• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권1호
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• pp.99-110
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• 2009

이 연구의 목적은 편대비행위성의 항법 및 궤도제어를 위한 실시간 Hardware-In-the-Loop(HIL) 시뮬레이션 테스트베드를 개발하는데 있다. HIL 시뮬레이션 테스트베드는 실제와 비슷한 하드웨어 환경을 구성하여 주어진 편대비행임무 요구조건에 따른 새로운 개념의 알고리즘을 테스트할 수 있는 시뮬레이터이다. HIL 시뮬레이션 테스트베드는 실제의 인공위성 시스템 인터페이스와 최대한 유사하게 설계되었으며 환경 컴퓨터, GPS 시뮬레이터, GPS 수신기, 비행제어 컴퓨터, 시각화 컴퓨터 등 총 5개의 독립적인 시스템으로 구성되어 있다. Spirent Communication사의 GSS6560 다중패널 RF 시뮬레이터와, (주)세트렉아이에서 제작한 우주용 GPS 수신기를 사용하여 실제와 유사한 GPS 관측데이터를 사용한다. GPS 수신기로부터 획득한 관측데이터는 비행제어 컴퓨터 시스템으로 전송되고 이를 통해 편대비행위성의 절대위치 및 상대위치결정을 수행하였다. 또한 이 결과를 바탕으로 비행제어 컴퓨터 시스템은 궤도조정에 필요한 제어값을 계산하여 환경 컴퓨터 시스템으로 전송한다. 이렇게 5개의 독립적인 시스템을 유기적으로 통합하여 폐순환반복(closed-loop) HIL 시뮬레이션 테스트베드를 설계하였다. 이 논문에서는 편대비행 위성의 항법 및 제어 알고리즘 테스트를 위한 실시간 HIL 시뮬레이션 테스트베드의 전반적인 구성방법과 세부적인 구성요소에 대해 설명하였다 저궤도 편대비행위성의 편대유지 임무에 대한 가상의 시나리오를 설정하여 위성 편대비행의 항법 및 궤도제어 알고리즘을 실험적으로 검증하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.29.2-29.2
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• 2010

항법분야에 있어서 위성항법시스템의 다양한 오차를 제거한 정밀한 위치 정보를 이용하여 이동체에 활용하는 연구가 진행되고 있다. 실제 환경에서 이동체를 이용한 항법실험을 수행하기 전 실제 환경과 유사한 가상의 실시간 테스트베드를 구축하여 알고리즘 테스트 및 검증 실험을 수행하려 한다. 이를 위해 이동체의 운동을 시뮬레이션하는 운동궤적제어시스템과 실제의 항법신호를 시뮬레이션하는 GNSS 시뮬레이터 사이의 시각동기화는 실시간 시뮬레이션을 구현하기 위해 필수적으로 요구된다. 동기화 되지 않은 시각정보는 이동체 운동궤적제어시스템에 의해 생성된 실제의 궤적과 GNSS 시물레이터로부터 생성된 궤적사이의 오차를 유발하여 항법수신기의 부정확한 항법신호를 유발한다. 이 연구는 GNSS 시뮬레이터를 이용한 실시간 테스트베드의 구축에 있어 필요한 이동체 운동궤적의 시각동기화 기술 개발을 목표로 한다. GNSS 시뮬레이터는 Spirent 사의 GPS 시뮬레이터가 사용되었다. 이동체의 위치, 속도, 가속도와 같은 움직임을 나타내는 운동에 관한 명령은 적용되어야 하는 정확한 시각이 함께 전송되므로, 이는 그 시각 이전에 GPS 시뮬레이터에 도달해야 한다. 따라서 1초(1 Hz) 또는 0.1초(10 Hz) 사이에 원격제어시스템과 GPS 시뮬레이터사이의 시각 동기화를 구현하였다. 시뮬레이터와의 시각정보 동기화를 위해 Amplicon사의 PCI-215 타이머카드를 이용하였고, 그 결과, 이동체 운동궤적제어시스템과 시뮬레이터의 시각정보를 $10^{-3}$ 내의 위치오차를 가지는 정밀도로 동기화됨을 확인할 수 있었다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.14-22
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• 2013

GPS 전파엄폐는 GPS 전파가 대기에 의해 굴절 및 지연되는 현상에 기초하여 대기의 물리적 특성을 관측하기 위한 원격탐사 기법이다. 2006년 미국과 대만이 공동 개발한 FORMOSAT-3/COSMIC 위성은 하루 2500여건의 전파엄폐 자료를 준실시간으로 제공하고 있으며, 우리나라의 다목적실용위성 5호의 AOPOD(Atmosphere Occultation and Precision Orbit Determination) 시스템은 이중주파수 GPS 수신기 및 전파엄폐 자료수신용 안테나를 장착함으로써 전파엄폐 자료의 획득이 가능하도록 설계되어 대류권과 전리층 연구에 활용될 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 GPS 전파엄폐의 신호처리와 지오메트리 분석기법을 검토하고, 대류권 온습도와 전리층 전자밀도 및 신틸레이션(scintillation) 산출기법을 분석하며, 이러한 전자엄폐 탐측자료를 활용하기 위한 방안으로서 전리층 총전자수 변화를 통한 지진감시와 효율적인 자료서비스를 위한 오픈 API(application programming interface) 구축에 대해 검토하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권1호
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• pp.39-47
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• 2008

GPS에 의사위성(PL: Pseudolite)을 추가하여 고도 정확도를 향상시키면 무인 항공기의 착륙 성능이 향상된다. 그러나 GPS 위성이 계속 움직이고, 매번 착륙 위치가 바뀌는 환경에서 원하는 정확도를 얻을 수 있도록 의사위성을 설치하고 운영하는 것은 매우 어려운 일이다. GPS와 의사위성으로 얻을 수 있는 서비스의 범위와 측위 정확도는 시뮬레이터로 예측 가능하고 정확하게 예측된 정보는 무인항공기의 운영을 위하여 매우 중요하다. 본 논문에서는 효과적인 의사위성의 활용을 위하여 GPS/PL 시뮬레이터를 개발하고 그 성능을 평가하였다. 시뮬레이터의 서비스 범위 예측은 의사위성의 설치 위치 및 개수, 송신 전력과 무인 항공기의 고도를 고려하여 GIS 데이터와 광선 방출 기법을 이용하여 계산하였다. 측위 정확도는 GPS와 의사위성을 동시에 사용하여 구한 DOP와 NSP를 이용하여 분석하였다. 실제 수신기의 출력과 비교하여 구현된 시뮬레이터를 검증하였으며, 시뮬레이션 결과 2개 이상의 의사위성의 추가로 무인항공기의 자동 착륙에서 요구되는 정확도를 만족시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.74-83
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• 2004

GPS와 GLONASS에서 얻어지는 반송파 위상 측정치는 다른 특성을 가지므로, 정밀한 위치 혹은 자세를 구하기 위해서는 서로 다른 방법으로 측정치를 처리해야 한다. 본 논문에서는 먼저 GPS와 GLONASS를 동시에 사용할 수 있는 GLONASS의 측정모델을 유도하였다. 이로부터 오차해석을 수행하여 GPS와 GLONASS에서의 GDOP, PDOP, RGDOP의 해석적인 관계를 유도하였다. 또한 기존의 GPS용으로 만들어진 미지정수 검색기법을 GLONASS 혹은 GPS와 GLONASS가 동시에 사용되는 경우에도 사용할 수 있도록 새롭게 확장했다. 이 결과는 GPS와 GLONASS 반송파 위상 측정치를 이용하여 정밀한 위치 및 시각을 구하는데 필수적인 기술로 수신기 설계 및 다양한 응용 프로그램에 직접 적용될 수 있으며, 향후 GPS 근대화, Galileo, QZSS등 서로 측정치 및 오차특성이 다른 위성 항법 시스템을 통합하는데 효과적으로 사용될 것으로 기대한다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.36.4-36.4
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• 2010

이 논문에서는 신호감시국, 상향링크국, 감시제어 시스템으로 구성된 위성항법 지상국과 탐색구조단말기 관련 기술내용과 그 시험에 대한 내용을 기술하였다. 위성항법 지상국 시스템 및 탐색구조 단말기 기술 개발은 향상된 위치기반서비스와 재난시 신속한 탐색구조 서비스 제공을 위한 것으로 그 핵심기술 개발을 주요 목적으로 한다. 이를 통하여 개발된 신호감시국용 고정밀 위성항법 수신기 기술은 고정밀 전문용 위성항법 단말기의 상용화의 추진하며 감시제어시스템은 GPS 및 갈릴레오 신호 감시 데이터를 위성항법 통제센터(GNSS Control Center: GCC)에 제공하고, 향상된 위치 정확도를 제공하며, 위성항법 신호감시국의 장비를 감시 제어하며, GPS 및 갈릴레오 서비스를 위한 가용성을 제공하는 것이다. 상향링크국에서는 다중 중궤도 위성 추적시스템과 상향링크 데이터 처리를 목적으로 한다. 탐색구조 단말기 기술개발은 항법 칩셋을 탑재한 2세대 탐색구조 단말기를 개발 완료 함으로써 신속하고 정확한 조난구조가 가능하게 하는 단말기를 국내외 시장에 내놓을 수 있게 하였으며, 2세대 탐색구조 단말기의 소형화 저전력화에 성공하여 상용화 및 국제인증을 완료하였다. 이 논문에서는 이러한 기술개발 내용과 그검증을 위한 시험 결과에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.51-59
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• 2003

본 논문에서는 위성 탑재용 궤도전파기의 자동 갱신 방안에 대하여 제안하였다. 위성 탑재용 궤도전파기는 비상시 위성 항법 장치의 대체 수단으로써 여러 이유로 지상국에 의한 갱신이 불가능할 경우에 대비하여 위성체 스스로 가장 최신의 탑재 궤도전파기 모델을 유지해야 한다. 이를 위해 GPS 수신기의 고장 시점까지 가용한 GPS 항행해나 탑재 궤도 결정 시스템으로부터의 자료를 이용하여 최소자승회귀법(Least Square Curve Fit)이나 칼만 필터를 통해 위성에 탑재된 궤도전파기를 위한 기준궤도 또는 잔차 재생함수의 계수를 반복적으로 갱신한다. 탑재 궤도전파기 갱신을 통해 만약 있을 수도 있는 지상국에서의 계산 오류를 스스로 보정할 수 있고, GPS와 탑재 궤도결정 시스템의 작동 불능 시점 직전까지의 자료에 근거하여 궤도를 예측하기 때문에 항상 최신의 궤도전파기 모델을 유지할 수 있다. 또한 아리랑 1호의 궤도 예측 자료를 이용하여 실제 운용시 최적화된 알고리즘을 통해 실시간 갱신을 이용한 궤도 전파 성능에 대하여 살펴보았다.