• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.279-282
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• 2015

해양수산발전 기본법 제 15조(해양안전관리 등)에 의거 해양안전 및 해양교통시설의 하나인 위성항법 보정서비스(DGPS) 전국망 구축에 따라 국가 인프라 활용도를 극대화하고 대국민 편익 개선을 위해 원천기술개발이 꾸준히 제기 되고 있다. 특히 해양용 중파수신기 공급제품 유형을 살펴보면 국제해사기구(IMO) 권고에 만족하는 성능 제품 대부분 안테나와 수신기가 분리되는 구조 공급되고 있고 일부 통합모델의 경우 매우 고가모델로 해양용 수신기 보다는 휴대가 쉬운(Portable) 측위용으로 일부 활용되고 있어 저렴한 통합모델 개발이 요구되고 있다. 현재 해양용 위성항법 보정정보 수신기 중 GPS모듈, 중파모듈 각각은 저가 개발이 가능하나 독립적 운용 환경에서 통합모델 개발 이루어지지 않아 어떠한 문제가 있는지 살펴보고, 285kHz~315kHz 중파(medium wave or Beacon)를 이용한 DGPS Beacon 수신기 구조에서 중파안테나와 GPS수신기가 중파대역 폭당 신호대 잡음비(SNR: Signal to Noise Ratio)가 GPS 수신기에 미치는 영향에 대해 중점 연구하였다. 본 연구는 중파와 GPS 통합과정에서 중파안테나 및 수신부와 GPS안테나와 수신부가 어떤 영향을 미치고 GPS 신호감쇄가 DGPS 성능에 미치는 특성을 GPS 제조사별로 살펴보았고 중파 정규화 신호대 잡음비가 GPS제조사별 미치는 영향과 중파신호 영향에 대해 GPS 대역 폭당 잡음 전력비 성능개선을 위한 제안을 하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권2호
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• pp.221-228
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• 2009

한반도 상공의 전리층 총전자수(TEC, Total Electron Content)를 추정하는 방법을 통해 GPS 수신기와 위성의 코드 바이어스(DCB, Differential Code Bias)를 함께 추정하였다. 한국천문연구원에서 운영하고 있는 GPS 기준국망 데이터를 사용하였으며, 가중치 최소자승법을 이용하여 매 1시간 간격으로 DCB를 산출하였다. 총 3일간의 데이터를 처리한 결과 9개 GPS 수신기의 DCB는 ${\pm}2m$ 이내에서 변화하는 것으로 나타났으며, 3일 동안 크게 변하지 않았다. 또한 일일 평균값으로 산출된 위성의 DCB는 최대 약 4.09ns(nano-second), 최소 약 -6.28ns를 갖는 것으로 나타났다. 그리고 산출된 DCB를 전리층 총전자수 산출에 적용한 결과, 적용 전에 비해 특정시점에서 최대 약 9TECU 이상의 총전자수 변화가 검출됨을 확인 할 수 있었다.

• 항공우주기술
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• 제13권2호
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• pp.108-114
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• 2014

본 논문에서는 2013년 8월 22일 발사되어 정상 운영되고 있는 다목적실용위성 5호의 궤도정밀도를 기술하였다. 다목적실용위성 5호의 궤도결정을 위해 사용 가능한 다양한 GPS 자료에 대한 분석을 수행하였고, 궤도자료의 종류 및 처리방식에 따른 궤도정밀도를 비교하였다. 이중 주파수 GPS 수신기에서 제공되는 L1, L2 주파수에 대한 의사시선거리와 반송파 위상, GPS 위성의 정밀궤도력과 IGS 지상국 데이터를 이용하여 궤도결정을 수행한 결과 약 12.8cm($1{\sigma}$)의 위치정밀도를 확인하였다. 또한, 단일 주파수 GPS 수신기 데이터를 이용할 경우의 정밀도는 약 2m로 확인되었고, 10미터 수준의 정밀도를 갖는 GPS 항행해만을 이용할 경우, 지상 궤도결정 결과는 5m 수준임을 알 수 있었다.

• 로봇학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.205-215
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• 2012

A GPS sensor is widely used in many areas such as navigation, or air traffic control. Particularly, the car navigation system is equipped with GPS sensor for locational information. However, when a car goes through a tunnel, forest, or built-up area, GPS receiver cannot get the enough number of satellite signals. In these situations, a GPS receiver does not reliably work. A GPS error can be formulated by sum of bias error and sensor noise. The bias error is generated by the geometric arrangement of satellites and sensor noise error is generated by the corrupted signal noise of receiver. To enhance GPS sensor accuracy, these two kinds of errors have to be removed. In this research, we make the road database which includes Road Database File (RDF). RDF includes road information such as road connection, road condition, coordinates of roads, lanes, and stop lines. Among the information, we use the stop line coordinates as a feature point to correct the GPS bias error. If the relative distance and angle of a stop line from a car are detected and the detected stop line can be associated with one of the stop lines in the database, we can measure the bias error and correct the car's location. To remove the other GPS error, sensor noise, the Kalman filter algorithm is used. Additionally, using the RDF, we can get the information of the road where the car belongs. It can be used to help the GPS correction algorithm or to give useful information to users.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.989-996
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• 2012

The purpose of this paper is to analyze GPS (Global Positioning System) satellite orbital mechanics, and then to propose a novel long-term GPS satellite orbit prediction scheme including virtual planet perturbation. The GPS orbital information is a necessary prerequisite to pinpointing the location of a GPS receiver. When a GPS receiver has been shut down for a long time, however, the time needed to fix it before its reuse is too long due to the long-standing GPS orbital information. To overcome this problem, the GPS orbital mechanics was studied, such as Newton's equation of motion for the GPS satellite, including the non-spherical Earth effect, the luni-solar attraction, and residual perturbations. The residual perturbations are modeled as a virtual planet using the least-square algorithm for a moment. Through the modeling of the virtual planet with the aforementioned orbital mechanics, a novel GPS orbit prediction scheme is proposed. The numerical results showed that the prediction error was dramatically reduced after the inclusion of virtual planet perturbation.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권5호
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• pp.409-414
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• 2007

GPS 환경에서 다중경로 신호는 의사거리 측정 정확도의 성능을 감소시키므로 GPS에 기반한 응용에서 위치 성능 감소로 나타나며, 이는 특히 고층 건물이 많은 도심환경 및 수면에 의한 반사가 많은 해양에서 문제가 된다. 다중경로 신호는 GPS 수신기 내부 상관기에서 상관 함수의 Early-Late 간 비대칭을 유발하므로, 본 논문에서는 Late 상관 값의 비대칭 정도를 보상하여 다중경로 오차를 제거하기 위한 가중 상관기 구조를 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 구현하고, 그 성능을 평가하였다. 가중 상관기는 2개의 상관 암으로 이루어진 다중 상관기를 사용하여 상관함수의 비대칭 여부를 판단하고, 비대칭성을 감소시키기 위한 보정치를 생성한다. 이 구조는 다중 상관기에 비하여 연산 처리량 부하는 감소시키는 반면, 비슷한 다중경로 오차 제거 성능을 제공한다. 본 논문에서는 다중경로 신호 생성 블록을 포함한 GPS 신호 발생기와 가중 상관기 구조를 포함한 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 다중경로 오차 제거 성능을 검증하였다. 실험을 통하여 가중 상관기가 일반 상관기와 협대역 상관기보다 더 나은 오차 제거 성능을 보임을 확인하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제1권1호
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• pp.1-6
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• 2012

For a Global Positioning System (GPS) receiver, it is known that a Vector Delay Locked Loop (DLL) in which the code signals of each satellite are tracked in parallel by using navigation results shows better performance in the aspect of the tracking accuracy and the robustness than that of a Scalar DLL. However, the quantitative analysis and the logical grounds for that performance enhancement of the Vector DLL are not sufficient. This paper, therefore, proposes the structure of the GPS receiver with the Vector DLL and analyzes the performance of it. The tracking and the positioning accuracy of the Vector DLL are theoretically analyzed and confirmed by simulation results. From the simulation results, it can be seen that the tracking and positioning accuracy has been improved about 30% in case that the receiver is static and the positioning is conducted for every Pre-detection Integration Time (PIT) while C/N0 is 45 dB-Hz.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.249-255
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• 2002

Since the stationary alignment process of the SDINS is not completely observable, some furls of the aided alignment have been applied. The purpose of this paper is to propose a new initial alignment algorithm, which utilizes the attitude output from the AGPS(Attitude Determination GPS) receiver and to demonstrate the feasibility of the proposed algorithm with several experimental results. A Kalman filter is designed for utilizing the attitude output as well as the zero velocity information. Also analyzed is the observability of the SDINS error model. To show the feasibility of the proposed scheme, we implement an alignment system where HG1700AE IMU (Inertial Measurement Unit) from Honeywell and an AGPS receiver designed at Chungnam National University are used. Test trials are done to evaluate the performance of the proposed alignment scheme. The proposed algorithm provides as good initial alignment performance as a high accurate navigation system, MAPS(Modular Azimuth Positioning System) INS.

• 한국항공운항학회지
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• 제19권2호
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• pp.10-15
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• 2011

본 논문은 위성항법신호감시국용 GPS/갈릴레오 복합수신기에 대한 구현 및 성능 시험결과를 기술한 논문으로 복합수신기는 단일 플랫폼에서 갈릴레오 E1, E5a 신호와 GPS L1, L2C, L5 신호를 수신처리 할 수 있으며, GPS신호와 갈릴레오 E1 신호를 복합적으로 처리함으로써, 위치정확도가 향상됨을 보였다. 각 신호에 대한 신호획득을 신속하게 하기 위해, 모든 신호에 대해 정합필터와 FFT 방식이 결합된 방식을 적용하였고, 신호추적과정에서는 다수의 추적루프를 적용하였으며 본 논문에서는 주요 신호에 대한 신호획득 및 추적과정의 시험결과를 보였다. 또한 기존에 발표된 논문과의 차별화 항목으로, 항법신호의 수신레벨이 낮아 CW 형태와 같은 간섭신호에도 영향을 받는바, 이에 대한 개발된 항재밍 모듈에 대한 시험결과도 제시하였으며, 성능측면에서의 비교를 위해 상용수신기와 개발된 수신기와의 성능 비교 결과도 함께 제시하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제6권4호
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• pp.135-140
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• 2017

This paper proposes a signal merging algorithm to increase the signal-to-noise ratio (SNR) of a GPS correlator output to estimate the roll angle of a rotating vehicle in a weak GPS signal environment. Rotation Locked Loop (RLL) algorithm is used to estimate a roll angle using the characteristics that the power of the GPS signal measured at the receiver of a rotating vehicle varies periodically. First, delay times are calculated to synchronize GPS signals using satellites' and receiver's positions and the rotation frequency of a vehicle, and then correlator outputs are delayed in time and merged with each other, resulting in the increase of an SNR in a correlator output. Finally, simulations are conducted and the performance of the proposed algorithm is validated.