• 한국항해항만학회지
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• 제33권6호
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• pp.395-400
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• 2009

본 논문에서는 DGNSS의 현대화에 대비하고 국제적으로 논의되고 있는 소프트웨어 기반 RSIM 시스템의 기능구현을 위하여, 해양용 DGPS 기준국의 무결성 감시 기능을 설계한다. 무결성 감시국(IM)의 핵심 기능은 기준국 시스템 이상에 따른 알람정보의 생성과 피드백 메시지를 기준국(RS)으로 전송하는 것이다. 이러한 무결성 감시 기능의 설계 및 실험적 차원의 성능 검증을 위하여, 먼저 소프트웨어 RSIM의 아키텍처에 대해 살펴보고, 다음으로 RTCM SC-104 RSIM의 해양용 DGPS 기준국 무결성 감시를 위한 성능 표준에 대하여 분석한다. 그리고 성능표준에 기반한 무결성 감시국 기능을 설계하고, 무결성 정보 생성 및 처리과정을 제시한다. 마지막으로 GNSS 시뮬레이터를 이용한 실험을 통해 무결성 감시국 기능의 성능분석 결과를 제시하고 시스템 구현을 위한 향후 연구방향에 대해 논의한다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제4권4호
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• pp.187-193
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• 2015

A maritime Differential Global Positioning System (DGPS) reference station broadcasts correction information to users having a DGPS receiver so that the navigation performance can be improved. A maritime DGPS reference station consists of a reference station (RS) that generates and broadcasts correction information, an integrity monitor (IM) that monitors the integrity of correction information, and a control station (CS) that controls them. A maritime DGPS reference station is continuously operated for 24 hours, and thus improvement in the ease of operation is a major element that can improve the performance of the system. In this study, a configuration of a maritime DGPS reference station that can improve the ease of operation and a relevant protocol were proposed, and an example of the implementation of the proposed system was presented.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.12-20
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• 2017

국내에서 운용하고 있는 해양 DGPS는 다중 GNSS 수신기를 활용하여 사용자에게 의사거리 보정정보를 제공하고, 지속적으로 보정정보 의무결성을 감시하는 역할을 수행한다. 해양 DGPS 기준국 (RSIM; reference station and integrity monitor)은 서비스 단절 상황을 막기 위하여 상태 감시 요소에 대한 알람 수준을 설정하여 시스템을 정지시키고, 백업시스템으로 전환하거나, 문제 사항에 대해 파악하여 대응할 수 있도록 한다. 해양 DGPS 기준국 운용 시 이중화 시스템 적용되어 시스템 오작동에 의한 서비스 중단 등의 상황에 대비 할 수 있으나, 백업용 시스템까지 문제가 발생하거나, 외부 요인에 의해 발생하는 서비스 중단에 대해서는 대비할 수 없다. 본 논문에서는 운영자가 사전에 문제 발생 가능성에 대해 확인하여 대응할 수 있도록, 기존의 알람과 정상 상태에 추가적으로 경고 기준값을 제시하였으며, 이를 위해 기준국에서 생성한 상태 감시 정보를 마코프 분석 방식을 통하여 분석하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.328-333
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• 2012

현재 운영 중인 위성항법보정시스템(Differential GPS)은 기준국(Reference Station), 감시국(Integrity Monitor), 그리고 제어국(Control Station)으로 구성되어 있다. 기준국(RS)에서는 의사거리 보정정보(Pseudorange Correction)를 계산하고 RTCM 국제표준 메시지를 생성하여 사용자에게 방송한다. 감시국(IM)에서는 기준국으로부터 보정정보를 수신하여 보정정보가 허용치 이내인지를 검사한다. 그리고 제어국(CS)에서는 기준국과 감시국의 기능 및 성능 파라미터 제어, 상태 감시를 수행한다. DGPS 무결성 감시국의 핵심 기능은 보정정보의 검사와 기준국으로 피드백 메시지를 전송하는 것이다. 하지만 무결성 감시를 위한 현재의 알고리즘은 위성 이상이 발생할 경우 그 무결성 기능에 한계가 있다. 그러므로 본 논문에서는 해상 DGPS RSIM을 위한 위성 이상 검출 및 식별기법에 중점을 둔다. 먼저 현재 운영 중인 DGPS RSIM의 기능 분석을 토대로 DGPS RSIM을 위한 무결성 기능의 한계를 분석하고, 다음으로 위성시계 이상을 검출하고 이상위성을 식별하기 위한 기법을 제안한다. 위성이상 검출 및 식별 기법을 실제 위성시계 이상사례에 적용하여 그 실험 결과를 제시한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.427-429
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• 2013

DGPS 기준국은 Differential GPS를 위한 GPS 보정정보를 생성하고 방송하는 역할을 하는 국가 인프라이다. 현재 한국에서는 과거 하드웨어 기반의 DGPS 기준국 시스템을 개선하고 고도화하기 위해 USCG에서 제안한 차세대 표준인 소프트웨어 기반 DGPS 기준국을 도입하여 운영하고 있다. 그러나 USCG에서 제안한 소프트웨어 기반의 DGPS 기준국은 그 형태만 소프트웨어 방식으로 변경되었을 뿐 본질적인 아키텍처는 상당부분 개선되지 않아 소프트웨어 기반으로 변경한 장점을 크게 살리지 못하고 있다. 본 논문에서는 보다 간결화된 구조가 요구되는 해양용 DGPS 기준국에서 사용될 수 있는, 기준국 소프트웨어와 감시국 소프트웨어가 통합된 새로운 소프트웨어 기반 해양 DGPS 기준국의 아키텍처를 설계하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.282-288
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• 2014

DGPS 기준국은 Differential GPS를 위한 GPS 보정정보를 생성하고 방송하는 역할을 하는 국가 인프라이다. 현재 한국에서는 과거 하드웨어 기반의 DGPS 기준국 시스템을 개선하고 고도화하기 위해 USCG에서 제안한 차세대 표준인 소프트웨어 기반 DGPS 기준국을 도입하여 운영하고 있다. 그러나 USCG에서 제안한 소프트웨어 기반의 DGPS 기준국은 그 형태만 소프트웨어 방식으로 변경되었을 뿐 본질적인 아키텍처는 상당부분 개선되지 않아 소프트웨어 기반으로 변경한 장점을 크게 살리지 못하고 있다. 본 논문에서는 보다 간결화된 구조가 요구되는 DGPS 기준국에서 사용될 수 있는, 기준국 소프트웨어와 감시국 소프트웨어가 통합된 새로운 소프트웨어 기반 해양 DGPS 기준국의 아키텍처를 설계하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.824-830
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• 2010

본 논문에서는 국제해사기구(IMO), 국제항로표지협회(IALA) 등 국제기구의 DGNSS 서비스 요구성능 증가에 기술적으로 대처하고, 해상교통안전 증대를 위하여 선박자동식별시스템(AIS)의 기지국 시스템에서 DGPS 기준국 기능을 수행할 수 있는 효과적인 방안을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방식은 DGPS 기준국에서 제공하는 보정 정보를 네트워크를 통하여 AIS 기지국에서 수신하고, 수신된 보정정보를 단순히 해상 선박의 AIS 단말기에 중계하는 방법이 아니라 AIS 기지국에서 커버리지 내의 선박에 최적화된 보정정보를 생성하여 전송하는 방법이다. 이를 구현하기 위하여, 본 논문에서는 먼저 DGPS 기준국과 네트워크를 통해 연결되는 AIS 기준국을 설계하고, AIS 기준국에서 보정정보를 생성하기 위한 알고리즘을 제안한다. 그리고 DGPS 기준국 보정정보의 실측 데이터를 기반으로 제안한 알고리즘의 성능평가를 수행하고 그 결과를 제시한다. 마지막으로 제안한 시스템의 효율적 적용 방안에 대해 논의한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권4호
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• pp.373-378
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• 2014

본 논문에서는 위성항법시스템(GNSS)의 다양화에 따른 DGNSS 기준국(RSIM, Reference Station and Integrity Monitor)의 재구축을 위하여, 유럽연합(EU) 위성항법시스템인 Galileo의 E1 의사거리 보정정보 생성 알고리즘과 GPS/Galileo 시뮬레이션을 통한 성능검증에 대해 다룬다. 먼저 DGPS RSIM에서 DGNSS RSIM으로 전환을 위한 운영적 측면에서의 기술 및 메시지 표준과 사용자 방송 측면에서의 메시지 표준에 대해 살펴본다. 일반적으로 GNSS의 의사거리 보정을 위해서는 정확한 GNSS 위성위치와 사용자 위치를 알아야만 한다. 그러므로 Galileo 위성위치를 정확하게 계산하기 위해서, Galileo ICD 문건의 위성위치 계산식을 이용하여 사용자 수신기에서 제공하는 궤도력 정보를 기반으로 해당 위성 위치를 추정한다. 그리고 위성시계 옵셋과 사용자 수신기의 시각오차, GPS와 Galileo 위성의 시스템 타임 옵셋을 계산하여 GPS/Galileo 의사거리 보정정보를 생성한다. GPS/Galileo 시뮬레이터를 연동한 성능검증 플랫폼을 기반으로 GPS/Galileo 보정정보의 오차를 분석하고, 측위정확도를 분석하여 그 성능을 검증하였다. 국제기구(RTCM)에서 요구하는 기준국 운영을 위한 측위 성능을 충족할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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• pp.221-226
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• 2006

Around 2002, the United States Coast Guard (USCG) identified a need to re-capitalize their Reference Station (RS) and Integrity Monitor (IM) equipment used in the Nationwide Differential Global Position System (NDGPS). Commercially available off-the-shelf differential RS and IM equipment lacked the open architecture required to support long-term goals that include future system improvements such as use of new civil frequencies on L2 and L5 and realization of a higher rate NDGPS beacon data channel intended to support RTK. The first step in preparing for this future NDGPS was to port current RTCM SC-104 compatible RS and IM functionality onto an open architecture PC-based platform. Trimble's product Charisma is a PC-based RS and IM software designed to meet these USCG goals. In fact USCG engineers provided key designs and design insights throughout the development. We cannot overstate the contribution of the USCG engineers. Fundamental requirements for this effort were that it be sufficiently flexible in hardware and software design to support fluid growth and exploitation of new signals and technologies as they become available, yet remain backward compatible with legacy user receivers and existing site hardware and system architecture. These fundamental goals placed an implicit adaptability requirement on the design of the replacement RS and IM. Additionally, project engineers were to remain focused on sustaining the high level of differential GPS service that 1.5 million legacy users have come to depend on. This paper will present new hardware and software (i.e., Trimble's Charisma software) architecture for the next generation NDGPS RS and IM. This innovative approach to engineering on an open architecture PC-based platform allows the system to continue to fulfill legacy NDGPS system requirements and allows the USCG and others to pursue a scalable hardware re-capitalization strategy. We will use the USCG's recapitalization project to explain the essential role of the Charisma software.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권1호
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• pp.23-35
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• 2023

Korea Augmentation Satellite System (KASS) is a satellite-based augmentation system (SBAS) that provides approach procedure with vertical guidance-I (APV-I) level corrections and integrity information to Korea territory. KASS is used to monitor navigation performance in real-time, and this paper introduces the design, implementation, and verification process of mission monitoring (MIMO) in KASS. MIMO was developed in compliance with the Minimum Operational Performance Standards of the Radio Technical Commission for Aeronautics for Global Positioning System (GPS)/SBAS airborne equipment. In this study, the MIMO system was verified by comparing and analyzing the outputs of reference tools. Additionally, the definition and derivation method of accuracy, integrity, continuity, and availability subject to MIMO were examined. The internal and external interfaces and functions were then designed and implemented. The GPS data pre-processing was minimized during the implementation to evaluate the navigation performance experienced by general users. Subsequently, tests and verification methods were used to compare the obtained results based on reference tools. The test was performed using the KASS dataset, which included GPS and SBAS observations. The decoding performance of the developed MIMO was identical to that of the reference tools. Additionally, the navigation performance was verified by confirming the similarity in trends. As MIMO is a component of KASS used for real-time monitoring of the navigation performance of SBAS, the KASS operator can identify whether an abnormality exists in the navigation performance in real-time. Moreover, the preliminary identification of the abnormal point during the post-processing of data can improve operational efficiency.