달은 화성을 포함한 심우주 탐사에 있어 중간 기착지로써 그 역할이 매우 중요하게 여겨지고 있으며, 달을 목표로 예정된 임무들이 지속적으로 늘어나는 추세이다. 세계적으로 정부 주도의 달 탐사 및 착륙 임무뿐만 아 니라 민간 기업 주도의 달 관련 임무도 이루어지고 있다. 이러한 배경에서 NASA를 포함한 세계 여러 우주국에서는 안정적인 미래 달 탐사를 위해 지구 Global Navigation Satellite System (GNSS)와 같이 독자적으로 항 법서비스를 제공할 수 있는 이른바 Lunar Navigation Satellite System (LNSS) 구축하기 위해 노력하고 있다. LNSS와 같은 위성 시스템을 달에 구축하여 항법서비스 및 통신 서비스를 제공하는 것이 주요 목표이며, 항법 서비스를 제공하기 위해서는 LNSS를 구성하고 있는 달 항법 위성들의 궤도 결정이 우선적으로 이루어져야 한다. 이를 위해서 지구 GNSS 위성들의 신호 및 위성간 상대 측정치 등을 활용하는 방안이 연구되고 있다. 본 연구에서는 link budget 계산을 기반으로 달 항법 위성의 지구 GNSS 위성들의 가시성을 분석하였으며, 시뮬레이션을 통해 달 항법 위성의 궤도 결정 성능을 분석하였다.

Simulation Study of Lunar Navigation Satellite Orbit Determination for Lunar PNT

Sungik Kim, Byungwoon Park*

The Moon is increasingly regarded as a critical waypoint for deep space exploration, including missions to Mars. The number of planned lunar missions is increasing, driven by both government-led lunar exploration and landing missions as well as those led by private companies. Against this backdrop, various space agencies around the world, including NASA, are striving to establish a dedicated Lunar Navigation Satellite System (LNSS), akin to the Earth-based Global Navigation Satellite System (GNSS), to ensure reliable future lunar exploration. The primary objective is to provide navigation and communication services by deploying a satellite system on the Moon. For the LNSS to offer navigation services, it is essential first to determine the orbits of the lunar navigation satellites that constitute the LNSS. To this end, research is being conducted on utilizing signals from Earth GNSS satellites and inter-satellite measurements. This study analyzes the visibility of Earth GNSS satellites to lunar navigation satellites based on Link budget calculations and evaluates the orbit determination performance of lunar navigation satellites through simulations.

Keywords: GNSS, LNSS, link budget

Speaker 김성익 세종대학교