위성 추적 서보 모터 (r1)

위성 추적 서보 모터는 일반적인 서보 모터와 달리, 지속적으로 움직이는 인공위성의 궤도를 정밀하게 따라가야 하는 특수한 요구 사항을 가진다. 가장 핵심적인 요구 사항은 높은 위치 정확도와 빠른 추적 속도이다. 통신이나 관측 목표 위성의 위치는 케플러 법칙에 따라 예측 가능하지만, 미세한 궤도 변동이나 대기 굴절 등의 영향을 보정하기 위해 모터는 아크분(arc-minute) 또는 그 이하의 매우 미세한 각도 해상도를 가져야 한다. 동시에 정지 궤도 위성을 추적할 때는 상대적으로 느린 속도가 요구되지만, 저궤도 위성을 연속적으로 추적할 경우에는 빠른 각속도와 가속도가 필수적이다.

환경 내구성 또한 중요한 요구 사항이다. 지상국 안테나는 야외에 설치되어 바람, 비, 눈, 온도 변화, 심지어 얼음과 같은 가혹한 기상 조건에 직접 노출된다. 따라서 서보 모터 시스템은 방수, 방진, 넓은 작동 온도 범위를 갖추어야 하며, 강풍 하에서도 정밀한 위치를 유지할 수 있는 충분한 토크와 강성을 가져야 한다. 또한, 장시간 연속 운전과 극한의 기후에서의 신뢰성은 시스템 가동률을 결정하는 핵심 요소이다.

추적 시스템의 무결정성(Uninterruptibility)도 요구된다. 중요한 통신 링크나 과학 데이터 수신은 24시간 중단 없이 이루어져야 하므로, 서보 모터와 그 구동 시스템은 높은 평균 고장 간격(MTBF)을 가지며, 필요시 이중화 구성이 가능해야 한다. 전원 장애 시에도 안테나를 안전한 위치(예: 천정)로 복귀시키는 페일세이프(fail-safe) 메커니즘이 요구되기도 한다.

마지막으로, 시스템 통합과 제어의 용이성이 요구된다. 서보 모터는 위상 동기 루프 기반의 수신기, 궤도 예측 소프트웨어, 중앙 제어 시스템 등과 원활하게 통신하고 연동되어야 한다. 이는 표준화된 디지털 통신 프로토콜과 정확한 엔코더 피드백을 통해 이루어진다.

위성 추적 서보 모터 시스템에서 위상 동기 루프는 수신된 위성 신호의 위상을 기준으로 하여 안테나의 정밀한 방향 조정을 가능하게 하는 핵심 피드백 메커니즘이다. 이 시스템은 안테나가 수신하는 위성 신호의 위상 정보를 지속적으로 모니터링하고, 이를 기준 신호와 비교하여 발생하는 위상 오차를 검출한다. 검출된 오차 신호는 서보 모터의 제어 시스템으로 전달되어, 안테나를 신호 소스(위성) 방향으로 재조정하는 구동 명령으로 변환된다. 이 과정을 통해 시스템은 위성의 궤도 운동에 따른 신호 변화를 실시간으로 보상하며, 안테나 빔이 위성을 정확히 조준하도록 유지한다.

PLL과 서보 모터의 연동 성능은 주로 다음과 같은 매개변수에 의해 결정된다.

이러한 연동 구조는 특히 저궤도 위성을 추적할 때 그 중요성이 두드러진다. 저궤도 위성은 지구를 상대적으로 빠르게 공전하기 때문에 안테나의 방위각과 고각이 급격하게 변화한다. PLL은 위성 신호의 도플러 주파수 편이와 위상 변화를 감지하여, 서보 모터가 이러한 빠른 움직임을 예측하고 선제적으로 따라갈 수 있도록 필요한 제어 데이터를 제공한다. 결과적으로, 순수한 궤도 예측 데이터만으로 추적하는 개루프(open-loop) 방식보다 훨씬 높은 추적 정확도와 신호 수신 안정성을 보장한다.

위성 추적 서보 모터 시스템은 일반적으로 방위각과 고각이라는 두 개의 독립된 회전축을 통해 안테나의 정확한 방향을 제어한다. 방위각 축은 수평면을 따라 0도에서 360도 범위로 회전하여 안테나의 나침반 방향을 결정한다. 고각 축은 수직면을 따라 0도(지평선)에서 90도(천정) 범위로 회전하여 안테나의 상하 각도를 조절한다. 이 두 축의 조합을 통해 지상의 안테나는 하늘의 임의의 지점을 가리킬 수 있다.

이러한 제어를 구현하기 위해 시스템은 듀얼 액시스 마운트 또는 알타지무스 마운트와 같은 기계적 구조를 채택한다. 각 축에는 고정밀 서보 모터, 감속기, 그리고 모터의 실제 회전 각도를 측정하는 절대형 엔코더 또는 증분형 엔코더가 장착된다. 제어기는 목표 위성의 실시간 궤도 데이터를 바탕으로 계산된 방위각 및 고각 명령값을 생성하고, 엔코더로부터 피드백 받은 실제 위치와 비교하여 오차를 보정하는 폐루프 제어를 수행한다.

정밀한 추적을 위해 시스템은 여러 가지 보정 및 보상 알고리즘을 적용한다. 예를 들어, 지구의 자전 효과, 안테나 구조물의 중력에 의한 처짐, 그리고 기계적 백래시 현상을 보상한다. 또한 고각이 매우 높을 때 방위각 축의 회전 속도가 급격히 변해야 하는 키홀 현상을 처리하기 위한 특별한 제어 로직이 필요할 수 있다.

이러한 이중축 제어 구조는 정지 궤도 위성의 고정 추적부터 저궤도 위성의 고속 추적에 이르기까지 다양한 임무 요구사항을 충족시킬 수 있는 기반을 제공한다.

추적 안테나와의 통합은 위성 추적 서보 모터 시스템의 핵심 단계이다. 이 과정은 단순히 모터에 안테나를 물리적으로 장착하는 것을 넘어, 기계적, 전기적, 제어적 측면이 유기적으로 결합되어 하나의 추적 유닛으로 기능하도록 만드는 작업을 포함한다.

기계적 통합에서는 안테나의 무게와 관성 모멘트를 정확히 측정하여 서보 모터의 토크와 속도 명세와 매칭시킨다. 특히 대형 포물선 안테나의 경우, 바람 하중에 의한 모멘트가 크게 작용하므로 모터와 기어박스는 예상되는 최대 외란을 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 안테나 마운트와 모터 샤프트 사이의 커플링은 정렬 오차를 최소화하여 백래시를 방지하고, 진동과 공진을 흡수할 수 있는 구조로 구현된다.

전기적 및 제어적 통합에서는 서보 드라이버, 엔코더, 안테나의 위치 센서(예: 증분형 엔코더 또는 절대형 엔코더)가 하나의 제어 루프로 연결된다. 안테나의 실제 방위각과 고각 정보는 엔코더로부터 실시간 피드백되어 제어기와 비교된다. 이때 안테나의 빔 패턴과 지향성 특성이 제어 알고리즘에 반영되어, 위성 신호 강도(예: 신호 대 잡음비)를 최대화하는 방향으로 미세 조정이 이루어진다. 통합된 시스템은 궤도 예측 알고리즘으로 생성된 목표 위치 데이터를 받아, 안테나를 정밀하게 목표점으로 이동시키고 유지한다.

이러한 통합의 최종 목표는 안테나 빔이 목표 위성을 지속적이고 안정적으로 추적하도록 하여, 통신 링크의 가용성과 데이터 품질을 보장하는 것이다.

위성 추적 서보 모터의 제어 신호는 크게 아날로그 신호 방식과 디지털 신호 방식으로 구분된다. 각 방식은 신호의 형태, 전송 방법, 정밀도, 시스템 복잡도에 있어서 뚜렷한 차이를 보인다.

아날로그 제어는 전압(예: 0-10V)이나 전류(예: 4-20mA)의 크기 변화로 모터의 목표 위치나 속도를 연속적으로 지정하는 방식이다. 이 방식은 회로 구성이 비교적 단순하고 실시간 응답성이 뛰어나다는 장점이 있다. 그러나 신호가 전송선을 통해 장거리로 이동할 때 노이즈의 영향을 쉽게 받아 정밀도가 저하될 수 있으며, 신호 감쇠 현상도 발생할 수 있다. 또한, 시스템의 해상도가 아날로그-디지털 변환기(ADC)나 신호 생성기의 성능에 직접적으로 의존한다는 한계가 있다.

반면, 디지털 제어는 펄스 폭 변조(PWM) 신호나 직렬 통신 프로토콜(예: RS-485, CAN 버스)을 통해 데이터 패킷 형태로 명령을 전송한다. 디지털 방식은 노이즈에 강하고 장거리 전송에서도 신호 품질이 유지되며, 매우 높은 정밀도의 위치 제어가 가능하다. 또한, 모터의 상태 정보(예: 위치, 온도, 오류 코드)를 제어기로 피드백받을 수 있어 진단과 모니터링이 용이하다. 단점으로는 아날로그 방식에 비해 시스템 구성이 복잡하고, 통신 프로토콜 처리에 따른 약간의 지연 시간(레이턴시)이 발생할 수 있다.

최신 위성 추적 시스템은 높은 정밀도와 강건성을 요구하기 때문에 디지털 제어 방식을 주로 채택한다. 아래 표는 두 방식의 주요 특징을 비교한 것이다.

위성 추적 서보 모터 시스템은 원격 제어, 모니터링, 데이터 수집을 위해 다양한 네트워크 통신 프로토콜을 활용한다. 이는 지상국의 중앙 제어실에서 분산된 다수의 안테나를 효율적으로 관리하기 위한 필수 요소이다. 전통적인 아날로그 신호 전달 방식은 거리 제한과 노이즈 영향의 한계가 있으므로, 현대 시스템은 주로 디지털 네트워크 기반 프로토콜을 채택한다.

가장 보편적으로 사용되는 프로토콜은 TCP/IP이다. 이는 이더넷 또는 무선 네트워크를 통해 서보 모터 컨트롤러에 IP 주소를 할당하여 네트워크 장치로 만든다. 이를 통해 표준 네트워크 인프라를 사용해 전 세계 어디서나 제어 명령과 상태 정보(예: 현재 방위각, 고각, 모터 온도, 오류 코드)를 실시간으로 주고받을 수 있다. 보안 강화를 위해 가상사설망이나 방화벽 설정이 일반적으로 적용된다.

산업 자동화 분야에서 널리 쓰이는 Modbus 프로토콜도 중요한 역할을 한다. Modbus TCP 또는 Modbus RTU(직렬 통신) 형태로 구현되어, 서보 드라이버의 내부 레지스터 값을 읽고 쓰는 방식으로 제어를 수행한다. 예를 들어, 목표 위치 값은 특정 홀딩 레지스터에 쓰고, 실제 위치는 입력 레지스터에서 읽어온다. 이 프로토콜은 구조가 단순하고 호환 장치가 많아 시스템 통합에 유리하다. 다른 프로토콜로는 PROFINET, EtherCAT 같은 실시간 이더넷 프로토콜이 고속 및 동기화 제어가 필요한 정밀 추적 시스템에 사용되기도 한다.

프로토콜 선택은 시스템의 응답 속도 요구사항, 네트워크 토폴로지, 기존 장비와의 호환성, 유지보수 편의성에 따라 결정된다. 많은 현대 서보 컨트롤러는 여러 프로토콜을 동시에 지원하여 시스템 설계자에게 유연성을 제공한다.

위성 추적 서보 모터의 위치 정확도는 안테나 빔이 목표 위성을 지속적으로 정확히 조준할 수 있는 능력을 결정하는 핵심 성능 지표이다. 이 정확도는 일반적으로 각도(도, 분, 초 단위)로 표현되며, 시스템의 기계적 정밀도, 엔코더의 해상도, 제어 알고리즘의 성능에 의해 좌우된다. 고정밀 통신이나 과학 관측을 위해서는 0.1도 미만, 때로는 호(arc-minute) 수준의 매우 높은 정확도가 요구된다. 정확도가 부족하면 신호 손실(링크 버짓 초과)이 발생하거나 데이터 수신 품질이 저하될 수 있다.

반응 속도는 시스템이 제어 명령을 받아 목표 위치로 이동하거나 추적 궤도를 따라 움직이는 데 걸리는 시간을 의미한다. 이는 모터의 가속/감속 특성, 구동기의 출력, 이동체의 관성에 영향을 받는다. 빠른 위성 핸드오버나 저궤도 위성(LEO)을 추적하는 시나리오에서는 특히 높은 반응 속도가 필수적이다. 반응 속도가 느리면 추적이 지연되어 위성이 안테나 빔 폭을 벗어나는 현상이 발생할 수 있다.

위치 정확도와 반응 속도는 서로 트레이드오프 관계에 있는 경우가 많다. 과도하게 빠른 반응 속도를 추구하면 오버슈트나 진동이 발생하여 정확도를 해칠 수 있으며, 반대로 정확도만을 극대화하려면 제어 루프의 응답이 느려져 속도가 떨어질 수 있다. 따라서 시스템 설계 시 응용 분야의 요구사항에 따라 두 요소의 최적 균형점을 찾는 것이 중요하다. 성능은 종종 다음과 같은 지표로 종합 평가된다.

이러한 성능을 보장하기 위해 시스템은 고해상도 절대식 엔코더를 사용하고, PID 제어 알고리즘을 정교하게 튜닝하며, 기계적 백래시를 최소화하는 설계를 적용한다.

위성 추적 서보 모터의 성능과 수명은 운영 환경의 조건에 크게 영향을 받습니다. 특히 기상 요인과 기계적 진동은 시스템의 정밀도와 신뢰성을 저하시키는 주요 원인입니다.

기상 조건 중 강풍은 안테나 구조물에 큰 부하를 가하여 모터 토크를 초과할 수 있고, 추적 정확도를 떨어뜨립니다. 이에 대응하기 위해 시스템에는 풍속 센서가 통합되어 일정 임계값을 초과하는 강풍 시 안테나를 안전한 스토우(stow) 위치로 이동시키거나 추적을 일시 중단하는 기능이 있습니다. 강우와 적설은 안테나 반사면에 부하를 증가시키고, 특히 빙결은 기계적 구동부의 움직임을 방해할 수 있습니다. 습기와 염분은 전자 부품의 부식을 가속화하며, 극한 온도(-40°C ~ +70°C)는 윤활제 점도와 전자 회로의 특성 변화를 유발합니다.

기계적 진동은 모터 구동부의 마모를 가속화하고, 엔코더의 정밀한 위치 피드백 신호에 노이즈를 유발합니다. 진동의 주요 원인은 다음과 같습니다.

이러한 환경적 영향으로부터 시스템을 보호하기 위해 하우징은 IP 등급 (예: IP65)을 갖춘 방진 및 방수 구조로 설계되며, 내후성 소재가 사용됩니다. 또한, 시스템은 정기적인 점검과 예방 정비를 통해 환경 스트레스로 인한 성능 열화를 사전에 관리합니다.

모터 드라이버는 마이크로프로세서나 제어기로부터 받은 저전력 제어 신호를 증폭하여 서보 모터를 구동하는 데 필요한 높은 전류를 공급하는 장치이다. 일반적으로 H-브리지 회로를 사용하여 모터 코일에 흐르는 전류의 방향과 크기를 정밀하게 제어한다. 위성 추적 서보 시스템에서는 모터 드라이버가 위상 동기 루프나 추적 알고리즘으로부터의 명령을 실시간으로 처리하여 안테나의 빠르고 정확한 움직임을 구현한다.

엔코더는 모터 샤프트의 회전 각도나 위치를 감지하여 디지털 신호로 변환하는 피드백 센서이다. 위성 추적에 주로 사용되는 것은 고해상도의 절대형 엔코더이다. 이는 전원이 꺼져도 현재의 절대 위치 정보를 유지하며, 시스템 초기화 시 별도의 원점 복귀 동작 없이 즉시 정확한 위치 파악이 가능하다. 엔코더의 해상도는 시스템의 최종 위치 정확도를 결정하는 핵심 요소이다.

모터 드라이버와 엔코더는 밀접하게 연동되어 작동한다. 제어기는 엔코더로부터 읽은 실제 위치(피드백)와 목표 위치(명령)를 비교하여 오차 신호를 생성한다. 이 오차 신호는 모터 드라이버를 통해 구동 토크로 변환되어 오차를 줄이는 방향으로 모터를 움직인다. 이 폐쇄 루프 제어 시스템은 외부 간섭(예: 강풍)에 의한 위치 오차를 지속적으로 보정할 수 있게 한다.

위성 추적 서보 모터 시스템의 전원 공급부는 모터 구동에 필요한 높은 순간 전력과 제어 장치의 안정적인 작동을 동시에 보장해야 한다. 일반적으로 시스템은 교류 상용 전원을 입력으로 받아, 모터 드라이버에 적합한 직류 전압으로 변환하는 전원 공급 장치를 포함한다. 대형 안테나를 구동하는 모터는 높은 토크를 발생시키기 위해 상당한 전류를 필요로 하므로, 전원 설계 시 충분한 여유 용량과 낮은 리플을 고려한다.

보호 회로는 시스템을 다양한 전기적 이상으로부터 보호하는 핵심 요소이다. 주요 보호 기능으로는 과전류 보호, 과전압 보호, 저전압 보호, 그리고 서지 보호가 포함된다. 특히, 모터의 급격한 정지 또는 역전 시 발생할 수 있는 역기전력으로부터 드라이버를 보호하기 위한 역전류 방지 다이오드나 회생 제동 회로가 구성된다. 또한, 서지 보호 장치는 뇌서지나 전원선의 노이즈로 인한 고장을 방지한다.

환경적 요인에 대비한 보호도 중요하다. 시스템은 종종 야외에 설치되므로, 전원 라인을 통한 낙뢰 서지 유입에 대한 대책이 필수적이다. 이를 위해 단계적인 서지 보호 장치가 채택되며, 접지 설계는 시스템 신뢰성에 직접적인 영향을 미친다. 전원 공급 장치와 모터 드라이버는 적절한 열 설계를 통해 과열을 방지하며, 내후성 하우징에 배치되는 경우가 많다.

추적 알고리즘의 핵심은 위성의 미래 위치를 정확히 예측하는 궤도 예측에 있다. 이 알고리즘은 케플러의 법칙과 같은 천체역학 원리를 바탕으로 위성의 궤도 요소를 입력받아, 특정 시점에서 지상 관측지점을 기준으로 한 방위각과 고각을 계산한다. 계산에는 지구 자전, 대기 굴절, 조석력 등의 보정이 포함된다. 이렇게 생성된 예측 궤적은 서보 모터 제어 시스템에 전달되어 안테나가 위성을 정밀하게 따라가도록 지시한다.

실시간 추적을 보장하기 위해 많은 시스템은 예측 추적과 함께 센서 피드백을 결합한 하이브리드 방식을 사용한다. 안테나가 포착한 위성 신호의 세기(예: 신호 대 잡음비)를 모니터링하여, 예측 궤적에서 발생할 수 있는 작은 오차를 실시간으로 보정한다. 이는 기계적 정렬 오류나 대기 조건 변화와 같은 예측 불가능한 변수를 보상하는 데 효과적이다.

최신 시스템은 인공지능과 머신 러닝 기법을 도입하여 궤도 예측의 정확도를 높이고 있다. 역사적 추적 데이터를 학습시켜 모델의 오차를 줄이거나, 복잡한 환경 요인의 영향을 더 정교하게 모델링하는 데 활용된다. 이는 특히 정지 궤도 위성보다 변수가 많은 저궤도 위성이나 위성군을 추적할 때 유용하다.

제어 소프트웨어 인터페이스는 사용자 또는 상위 시스템이 위성 추적 서보 모터 시스템을 명령하고 모니터링할 수 있게 하는 핵심 계층이다. 이 인터페이스는 일반적으로 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)와 명령줄 인터페이스(CLI), 그리고 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)로 구성된다. GUI는 실시간으로 안테나의 방위각과 고각, 추적 상태, 신호 강도 등을 시각적으로 표시하며, 수동 제어 모드에서 목표 좌표를 입력하거나 사전 정의된 궤도 데이터를 불러올 수 있는 패널을 제공한다. CLI와 API는 자동화된 스크립트 실행이나 타 시스템(예: 관제 센터 소프트웨어)과의 통합에 주로 사용된다.

인터페이스는 내부 제어 알고리즘과 하드웨어 드라이버에 명령을 전달하고 피드백 데이터를 수신하는 역할을 한다. 일반적으로 다음과 같은 주요 제어 및 모니터링 기능을 포함한다.

표준화된 통신 프로토콜을 통해 인터페이스는 원격 제어를 가능하게 한다. 이는 TCP/IP 네트워크를 통해 특정 포트로 명령 패킷을 전송하거나, Modbus 프로토콜을 사용하여 PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러)와 데이터를 교환하는 방식으로 구현된다. 인터페이스의 설계는 직관성과 신뢰성을 중시하며, 비정상적인 상황(예: 강풍, 구동 한계 초과) 발생 시 자동 안전 모드로 전환하고 사용자에게 명확한 경고를 표시하는 기능을 필수적으로 포함한다.

통신 위성 지상국은 정지 궤도 또는 중궤도에 위치한 통신 위성과의 데이터 송수신을 위한 핵심 지상 인프라이다. 이 시설의 주요 기능은 위성과의 지속적이고 안정적인 통신 링크를 유지하는 것이며, 이를 위해 위성 추적 서보 모터 시스템이 필수적으로 사용된다. 지상국의 대형 패러볼릭 안테나는 서보 모터의 제어를 받아 위성의 정확한 방향을 지속적으로 추적하여 신호 강도를 최대화하고 데이터 손실을 방지한다.

통신 위성 지상국의 서보 모터 시스템은 일반적으로 방위각과 고각의 2축 제어 방식을 채택한다. 이 시스템은 위성의 예측된 궤도 요소를 바탕으로 한 사전 프로그래밍된 추적 경로와, 수신된 신호의 세기(신호 강도)를 실시간으로 모니터링하는 자동 추적 방식을 결합하여 운영된다. 특히 정지 궤도 위성의 경우 표면상 고정된 위치에 있지만, 실제로는 약간의 궤도 편차를 보이므로 미세한 추적이 필요하다.

이러한 지상국은 종종 네트워크로 연결되어 하나의 위성에 대해 여러 지점에서 동시에 접근하는 위성 접속국 네트워크를 구성한다. 서보 모터 제어 시스템은 네트워크 제어 프로토콜을 통해 원격에서 모니터링 및 제어될 수 있어, 무인 사이트의 운영이 가능해진다. 시스템의 신뢰성은 전송되는 데이터의 무결성과 직접적으로 연결되므로, 고장 방지를 위한 이중화 설계와 정기적인 예방 정비가 표준 절차로 수행된다.

우주 관측 및 과학 임무는 위성 추적 서보 모터의 핵심 응용 분야 중 하나이다. 이 분야에서는 전파 망원경, 광학 망원경, 그리고 레이더 시스템이 인공위성, 우주 탐사선, 소행성, 혜성 등의 천체를 정밀하게 추적하고 관측하는 데 서보 모터가 사용된다. 과학 임무의 성패는 종종 안테나나 망원경의 지향 정밀도에 달려 있으며, 이는 서보 모터 시스템의 성능에 직접적으로 영향을 받는다.

주요 응용 사례로는 심우주 네트워크(DSN)의 대형 안테나가 있다. 이 네트워크는 태양계를 넘어 비행하는 탐사선(예: 보이저 탐사선, 화성 탐사 로버)과의 통신을 유지하기 위해 극도로 정밀한 추적이 요구된다. 또한, 전파 천문학에서는 간섭계(인터페로미터)를 구성하는 여러 대의 전파 망원경이 동시에 같은 천체를 정확히 바라보아야 하며, 이를 위해 각 망원경의 방위각과 고각을 미세하게 제어하는 서보 시스템이 필수적이다. 우주 쓰레기나 근지구 천체(NEO)의 궤도를 추적하는 감시 임무에서도 빠른 추적 속도와 높은 정확도를 갖춘 서보 모터가 활용된다.

이러한 과학 임무용 시스템은 극한 환경에서도 신뢰성 있게 작동해야 한다. 예를 들어, 남극이나 고산 지대에 설치된 관측소에서는 극한의 저온과 강풍에 견딜 수 있는 모터와 구동 장치가 필요하다[3]. 또한, 데이터의 과학적 가치를 높이기 위해 서보 모터에서 발생하는 미세한 진동이나 전자기 간섭을 최소화하는 설계가 중요하게 고려된다.

위성 추적 서보 모터 시스템의 정확한 운용을 위해서는 정기적이고 체계적인 보정 절차가 필수적이다. 보정은 시스템의 기계적, 전기적, 소프트웨어적 요소가 설계된 성능 지표를 충족하도록 조정하고 검증하는 과정이다.

주요 보정 절차는 일반적으로 다음과 같은 단계로 진행된다.

보정 작업 후에는 검증 과정을 거친다. 이는 다양한 고각과 방위각으로 안테나를 구동시켜 명령 위치와 실제 위치의 오차를 기록하고, 이를 시스템의 허용 오차 범위와 비교하는 것을 포함한다. 또한, 추적 모드에서 위성을 정상적으로 추종하는지 장시간 모니터링하여 보정의 지속성을 확인한다. 보정 주기는 시스템의 사용 빈도와 운영 환경에 따라 결정되지만, 일반적으로 초기 설치 시와 정기적인 유지보수 시행 시, 또는 시스템에 물리적 충격이 가해진 후에 수행된다[5].

시스템의 고장은 일반적으로 기계적, 전기적, 소프트웨어적 요인으로 구분하여 진단한다. 기계적 문제는 베어링 마모, 기어 백래시 증가, 구동부의 물리적 장애물 등이 포함된다. 전기적 문제는 모터 드라이버 과열, 엔코더 신호 불량, 전원 공급 불안정, 배선 단선 등에서 발생한다. 소프트웨어적 문제는 제어 알고리즘 오류, 통신 프로토콜 불일치, 설정 파라미터 오류 등이 원인이 된다.

일반적인 문제 해결 절차는 다음과 같은 단계를 따른다. 먼저, 제어 소프트웨어의 오류 로그와 상태 모니터링 데이터를 확인하여 증상을 정확히 파악한다. 이후, 증상에 따라 체계적인 점검을 수행한다.

예방적 유지보수는 고장을 줄이는 핵심이다. 정기적인 베어링 윤활, 기어 백래시 측정, 전기 접점 청소, 소프트웨어 및 궤도 데이터베이스 업데이트를 수행해야 한다. 또한 환경적 요인으로 인한 문제를 방지하기 위해 서보 모터와 드라이버의 온도를 모니터링하고, 방진 및 방습 처리를 확인한다. 복잡한 전자기 간섭(EMI) 문제는 차폐된 케이블 사용과 접지 상태 점검으로 완화할 수 있다.