인공위성의 궤도결정 정밀도.

인공위성의 궤도결정이란 쉽게 말해서 인공위성이 실제로 어디에 있는지를 찾는 작업입니다.

이를 위해서는 다음과 같은 과정을 생각해봐야 합니다.

1. 인공위성이 처음에 어디에 있었는가?

2. 시간이 흐름에 따라 인공위성이 어떻게 움직였는가?

3. 그러면 인공위성은 지금 어디 있는가?

인공위성이 발사될 때 부터 뒤에서 따라가며 우주에서 움직임을 추적하면 모를까,

결국에는 그 위치를 추정(Estimation)해야 하는 일입니다.

이를 위해 가장 많이 쓰이는 방법은

처음 인공위성의 위치를 대략적으로 파악한 뒤,

인공위성에 작용하는 여러가지 힘들(중력, 대기저항, 상대론 등등)을 고려한

동역학 모델과 추적 데이터와 관련된 여러가지 요소들(대기굴절, 오차 등등)을 고려한

관측 모델을 사용해서 원하는 시간까지 인공위성의 위치 변화를 예측하게 됩니다.

당연히 동역학 모델과 관측 모델이 실제와 유사하게 구성되어 있으면

예측된 인공위성의 위치가 정밀할 것입니다.

또, 처음 파악된 인공위성의 위치가 정밀하다면 또,

예측된 인공위성의 위치가 정밀할 것입니다.

우리가 원하는 정밀도가 나오지 않으면 이 과정을 다시 한 번 하게 됩니다.

이 과정을 통해서 얻은 위성 위치의 오차정보를 반영해서

처음 인공위성의 위치를 업데이트 해준 뒤 동일한 과정을 반복합니다.

반복적인 수행 후 원하는 정밀도가 나올 때 그 위치를 인공위성의 위치라고 결론을 내리고 종료하게 됩니다.

이 과정 중에 원하는 시간 동안 인공위성의 움직임 즉 궤도를 우리가 찾을 수 있습니다.

이것이 간략하게 본 인공위성의 궤도결정입니다.

서론이 길었는데, 여기에서 중요한 것이 예측된 인공위성의 궤도가 실제 궤도와 얼마나 다른지를

파악하는 것입니다. 

실제 인공위성의 궤도는 정확하게 알 수 없기 때문에 다른 기준을 정하고 

정밀도를 파악해야할 필요가 있습니다.

많이 쓰이는 방법 중 하나는 바로 신뢰할만한 기관에서 구한 궤도결정 결과와 비교하는 것입니다. 

이 방법은 절대적인 정밀도 평가가 아니기 때문에 여러가지 문제가 발생할 수 있습니다. 

내 결과가 정밀도가 떨어지는 것인지, 다른 기관의 결과가 정밀도가 떨어지는 것인지 애매할 때가 있습니다. 

물론 어느 정도 수준에서는 다른 기관의 더 좋은 프로그램의 결과를 신뢰해야 겠지만,

국제논문에 투고할 정도의 연구가 되면 이제는 어떤 것이 더 정밀하다고 말하기가 어렵습니다.

어느 정도 정밀도가 높게 나온다고 생각이 되면 더 이상 정밀도에 의미를 두는 것은 무의미하다는 것이

제 개인적인 생각이긴 합니다만, 아무래도 인공위성의 궤도결정에 있어서 가장 큰 화두는 바로 이 정밀도이기 때문에 무시하고 넘어갈 수는 없는 문제입니다. 

현재 진행되는 연구에서는 인공위성의 정밀도를 떨어뜨리는 여러가지 효과를 적용하고,

이 효과로 인한 오차들을 궤도결정 과정 중에 제거하는 방법을 찾고 있습니다.

이미 알려진 방법들을 적용해보고 어떤 방법이 더 효과적인지 찾고,

더 나아가 새로운 방법을 제안하는 것입니다. 

하지만, 인공위성의 궤도결정이라는 것이 워낙 노가다성 작업이 많은 일이라..

그리 쉽게 진행되고 있지는 않습니다. 

번뜩이는 아이디어와 결과를 잘 보여줄 수 있는 시뮬레이션 데이터의 생성이 필요한 때입니다.

ps. 처음에는 누구에게나 설명할 수 있는 내용으로 시작했는데, 쓰다보니..결국 먼..산 이로군요..