• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권1호
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• pp.51-58
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• 2023

Geofencing supports unmanned aerial vehicle (UAV) operation by defining stay-in and stay-out regions. National Aeronautics and Space Administration (NASA) has developed a prototype of the geofencing function, SAFEGUARD, which prevents stayout region violation by utilizing position estimates. Thus, SAFEGUARD depends on navigation system performance, and the safety risk associated with the navigation system uncertainty should be considered. This study presents a methodology to compute the safety risk assessment-based along-track position error bound under nominal and Global Navigation Satellite Systems (GNSS) failure conditions. A Kalman filter system using pseudorange measurements as well as pseudorange rate measurements is considered for determining the position uncertainty induced by velocity uncertainty. The worst case pseudorange and pseudorange rate fault-based position error bound under the GNSS failure condition are derived by applying a Receiver Autonomous Integrity Monitor (RAIM). Position error bound simulations are also conducted for different GNSS fault hypotheses and constellation conditions with a GNSS/INS integrated navigation system. The results show that the proposed along-track position error bounds depend on satellite geometries caused by UAV attitude change and are reduced to about 40% of those of the single constellation case when using the dual constellation.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.239-247
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• 2022

The existing studies on the localization in the GNSS (Global Navigation Satellite System) denied environment usually exploit low-cost MEMS IMU (Micro Electro Mechanical Systems Inertial Measurement Unit) sensors to replace the GNSS signals. However, the navigation system still requires GNSS signals for the normal environment. This paper presents an integrated GNSS/INS (Inertial Navigation System) navigation system which combines GNSS and multiple IMU sensors using extended Kalman filter in partially GNSS-denied environments. The position and velocity of the INS and GNSS are used as the inputs to the integrated navigation system. The Mahalanobis distance is used for novelty detection to detect the outlier of GNSS measurements. When the abnormality is detected in GNSS signals, GNSS data is excluded from the fusion process. The performance of the proposed method is evaluated using MATLAB/Simulink. The simulation results show that the proposed algorithm can achieve a higher degree of positioning accuracy in the partially GNSS-denied environment.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권1호
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• pp.37-45
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• 2008

최근 IMO의 항해안전전문위원회(NAV) 통신작업반을 중심으로 E-Navigation(E-Nav) 전략개발에 관한 연구가 진행되고 있다. E-Nav 전략개발을 위한 통신망 아키텍처의 설계는 선교시스템의 표준 및 미래 항해 및 해양통신 장비에 관한 국가 R&D 프로젝트 방향을 결정하는 중요한 부분이다. 본 연구는 E-Nav 이용자 요구분석을 통하여 항해안전을 향상시키고 해상운송의 부가적인 이익을 가져다 줄 수 있는 E-Nav 서비스를 도출하고 통신망 기준모델을 설계하는데 목적을 두고 있다. 본 연구에서는 E-Nav 서비스를 크게 안전 및 보안, 해양기상, 조난, 비즈니스, 인포테인먼트(infotainment)의 5가지 분야로 나누고, 각 분야 별로 요구되는 E-Nav 서비스를 도출하였다. 그 결과로서 도출된 E-Nav 서비스 지원을 위한 통신망 아키텍처를 제안하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2009년도 정보 및 제어 심포지움 논문집
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• pp.153-155
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• 2009

Cleaning robot system consists of four parts; navigation system for moving of robot, cleaning system, power system, and main system with cleaning algorithm. Navigation system is the most expensive part because it has motors and sensors which is high price. Navigation system is also essential to service robot system, but user should buy two systems which are service robot system and cleaning robot system. If it is possible to share navigation system, user can save money. In this paper, we design the cleaning robot system based on modular architecture.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.1695-1703
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• 2014

운전 중 내비게이션을 조작하는 것은 집중력이 분산되어 교통사고로 이어질 수 있으며, 특히 고령자나 초보 운전자에게는 더욱 위험하다. 최근에는 도로교통법 개정으로 운전 중 영상표시장치를 시청하거나 조작하는 것이 금지되어 현실적으로 자동차 내비게이션의 사용이 어려워졌다. 본 논문은 이러한 불편을 보완하기 위해 운전자가 아닌 다른 사람이 내비게이션을 대신 조작할 수 있는 시스템을 설계하고 구현한다. 인터넷 연결이 불가능한 내비게이션을 원격에서 제어할 수 있도록 운전자의 스마트폰을 중계 장치로 활용하는 방안을 제안하고, 여기에 필요한 단말 애플리케이션 및 서버를 설계하고 구현한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.135-144
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• 2021

철도 시스템에서는 인프라 기반의 열차 검측시스템을 통해 열차의 위치정보를 획득하는 것이 일반적이다. 하지만 미검출 및 오검출에 의해 잘못된 위치정보가 제공될 수 있으며, 이로 인한 사고를 야기할 수 있는 문제점을 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는 센서 기반 복합항법시스템을 사용하여 열차의 위치정보를 제공하는 방법을 제안한다. 그러나 정확한 정보제공을 위해 복합 항법 시스템의 신뢰성을 검증해야 한다. 따라서 본 논문에서는 실 궤적을 기반으로 기준 궤적과 센서 데이터를 생성하고 다양한 시나리오에 따른 복합 항법 시스템의 성능을 실 궤적 상에서 분석할 수 있는 시뮬레이터를 개발한다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제34권4호
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• pp.278-285
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• 2009

Navigation system is applied in variety of fields including the simple location positioning, autopilot navigation of unmanned robot tractor, autonomous guidance systems for agricultural vehicles, construction of large field works that require high precision and map making process. Particularly utilization of GPS (Global Positioning System) is very common in the present navigation system. This study introduces a navigation system for autonomous field robot that travels to the pre-input path using GPS information. Performance of the GPS- based navigation is highly depended on its receiving rate because GPS receivers do not acquire any navigation information in the period between the refresh intervals. So this study presents an algorithm that improves an accuracy of the navigation by estimation the positional information during the blind period of a low rate GPS receiver. In fact the algorithm calculated the robot's heading in a 50 Hz rate, so the blind period of an 1 Hz GPS receiver is extensively covered. Consequently implementation of the algorithm to the GPS based navigation showed an improvement in guidance accuracy. The conventional field robot directly carried an expensive control computer and sensors onboard, therefore the miniaturization and weight reduction of the robot was limited. In this paper, the field robot carried only communication equipments such as GPS module, normal RC receiver, and bluetooth modem. This enabled the field robot to be built in an economic cost and miniature size.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.544-555
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• 2016

공항조직은 자존감을 획득하는 데 지속적으로 투자해야 한다. 이는 자존감이 보다 더 생산적이 될 것이기 때문이다. 본 논문의 목적은 항행시스템이 운영성과에 미치는 영향을 분석하고 자존감의 조절효과를 검증하는 것이다. 인천국제공항과 김포국제공항의 설문조사는 항행시스템 운영자 관점에서 공항의 운영성과를 설명할 수 있는 요인들을 더 잘 이해하기 위해 수행되었다. 이것은 항행정책, 유지보수, 증진활동 및 자존감의 증강된 활동 및 공항의 운영성과와 같은 구성요소를 포함한다. 본 연구의 발견은 자존감이 적극적으로 증진됨으로써 공항의 운영성과에 영향을 미친다는 것을 나타낸다. 또한 항행정책, 유지보수, 증진활동이 공항의 운영성과에 영향을 미치고 있다는 것을 확인하였다. 본 연구결과는 자존감이 주어진 공항조직에서 항행시스템 운영자의 자존감을 평가하는 강력한 측정도구의 기초가 될 수 있음을 제안한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.92-100
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• 2020

SBAS는 정지 궤도 위성을 이용하여 보정 정보와 GNSS 위성의 고장 유무 등을 메시지 형태로 전송하여 GNSS 항법 사용자의 정확성과 무결성, 가용성, 연속성을 보강하는 시스템이다. SBAS가 제공하는 보정 정보는 250 bps의 통신 속도로 제공되며, 의사거리 오차, 위성 궤도 오차, 위성 시계 오차, 이온층 지연 오차 등의 다수의 메시지 수신이 필요하다. 따라서 SBAS가 적용된 초기 위치 결정에는 기존 GNSS에 비해 많은 시간이 소요되며, 수신기 동작 초기부터 SBAS 보강 항법의 활용에는 어려움이 있다. 본 논문에서는 SBAS 초기 위치 결정 시간의 단축을 위한 A-SGNSS 운용 개념을 제안한다. 그리고 제안한 A-SGNSS의 효용성 검토 및 운용 시 필요한 최소 메시지 정보를 정리하였으며, 제안한 방안을 적용한 SBAS 초기 위치 결정 소요 시간을 분석 하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.33-39
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• 2004

This paper presents a hybrid underwater navigation system for unmanned underwater vehicles, using an additional range sonar, where the navigation system is based on inertial and Doppler velocity sensors. Conventional underwater navigation systems are generally based on an inertial measurement unit (IMU) and a Doppler velocity log (DVL), accompanying a magnetic compass and a depth sensor. Although the conventional navigation systems update the bias errors of inertial sensors and the scale effects of DVL, the estimated position slowly drifts as time passes. This paper proposes a measurement model that uses the range sonar to improve the performance of the IMU-DVL navigation system, for extended operation of underwater vehicles. The proposed navigation model includes the bias errors of IMU, the scale effects of VL, and the bias error of the range sonar. An extended Kalman filter was adopted to propagate the error covariance, to update the measurement errors, and to correct the state equation, when the external measurements are available. To illustrate the effectiveness of the hybrid navigation system, simulations were conducted with the 6-d.o.f. equations of motion of an AUV in lawn-mowing survey mode.