• 제목/요약/키워드: global navigation satellite system

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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.

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%).

Generation of 3D Design Data using Laser Scanning Data

  • Park, Joon Kyu;Lee, Keun Wang
    • 한국측량학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.343-349
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    • 2021
  • In The process from design to construction in the existing construction work was less efficient due to the contradictory approach of identifying the 3D state in the plan view and the repeated generation of surveys, floor plans, drawings. Accurate 3D design data is essential for smart construction. However, most of the existing related studies have focused on explaining the development method and main functions of equipment or improving the productivity of smart construction. Therefore, in this study, the utility of 3D design model generation for smart construction and construction survey using 3D laser scanner was evaluated. Plane and vertical road alignment were created using the specifications of the road. The generated road alignment was created as a three-dimensional corridor design using cross-sections at intervals of 20m. In addition, it was possible to create a DTM (Digital Terrain Model) using a digital map and effectively create a 3D design model for the study area through overlapping. Construction survey using a 3D laser scanner showed accuracy within 10cm as a result of the accuracy evaluation. These results proved that construction surveying using a 3D laser scanner is possible because it satisfies the acceptable accuracy of the relevant regulations modeling of target areas using 3D design and construction survey using 3D laser scanner can be a way to address shortcomings of existing GNSS (Global Navigation Satellite System) methods. And accurate 3D data will be used as essential data as basic data for smart construction.

A Study on Obtaining Tree Data from Green Spaces in Parks Using Unmanned Aerial Vehicle Images: Focusing on Mureung Park in Chuncheon

  • Lee, Do-Hyung;Kil, Sung-Ho;Lee, Su-Been
    • 인간식물환경학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.441-450
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    • 2021
  • Background and objective: The purpose of study is to analyze the three-dimensional (3D) structure by creating a 3D model for green spaces in a park using unmanned aerial vehicle (UAV) images. Methods: After producing a digital surface model (DSM) and a digital terrain model (DTM) using UAV images taken in Mureung Park in Chuncheon-si, we generated a digital tree height model (DHM). In addition, we used the mean shift algorithm to test the classification accuracy, and obtain accurate tree height and volume measures through field survey. Results: Most of the tree species planted in Mureung Park were Pinus koraiensis, followed by Pinus densiflora, and Zelkova serrata, and most of the shrubs planted were Rhododendron yedoense, followed by Buxus microphylla, and Spiraea prunifolia. The average height of trees measured at the site was 7.8 m, and the average height estimated by the model was 7.5 m, showing a difference of about 0.3 m. As a result of the t-test, there was no significant difference between height values of the field survey data and the model. The estimated green coverage and volume of the study site using the UAV were 5,019 m2 and 14,897 m3, respectively, and the green coverage and volume measured through the field survey were 6,339 m2 and 17,167 m3. It was analyzed that the green coverage showed a difference of about 21% and the volume showed a difference of about 13%. Conclusion: The UAV equipped with RTK (Real-Time Kinematic) and GNSS (Global Navigation Satellite System) modules used in this study could collect information on tree height, green coverage, and volume with relatively high accuracy within a short period of time. This could serve as an alternative to overcome the limitations of time and cost in previous field surveys using remote sensing techniques.

Studying the Ephemeris Effect on Position Accuracy Based on Criteria Applied to Baseline Lengths by New MATLAB Program (NMP)

  • Shimaa Farouk;Mahmoud El-Nokrashy;Ahmed Abd-Elhay;Nasr Saba
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제40권3호
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    • pp.113-122
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    • 2023
  • Although the Relative Global Navigation Satellite System (GNSS) positioning technique provides high accuracy, it has several drawbacks. The scarcity of control points, the long baselines, and using of ultra-rabid and rabid products increased position errors. This study has designed a New MATLAB Program that helps users automatically select suitable IGS stations related to the baseline lengths and the azimuth between GNSS points and IGS stations. This study presented criteria for the length of the baselines used in Egypt and an advanced estimated accuracy before starting the project. The experimental test studies the performance of the position accuracy related to the relation between three factors: observation session, final, rabid, and ultrarabid products, and the baseline lengths. Ground control point mediates Egypt was selected as a test point. Nine surrounding IGS stations were selected as reference stations, and the coordinates of the tested point were calculated based on them. Baselines between the tested point and the IGS stations were classified regarding proposal criteria. The coordinates of the tested point were obtained in different observation sessions (0.5, 1, 2, 4, 5, 6, 7, 7.5 h). The results indicated that the lengths of the baseline in Egypt were classified short (less than 600 km), medium (600-1,200 km), and long (greater than 1,200 km) and required a minimum observation time of 4, 5, and 7 h to obtain accuracy 10, 19, 48 mm sequentially. The position accuracy was superior for the rapid and the final than the ultra-rapid products by 16%. A short baseline was at the best case; there was a performance in position accuracy with a 57% deduction in observation time compared with the long baseline.

인공위성 영상레이더를 이용한 멕시코시티 시계열 지반침하 관측 (Monitoring of a Time-series of Land Subsidence in Mexico City Using Space-based Synthetic Aperture Radar Observations)

  • 주정헌;홍상훈
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권6_1호
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    • pp.1657-1667
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    • 2021
  • 지반침하는 인위적인 인간 활동 또는 자연적 현상에 의해 지표면이 가라앉는 현상이다. 멕시코시티는 전세계에서 가장 심각한 지반침하가 발생하는 지역 중 하나로 평가받고 있다. 멕시코시티 지반침하의 원인은 과도한 지하수 채취로서 해당 지역 전체의 물 사용량의 약 70%를 지하수가 차지하고 있다. 범 지구 위성 항법 시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS) 또는 수준측량과 같은 전통적인 현장 관측 방법은 지반침하를 정확하게 측정하기 위해 선호되어 왔다. 하지만 GNSS 관측은 매우 높은 시간해상도를 가진 정확한 지표 변위량을 측정할 수 있음에도 불구하고, 넓은 지역에 대한 부분적인 관측 정보를 제공하고 많은 시간과 비용이 요구되는 한계점이 존재한다. 그러나, 인공위성 영상레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR)는 주야 조건과 기상상태에 관계없이 높은 공간 해상도의 지표변화 정보를 mm에서 cm 크기의 정밀도로 비교적 낮은 비용으로 관측할 수 있다는 점에서 효과적인 방법으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 2007년 2월 11일에서 2011년 2월 22일까지 획득된 ALOS PALSAR L-band 영상레이더를 이용하여 멕시코시티의 지반 침하 시계열을 추정하였다. 본 연구에서는 대표적인 시계열 분석 방법인 고정 산란체 위상간섭기법(persistent scatterer interferometry, PSI)과 small baseline subset (SBAS)을 적용하여 지표 변위의 시계열 결과를 획득하였으며 대기 효과 및 지형 오차를 제거하였다. PSI 및 SBAS 기법을 이용한 분석 결과 최대 지반침하 속도는 각각 -29.5 cm/year, -27.0 cm/year로 나타났다. 또한 연구지역을 지질 공학적 특성에 따라 세 가지 구역으로 분류하여 각 분류에서의 지반 침하속도를 비교한 결과, 단단한 기반암으로 구성된 지역에 비해 압축률이 큰 호수성 퇴적물로 구성된 지역에서 침하가 크게 발생하였다.

고정밀 섭동모델을 이용한 실시간 On-board 궤도 결정 성능 향상 (Performance Improvement of Real Time On-board Orbit Determination using High Precision Orbit Propagator)

  • 김은혁;이병훈;박성백;진현필;이현우;정연황
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권9호
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    • pp.781-788
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    • 2016
  • 본 논문에서는 실시간 On-board 궤도 결정 성능을 향상시키기 위해 고정밀 우주 섭동 모델을 구현하였고, 구현된 우주 섭동모델을 GNSS 수신기의 궤도 결정 로직에 적용하여 그 결과를 분석하였다. 궤도 결정 로직은 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)로 구현되었고, 의사거리로 계산한 궤도(Standard Position Service)를 관측정보로 이용하였다. 궤도 결정 로직 성능 검증은 GPS 인공위성의 신호를 모사하는 GNSS 시뮬레이터를 이용하여 수행하였다. 고정밀 섭동모델의 궤도 결정 성능을 $J_2$ 항만 고려한 섭동모델의 궤도 결정 성능과 비교하여 분석한 결과, GPS 항행해의 위치 정밀도는 43.61 m($3{\sigma}$)에서 23.86 m($3{\sigma}$)로 46 % 개선되었으며 속도 정밀도는 0.159 m/s($3{\sigma}$)에서 0.044 m/s($3{\sigma}$)로 72 % 개선되어 정밀도가 향상된 것을 확인할 수 있었다.

VI-GNSS 지하구조물 현장정보 네트워크 아키텍쳐 설계 (Design of Network Architecture in Underground Structure Field Information Based on VI-GNSS)

  • 전흥수;장용구;오창균;김민관
    • 한국지리정보학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.64-73
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    • 2015
  • 최근 들어, 건설현장에서의 안전사고에 대한 예방 및 신속한 대응과 함께 현장관리의 효율화를 위해서 IT와의 통합적 활용이 요구되고, 작업자의 안전 확보와 원활한 작업지시 그리고 시공의 효율성 등을 구현하기 위한 건설현장지원시스템의 구축이 필요하다. 본 연구에서는 현재 VI-GNSS(Voice Integrated-Global Navigation Satellite System)통합기술 기반의 지하구조물 건설현장지원시스템(USFSS, Underground Structure Field Support System)구축을 위하여 시스템 간 정보 전송 및 관리를 위해 데이터 및 음성정보에 대한 정보 표준화와 네트워크 아키텍쳐를 설계하였다. 이를 통하여 구축된 시스템별 정보의 안정성 테스트에서 데이터 전송 안정성의 경우 지하구조물 내 작업자 및 이동차량 시스템과 현장서버시스템에서는 각각 약 98%, 현장서버시스템과 관제시스템사이의 안정성은 약 100%를 확보할 수 있었다. 또한, 음성 전송 안정성 테스트에서 FRS(Family Radio Station)무선시스템을 통한 지하구조물 건설현장과 현장 주변 현장사무소까지의 음성 전송의 경우 1km 거리 구간을 기준으로 약 99%의 신뢰성을 확보하였다.

태양 흑점활동이 측위오차에 미치는 영향: 태양폭풍 사례연구 (How sun spot activity affects on positioning accuracy?: Case study of solar storm)

  • 유윤자;조득재;박상현
    • 한국항해항만학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.477-482
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    • 2011
  • 태양 흑점수의 증감주기 (약 11년)에 따른 태양폭발 (태양에서의 플레어 현상)은 태양 코로나 물질을 대방출하는 태양폭풍을 야기한다. 미국해양대기청 (NOAA: National Oceanic and Atmospheric Administration)은 태양 흑점활동이 2013년과 2014년 사이에 극대화 될 것이라고 예상했다. 강력한 태양폭풍의 영향이 지구에 미쳤을 경우 인공위성을 이용한 전 세계 측위시스템의 교란, 각종 통신수단 및 TV, 라디오 방송 등이 영향을 받을 것으로 예상된다. 실제로 1989년 태양폭풍은 캐나다에서 정전사태를 일으켜 9시간동안 약 600만 명이 정전으로 인한 피해를 입은 사례가 있다. 이와 같은 초강력 태양폭풍은 인공위성의 수명을 약 5~10년 정도 단축시키며 이로 인한 경제적 손실 및 파급효과를 고려하면 액수는 수십조 원에 달할 것으로 예상된다. 최근 2011년 2월 15일 10시 45분경 (01:30 - UTC)에 발생했던 X급 태양폭발에 의해 발생한 태양폭풍의 영향이 2011년 2월 18일 오전 10시 30분경 우리나라 (보현산 관측소)에서 관측되었다. 본 논문에서는 현재 흑점수가 증가하고 있는 시점에서 2월 18일의 태양폭발 일주일 전후 지자기 데이터를 비교하고, 또한 대전과 서울지역에서 관측한 RINEX 데이터를 이용하여 측위결과를 비교 분석하였다. 태양폭풍이 지구에 도달한 2011년 2월 18일의 지자기 관측값은 일주일 전후 데이터와 비교하여 양자(Proton) 자력계 관측결과가 요동하였고, 대전과 서울지역에서의 측위결과도 태양폭풍 일주일 전후와 비교하여 2월 18일에 가장 큰 측위오차를 보였다.