• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2010.04a
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• pp.35.3-35.3
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• 2010

항공용 지역위성항법 보강시스템(Ground Based Augmentation System, GBAS)은 지상에서 위성항법시스템에 대한 위치보정정보와 무결성 정보를 생성 및 제공하여 공항 주변 항공기의 정밀 이착륙을 돕는 지상기반의 시스템이다. 이 시스템은 기본적으로 위성항법신호를 사용하기 때문에 전리층 영향을 받게 되는데 특히 전리층 폭풍(Ionospheric storm)의 경우 공간적으로 급격한 위치오차 차이를 발생시키기 때문에 안정적인 항공기의 정밀이착륙을 위해서는 전리층 폭풍의 영향을 최소화 하는 것이 중요하다. 이를 위하여 현재 항공용 지역위성항법 보강시스템의 지상시스템(Ground Facility)과 항공기 탑재시스템에서의 전리층 폭풍에 대한 정확한 감시와 전리층 폭풍의 지배적 영향을 받는 위상항법신호를 제거하거나 보완하는 방식 등 전리층 폭풍의 영향을 최소화하기 위한 기법들이 계속해서 연구 중이다. 이 논문에서는 2001년과 2003년 미국에서 발생한 전리층 폭풍에 대한 위성항법데이터 분석 결과와 기존의 연구결과를 기반으로 전리층 폭풍에 대한 모델링과 지상시스템과 항공기 간의 공간적 상이현상(Spacial decorrelation)을 고려하여 전리층 폭풍이 항공기 이착륙에 미치는 영향에 대한 분석 결과를 제시한다. 전리층 폭풍에 대한 수학적 모델링을 하기 위해서는 전리층 폭풍의 물리적 특성에 대한 이해와 전리층 폭풍 발생 시 획득한 위성항법 데이터를 이용한 통계학적 분석이 선행되며 이러한 분석결과와 항공기 이착륙에 절차를 반영하여 항공기에 미치는 영향 분석을 위한 수학적 모델을 완성하였다. 완성된 모델을 국내 공항에서 실제 비행시험을 통하여 획득한 위성항법데이터에 적용하여 전리층 폭풍이 국내 공항에서 항공기 이착륙에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하였다. 또한, 대표적 전리층 폭풍 감지기법 중 하나인 Code-Carrier Divergence Test 알고리즘을 적용한 결과도 함께 제시하였다. 이 논문의 결과는 항공용 지역위성항법 보강시스템에 대한 전리층 폭풍의 영향을 최소화하기 위한 기법 연구의 기반이 되며 시스템의 성능평가를 위한 다양한 시뮬레이션환경의 하나로서도 활용이 가능할 것이다.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.37 no.2
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• pp.165-165
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• 2012

육상, 해양, 항공 등의 응용분야에 위성항법보강시스템의 활용을 위해서는 시스템의 정확성, 무결성, 연속성, 가용성 요구 조건을 만족하도록 설계되어야 하며, 무결성 요구 조건을 만족시키기 위하여 측위 오차 및 위협 요인들을 지상국에서 감시해야한다. 특히, 전리층 변화는 지역적으로 경향 및 세기가 달라 전리층 폭풍 발생 시 지상국과 이동체에서 받은 위성항법 신호에 포함된 전리층 지연 오차의 편차가 심하여 위성항법 사용자의 무결성, 즉 안정성이 위협을 받는 상황이 발생할 수 있으므로, 해당지역의 전리층 변화에 대한 사전 정보를 통해 지역별로 적합한 위협 모델을 구성하여 전리층 활동 감시가 필요하다. 전리층 기울기는 전리층 지연값 분포의 불균일 여부를 정량화한 값으로, 전리층 폭풍 발생시 기울기가 급증하여 전리층 폭풍 감지를 위한 지표로 활용될 수 있다. 이 연구에서는 육상 교통 위성항법보강시스템의 무결성 감시에 전리층 변화 기능을 적용하기 위한 기본 연구로 IGS에서 제공하는 전리층 보정정보를 이용하여 한반도 상공에 대한 전리층 기울기 분포 및 변화 경향을 파악하고, 이러한 분석 결과를 전리층 기울기에 대한 보정정보 오차범위 설정이나 전리층 폭풍 발생 판단에 필요한 임계값 설정 등에 적용하고자 한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.33 no.7
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• pp.51-58
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• 2005

In 1990, GPS which had been developed for the military purposes became available to the civilian community. Since then these satellite navigation systems have been used extensively in the industrial areas such as car navigation, airplanes, communications, science and surveying. If we are dependent on GPS, however, there are some foreseeable problems in the areas of national security and sovereignty. Current GPS satellite constellation provides limited performance for the country like Korea and Japan where mountain area and urban canyon do not allow the wide skyline. To solve these problems, many countries plan to make other alternative navigation systems.In this paper, RNSS(Regional Navigation Satellite System) is designed to provide communication service with high elevation angle. It is shown, that system does not only have good navigation performance, but also improve GPS performance in Korea and its neighboring areas.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.12 no.6
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• pp.567-573
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• 2008

According to the ICAO's Global Air Navigation Plan for CNS/ATM - Communications, Navigation, and Surveillance - systems, employing digital technologies, including satellite systems together with various levels of automation, are to be applied in support of a seamless global air traffic management system. For the future navigation, the focus of future implementation efforts can be placed entirely on an expected gradual migration toward GNSS-based navigation, Korea has been considered various options for airspace GNSS augmentation system: GBAS, SBAS and GRAS. This paper discusses current status and future trend of GNSS airspace navigation systems, and presents the results of possible augmentation options and scenarios to analyze system availabilities which could lead to the conclusion of the best program for Korea. The results showed that Korea could have sufficient availabilities from en-route to CAT-I approach with ABAS and GBAS. The study was in cooperated with MITRE, an American research company.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.7 no.3
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• pp.121-129
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• 2012

Any development plan of a Korean space-based navigational system has been neither designed nor introduced yet. However, the demand for the development of a domestic regional satellite navigation system can be originated from the outside of market. The growing dependency on satellite navigational systems in Korea eventually requires the retainment and the operation of a domestic navigational satellite system. There is not many choices on the orbit designs and the system design concepts of a regional augmented navigation satellite system or a regional navigation satellite system for the service on the vicinity of the Korean peninsular. Space situational awareness (SSA) has been a rising issue for both national security and more realistic space business in Korea. Also SSA related technologies in Korea is a newly inaugurated area and is necessary to generate a navigation messages and maintain a future Korean navigation satellite system. In this study, the availability of Japanese Quasi Zenith Satellite System (QZSS) expected to be deployed definitely sooner than Korean counter-part is analyzed. The availability of the similar configured system over Korea is investigated with assumed QZSS type orbit. Also, feasible configuration of orbits for domestic navigation satellite system is suggested. And the observability of a ground-based optical tracking system as a secondary tracking capability is analyzed.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.17 no.4
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• pp.396-403
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• 2013

Recently, GNSS users can utilize various navigation satellite thanks to GPS modernization, renewal of GLONASS, and development of Galileo and Beidou. And availability performance of users is expected to be improved because these new navigation satellites transmit L5 signal as well as L1 signal, and users can directly estimate the ionospheric delays. In accordance with these changes existing Satellite Based Augmentation System (SBAS) which considers only GPS L1 signal is being developed to support dual frequency and multi-constellation GNSS users. This paper describes the main features of dual-frequency, multi-constellation SBAS algorithms and estimates the performance in Korean region by simulation.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.27 no.4
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• pp.396-409
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• 2023

In the field of autonomous vehicles, where high accuracy and reliability are critical, various satellite navigation augmentation systems have been developed to improve system performance. These systems generate correction and integrity information based on measurements and navigation data collected from ground reference stations, enhancing user positioning accuracy. Thus, the performance of the system heavily relies on the deployment and spacing of reference stations. To construct an effective satellite navigation augmentation system, careful consideration must be given to the installation points of reference stations. This paper presents a user positioning performance modeling formula and proposes a method for selecting the installation points of new reference stations. The proposed method involves selecting a candidate group area that can optimize the user's positioning performance. By utilizing this method, the system's performance can be improved, ensuring high accuracy and reliability for autonomous vehicle applications.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• v.2
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• pp.463-466
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• 2006

본 논문은 UAV를 이용한 항공기 기반 의사위성 항법시스템의 항법 메시지를 설계하는 효율적인 방법에 대해서 다루고 있다. 논문에서는 먼저 GPS 보강 시스템 혹은 독자적인 지역 항법시스템으로 응용이 가능한 UAV 의사위성 시스템에 대해서 설명한다. UAV의 기동은 비교적 짧은 시간 동안 매우 다양하게 변화할 수 있으므로, 위치를 나타내는 항법메시지의 설계에 특별한 고려가 요구된다. 본 연구에서 사용한 방법은 UAV의 직선 경로와 원 경로에 대해 각각 고유한 메시지 형식을 사용하고, 이 각각의 메시지를 nominal 메시지와 deviation 메시지로 구분하였다. 이러한 방식은 메시지의 전체 크기를 줄일 뿐만 아니라 시간 지연 문제에도 효과적으로 대응할 수 있게 한다. 줄어든 메시지 크기로 인해 남게 되는 공간은 다른 유용한 메시지의 전송에 사용할 수 있다. 본 연구에서는 제안된 형식의 성능 검증을 위해서 실제 UAV의 실험 데이터를 분석하였다. 분석에 사용된 데이터가 단일 안테나 GPS 수신기를 사용한 제한된 제어 시스템을 가진 실험 수준의 UAV로부터 얻은 것이었지만, 전체적인 성능은 위성항법시스템에 근접한 수준을 얻을 수 있었다. 본 논문에서 제안된 메시지 형식과 관련 설계 방법은 비행선이나 기구를 이용한 시스템에도 응용할 수 있을 것이다.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.22 no.5
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• pp.400-408
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• 2018

Wide area augmentation system is a system that generates and transmits correction and Integrity information for use in wide area. Typical system is SBAS. In the United States, it operates under the name WAAS, EGNOS in Europe, MSAS in Japan, SDCM in Russia, GAGAN in India. it is developing Korean SBAS which named KASS by 2022 in Korea. SBAS is a standard System that is operated as civil aviation service base and set as international standards by ICAO. So the correction data can only is used for civil SPS receiver. In this paper, we discuss C1P1 DCB estimation which need to use SPS correction service for PPS receiver. Then we analyze C1P1 DCB correction effect under standalone Satellite Navigation and method to use PPS receiver under SPS DGPS. Finally we organize wide area augmentation system for PPS receiver and analysis performance.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.12
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• pp.1232-1237
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• 2009

The ICAO and FAA are developing and verifying of GBAS for civil aircraft landing and take-off. The guarantee of aircraft integrity issue is the important part of GBAS. To guarantee integrity, the GBAS ground facility broadcasts various informations to aircraft. The informations are related to the estimated accuracy of each pseudorange correction and the estimated error terms, for example B-value and standard deviation of the ground facility error. These parameters are used to calculate position error (estimated value of the user). If estimated position errors don't satisfy requirements, aircraft use alternate navigation means. In this paper, GBAS reference stations's real data, which operated by KARI (Korea Aerospace Research Institute) in Jeju international airport, are used to development of new ground facility error standard deviation model. We verify improvement of GBAS availability, with respected to vertical protection level, using B-value based a new ground facility error standard deviation model and a sigma inflation factor.