• Title/Summary/Keyword: Navigation Satellite System

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Accuracy Analysis of GNSS-derived Orthometric Height in Mountainous Areas

  • Lee, Jisun;Kwon, Jay Hyoun;Lee, Hungkyu;Park, Jong Soo
    • 한국측량학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.403-412
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    • 2018
  • Recently, GNSS (Global Navigation Satellite System)-derived orthometric height determination has been studied to improve the time and cost-effectiveness of traditional leveling surveying. However, the accuracy of this new survey method was evaluated when unknown points are located lower than control points. In this study, the accuracy of GNSS-derived orthometric height was examined using TPs (Triangulation Points) to verify the stability of surveying in mountainous areas. The GNSS survey data were obtained from Mungyeong, Unbong/Hadong, Uljin, and Jangseong. Three unknown points were surrounded by more than three UCPs (Unified Control Points) or BMs (Benchmarks) following the guideline for applying GNSS-derived orthometric height determination. A newly developed national geoid model, KNGeoid17 (Korean National Geoid 2017), has been applied for determining the orthometric height. In comparison with the official orthometric heights of the TPs, the heights of the unknown points in Mungyeong and Unbong/Hadong differ by more than 20 cm. On the other hand, TPs in Uljin and Jangseong show 15-16 cm of local bias with respect to the official products. Since the precision of official orthometric heights of TPs is known to be about 10 cm, these errors exceed the limit of the precision. Therefore, the official products should be checked to offer more reliable results to surveyors. As an alternative method of verifying accuracy, three different GNSS post-processing software were applied, and the results from each software were compared. The results showed that the differences in the whole test areas did not exceed 5 cm. Therefore, it was concluded that the precision of the GNSS-derived orthometric height was less than 5 cm, even though the unknown points were higher than the control points.

Precision Evaluation of Recent Global Geopotential Models based on GNSS/Leveling Data on Unified Control Points

  • Lee, Jisun;Kwon, Jay Hyoun
    • 한국측량학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.153-163
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    • 2020
  • After launching the GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) which obtains high-frequency gravity signal using a gravity gradiometer, many research institutes are concentrating on the development of GGM (Global Geopotential Model) based on GOCE data and evaluating its precision. The precision of some GGMs was also evaluated in Korea. However, some studies dealt with GGMs constructed based on initial GOCE data or others applied a part of GNSS (Global Navigation Satellite System) / Leveling data on UCPs (Unified Control Points) for the precision evaluation. Now, GGMs which have a higher degree than EGM2008 (Earth Gravitational Model 2008) are available and UCPs were fully established at the end of 2019. Thus, EIGEN-6C4 (European Improved Gravity Field of the Earth by New techniques - 6C4), GECO (GOCE and EGM2008 Combined model), XGM2016 (Experimental Gravity Field Model 2016), SGG-UGM-1, XGM2019e_2159 were collected with EGM2008, and their precisions were assessed based on the GNSS/Leveling data on UCPs. Among GGMs, it was found that XGM2019e_2159 showed the minimum difference compared to a total of 5,313 points of GNSS/Leveling data. It is about a 1.5cm and 0.6cm level of improvement compare to EGM2008 and EIGEN-6C4. Especially, the local biases in the northern part of Gyeonggi-do, Jeju island shown in the EGM2008 was removed, so that both mean and standard deviation of the difference of XGM2019e_2159 to the GNSS/Leveling are homogeneous regardless of region (mountainous or plain area). NGA (National Geospatial-Intelligence Agency) is currently in progress in developing EGM2020 and XGM2019e_2159 is the experimentally published model of EGM2020. Therefore, it is expected that the improved GGM will be available shortly so that it is necessary to verify the precision of new GGMs consistently.

차세대 GPS 시스템에 알맞은 국소 신호 설계 (Local Signal Design for Future GPS Systems)

  • 채근홍;윤석호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권6호
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    • pp.350-356
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    • 2014
  • 본 논문에서는 차세대 GPS 시스템에 채용된 시간 복합 이진 옵셋 반송파의 (time-multiplexed binary offset carrier: TMBOC) 신호 추적 성능을 향상시키기 위한 국소 신호를 설계한다. 구체적으로 TMBOC 변조는 BOC(6,1) 신호 성분을 포함하고 있다는 점으로부터 착안하여, TMBOC(6,1,4/33) 신호의 부반송파를 BOC(6,1) 부 반송파 펄스 주기로 일정하게 나누는 방식으로 국소 신호를 설계한다. 이후, 설계한 국소 신호를 통해 얻은 부분 상관함수들을 재조합하여 TMBOC(6,1,4/33) 신호의 자기상관함수에 존재하는 주변 첨두를 제거함으로써 모호성 문제를 해결한다. 모의실험을 통해 설계한 국소 신호를 이용하여 신호 추적을 수행할 경우, 자기상관함수 및 기존의 기법을 이용하는 경우에 비해 향상된 추적 오류 표준편차 (tracking error standard deviation: TESD) 성능을 가짐을 확인하였다.

산악지 표고결정에 있어서 GNSS/Geoid 기술의 활용가능성 분석 (Analysis of the Feasibility of GNSS/Geoid Technology in Determining Orthometric Height in Mountain)

  • 이석배;이근상;이민근
    • 대한공간정보학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.57-65
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    • 2017
  • 본 연구는 산악지 표고결정에 있어서 GNSS/Geoid기술의 활용가능성을 분석하고자 한 연구이다. 연구를 위하여 지리산 일원에 테스트베드를 설정하고 GNSS관측을 실시하였으며 EGM2008, KNGeoid13, KNGeoid14 지오이드모델을 적용하여 39개의 수준점의 정표고를 결정하였다. 그리고 국토지리정보원의 수준점 성과와 비교하여 정확도를 평가하였으며 그 결과를 항공사진측량 작업규정에서 분석하였다. 연구결과 GNSS/Geoid기술에 의한 표고결정 정확도는 KNGeoid14 지오이드모델을 적용하였을 때 ${\pm}7.1cm$가 되는 것을 알 수 있었으며, 항공사진측량의 항공삼각측량에 필요한 지상의 표고기준점을 구할 때 도화축척 1/1000이하의 축척에는 사용가능함을 확인할 수 있었다.

이진 옵셋 반송파 신호 추적 성능 향상을 위한 비모호 상관함수 (An Unambiguous Correlation Function to Improve Tracking Performance for Binary Offset Carrier Signals)

  • 우성혁;채근홍;이성로;윤석호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제40권7호
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    • pp.1433-1440
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    • 2015
  • 본 논문에서는 이진 옵셋 반송파 (binary offset carrier: BOC) 신호의 추적 성능 향상을 위한 비모호 상관함수를 제안한다. 구체적으로는 BOC 신호의 부반송파를 여러 개의 펄스가 존재하는 형태로 해석하고, BOC 신호의 자기상관함수를 여러 개의 부분상관함수들의 합으로 해석한다. 이후 두 개의 부분상관함수를 조합하여 새로운 두개의 부상관함수를 생성하고, 부상관함수와 부분상관함수의 조합을 통하여 폭을 조절할 수 있으며 주변 첨두를 가지지 않는 비모호 상관함수를 제안한다. 모의실험을 통해 신호 추적에 제안한 상관함수를 이용한 경우 기존의 상관함수들을 이용한 경우에 비해 더욱 향상된 추적 오류 표준편차를 가지는 것을 확인한다.

ADS-B 1090ES 지상국 수신기 구현에 관한 연구 (A Study on the Realization of ADS-B 1090ES Ground Station Receivers)

  • 박찬섭;윤준철;조주용;신희성;서종덕;박효달;강석엽
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.79-88
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    • 2015
  • 본 논문에서는 차세대 항공 관제시스템의 핵심이라고 할 수 있는 ADS-B 지상 감시장비를 소개하고, ADS-B 1090ES 지상국 수신기를 연구하였다. 국제 표준 문서와 기존 제품의 성능을 분석하여 성능과 신뢰성이 보장되는 최적의 규격을 결정하였다. 초단인 RF단은 저전력, 저잡음, 고이득 특성에 적합한 바이어스 회로를 구성하여 설계하였으며, 신호처리부는 수신 악조건 하에서도 최적의 신호처리(복호)가 가능하도록 구성하였다. 또한 최종단이라고 할 수 있는 MCU부는 외부와의 고속 통신을 고려하여 최신의 CPU를 채택하여 구성했으며, 원격제어 통신은 SNMP를 채택하였다. 개발된 수신기는 국내외 기술 기준을 모두 만족하며, 외산 제품보다 성능 면에서 비교 우위에 있는 것으로 판단된다.

GPS 기선해석에 의한 타원체고 추정에서 대류권 오차 보정기법이 정확도에 미치는 영향에 관한 실험적 분석 (Impact of Tropospheric Modeling Schemes into Accuracy of Estimated Ellipsoidal Heights by GPS Baseline Processing: Experimental Analysis and Results)

  • 이흥규
    • 한국측량학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.245-254
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    • 2018
  • 본 논문에서는 GPS 높이측량의 정확도 제고 측면에서 대류권오차 보정방법이 기선해석을 통한 타원체고 추정 정확도와 정밀도에 미치는 영향을 실험적 방법에 의해 연구하였다. 이를 위해 국내 상시관측소 88점을 이용해 기선장과 표고차에 따라 247개 기선을 구성하고, GNSS 통합 데이터센터로부터 7일 분량의 관측 데이터를 취득한 후 2가지 기선해석 소프트웨어에 의해 Hopfield, 수정 Hopfield 그리고 Saastamoinen와 같은 경험식과 이중차분 및 정밀절대측위 대류권 오차 추정기법을 적용해 총 8,645개 실험기선을 처리하였다. 산정한 각 관측점 타원체고의 정확도와 정밀도를 오차 보정기법 따라 계산하고 기선장과 표고차와 같은 기선 구성 조건에 대해 분석하였다. 이를 통해 대류권오차 보정방식의 특징을 정확도와 정밀도 측면에서 고찰하고 GPS 높이측량의 기선해석에서 기선장과 표고차에 대해 적합한 대류권오차 모형화 기법선정을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.

BOC 신호 동기화를 위한 새로운 주변 첨두 제거 기법 (A Novel Side-Peak Cancellation Method for BOC Signal Synchronization)

  • 김상훈;윤태웅;이영윤;한태희;윤석호
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권1C호
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    • pp.131-137
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    • 2009
  • Bin offset carrier (BOC) 신호 동기화 과정은 GPS, Galileo와 같은 위성항법시스템에서 가장 중요한 단계이다. BOC 신호 동기화 과정은 일반적으로, 수신 BOC 신호와 단말기의 BOC 신호 사이의 상관함수를 이용하여 이루서진다. 따라서 BOC 자기상관함수의 다중 첨두 문제는 동기화 오차의 주요한 원인이 된다. 최근 Julien에 의해 BOC 상관함수 상의 주변 첨두 크기를 줄일 수 있는 기법이 제안되었다. 그러나 이 기법은 주변 첨두를 완벽히 제거하지 못하며, 적용할 수 있는 신호도 제한적이다. 본 논문에서는 주변 첨두가 완벽히 제거된 새로운 상관함수를 제안하였다. 제안한 상관함수는 sine 위상 및 cosine 위상의 BOC 신호 모두에 적용할 수 있으며, 주변 첨두를 완벽히 제거할 수 있다. 또한 제안한 상관함수를 효율적으로 구현할 수 있는 상관기 구조도 제안하였다.

도심에서의 측정치 추정을 적용한 항법성능 향상 연구 (A Performance Improvement on Navigation Applying Measurement Estimation in Urban Weak Signal Environment)

  • 박슬기;조득재
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권11호
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    • pp.2745-2752
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    • 2014
  • 미래의 교통체계를 대비하기 위하여 차량 전자장비의 기술도 급속히 발전하고 있다. 특히, 자율주행의 연구는 활발히 이루어지고 있으며, 정확하고 믿을 수 있는 위치결정이 가장 중요한 요구사항이다. 그러나 도심지역에서 위치결정의 가장 큰 문제점은 위선 신호 단절과 다중경로 오차이다. 본 논문에서는 GPS(Global Positioning System) 단독으로 이상신호를 판단하고 이를 제거 또는 측정치를 추정하여 위치결정하는 방법을 제안하였다. GPS 신호만으로 다중경로 혹은 위성신호차단을 판단하기 위하여 앙각과 신호잡음비 데이터간의 연관관계를 정의하였으며, 이를 기준으로 측정치를 추정할 것인지 제거할 것인지를 결정하며, 정상상태 신호의 시차분 측정치를 이용하여 현재 측정치를 추정할 수 있다. 제안한 알고리즘의 효용성을 검증하기 위하여 차량을 이용하여 도심에서 실험을 수행하였다. 제안한 이상신호 판단 기준을 통하여 전체 실험 수행구간중 이상신호는 11% 발생하였으며, 크게는 100m가량의 오차를 보였다. 이러한 이상신호를 제거하거나 측정치를 추정하여 위치결정 결과 수평측위오차가 RMS 9.48m 향상되었다.

VLBI TRF Combination Using GNSS Software

  • Kwak, Younghee;Cho, Jungho
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제30권4호
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    • pp.315-320
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    • 2013
  • Space geodetic techniques can be used to obtain precise shape and rotation information of the Earth. To achieve this, the representative combination solution of each space geodetic technique has to be produced, and then those solutions need to be combined. In this study, the representative combination solution of very long baseline interferometry (VLBI), which is one of the space geodetic techniques, was produced, and the variations in the position coordinate of each station during 7 years were analyzed. Products from five analysis centers of the International VLBI Service for Geodesy and Astrometry (IVS) were used as the input data, and Bernese 5.0, which is the global navigation satellite system (GNSS) data processing software, was used. The analysis of the coordinate time series for the 43 VLBI stations indicated that the latitude component error was about 15.6 mm, the longitude component error was about 37.7 mm, and the height component error was about 30.9 mm, with respect to the reference frame, International Terrestrial Reference Frame 2008 (ITRF2008). The velocity vector of the 42 stations excluding the YEBES station showed a magnitude difference of 7.3 mm/yr (30.2%) and a direction difference of $13.8^{\circ}$ (3.8%), with respect to ITRF2008. Among these, the 10 stations in Europe showed a magnitude difference of 7.8 mm/yr (30.3%) and a direction difference of $3.7^{\circ}$ (1.0%), while the 14 stations in North America showed a magnitude difference of 2.7 mm/yr (15.8%) and a direction difference of $10.3^{\circ}$ (2.9%).