• 방송공학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.803-815
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• 2016

이 논문에서는 GNSS(global navigation satellite system) 신호를 RF(radio frequency) 대역에서 표본화하여 디지털 영역에서 복조하는 직접 RF 표본화 수신기를 설계하고 그 성능을 살펴보고자 한다. 직접 RF 표본화 방식은 IF(intermediate frequency) 대역에서 AD(analog to digital) 변환을 하고 복조하는 기존의 IF 변환 방식과 다르게, 아날로그 믹서(mixer)를 전혀 사용하지 않고 안테나 출력인 통과대역 신호를 직접 AD 변환하여 이후의 수신기의 모든 과정을 디지털 영역에서 처리하는 기술이다. IF 변환 방식과 비교하면 하드웨어 구조가 덜 복잡하고 전송환경 변화에 따른 재구성이 가능하며 하나의 AD 변환기를 사용하여 여러 대역의 신호를 동시에 변환할 수 있다는 장점이 있다. 이와 같은 재구성 기능과 동시 수신 기능은 특정 대역의 신호가 적으로부터 전파방해를 받았을 때 후속시스템으로의 빠른 전환이 필요한 군용 시스템에서 매우 중요한 역할을 한다. 한편 여러 대역의 신호를 한 번에 AD 변환하려면 수신하고자 하는 신호의 반송파 주파수, 대역폭, 표본화 후의 중간주파수 그리고 보호 대역 등을 고려하여 표본화 주파수를 정하는 것이 중요하다. 이 논문에서는 GPS L1, GLONASS G1 및 G2 등의 GNSS 신호를 동시에 수신할 수 있는 표본화 주파수를 선택하고 이를 적용한 직접 RF 표본화 수신기를 설계한다. 또한 설계한 수신기를 상용 AD 변환기와 소프트웨어를 사용하여 구현한 후 실제 신호의 수신시험을 통해 수신 성능을 살펴본다.

• 한국항해항만학회지
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• 제38권2호
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• pp.121-126
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• 2014

본 논문은 저가형 GPS 수신 모듈에 DGPS 서비스를 적용하기 위한 방안으로 NMEA GPGSV 데이터의 위성 배치 정보에 포함된 위성 앙각과 방위각으로 관측 행렬을 구성한 후, 거리기반 보정정보를 위치영역으로 투영하여 기 산출된 위치 오차 벡터를 수정하는 방안을 제시하였다. 저가형 수신기인 U-blox LEA-5H 모델의 출력 데이터에 제안한 알고리즘을 적용한 결과 주 활동 시간인 낮 시간에 수평 오차 RMS를 1.8m에서 1m 이내로 줄였으며, 수직 정확도는 RMS 5.8m에서 1.4m로 75% 향상시킴을 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 방식은 하드웨어의 변경없이 소프트웨어만으로 저가형 GPS의 성능을 DGPS 수준으로 향상시키는 기법이므로, 소비자와 제조사의 부담을 경감시켜 향후 제공될 고정밀 측위 서비스 인프라의 활성화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
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• pp.26.3-26.3
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• 2008

This research develops a GPS-based formation-flying testbed (FFTB) for formation navigation and control. The FFTB is a simulator in which spacecraft simulation and modeling software and loop test capabilities are integrated for test and evaluation of spacecraft navigation and formation control technologies. The FFTB is composed of a GPS measurement simulation computer, flight computer, environmental computer for providing true environment data and 3D visualization computer. The testbed can be simulated with one to two spacecraft, thus enabling a variety of navigation and control algorithms to be evaluated. In a formation flying simulation, GPS measurement are generated by a GPS measurement simulator to produce pseudorange, carrier phase measurements, which are collected and exchanged by the flight processors and subsequently processed in a navigation filter to generate relative and/or absolute state estimates. These state estimates are the fed into control algorithm, which are used to generate maneuvers required to maintain the formation. In this manner, the flight processor also serves as a test platform for candidate formation control algorithm. Such maneuvers are fed back through the controller and applied to the modeled truth trajectories to close simulation loop. Currently, The FFTB has a closed-loop capability of simulating a satellite navigation solution using software based GPS measurement, we move forward to improve using SPIRENT GPS RF signal simulator and space-based GPS receiver

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.128-133
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• 2012

본 논문에서는 기만신호의 영향을 분석하기 위하여 기만신호의 코드지연에 따른 코드 및 반송파 추적에 대한 결과를 분석하였다. 기만신호의 특성 및 방어 방법에 대한 조사를 통하여 현재 GPS 신호와 동기를 유지할 수 있는 중급기만을 고려하여 기만신호생성기를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 기만신호생성기에서 생성한 정상신호 및 기만신호가 합성된 신호를 소프트웨어 수신기를 통하여 신호처리를 수행하였다. 본 논문에서는 코드추적루프(DLL) 및 위상추적루프(PLL)의 출력값을 비교분석하여 기만신호의 영향을 파악하였으며 또한 기만신호 인가 시 잘못된 의사거리에 따른 항법해의 영향을 분석하였다. 결과적으로 기만신호의 영향은 신호추적 단계에서는 1칩 이내의 코드지연을 갖는 기만신호의 영향을 받으며 신호획득에서는 코드 지연에 상관없이 영향을 받는 것을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.261-266
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• 2006

A number of different techniques are available to mitigate the problem of cross correlations caused by the limited dynamic range of the 10-bit Gold codes in the GPS C/A code. These techniques include successive-interference cancellation (SIC) and parallel-interference cancellation (PIC), where the strong signals are subtracted at IF prior to attempting to detect the weak signals. In this paper, a variation of these techniques is proposed whereby the subtraction process is delayed until after the correlation process, although still employing a pure reconstructed C/A code signal to permit prediction of the cross correlation process. The paper provides details on the method as well as showing the results obtained when the method was implemented using a software GPS receiver. The benefits of this approach are also described, as is the application of the method to the cancellation of CW interference.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.303-306
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• 2006

A roll rate estimation method is proposed using the GPS measurement for spinning vehicles such as guided munitions and smart bombs. Before designing the roll rate estimator, the carrier phase and the carrier frequency deviation caused by spinning have been observed. Based on the observation, the spinning frequency is estimated using I and Q value from the correlator. The proposed method is evaluated through computer simulations using a software defined receiver and a GPS IF signal generator.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권11호
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• pp.232-238
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• 2007

본 연구에서는 실시간으로 하상 지형정보를 획득할 수 있는 3차원 하상측량시스템을 개발하였다. 실시간 동적 GPS와 음향측심기로가 조합된 이 시스템은 하상의 위치정보와 수심정보를 동시에 수집할 수 있다. 동시에 관측되는 GPS와 음향측심 관측데이터의 합성 및 변환프로그램을 작성하여 하상의 3차원 좌표를 생성하고 GIS 데이터베이스를 효율적으로 구축할 수 있도록 하였다. 시험관측을 통해 구축된 자료들로부터 GIS 프로그램을 이용하여 하저지형에 대한 3차원 TIN정보 및 수치표고모형(DEM)을 추출하였으며, 하천측량에 필수적인 단면자료를 산출할 수 있었다. 본 시스템에 의한 관측자료를 토털스테이션과 스태프 등 종래의 측량방법에 의한 성과와 비교한 결과, RMSE 0.069m의 정확도를 검증할 수 있었다. 개발된 시스템은 하천, 해양은 물론 댐이나 저수지 등의 수자원 관리를 위한 여러가지 조사에 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제22권2호
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• pp.112-119
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• 2023

In urban environments, signals of Global Positioning System (GPS) can be blocked and reflected by tall buildings, large vehicles, and complex components of road network. Therefore, the performance of the positioning system using the GPS module in urban areas can be degraded due to the loss of GPS signals necessary for the position estimation. To deal with this issue, various localization schemes using inertial measurement unit (IMU) sensors, such as gyroscope and accelerometer, and Bayesian filters, such as Kalman filter (KF) and particle filter (PF), have been designed to enhance the performance of the GPS-based positioning system. Among Bayesian filters, the PF has been widely used for the target tracking and vehicle navigation, since it can provide superior performance in estimating the state of a dynamic system under nonlinear/non-Gaussian circumstance. This paper presents a positioning system that uses the double-stacked particle filter (DSPF) as well as the accelerometer, gyroscope, and GPS receiver on the smartphone to provide higher pedestrian positioning accuracy in urban environments. The DSPF employs a nonparametric technique (Parzen-window) to create the multimodal target distribution that approximates the posterior distribution. Experimental results show that the DSPF-based positioning system can provide the significant improvement of the pedestrian position estimation in urban environments.

• Spatial Information Research
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• 제15권2호
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• pp.111-121
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• 2007

GPS의 3차원 위치결정은 코드파와 반송파를 이용한다. 하지만 이동체에 대한 cm 수준의 정확도를 획득하기 위해서는 정확한 기지점의 성과를 이용한 GPS 반송파 상대측위, 즉 RTK-GPS 기법을 수행하여야 한다. 이 때 두 대의 수신기 사이의 거리가 증가할수록 기선장에 따른 오차가 증가하여 기준국과 사용자 수신기의 거리를 $10{\sim}20km$ 정도로 제한하고 있다. 따라서 사용자는 깊은 내륙, 연안 해역 등과 같은 기준국과 이동체의 이격이 수십 km로 증대되는 지역에서는 기준국 설치의 문제를 포함하고 있으며 독자적인 기준국을 설치하여야 하는 인력 및 장비의 부담을 가지게 된다. 이를 극복하기 위해 본 연구에서는 네트워크 기반의 GPS 반송파 상대측위 방식을 제안하였으며 GPS 네트워크 처리 프로그램인 DAUNet을 개발하였다. 기선장에 따른 오차보정량 산출을 위해 선형보간알고리즘 방식에 기반한 함수모델과 통계모델을 제시하였으며, 오차보정량의 보간은 면보정매개변수 방식을 제안하였다. 기존 단일기준국 방식은 기선장에 따른 오차를 소거하지 못하였지만 본 연구에서는 사용자 수신기와 평균 30km 떨어진 3대의 기준국을 이용하여 기선장에 따른 오차보정량을 소거 혹은 감소시킬 수 있었다. 따라서 사용자는 네트워크 기반의 GPS 반송파 상대측위 방식을 이용하여 이동체에 대한 10cm 이하 수준의 정확도를 획득할 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.359-364
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• 2006

Interference can seriously degrade the performance of GPS receiver because GPS signal has extremely low power at earth surface. This paper presents a Narrowband Interference Excision Filter (NIEF) in frequency domain that removes narrowband interferences with small signal loss. A NIEF transforms the received GPS signals with interferences into the frequency domain with FFT and then compute statistics such as mean and standard deviation to determine an excision threshold. All spectrums exceeding the threshold are removed and the remaining spectrums are restored by IFFT. A NIEF effectively can remove various and strong interferences with a simple structure. However, the signal power loss is unavoidable during FFT and IFFT. Besides the hamming window and overlap technique, a threshold-whitening technique and an adaptive detection threshold are adopted to effectively reduce the signal power loss. The performance of implemented NIEF is evaluated using real signals obtained by 12 bit GPS signal acquisition board. The output of NIEF is fed into the Software Defined Receiver to evaluate the acquisition and tracking performance. Experimental results shows that many types of interference such as single-tone CWI, AM, FM, swept CWI and multi-tones CWI are effectively mitigated with small signal power loss.