표적추적용 적외선 위성영상 직수신처리 시스템 개발을 위한 선행연구

국문 초록 (Abstract)

전세계적으로 선진화된 우주기술을 확보한 미국, 유럽 등의 여러 나라들은 정부기관 주도하에 우주 안보 및 우주 국방/전력 확보를 위한 특수목적위성들을 개발 및 운용하고 있다. 우리나라는 2022년 12월 ‘제4차 우주개발진흥기본계획’, ‘우주개발 2.0 정책’의 ‘5대 장기 우주개발 미션’ 중 하나로 ‘우주안보 확립’을 위해 우주자산 및 핵심기술 확보하도록 추진하고 있다.
한반도 및 주변해역의 신속한 감시와 모니터링은 국가 안보 대응력 강화를 위해 중요한 기술이다. 표적추적용 센서를 탑재한 위성시스템 개발은 관심지역 또는 위기상황의 지속적인 모니터링이 가능하며, 이는 우주안보 대응 시스템의 핵심기술로 활용될 것으로 기대된다. 적외선 기반 관심표적 추적기술은 우주국방을 위한 선제적 대응력을 확보하기 위한 방안의 하나로 항공기 탑재체에서 위성의 탑재체로 확대하여 지속적으로 기술개발을 수행하고 있다.
본 논문은 관심표적을 상시 추적하고, 모니터링하는 적외선 표적추적용 센서를 탑재한 위성의 직수신 처리 시스템 개발의 선행연구에 대해서 기술하고자 한다.
표적추적용 적외선 센서를 탑재한 위성은 특수임무목적으로 개발된 위성으로 지구를 관측하는 원격탐사용 위성의 직수신 처리시스템의 지상국 운용개념과 다르게 운용된다. 표적추적용 적외선 센서에서 획득한 데이터는 사용자에게 적외선 영상과 표적추적된 결과를 제공하며, 사용자에게 의사결정의 객관적인 데이터로 활용될 수 있도록 동영상으로 영상을 전시하고, 영상을 정지하는 기능과 프레임 별로 추적된 결과를 확인할 수 있도록 전시한다. X밴드 텔레메트리는 프레임 별 영상데이터, Ancillary data, 표적데이터 등을 구분하여 설계하였다. 영상은 1초에 35프레임 영상으로 구성되어 있으며, 표적데이터는 관심표적에 대한 정보를 설계하여 프레임 영상에 오버레이하여 사용자에게 동영상으로 전시한다.
개발된 시스템 검증을 위해 설계된 X밴드 텔레메트리를 시뮬레이션 데이터로 생성한다. 직수신 처리 시스템 기능 검증을 위해 X밴드 데이터를 RF 장비의 Playback 기능을 사용하여 데이터를 직수신 받는다. 직수신 받은 원시데이터는 AES 256 상용 암호화 되어있어 직수신 처리 장치에서 복호화 하고, 촬영 임무 시각을 기준으로 영상데이터, Ancillary data, 표적데이터 등으로 구성된 LOF 데이터를 생성 한다. 수신처리시스템은 생성된 LOF 데이터를 입력 받아 처리하여 근실시간으로 표적데이터 기반의 적외선 영상을 동영상으로 전시한다. 동영상은 사용자 선택에 따라 프레임 기반으로 표적추적 결과를 확인 할 수 있다.
표적추적용 적외선 위성영상 직수신처리 시스템 선행연구개발은 특수임무목적의 지상국 개발을 위한 기반기술 및 핵심기술 확보를 위해 중요하다.