• 한국통신학회논문지
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• 제34권1B호
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• pp.86-97
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• 2009

실시간 위치 측정 시스템은 사람 또는 사물의 위치를 측정하고 추적하는 시스템이다. TDOA 기반의 실시간 위치 측정 시스템은 태그로부터 전달된 신호의 도착시간 차이를 이용하여 위치를 측정한다. TDOA 기반의 실시간 위치 측정 시스템에서 리더들 간의 도착시간 차이를 계산하기 위해서는 리더 간 시각 동기화가 필수적이다. 본 논문에서는 IEEE 802.15.4 네트워크에서의 실시간 위치 측정 시스템을 위한 정밀 시각 동기 시스템을 제안한다. IEEE 802.15.4 네트워크에서 정밀한 시각 동기를 이루기 위해서 본 논문에서는 네트워크 프로토콜 스택의 지연과 지터 등의 에러요인을 분석한다. 분석된 에러 요인들에 기반하여 하드웨어 시각 측정 장치를 개발하고, 칼만 필터를 적용하여 네트워크 프로토콜에서 발생하는 지연과 지터를 최소화하였다. 제안한 기법을 통하여 성능평가 결과, 실시간 위치 측정 시스템에서의 리더들은 상호간에 10나노초 이하의 시각 동기를 이루었다.

• 한국측량학회지
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• 제19권2호
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• pp.155-161
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• 2001

오늘날 3차원 위치결정에 있어서 위성측량을 활용하여 위치결정이 가능하게 되었다. 최근 국내 지오이드모델의 정밀도가 향상되면서 정밀 수직위치결정에 대한 위성측량의 위치정확도 또한 많이 향상되었다. 그러나 지오이드고를 고려하였을 때, 위성측량의 수직위치결정의 활용은 아직 어려운 실정에 있다. 그러나, 지오이드 변화가 국소지역에서는 미소하게 변화하므로 위성측량 관측에 의한 표고와 정표고는 동일하다고 볼 수 있다. 따라서. 지오이드를 고려치 않은 건설현장에서 GLT(GPS Leveling Technique)의 수직위치결정 측량이 가능하게 되었다. GLT는 재래적 측량장비보다 처리속도가 뛰어난 정표고를 계산하는 방법이었고, 관측방법과 수신기 상태, 현장 상황에 따라 정확도가 다소 변화하게 되는데 본 연구에서는 측점간의 경중률 만을 고려하였다. 지반 침하량 계측에 있어서 레벨을 이용한 재래식 수직위치결정방법을 기준으로 부산대학교내 일정지역과 모델현장에서 지오이드모델을 이용한 위성측량방법과 GLT 방법을 비교 분석하여 위치 정확도 및 시간과 비용에 있어서의 효율성을 검토하였다.

• 정보과학회 논문지
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• 제43권12호
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• pp.1315-1324
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• 2016

최근 드론에 대한 관심이 증가하면서, 드론을 활용한 다양한 기술들이 선보이고 있다. 특히, 다수의 드론을 통한 군집 비행의 기술은 협업을 통한 복잡한 임무 수행이 가능하여 빠른 시간안에 임무를 완수할 수 있어 다양한 분야에서 각광을 받고 있다. 하지만 실외의 경우 GPS의 정밀도가 낮아 정밀 비행이 어렵기 때문에 고정밀 위치 인식이 필요한 임무에는 적합하지 않다. 뿐만 아니라, 실외에서 다수의 비행체를 좁은 공간에서 동시 정밀 제어하다보니, 정밀 위치 예측이 어려운 경우 충돌이 발생하는 심각한 문제를 초래할 수 있다. 본 논문에서는 RTK-GPS(Real-Time Kinematic-GPS)를 포함한 다수 센서를 활용하여 위치 정밀도를 증가시키고, 센서 오류로 인한 문제를 최소화하기 위해 제안한 모드 스위칭 기법에 대해 설명한다. 그리고 이를 기반으로 개발한 실외 군집 비행 시스템에 대해서도 소개한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제2권1호
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• pp.7-14
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• 2013

현재 위치인식에 관한 많은 기술들이 존재한다. 하지만 서로 다른 곳에 위치한 신호수신장치들이 먼 곳에 위치한 특정 물체의 위치를 정확하게 알아내기 위해서는 해당 물체 또는 사용자의 단말장치에서 내보내는 신호의 정확한 시간을 알아야 한다. 이러한 목적 때문에 ToA 기술보다는 TDoA 기술이 보다 적합하다. TDoA 기술을 기본으로 하는 전자 감시 시스템 및 다른 위치추적 장치들은 이격 장치들간의 정밀한 시각동기가 되지 않아서 신호수신장치들에 의해 보내지는 신호로부터 정확한 TDoA 값을 획득하는 것이 불가능하다. 이렇게 직접적으로 정확한 값을 받지 못함으로써 위치 추정 에러가 발생된다. 이러한 이유로 이격 장치들간의 정밀한 시각동기 기술은 TDoA를 기반으로 하는 위치인식에 있어서 필수적인 것이다. 본 논문에서는 TDoA를 기반으로 하는 위치인식을 위해, 제안된 정밀한 시각동기 기술의 정확성과 측정오차가 평가된다. TDoA를 기반으로 하는 위치 측정 오차는 제안하는 시각동기 알고리즘을 사용할 때 크게 향상된다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.160.2-160.2
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• 2012

Unified State Model(이후 USM)은 Altman(1972)에 의해 처음 제안된 이후 Chodas(1981), Raol & Sinha(1985), Vittaldev et al.(2012) 등을 거치며 연구 발전되어 왔다. 이 모델은 공간상 6개 성분의 위치, 속도 벡터를 이용해 위성의 운동을 기술하는 기존 계산 방법과 달리 4개의 Quaternion 변수를 도입하여 위성의 위치를, 3개의 Hodograph 변수를 도입하여 위성의 속도를 각각 기술한다. USM의 장점은 직교좌표계로 표현된 위성의 위치, 속도 변수에 비해 USM 변수의 변화량이 상대적으로 작기 때문에 수치 계산 시 계산의 안정도가 높다. 또한 원궤도(${\omega}$ : undefined)와 적도면 궤도(i = 0, ${\Omega}$ : undefined) 계산 시에 나타나는 특이성(singularity) 문제가 발생하지 않는다. 본 연구에서는 USM 계산방법과 기존 방법에 의한 위성궤도 계산결과의 차이를 비교 분석하였다. 지구궤도 위성의 정밀계산을 위해 이체항 이외에 지구타원체 섭동항과 대기 항력에 의한 섭동항을 추가 적용하였다. 비구형 지구 중력 포텐셜에 의한 섭동은 J4항까지 고려하였으며, 대기 항력은 간단한 exponential 모델을 적용하였다. 또한 수치계산 시 적분 간격과 정밀도 차수를 조절하여 각 모델의 계산 안정성을 테스트하였다. 본 연구의 궤도계산 결과 USM 모델을 이용한 계산방법은 그 정밀성과 계산효율성이 매우 우수한 것으로 검증되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권2B호
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• pp.99-106
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• 2009

기기나 인간의 위치 정보는 물류 관리, 처리 분야 등 기술의 선진화에 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 항만물류라는 특수한 환경에서 태그가 부착된 개체의 정확한 위치 정보를 얻기 위해 환경에 적합한 TDOA 기반의 측위 기법을 제안한다. 이 기법은 SX 알고리즘을 기반으로 한 기준 리더 변경 기법, 리더-태그 간 높이 차에 대한 위치 오차를 보정하기 위한 2.5D 위치 보정 기법과 맵을 활용하여 태그의 위치를 제한함으로써 위치 오류를 보정하는 태그 위치 제한 기법 등으로 구성된다. 이러한 기법들에 대한 실험 결과 측위 성능이 향상되었음을 볼 수 있었으며, 특히 측위 시스템을 실제 구현하여 실험 하였을 때 전체 측위 정밀도 DRMS와 CEP 모두 4m 이내의 정밀도를 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.248-254
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• 2013

신호원으로부터 발생하는 전파를 이격된 다중 센서에서 수신하여 신호원의 위치를 추정하는 시스템에서는 신호원의 위치와 센서들의 위치에 따라 위치탐지 정확도가 저하되는 현상이 나타난다. 이러한 현상을 기하학적 정밀도 저하(GDOP) 효과라 하며, 이러한 효과를 최소화하여 위치탐지 정확도 성능을 향상시키기 위한 방법에 대해 연구가 필요하다. 본 논문에서는 이격 배치된 센서들의 방위 정보를 이용하여 GDOP 효과의 발생 가능성을 추정하고, 위치 추정에서 오차 요인이 되는 센서를 제거하여 GDOP 효과로 인한 성능 저하를 최소화하는 방법에 관한 연구 결과를 서술하겠다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권11호
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• pp.61-69
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• 2006

도플러 효과를 이용해서 동물의 위치를 추적하는 경우 동물에 장착된 단말기의 송신신호를 위성의 수신기에서 얼마나 많이, 정확하게 측정하느냐에 따라 위치 추적의 정밀도가 달라진다. ARGOS 위성시스템의 경우 다수의 위성을 운용하여 단말기의 송신신호를 비교적 많이 측정하며, 이러한 많은 측정 데이터를 이용해서 상당히 높은 위치추적 정밀도를 유지하고 있다. 하지만 단일 위성을 사용하는 동물추적시스템의 경우 위성이 단말기를 통과하는 짧은 시간동안 송신 신호를 많이 측정하기 힘들며, 이는 위치추적의 정밀도를 떨어뜨리는 가장 큰 원인이 된다. 따라서 본 논문에서는 단일 위성에서 도플러 천이 측정 데이터의 개수를 증가시키기 위해서 도플러 천이 변화율을 이용하여 수신 데이터를 추정하였으며, 추정된 데이터를 측정치로 사용하여 측정 데이터의 개수를 증가 시켰다. 결과적으로 도플러 천이 변화율을 이용하여 비교적 높은 위치추적 정밀도를 획득 할 수 있으며, 단일 위성을 사용하는 동물추적시스템에 적합한 방식임을 알 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.14-19
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• 2020

본 논문은 차등 위성항법 보정 시스템을 이용한 측위 오차 보정을 통해 소형 드론의 위치를 정밀하게 계측할 수 있는 시스템 구현에 대해 서술하고 있다. 본 시스템은 고정된 위치에 자리하는 기준국과 실시간으로 움직이는 이동국(드론)으로 이루어져 있다. 자체 기준국 위치 정보와 국가에서 제공하는 관측 정보를 함께 후처리하여 기준국의 정밀 좌표를 획득하는 과정에 대해 서술하고, 이동국을 정밀 추적하기 위한 차등 위성 항법 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어 구성에 대해 설명한다. 기준국 및 이동국 구현에 있어 저가의 경량 위성 항법 수신기 및 오픈소스 소프트웨어 코드와 라이브러리를 활용하여 범용성과 경제성을 극대화 하였으며, 오차 보정 정보 송수신에는 비 면허 주파수 대역 무선통신인 지그비(Zigbee)를 사용하였다. 본 시스템을 이용하여 소형 드론 위치 추적 시험 결과, 평균 측위 오차가 0.8m 및 최대 측위 오차가 1.2m로, 단일 위성 항법 수신기를 사용했을 경우 대비 오차가 86% 개선됨을 확인할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.319-324
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• 2022

항법 장치가 존재하지 않거나 전파 방해가 발생할 경우, 고속 이동체의 전파 항법은 불가능해진다. 그럼에도 불구하고, 다수의 지상국이 존재하며 고속 이동체와 지상국간의 정밀 거리 측정치를 확보할 수 있다면 이동체의 위치 추정이 가능하다. 본 논문에서는 텔레메트리 (TLM; telemetry) 신호를 사용하여 생성한 고정밀 TDOA (time difference of arrival) 측정치를 이용한 위치 추정 방식을 제안한다. 제안한 방식에서는 TDOA 측정치를 사용하여 이동체의 공통 오차를 제거하였다. 또한 SOQPSK (shaped offset quadrature phase shift keying) PN (pseudo random noise) 심볼을 포함하여 정밀 시각 동기 및 측정이 가능한 TLM 신호를 기반으로 한 측정치를 사용하였다. 따라서 시스템 내 정밀 시각 동기가 이뤄진 상태이므로 지상국간의 시각 동기 오차가 매우 작은 값을 가진다. 이는 측정치의 정밀도를 높여 위치 추정 성능을 향상시킨다. 제안한 방식은 소프트웨어 기반의 시뮬레이션을 통해 검증되었으며, 고속 이동체의 위치 추정 성능이 목표했던 성능을 만족함을 확인하였다.