과, 반송파 위상 중심 변화에 대한 관측 오차와 같은 관측 모델을 모델링을 통해 계산하는 것을 특징으로 하는 위성의 정밀 궤도 결정 시스템
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제 2 항에 있어서, 상기 제3 데이터 생성부는, 상기 관측시간의 사전 궤도와 자세 요소, 총전자수의 비례계수를 이용하여 이온층 총전자수를 계산하고, 상기 이온층 총전자수로부터 이온층에 의한 L1 반송파 위상 데이터의 지연 값을 계산한 후에 상기 L1 반송파 위상 데이터의 지연 값을 이용하여 이온층 총전자수의 비례계수 편미분을 계산하여 관측 오차를 계산하는 것을 특징으로 하는 위성의 정밀 궤도 결정 시스템
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제 2 항에 있어서, 상기 제4 데이터 생성부는, 상기 제3 데이터 생성부의 계산 관측 데이터와 제1 데이터 생성부의 실제 관측 데이터와의 차를 이용하여 관측 잔차 및 파라미터의 편미분 데이터를 생성하고, 파라미터와 위성의 정밀 궤도 추정을 수행하는 것을 특징으로 하는 위성의 정밀 궤도 결정 시스템
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제 5 항에 있어서, 상기 제4 데이터 생성부는, 상기 관측 잔차 및 편미분 데이터를 이용하여 가중치 최소자승법의 일괄처리 필터로 위성의 궤도에 영향을 주는 파라미터와 위성의 상태 데이터를 추정하는 것을 특징으로 하는 위성의 정밀 궤도 결정 시스템
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GPS(Global Position System, GPS) 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하는 위성, 전세계에 분포된 GPS 위성의 지상 기준국의 L1/L2 반송파 위상 데이터를 수집 및 처리하는 국제 GPS 관측망(IGS), 상기 IGS의 L1/L2 반송파 위상 데이터와 안테나를 통해 원격측정 데이터와 원격명령 데이터를 송수신하여 위성의 상태를 감시 및 제어하는 위성관제 시스템, 및 상기 위성에서 수집한 영상을 처리하여 정밀 영상 사진을 생성하는 영상처리 시스템을 포함하는 위성의 정밀 궤도 결정 방법에 있어서, a) 상기 위성으로부터 원격측정 데이터를 수신하고, 상기 원격측정 데이터에서 L1 반송파 위상 데이터를 추출하는 단계; 및 b) 상기 a) 단계에서 추출한 L1 반송파 위상 데이터와 상기 IGS에서 수집한 L1/L2 반송파 위상 데이터, 및 이온층에 의한 경로 오차를 이용하여 위성의 정밀 궤도 결정을 수행하고, 위성 임무 분석 및 임무 계획하는 단계 를 포함하는 위성의 정밀 궤도 결정 방법
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제 8 항에 있어서, 상기 b) 단계는, 상기 위성의 정밀 궤도 데이터를 이용해 상기 영상처리 시스템이 위성에서 수집한 영상 데이터를 처리하고 정밀 영상을 생성하는 단계를 포함하는 위성의 정밀 궤도 결정 방법
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제 8 항에 있어서, 상기 b) 단계는, ⅰ) 상기 L1 반송파 위상 데이터와 상기 IGS에서 수집한 L1/L2 반송파 위상 데이터를 관측 데이터 전처리를 통해 이중 차분의 실제 관측 데이터를 생성하는 단계; ⅱ) 상기 L1 반송파 위상 데이터와 상기 IGS에서 수집한 L1/L2 반송파 위상 데이터를 관측 시간의 사전 궤도 및 자세 요소로부터 정밀 궤도 섭동 모델을 적용하여 위성의 예측 정밀 궤도 데이터를 생성하는 단계; ⅲ) 상기 ⅱ) 단계에서 생성된 위성의 예측 정밀 궤도 데이터를 GPS 관측 모델을 통해 관측 오차를 계산하고, 계산 관측 데이터를 생성하는 단계; 및 ⅳ) 상기 ⅲ) 단계에서 생성된 계산 관측 데이터와 상기 ⅰ) 단계에서 생성된 실제 관측 데이터를 연산하여 파라미터와 위성 정밀궤도 추정을 수행하여 이온층 총전자수 비례계수를 생성하고, 상기 이온층 총전자수 비례계수를 포함하는 추정 파라미터 및 궤도 요소를 생성하는 단계 를 포함하는 위성의 정밀 궤도 결정 방법
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제 10 항에 있어서, 상기 ⅳ) 단계는, 가) 상기 계산 관측 데이터와 실제 관측 데이터의 차를 이용하여 관측 잔차 및 결정할 파라미터의 편미분을 계산하는 단계; 나) 상기 가) 단계의 관측 잔차 및 파라미터의 편미분 데이터를 이용해 파리미터와 위성 궤도를 추정하고, 상기 추정된 위성의 궤도와 실제 관측 데이터와의 차이가 시스템에서 주어진 제한치 내에 수렴하는지를 판단하는 단계; 및 다) 상기 나) 단계에서 추정된 위성의 궤도와 실제 관측 데이터와의 차이가 시스템에서 주어진 제한치 내에 수렴하면, 위성의 정밀 궤도 요소와 추정된 파라미터를 저장 출력하는 단계 를 포함하는 위성의 정밀 궤도 결정 방법
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제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 나) 단계에서 추정된 위성의 궤도와 실제 관측 데이터와의 차이가 시스템에서 주어진 제한치 내에 수렴하지 않는 경우는, 라) 상기 추정된 위성의 궤도 요소를 관측 시간의 사전 궤도 요소로 사용하여 상기 ⅱ) 단계에서 ⅳ) 단계를 수행하고, 재 추정된 위성의 궤도와 실제 관측 데이터와의 차이가 시스템에서 주어진 제한치 내의 수렴 여부를 판단하는 단계를 포함하는 위성의 정밀 궤도 결정 방법
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제 10 항에 있어서, 상기 ⅲ) 단계의 GPS 관측 모델은, 이온층 지연 효과, 대류층 지연 효과, 상대성 효과, 지각과 해양 조석 효과, 반송파 위상 중심 변화에 대한 관측 오차와 같은 관측 모델들을 모델링을 통해 계산하는 것을 특징으로 하는 위성의 정밀 궤도 결정 방법
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제 10 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 ⅲ) 단계는, 가) 상기 관측 시간의 사전 궤도와 자세 요소, 총전자수의 비례계수를 사용하고 상기 GPS 관측 모델을 적용하여 이온층 총전자수를 계산하는 단계; 나) 상기 가) 단계에서 계산된 이온층 총전자수로부터 이온층에 의한 L1 반송파 위상 데이터의 지연 값을 계산하는 단계; 및 다) 나) 단계에서 계산된 L1 반송파 위상 데이터의 지연 값을 이용해 이온층 총전자수의 비례 계수 편미분 및 관측 오차를 계산하고, 이온층 지연 효과 외의 다른 GPS 관측 모델을 적용하여 계산 관측 데이터를 계산하는 단계 를 포함하는 위성의 정밀 궤도 결정 방법
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제 10 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 ⅳ) 단계는, 상기 다) 단계에서 계산된 이온층 총전자수의 비례 계수 편미분 데이터를 이용하여 위성의 파라미터 및 궤도 요소를 추정하고, 기산일에서의 궤도 요소와 이온층 총전자수의 비례계수를 생성하여 위성의 정밀 궤도 결정에 적용하는 것을 특징으로 하는 위성의 정밀 궤도 결정 방법
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