• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제28권1호
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• pp.55-62
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• 2011

The precise orbit determination (POD) of low earth orbiter (LEO) has complied with its required positioning accuracy by the double-differencing of observations between International GNSS Service (IGS) and LEO to eliminate the common clock error of the global positioning system (GPS) satellites and receiver. Using this method, we also have achieved the 1 m positioning accuracy of Korea Multi-Purpose Satellite (KOMPSAT)-2. However double-differencing POD has huge load of processing the global network of lots of ground stations because LEO turns around the Earth with rapid velocity. And both the centimeter accuracy and the near real time (NRT) processing have been needed in the LEO POD applications--atmospheric sounding or urgent image processing--as well as the surveying. An alternative to differential GPS for high accuracy NRT POD is precise point positioning (PPP) to use measurements from one satellite receiver only, to replace the broadcast navigation message with precise post processed values from IGS, and to have phase measurements of dual frequency GPS receiver. PPP can obtain positioning accuracy comparable to that of differential positioning. KOMPSAT-5 has a precise dual frequency GPS flight receiver (integrated GPS and occultation receiver, IGOR) to satisfy the accuracy requirements of 20 cm positioning accuracy for highly precise synthetic aperture radar image processing and to collect GPS radio occultation measurements for atmospheric sounding. In this paper we obtained about 3-5 cm positioning accuracies using the real GPS data of the Gravity Recover and Climate Experiment (GRACE) satellites loaded the Blackjack receiver, a predecessor of IGOR. And it is important to reduce the latency of orbit determination processing in the NRT POD. This latency is determined as the volume of GPS measurements. Thus changing the sampling intervals, we show their latency to able to reduce without the precision degradation as the assessment of their precision.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권8호
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• pp.1529-1543
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• 2005

Recently an unmanned aerial vehicle (UAV) has been widely used for military and civil applications. The role of a navigation system in the UAV is to provide navigation data to the flight control computer (FCC) for guidance and control. Since performance of the FCC is highly reliant on the navigation data, a fault in the navigation system may lead to a disastrous failure of the whole UAV. Therefore, the navigation system should possess a fault detection and isolation (FDI) algorithm. This paper proposes an attitude determination GPS/INS integrated navigation system with an FDI algorithm for a UAV. Hardware for the proposed navigation system has been developed. The developed hardware comprises a commercial inertial measurement unit (IMU) and the integrated navigation package (INP) which includes an attitude determination GPS (ADGPS) receiver and a navigation computer unit (NCU). The navigation algorithm was implemented in a real-time operating system with a multi-tasking structure. To evaluate performance of the proposed navigation system, a flight test has been performed using a small aircraft. The test results show that the proposed navigation system can give accurate navigation results even in a high dynamic environment.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.2307-2314
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• 2015

본 논문에서는 위성항법시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS)의 다양화에 따른 위성항법보정시스템(Differential GNSS, DGNSS) 기준국 설계를 위하여, 중국 위성항법시스템인 BeiDou의 의사거리 보정정보 생성 알고리즘과 시뮬레이션 기반의 성능 검증에 대해 중점적으로 다룬다. 먼저 DGNSS 기준국/감시국(Reference Station and Integrity Monitor, RSIM)에서의 국제적 표준 및 요구성능에 대해 살펴보고, BeiDou 연동제어문서(Interface Control Document, ICD)를 기반으로 위성의 위치를 추정하고 위성시계 옵셋과 사용자 수신기의 시계오차, 그리고 GPS(Global Positioning System)와 BeiDou 위성의 시스템 타임 옵셋을 계산하여 BeiDou 의사거리 보정정보(Pseudorange Correction, PRC)를 생성한다. GPS/BeiDou 시뮬레이터를 연동한 성능검증 플랫폼을 기반으로 BeiDou 보정정보의 오차를 계산하고, 그 측위정확도를 분석하여 성능검증을 수행하였다. 실험결과 BeiDou 의사거리 보정정보가 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services)에서 요구하는 기준국 운영 및 보정서비스를 위한 측위성능을 충족함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권4호
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• pp.9-21
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• 2008

이 논문은 위성항법시스템의 문제점들을 해결하기 위하여 GNSS 기반의 RF 수신단과 고정밀 측위 아키텍처 그리고 고감도 측위 아키텍처를 제안하였다. GNSS 기반의 RF 수신단 모델은 기존 GPS와 향후 사용되어질 갈릴레오의 항법정보데이터를 동시에 수신할 수 있는 구조를 가져야 한다. 따라서 GPS의 L1대역인 1575.42MHz와 갈릴레오의 El대역인 1575.42MHz, E5A대역인 1207.1MHz 그리고 E5B대역인 1176.45MHz를 동시에 수신할 수 있는 다중 밴드로 구성하였다. 고정밀 측위 아키텍처는 기존 상관기 구조가 가지고 있는 Early코드, Prompt코드, Late코드를 사용하는 1/2칩 이격 구조가 아닌 Early_early코드, Early_late코드, Prompt코드, Late_early코드, Late_late 코드 구조의 상관기를 제안하였다. 이렇듯 1/4칩 이격의 상관기 구조를 제안하여, 위성항법시스템으로부터 송신되는 신호의 부정확성으로 인해 생기는 C/A코드와의 동기 문제를 해결하였다. C/A코드와의 동기 문제는 차량용 항법시스템의 동기 획득 지연 시간 문제가 발생되어, 수신기의 성능 저하를 가져온다. 다음으로 고감도 측위 아키텍처는 20개의 코럴레이터(correlator)를 사용하여 비대칭 구조로 설계하여 수신 증폭률을 최대화하고, 잡음을 최소화하여 수신율을 향상시키도록 하였다. 위성항법시스템은 동일한 C/A코드를 20번 반복하여 전송한다. 따라서 동일한 C/A코드를 모두 사용할 수 있는 구조를 제안하였고, 적응형 구조를 가지고 있어, 주변 환경에 따라 코럴레이터의 수를 제한할 수 있어, 불필요한 시스템의 동작 지연 시간을 줄일 수 있다. 이러한 구조의 사용으로 동기 획득 지연 시간을 줄일 수 있고, 동기 추적의 연속성을 보장할 수 있다. 이는 위성항법시스템의 수신기 성능을 향상시키는 결과를 가져온다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제13권1호
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• pp.75-83
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• 2024

In order to reduce the time and cost of developing a navigation system, a performance evaluation platform can be used. A User Interface (UI) is required to effectively evaluate the performance, which sets parameters and gives navigation sensor signals and data display, and also displays navigation results. In this paper, a LabVIEW-based UI design method for multi-integrated navigation systems is proposed and implementation results are presented. The UI consists of a signal and data generation part and a signal and data processing part. The signal and data generation part sets parameters for the signal and data generation and displays the navigation sensor signal and data generation results. The signal and data processing part sets parameters for the signal and data processing and displays the navigation results. The signal and data generation part and signal and data processing part are designed to satisfy the requirements of the UI for a performance evaluation of the navigation system. In order to show the usefulness of the proposed UI design method, parameters of the signal and data generation and the signal and data processing are set through the LabVIEW-based UI, and the Global Positioning System (GPS) signal and inertial measurement unit data generation results and the navigation results of a GPS Software Defined Receiver (SDR) and inertial navigation system are confirmed. The implementation results show that the proposed UI design method helps users conduct an effective performance evaluation of navigation systems.

• 한국항공운항학회지
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• 제16권2호
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• pp.12-20
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• 2008

Japanese MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System) satellites have been transmitting GPS satellite orbit and ionosphere correction information since 2005. MSAS coverage includes Far East Asia, and it can improve the accuracy and integrity of GPS position solutions in Korea. This research analyzed the ionosphere correction information from the MSAS ionosphere correction data. The ionosphere delay data observed by a dual frequency receiver is compared with the MSAS ionosphere correction data. The variation of MSAS GIVE values are analyzed in connection with the equatorial anomaly and ionosphere scintillation.

• 정보처리학회논문지A
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• 제13A권4호
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• pp.335-342
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• 2006

본 논문에서는 PRC(Pseudo Range Correction : 의사 거리 보정치) 선형보간 알고리즘의 성능을 분석 및 검증한 후 적용 함으로써 기지의 DGPS 기준국 위치정보를 이용하여 미지의 사용자 위치를 파악할 수 있다. 중파 DGPS 신호를 이용한 PRC 선형보간 알고리즘의 항법해 성능을 검증하기 위해 다채널 DGPS 수신기를 이용한 실시간 환경에서의 현장 실험결과를 활용했다. 현장실험용으로, 다중 DGPS 기준국의 보정 정보를 실시간으로 획득하기 위해 해양수산부에서 운영하고 있는 해상용 DGPS 기준국 및 내륙 DGPS 기준국 신호를 이용했다. 대전 근방에서는 무주, 영주, 어청도, 팔미도 등 모두 4 곳의 DGPS 기준국의 신호 수신이 가능하다. PRC 재생성 알고리즘의 위치해 성능 분석을 위해 개별적인 DGPS 위치해와 3중 커버리지 조합의 위치해를 구해 상호 비교했다. 동적 상태에서의 위치해 성능평가 기준으로 RTK-GPS 측위 결과를 이용했다. 단, 항공용 GNSS 보정정보는 RTCA(Radio Technical Commission for Aeronautics) 포맷에 따르고 해상용 GNSS 보정정보는 RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services) 포맷을 사용하였다. 다중 DGPS 신호를 사용하는 PRC 선형 보간을 통한 위치해 성능향상 알고리즘을 제안하고 다중 DGPS 기준국 정보를 이용한 위치해와 단독 DGPS 기준국 정보만을 이용한 위치해를 상호 비교하여 PRC 재생성 알고리즘이 우수성을 검증했다.

• 한국측량학회지
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• 제31권4호
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• pp.251-257
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• 2013

음파수심측정이나 수심깊이의 측정은 최근 들어 정확도와 해상도, 대상영역의 확장에 따라 더욱 더 정교해지고 있다. 멀티빔 에코사운딩에 대한 수요가 증가한다 하더라도 싱글빔 에코사운딩은 많은 측량분야에서 싱글라인 수심단면을 얻기 위하여 여전히 사용되고 있다. 싱글빔 에코사운딩은 항정선에 따라 선박이 이동한 경로의 하나의 수심단면을 얻게 된다. 본 연구에서는 이러한 싱글빔 에코사운더에 GNSS수신기가 장착된 장비를 이용하여 남강댐 유역에서의 퇴적량을 산정하고자 하였다. GNSS측량은 기존의 연구와 달리 현장에서 기준국을 설치하지 않고 위성항법중앙사무소가 서비스하는 DGNSS NTRIP서비스를 이용하였다. 연구결과 남강댐 유역에서의 세굴량은 $603,650m^3$, 퇴적량은 $3,913,750m^3$, 그리고 순퇴적량은 $3,310,100m^3$인 것으로 나타났다. 또한 위성항법중앙사무소의 DGNSS NTRIP서비스를 활용한 에코사운딩 수심측량은 내륙지역에서도 그 유용성을 확인할 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.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.64-68
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• 2007

본 논문에서는 기존의 GPS 항법 신호와 유럽에서 새롭게 추진되고 있는 갈릴레오 위성 항법 신호를 동시에 수신할 수 있는 광대역 고정밀 위성 항법 수신기의 RF 수신단 장치 설계 및 제작 결과에 대하여 기술하고 있다. 고정밀 광대역 위성 항법 수신기는 L - 대역 안테나, 항법 신호별 RF/IF 변환부, 그리고 고성능 기저대역 신호 처리부로 구성되어진다. L - 대역 안테나는 $1.1GHz{\sim}1.6\;GHz$를 수신할 수 있어야 하며, 항법 위성이 지평선 가까이에 있을 경우의 항법 신호를 수신할 수 있어야 한다. 갈릴레오 위성 항법 신호는 L1, E5, E6의 서로 다른 대역의 신호를 가지고 있으며, 신호 대역폭이 20MHz 이상으로 기존의 GPS위성 항법 신호보다 광대역이며, 따라서 수신기의 IF 주파수가 높아지며, 수신기의 처리 속도도 빨라져야 한다. 본 연구에서 개발한 수신기의 RF/IF 변환부는 단일 하향 변환기 구조의 디지털 IF 기술로 설계되었으며, IF 주파수는 위성 항법 신호의 최대 대역폭과 표본화 주파수 등을 고려하여 140MHz로 설정하였으며, 표본화 주파수는 112MHz로 설정하였다. RF/IF 변환부의 최종 출력은 디지털 IF 신호로서, IF 신호를 AD 변환기로 처리하여 얻게 된다. 본 연구에서 설계된 위성 항법용 고정밀 수신기 RF 수신단은 - 130 dBm의 입력 신호에 대하여 40dB Hz 이상의 C/N0 특성을 가지며, 40dB 이상의 동적 범위를 갖도록 자동 이득조절 장치가 포함되어 있다.