Temporary Satellite Constellation Design for the Ground Reconnaissance Mission

본 논문에서는 현재 궤도상에서 운용중인 위성들을 특정 임무수행을 하도록 각 위성들 을 허용된 추진제량을 초과하지 않는 범위 내에서 궤도기동을 통해 재배치함으로써 일시적인 위성군집궤도를 형성하기 위한 목적궤도 설계기법을 소개하였다. 설계기법의 응용성을 확인하기 위해 본 연구에서는 두 가지 문제, 즉 각각 위성들에 대한 허용 추진제량이 모두 다른 경우 지상의 특정 지역을 정찰하는 문제와 지상을 지속적으로 이동하는 이동 물체를 동일한 허용 추진제량을 가진 위성들을 이용하여 정찰하는 문제를 다루었다. 유전 알고리즘을 이용한 접근방법의 유효성을 검증하기 위해 시뮬레이션을 수행하였으며, 결과적으로 현재 궤도배치 상에서 획득할 수 있는 평균재방문주기에 비해 재배치된 궤도상에서의 평균재방문주기가 각각 41%, 42% 감소함을 알 수 있었다. 제안된 방법에 의한 결과는 궤도조정 방법, 궤도상황, 센서 특성, 허용 추진제량, 그리고 추력기의 성능에 따라 다소 달라질 수 있다. In this paper, the authors introduced a new approach to find the target orbits of each satellite in order to establish a temporary reconnaissance constellation mission to minimize the average revisit time (ART) while satisfying the constraint on fuel limit. Two distinct problems are dealt with: the first is to reconnoiter the local area with discriminating fuel constraint the second is to reconnoiter ground moving target with same fuel constraint. A preliminary effort in applying a genetic algorithm to those problems has also been demonstrated through simulation study. The results show that current ARTs of each mission are reduced by 41% and 42%, respectively, by relocating the orbit of each satellite. Naturally, the final result may depend on satellite orbits, sensor characteristics, allowable fuel cost, thruster capability, and maneuver strategies.