• 대기
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• 제25권4호
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• pp.623-637
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• 2015

The accurate analysis of water vapor in initial of numerical weather prediction (NWP) model is required as one of the necessary conditions for the improvement of heavy rainfall prediction and reduction of spin-up time on a very-short-range forecast. To study this effect, the impact of a ground-based Global Positioning System (GPS)-Precipitable Water Vapor (PWV) on very-short-range forecast are examined. Data assimilation experiments of GPS-PWV data from 19 sites over the Korean Peninsula were conducted with Advanced Storm-scale Analysis and Prediction System (ASAPS) based on the Korea Meteorological Administration's Korea Local Analysis and Prediction System (KLAPS) included "Hot Start" as very-short-range forecast system. The GPS total water vapor was used as constraint for integrated water vapor in a variational humidity analysis in KLAPS. Two simulations of heavy rainfall events show that the precipitation forecast have improved in terms of ETS score compared to the simulation without GPS-PWV data. In the first case, the ETS for 0.5 mm of rainfall accumulated during 3 hrs over the Seoul-Gyeonggi area shows an improvement of 0.059 for initial forecast time. In other cases, the ETS improved 0.082 for late forecast time. According to a qualitative analysis, the assimilation of GPS-PWV improved on the intensity of precipitation in the strong rain band, and reduced overestimated small amounts of precipitation on the out of rain band. In the case of heavy rainfall during the rainy season in Gyeonggi province, 8 mm accompanied by the typhoon in the case was shown to increase to 15 mm of precipitation in the southern metropolitan area. The GPS-PWV assimilation was extremely beneficial to improving the initial moisture analysis and heavy rainfall forecast within 3 hrs. The GPS-PWV data on variational data assimilation have provided more useful information to improve the predictability of precipitation for very short range forecasts.

• 한국측량학회지
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• 제28권1호
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• pp.65-72
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• 2010

본 연구에서는 MMS인 경우 고성능의 중급 IMU가 사용되고 보행자 항법시스템에서는 MEMS형의 저급 IMU가 사용된다고 가정한 후 GPS 신호가 단절되었을 경우 IMU에 의해 생성되는 위치 및 자세 오차를 시뮬레이션을 통하여 계산하였다. 또한 GPS 신호 단절 시에 고도계, 전자나침반 및 2가지 센서를 동시에 이용하는 MultiSensor를 이용하여 중급 및 저급 IMU를 보정하였을 경우의 정확도 향상 효과를 분석하였다. 실험 결과 중급 IMU의 경우 MMS에서 요구되는 3차원 위치오차 정확도가 5m라고 가정할 경우 GPS 단절 시간이 30초가 넘으면 요구 정확도를 만족하지 못하였다. 하지만 GPS 단절 구간에서 고도계 전자나침반 그리고 MultiSensor를 이용하여 IMU 보정을 수행할 경우 약 60초까지 요구정확도를 만족하였다. 또한 고도계 및 전자나침반을 동시에 사용할 경우 고도계에 의한 영향이 더욱 큰 것으로 판단된다 MEMS IMU와 같은 저급 IMU가 사용되는 보행자 항법 시스템의 요구 위치 정확도가 약 20m라고 가정할 경우 4초 이후에는 요구 정확도를 만족하지 못하였으며 자세 오차도 매우 급증하였다. 하지만 GPS 신호 단절시 보조센서를 이용하여 저급 IMU 보정을 수행하였을 경우 약 15초까지 요구 정확도를 만족할수 있을 것으로 시뮬레이션 결과 예측되었으며 또한 중급 IMU 실험과는 반대로 보행자 항법과 같은 속도가 느린 시스템에서 고도계 및 전자나침반 2가지 센서를 동시에 사용할 경우 전자나침반에 의한 영향이 더욱 큰 것으로 나타났다. 본 연구는 GPS 신호 단절이 발생할 수 있는 지역에 대하여 MMS 또는 보행자 항법시스템을 운용할 경우 요구 정확도에 따른 보조센서 통합을 이용하여 정확도를 높이는 자료로써 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.99-104
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• 2012

미국은 GPS 현대화 계획을 추진하고 있으며 그 주요 내용 중의 하나가 L5 신호를 제공하는 것이다. 1176.45MHz 대역의 L5 주파수는 항공기의 안전운항을 위해 할당한 주파수 대역을 사용하여 안정적인 항법 서비스를 제공할 수 있고, L1 주파수와 동시에 사용시 이온층 오차를 제거하여 보다 높은 측위 정밀도를 제공할 수 있다. 그러나, L5 신호의 코드길이는 L1 신호에 비해 10배가 더 길기 때문에 L5 신호의 획득시간도 L1 신호에 비해 더 길어진다. 이러한 단점을 개선하기 위해서는 신호획득에 사용되는 상관기 갯수를 늘려야 하는데, 이는 상관기 구조가 복잡해지고 연산량이 많아지는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문은 GPS L1/L5 겸용 수신기에서 L1 신호처리 결과를 이용하여 L5 신호추적하는 방법을 제안한 것으로, L5 신호획득 과정을 사용하지 않으므로 L5 신호획득을 위한 별도의 하드웨어가 필요하지 않다. 제안된 방법은 동일한 GPS 위성에서 전송하는 L1/L5 신호는 코드시작시점의 코드위상이 동기가 되어 있다는 특성을 이용하여 L1 신호의 메시지 비트가 시작하는 시점에 L5 코드의 시작시점을 동기시킨다. 그리고, GPS L1 신호를 처리하여 산출된 도플러 주파수 변이값을 이용하여 캐리어 주파수간의 관계식을 통해 GPS L5 도플러 주파수 변이값을 계산한다. 이렇게 계산된 L5 신호의 코드시작시점과 도플러 주파수 변이값을 이용하면 L5 신호획득을 위한 별도의 상관기 모듈을 사용하지 않고 L5 신호를 추적 할 수 있다. 본 논문에서 제안한 방법은 시뮬레이션 결과를 통해 이론적 분석의 타당성을 입증한다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.58-63
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• 2015

GPS(Global Positioning System는 지구상에서 약 2km 떨어진 위성으로부터 송신한 신호를 수신하므로 그 수신감도가 매우 낮아 재밍과 간섭에 매우 취약하다. 따라서 GPS 수신단에서 항재밍 능력에 대한 필요성은 점점 증가하고 있다. 이러한 GPS의 취약성을 이용하여 전시 상황에서 적군은 재밍 기법을 이용하여 수신단에서 아군의 GPS 신호를 이용한 정확한 측위를 방해한다. 따라서 전시상황에 대비하여 재밍 환경에 대응하고, 측위 정보를 획득할 수 있는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 재밍 환경에서의 측위 정확도를 향상시키기 위해 BSS(Blind Source Separation) 기법을 사용하여 GPS 신호와 재밍 신호를 분리하는 방법을 제안한다. 또 재밍신호와 분리된 GPS 신호에는 여전히 잡음(noise)이 존재해 정확한 측위 정보를 획득하기 어렵다. 따라서 잡음을 효과적으로 제거하기 위해 웨이블릿 임계화 기법을 사용한다. 실험 결과는 본 연구실에서 수행한 GPS/QZSS/Wi-Fi 밀결합 측위기법의 테스트 결과를 이용하여 재밍 환경에서의 BSS 와 웨이블릿 임계화 기법을 통한 정확도 향상을 보이며 제안한 시스템 모델의 우수성을 입증한다.

• 대한공간정보학회지
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• 제14권3호
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• pp.47-53
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• 2006

본 연구에서는, 보행자의 연속적이고 정확한 위치결정을 위한 보행자 측위시스템의 알고리즘을 소개하고 그 정확도를 분석하였다. 다양한 환경에서의 GPS 신호의 두절에 따른 위치의 불연속성을 해결하기 위하여, GPS, INS, 기압계와 방위계를 강결합의 형태인 중앙 집중형 칼만필터에서 융합하였다. 특히, 저가의 실질적인 시스템을 구성하기 위하여, MEMS IMU를 사용하였고, 실시간 계산의 용이성을 위하여 의사거리를 처리하였다. 이때 저가기기의 선택에 따른 높이와 방위값의 정확도를 보완하기 위하여 압력계와 방위계로부터 측정된 값을 이용한다. 편이, 스케일 오차 등의 상세한 수학적 모델과 융합방법을 소개하였고, 그 결과를 고성능의 GPS/INS 로부터 나온 결과와 비교 검토하였다. 특히 GPS 신호가 단절되었을 경우에 대한 위치 및 자세의 결과 비교를 통하여 위치 획득 정확도 및 가능성을 분석하였고, 향후 연구 방향을 소개하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권12호
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• pp.1112-1115
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• 2016

위성항법시스템은 민간 및 군수 분야에서 널리 사용되고 있는 유용한 시스템이다. 그러나 지구 상공 2만 km 이상 원거리 송신 신호로 인한 수신 감도 미약으로, 위성항법시스템의 신호는 항재밍 공격에 취약하다. 본 논문에서는 항재밍 소형 GPS 배열안테나 설계를 위한 선행 연구로 전기적으로 초소형인 GPS 안테나 소자를 효율적으로 정합하는 비 포스터 정합회로에 대한 연구를 수행하였다. 전기적으로 소형인 GPS 안테나는 높은 품질계수로 인해 방사 이득이 낮고, 광대역 정합이 어렵다. 이를 해결하기 위해 소형 GPS 안테나용 비 포스터 정합회로(non-Foster matching circuit)를 설계하였다. Linvill의 교차 결합쌍 트랜지스터로 구성된 네거티브 임피던스 변환기 회로를 제작하였으며, 시간 영역에서 안정도 검증을 통해 안정성을 확인하였다. 비 포스터 정합회로를 이용한 소형 GPS 안테나 무반사실 측정결과, 전면방향이득이 17 dB 이상 개선됨을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1312-1317
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• 2013

의사위성은 GPS의 보조적인 역할을 하는 위성으로 우주 상공의 GPS 위성과는 달리 지상의 고정된 장소에 설치되어 GPS 신호의 수신이 좋지 않은 지역이나 실내, 특정 지역에서 인공위성을 대체하는 항법 시스템이다. 의사위성을 이용해 측위 기능을 수행하기 위해서는 의사위성과 GPS 위성간의 시각동기가 요구된다. 일반적으로 $1{\mu}sec$의 시각동기 오차가 발생한 경우 300m의 의사거리 오차가 발생하며 미터단위의 측위를 위해서는 나노세크급의 시각동기가 요구된다. 이러한 동기 성능은 측위 성능에 매우 중요한 역할을 하게 된다. 본 논문에서는 일반적인 시각동기방안 및 동기 오차요소에 대해 언급하고 의사위성의 클럭을 GPS 위성 클럭에 동기 시키기 위한 의사위성 스테이션 구축 기법, 한국표준과학연구원의 시각정보원 활용 기법, PRN 코드 위상차 활용 기법의 3가지 방안 제시하였다. 또한 방안에 따른 동기 성능 분석을 위해 시뮬레이션 플랫폼을 제안하였다.

• 한국측량학회지
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• 제15권2호
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• pp.165-173
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• 1997

동적 DGPS 측위에 의해 결정된 투영중심 좌표를 이용한 결합 번들블럭조정은 높은 정확도를 가지게 되었으며, 지상좌표 표준편차가 $\pm$10cm 이내로 결정될 수 있다. 이러한 정확도 수준에서는 더 작은 오차 성분이 중요하게 되었으며, 이 가운데 중요한 것은 GPS-Antenna 위치 사이에서 시간의 함수로 투영중심을 보간하는 것이다. 선형보간은 비행기의 비선형 움직움을 고려하지 않는 반면 최소제곱 다항식에 의한 보간은 비행기의 거동이 더 정확하게 고려되고, 위성의 상실과 신호차단 등에 의한 GPS위치의 과대오차를 소거하여 준다. 본 연구대상지 RHEINKAMP에서 3초의 시간을 이용한 보간은 MAA의 6-7초의 시간간격을 이용한 보간과는 다르며, 이러한 GPS위치는 국부회귀 다항식에 의하여 과대오차로 확인되었고, 이것은 정확한 블럭조정을 위해서는 무시할 수 없다.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권6호
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• pp.130-138
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• 2012

There are increasing demands from the industry for intelligent robot-calibration solutions, which can be tightly integrated to the manufacturing process. A proposed solution can simplify conventional robot-calibration and teaching methods without tedious procedures and lengthy training time. iGPS(Indoor GPS) system is a laser based real-time dynamic tracking/measurement system. The key element is acquiring and reporting three-dimensional(3D) information, which can be accomplished as an integrated system or as manual contact based measurements by a user. A 3D probe is introduced as the user holds the probe in his hand and moves the probe tip over the object. The X, Y, and Z coordinates of the probe tip are measured in real-time with high accuracy. In this paper, a new approach of robot-calibration and teaching system is introduced by implementing a 3D measurement system for measuring and tracking an object with motions in up to six degrees of freedom. The general concept and kinematics of the metrology system as well as the derivations of an error budget for the general device are described. Several experimental results of geometry and its related error identification for an easy compensation / teaching method on an industrial robot will also be included.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권5호
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• pp.343-349
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• 2006

기존 DGPS 기준국용 GPS 수신기의 초기동기 방법은 잡음환경에 대한 강건성 향상을 위해 동기 누적 기법과 비동기 누적 기법을 함께 이용하고 있다. 그러나, 기존 DGP통 기준국용 GPS 초기동기 방법은 잡음환경에서 발생하는 신호획득 손실 중에서 우세한 성분인 비동기 누적 손실이 발생할 뿐만 아니라 잡음세기가 커질수록 비동기 누적 손실도 커지는 문제가 있다. 본 논문에서는 잡음환경에 강인한 DGPS 기준국을 위해 기존 GPS 초기동기의 비동기 누적 손실 문제를 해결한 새로운 GPS 초기동기 방법을 제안하고, 제안하는 GPS 초기동기 방법이 비동기 누적 손실을 억제하는 효과가 있음을 보인다. 그리고, 평균 초기동기 획득시간 측면에서 제안하는 GPS 초기동기 방법이 기존 GPS 초기동기 방법이 검색해야 할 셀의 개수 보다 더 적은 셀을 검색하는 이점이 있음을 보인다. 마지막으로 GPS 시뮬레이터를 이용한 모의실험을 통해 제안하는 GPS 초기동기 방법이 잡음세기가 증가한 환경에서 높은 신호대 잡음비로 GPS 신호를 획득할 수 있음을 확인한다.