Improving Optical Tracking Performance for Space Objects Using PID-based Offset Compensation

본 논문에서는 미지의 우주물체에 대해 초기 궤도가 산출된 이후, 옵셋 보정을 통한 식별 시스템의 추적 성능을 향상시키기 위한 새로운 방법을 제안하였다. 초기 궤도 결정 정보를 활용하여 표적을 정확하게 식별하기 위해서는 매우 높은 해상도의 영상이 필요하며, 이를 위해서는 arcsec 단위의 정밀한 추적 성능이 요구된다. 기존의 단순 옵셋 피드백 방식에 PID 이득을 추가하여, 더 가혹한 조건에서도 표적 식별 기준을 만족시킬 수 있는 정밀 추적 기법을 개발하였다. 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 우수한 성능을 보이는 PID 게인 값을 선정하고, 이를 worst case 상황에 적용한 결과 ±15 arcsec 이내의 추적 성능을 확보하여, 기존 방법보다 약 50배 향상된 정밀도를 달성하였다. 또한, 11가지 다른 궤적에 적용한 결과에서도 전반적으로 강건한 추적 성능을 보여주어, 제안된 방법의 효과성을 입증하였다.