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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
저자정보
신진영 (연세대학교) 박상영 (연세대학교) 손지혜 (한화시스템) 송성찬 (한화시스템)
저널정보
한국우주과학회 Journal of Astronomy and Space Sciences Journal of Astronomy and Space Sciences 제38권 제4호
발행연도
2021.12
수록면
217 - 227 (11page)

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In this study, we describe an analytical process for designing a low Earth orbit constellation for discontinuous regional coverage, to be used for a surveillance and reconnaissance space mission. The objective of this study was to configure a satellite constellation that targeted multiple areas near the Korean Peninsula. The constellation design forms part of a discontinuous regional coverage problem with a minimum revisit time. We first introduced an optimal inclination search algorithm to calculate the orbital inclination that maximizes the geometrical coverage of single or multiple ground targets. The common ground track (CGT) constellation pattern with a repeating period of one nodal day was then used to construct the rest of the orbital elements of the constellation. Combining these results, we present an analytical design process that users can directly apply to their own situation. For Seoul, for example, 39.0° was determined as the optimal orbital inclination, and the maximum and average revisit times were 58.1 min and 27.9 min for a 20-satellite constellation, and 42.5 min and 19.7 min for a 30-satellite CGT constellation, respectively. This study also compares the revisit times of the proposed method with those of a traditional Walker-Delta constellation under three inclination conditions: optimal inclination, restricted inclination by launch trajectories from the Korean Peninsula, and inclination for the sun-synchronous orbit. A comparison showed that the CGT constellation had the shortest revisit times with a non-optimal inclination condition. The results of this analysis can serve as a reference for determining the appropriate constellation pattern for a given inclination condition.
#satellite constellation design #regional coverage #optimal inclination constellation #repeat ground track (RGT)

목차

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참고문헌 (20)

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Adams WS / 1987 / Circular polar constellations providing continuous single or multiple coverage above a specified latitude / J. Astronaut. Sci. 35:155~192 google schola A.H. Ballard / 1980 / Rosette Constellations of Earth Satellites / IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems AES-16(5):656~673 Crossref D. Beste / 1978 / Design of Satellite Constellations for Optimal Continuous Coverage / IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems AES-14(3):466~473 Crossref Clarke AC / 1966 / Extra-terrestrial relays: can rocket stations give world wide radio coverage? / Prog. Astronaut. Rocketry 19:3~6 Crossref John E. Draim / 1985 / Three- and four-satellite continuous-coverage constellations / Journal of Guidance, Control, and Dynamics 8(6):725~730 Crossref

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