안드로이드 기반 스마트폰은 GNSS (Global Navigation Satellite System) 신호를 수신하여 위치를 결정하고, GNSS 원시계측정보를 사용자에게 제공하고 있다. 현재까지 안드로이드 기기에서 안드로이드 9.0 기준으로 가용한 다중 GNSS 신호는 GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS를 포함하고 있다. 본 논문에서는 가용한 다중 GNSS 신호를 이용하여, 해상 이용자를 위한 이중 주파수 안드로이드 스마트폰의 의사거리 기반 다중 GNSS 측위정확도 성능을 비교 분석하였다. 선박에 이주파 수신이 가능한 스마트폰을 설치하고, 해상 환경에서의 멀티 GNSS 원시정보를 계측하여 스마트기기별, GNSS 별, 의사거리 기반 이주파 측위성능 결과를 비교하였다. 더 나아가 본 측위 성능 결과가 해양 항법 이용자를 위한 IMO의 HEA 요구성능을 충족할 수 있을지에 대해 분석하였다. 해상 실험 결과로부터 이주파 GNSS 신호를 지원하는 스마트폰의 경우 6미터(95%) 정도의 측위정확도를 얻을 수 있었으며, IMO에서 요구하는 10미터 이내의 HEA 측위정확도 성능을 달성할 수 있음을 확인할 수 있었다.
2017년 9월 3일 북한에서 발생한 인공지진 신호가 기상청 지진관측망에 관측되었다. 진앙은 풍계리 핵실험 지역으로 지금까지의 실험 중 가장 강력한 실험이었다. 직접적 접근이 제한되는 상황에서 6차 핵실험에 의한 주변 지표변화 연구를 위해 고해상도 위성 자료를 활용하였다. 우선, 지표변위 관측을 위해 ALOS-2 위성 자료를 활용하여 레이더 간섭기법(InSAR: SAR Interferometry)을 적용하였다. 하지만 6차 핵실험 주변 지역의 대규모 지표변위와 강한 진동으로 인해 낮은 긴밀도(coherence) 값을 지니며 레이더 간섭도가 생성되지 않았다. 이는 강한 진동으로 인한 표면의 변화와 레이더 간섭도가 생성 가능한 최대 지표변위 관측 범위보다 큰 변위가 발생했기 때문으로 추정되며 이러한 한계를 극복하기 위해 오프셋 트래킹(Offset Tracking) 방법을 활용하였다. 오프셋 트래킹 방법은 6차 핵실험 전 후 위성 영상레이더의 강도 영상(Intensity)에 대한 교차상관기법(Cross-Correlation)을 이용하는 것으로 상관관계 추정을 위해 사용된 윈도우 크기에 따라 결과가 달라지는 단점이 존재한다. 본 연구에서는 32부터 224까지 16단계로 윈도우 크기를 변화시키고 그 결과의 통계적 처리 후 지표변위를 생성하였다. 그 결과, 6차 핵실험 장소를 기준으로 만탑산 서쪽 지역에서 최대 3 m의 지표변위를 관측하였다. 또한, 고해상도 광학 영상을 활용하여 6차 핵실험에 의한 산사태 및 함몰지역으로 추정되는 지역을 확인하였다. 이러한 현상은 매우 강력한 지하 핵실험에 의한 것으로 판단되며 기존 음파 및 지진파를 이용한 핵실험 분석뿐만 아니라 고해상도 위성영상을 활용하여 비접근 지역에 대한 보조 분석 자료로 활용이 가능 할 것이다.
2012년 지상파 방송은 아날로그 송출을 종료하고 디지털 방송으로 전환된다. 이렇게 전환되는 지상파 디지털 방송은 무료로 누구나 시청할 수 있는 보편적 서비스를 지향하기 때문에, 케이블TV, 위성TV, IPTV 등의 다른 매체와는 달리 기술적 보호조치 없이 방송되고 있다. 또한 DTV 방송프로그램은 원본과 똑같은 화질로 개인이 쉽게 저장할 수 있고 인터넷을 통하여 누구나 쉽게 접근이 가능하기 때문에, DTV 방송프로그램의 무단복제와 인터넷을 통한 불법재배포는 큰 문제점으로 대두되고 있다. 이러한 불법 대량배포는 방송프로그램의 저작권을 심각히 침해할 뿐만 아니라, 방송사의 고품질의 방송프로그램을 제작환경을 더욱 열악하게 만들고 있다. 또한 일반 사용자는 인식하지 못하는 사이에 인터넷을 통해 불법 콘텐츠를 사용하게 되는 악순환에 빠지게 된다. 이에 본 논문은 KBS에서 추진하고 있는 여러 콘텐츠 보호 기술들을 하나의 보호 고리로 연결하는 KBS 보호기술 체계를 소개하고자 한다. 이를 위하여 KBS는 아래의 3가지 보호 기술을 개발하여 체계적으로 연결하여 적용하고 있다. 첫째, 프로그램의 저작권과 배포 정보를 나타내는 프로그램 보호신호(PPI, Program Protection Information)와 워터마크를 방송 신호에 삽입하여 수신기에서의 프로그램 보호를 추진한다, 둘째, 인터넷 OSP(Online Service Provider)와의 제휴를 통하여 콘텐츠 필터링 기술을 도입하여 프로그램 불법 업로드, 다운로드를 방지한다. 셋째, KBS 저작물 인터넷 모니터링 시스템을 개발하여 인터넷 상의 불법 프로그램 배포정보를 획득하여 불법배포가 진행되는 사이트에 보호를 요청한다.
본 논문에서는 저가이면서 높은 정확도를 갖는 GPS와 DR의 통합시스템 및 이 시스템의 위치 결정에 수반되는 오차문제를 고려한다. 이 통합 GPS/DR 시스템은 실시간 또는 비 실시간으로 고정밀도의 위치 정보를 제공하는 성능을 갖는다. DR 측정치에 영향을 주는 주요 오차 요인을 분석하여 이를 8개의 상태 변수의 모델로 표현하였다. 이들 변수의 상태 방정식을 사용하여 DR신호가 제공되는 매 순간에서 상태 변수값을 추산하기 위한 통합시스템용 비선형 필터를 개발한다, 1Hz의 DR 측정치와 3Hz로 제공되는 GPS 위치 정보를 위치 추산치에 대해 이 통합시스템의 정확도를 평가한다. 시뮬레이션을 통해 GPS신호가 정전되는 기간동안 통합 시스템의 성능을 두 가지 서로 다른 잡음모델에 대해 비교 검토한다. 두 잡음모델 중 하나는 단일잡용을 사용하는 반면에 또 다른 모델은 이중 잡음 모델을 채용한다. 시뮬레이션 결과로부터 이중 잡음 모델을 채용하는 GPS/DR 통합시스템은 단일 잡음 모델을 이용하는 경우에 비하여 측위성능이 우수함을 확인하였다.
한국은 성능기반항행 (PBN; performance-based navigation)으로 전환하기 위한 단계적 PBN 이행계획을 2010년에 수립하고 로드맵에 따른 새로운 비행절차를 개발 중에 있다. PBN 비행절차에는 GNSS (global navigation satellite systems), DME (distance measuring equipment), VOR (VHF omnidirectional range), INS (inertial navigation system) 등의 항행시설 (NAVAID; navigation aid)이 활용되는 것으로 되어있다. 그 중에서 GNSS를 이용한 PBN 업무제공이 중심을 이루고 있는 실정이다. 그러나 위성항법신호의 인위적, 자연적 간섭에 의한 취약성이 발견됨에 따라 세계 각국은 다양한 대안항법(APNT; alternative positioning, navigation and timing) 기술을 연구하고 있다. 본 논문에서는 GNSS 신호가 가용하지 않을 경우 기존의 항행시스템으로 지속적인 PBN 운항이 가능한지를 분석하였으며, 결과적으로 국내 일부 공항은 접근 단계 구역에서 대안항법의 구축이 필요한 것으로 나타났다.
멀티미디어 정보의 보급이 갈수록 확대 되어가는 요즘, 서로 다른 표준간의 음성 및 영상 데이터를 네트워크를 통해 전송할때 이종 네트워크간의 상호 운용이 중요한 이슈가 되고 있다. 변환 압축이라는 기술이 바로 이런 문제를 해결해 줄 수 있다. 변환 압축이란 어떤 표준으로 부호화된 신호를 다른 표준의 부호화된 신호로 전환하는 기술을 뜻하며 여기에는 비트 발생량, 공간 해상도, 시간 해상도 또는 압축 표준의 변환을 모두 포함한다. 본 논문에서는 MPEG-2에서 MPEG-4로의 변환 압축기를 공간 영역과 DCT 영역에서 각각 구현하여 비교하였다 이 변환 압축기는 디지털 방송, DVD 또는 위성방송용으로 제작된 비디오 시퀀스를 모바일 환경에서 서비스를 받을 때 유용하다. 각 표준이 지원할 수 있는 최적화된 공간 해상도를 고려하여 다운 샘플링 과정도 추가되었다. 구현된 2개의 변환 압축기의 공정한 비교를 위하여 구조의 특성상 다를 수밖에 없는 다운 샘플링 과정과 움직임 보상을 제외한 모든 블록에 대해서 동일하게 구현하였으며 빠른 변환 압축 부호화가 이루어지도록 움직임 추정을 다시 하지 않고 복호된 정보를 그대로 사용하였다. 결과 영상의 화질 비교와, 출력 파일의 크기 그리고 수행 시간에 대하여 공간 영역에서 구현한 변환 압축기가 DCT 영역에서 구현한 변환 압축기보다 더 나음을 확인하였다.
WA-DGNSS는 지상에서 수신한 GNSS 신호를 관련 오차 계산 후 보정 정보를 생성하여 위성을 통해 사용자에게 보정 정보를 제공하는 시스템을 말한다. 사용자는 이 시스템을 통해 위치 정확도 향상 및 GNSS 신호에 대한 신뢰성을 보장 받는다. 또한 국제 민간항공기구(ICAO)에서는 항공기 이착륙 절차에 광역 보정시스템의 적용을 권고하고 있다. 본 논문에는 항공관련 소프트웨어 개발 절차 관련 규격문서인 RTCA DO-278의 소프트웨어 검증 프로세스를 참고하여 기 구축된 WA-DGNSS 광역 기준국 소프트웨어의 모듈 및 통합 테스트 단계를 구성하여 검증을 위한 방법론을 제시한다. 또한 제시한 방법론을 통해 기준국 소프트웨어 테스트를 통계적으로 검증하였으며 이러한 검증을 통해 기준국 소프트웨어의 기능이 적절히 수행됨이 확인되었다.
비행환경에서의 드론 운용에 있어서 ICAO가 규정한 성능 요구조건을 만족하기 위해서는 SBAS와 같이 보강정보를 제공해주는 시스템이 필요하다. 하지만 드론이 SBAS 신호를 지속적으로 수신할 수 없는 환경에서는 드론의 운용 범위가 제한될 수 있다. 본 논문에서는 드론 운용범위 확대를 위하여 SBAS 위성 신호 차폐지역에 위치한 드론을 가정하여 기준국 서버에서 별도의 통신 채널을 이용하여 SBAS 보정정보를 송출하는 시스템을 제안하였다. 제안한 시스템을 구현하고 정적 환경에서 검증을 수행한 결과 DGPS 측위 결과는 약 10cm 정도의 성능 차이를 보여 그 성능이 매우 유사함을 확인할 수 있었다. 또한 시스템에서 계산한 보호수준 역시 항공용 수신기에서 계산한 값 대비 2m 이내의 성능차이를 보임으로써 실시간 소프트웨어에 적용된 알고리즘의 적절성을 검증하였다.
국내 DGPS 기준국은 283.5 kHz~325 kHz 대역 주파수를 사용하여 200 bps 의 GPS 보정 신호를 MSK 방식으로 전송하고 있다. 6곳의 내륙기준국은 500 W 출력으로 80 kM 영역을 서비스하며, 11곳의 해안기준국은 300 W 전력으로 185 kM의 광역 지역에 전송된다. 내륙기준국과 해안기준국에 의해 국내 DGPS 서비스 영역은 이중 또는 삼중으로 제공될 수 있다. DGPS 기준국의 고출력 신호 전송으로 기준국간 간섭과 인접 무선국간 간섭 현상이 발생할 수 있으며, 다중서비스 영역에 위치한 사용자 단말기의 수신 성능은 간섭 영향을 받을 수 있다. 본 논문에서는 국내 DGPS 기준국에 대한 간섭 보호비를 정의하고, 중파대역 전파 모델을 통하여 기준국간 간섭과 인접무선국간 간섭영향을 분석하고 사용자 단말기의 간섭을 분석한다.
신호 추적 및 데이터 획득을 위하여 사용되는 접시형 추적안테나시스템의 추적정확도는 시스템 내부 요인뿐만 아니라 외적인 요인에 의하여 영향을 받는다. 본 논문은 무선주파수를 사용한 비행체 추적 및 위치측정에 있어서 전파굴절에 의한 추적오차를 나로우주센터에서 운용중인 2 GHz 원격측정 안테나 및 5 GHz 추적레이더로 추적한 항공기 및 위성발사체 추적결과와 GPS 측정한 결과를 이용하여 분석한다. 분석을 위하여, 추적시스템의 추적오차 원인 및 원인별 오차범위, 추적시스템의 정확도 검증결과 및 굴절율 특성을 바탕으로 전파굴절과 추적오차의 연관성을 검토한다. 분석결과, 안테나 고각 10 도 이하에서 전파굴절에 의한 각도오차가 사용된 추적안테나시스템 및 GPS의 측정오차에 비하여 무시할 수 없을 정도로 큰 것을 확인하였다. 또한, 대류권내에 있는 비행체(신호원)에 대한 추적각도는 안테나 고각뿐만 아니라 비행체 고도에 의해 영향을 받으며, 정확한 비행체 위치 측정을 위해서는 이를 보정하여야 하는 것으로 분석되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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