• 한국항공우주학회지
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• 제41권2호
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• pp.134-141
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• 2013

항공기에 탑재되어 운용되는 링레이저 자이로 기반 스트랩다운 관성항법장치(SDINS)와 위성항법장치(GPS)의 결합 시스템의 실시간 구현에 있어서 설계시 고려해야할 문제에 대해서 살펴본다. SDINS/GPS 결합 시스템의 실시간 구현시, 레버암, 측정치 획득 및 오차 보상 외에, 링 레이저 자이로 기반의 SDINS의 특성을 고려해야만 한다. 뱅크턴을 반복적으로 수행하는 항공기에서 발생하는 누적 수직축 자세 오차를 추정하기 위해, 자이로의 비정렬이 모델링된 모델을 구현한다. 항공기 탑재 시험을 통해 수직축 자세 오차의 누적문제 및 실시간 구현 상의 문제를 해결하고, 자세 오차 추정 성능 향상 결과를 살펴본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권12호
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• pp.2520-2527
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• 2015

작전을 수행하는 군 환경에서 위치 정보는 매우 중요하다. 군 환경에서 위치 정보 획득은 일반적으로 GPS에 의해 이루어진다. 하지만 GPS는 수신 신호의 세기가 매우 약해 전파교란에 취약하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 상대항법은 전술데이터링크 표준인 JTIDS(Joint Tactical Information Distribution System)에서 정의된 GPS 보조항법이다. GPS 전파교란 환경에서 상대항법의 정확한 운용을 위해서는 지상에서 공중노드의 참조노드 역할을 수행하는 GRU(Ground Reference Unit)가 보장되어야한다. 하지만 상대항법을 운용하는데 있어서 GRU를 항상 보장하는 것은 쉬운 일이 아니다. GRU 부재 환경에서 상대항법 운용중인 공중노드는 관성항법장치에 의존하여 측위한다. 하지만 관성항법장치에 의존하는 측위는 시간이 지남에 따라 누적 오차 발생을 야기하며 누적 오차에 의해 공중노드는 정확한 측위를 할 수 없다. 본 논문에서는 상대항법에서 GRU 부재 시 관성항법장치 의존으로 인한 공중노드의 위치 오차를 줄이기 위한 대처 방안을 제시한다. 또한 대체 방안의 성능이 기존의 성능에 비하여 우수하다는 것을 모의실험을 통해 증명한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권1호
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• pp.41-48
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• 2019

본 논문은 광학적인 방법을 통해 얻은 3차원 좌표들을 이용하여 항공기 동체와 관성항법센서를 정렬하는 방법에 대하여 다루고 있다. 기존에 가공되어 있는 마운트 홀의 제작 정확도를 신뢰하고 장착하던 관행에서 나아가 관성항법센서의 좌표계와 항공기 동체의 기준좌표계를 보다 정확하게 정렬하기 위한 방법에 대해 소개하고 있으며, 실현가능성을 검증하기 위해 실제 3차원 좌표측정장치의 오차 수준을 반영한 시뮬레이션을 통해 정렬 성능을 검증하였다. 또한 광학센서와 관성항법센서의 최적화 기법 기반 정렬 방법을 기술하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.83-92
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• 2007

본 논문에서는 2차원 포인팅 장치의 한계를 극복하기 위하여 3차원 공간에서 주위환경에 관계없이 위치를 인지하고 좌표를 얻어낼 수 있는 관성항법시스템을 이용한 3차원 포인팅 기기의 설계 및 구현방식을 제안한다. 관성항법시스템은 각속도계(gyroscope)와 가속도계(accelerometer)의 데이터를 바탕으로 좌표를 계산하는 기법으로, 가속도계에서 발생하는 오차는 칼만 필터를 이용하여 데이터를 보정한다. 3차원 포인팅 장치의 프로토 타입 개발을 위해 무선 3차원 공간인식 마우스를 설계 및 구현하였으며, 디스플레이 장치에 표시를 위하여 RFIC를 이용하여 측정한 좌표 데이터를 수신 모듈로 전송하고 수신 모듈은 USB 드라이버를 통하여 호스트로 전달하였다. 본 논문은 관성항법시스템과 칼만 필터의 이론적인 지식을 바탕으로 3차원 포인팅 장치를 설계하고 프로토 타입을 구현하고 성능 평가를 통하여 3차원 공간에서 사용자의 움직임을 추출할 수 있는 입력 기기로서의 유용성을 검증하였으며 향후 유비쿼터스 컴퓨팅의 다양한 응용 장치로서의 가능성을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.788-795
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• 2011

본 논문에서는 각종 탑재체에 가장 광범위하게 사용되는 중급성능의 레이저 관성항법 장치에 적용 가능한 소형 링레이저 자이로를 설계하기 위한 요구규격을 제시한다. 이를 위하여 우선 중급성능 관성항법장치 구성을 위하여 요구되는 링레이저 자이로의 요구 성능규격을 분석하였다. 그리고 이를 만족시키기 위하여 해외기술 조사 및 이론적으로 분석을 통하여 링레이저 자이로 시스템을 설계한 결과를 제시하였으며 요구 기술을 정리하였다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제8권2호
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• pp.76-85
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• 2010

본 논문에서는 우주환경에 사용되는 광섬유자이로(FOG)의 최근 개발동향에 대해 기술하고자 한다. 광섬유자이로는 샤냑효과를 이용하여 각속도를 측정하는 장치로 링레이저자이로(RLG)에 비해 짧은 개발역사를 가지고 있지만, 관련 소자 및 신호처리 방법의 발전으로 인해 고성능의 우주용 관성항법장치로 링레이저자이로를 대체하기에 충분한 것으로 알려져 왔다. 본 논문에서는 광섬유자이로의 개발동향을 현재까지 개발된 광섬유자이로 제품을 바탕으로 각각의 성능과 특징에 대해 알아보고, 앞으로 고성능 우주용 관성항법장치로서의 광섬유자이로의 발전 방향에 대해 살펴보기로 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1762-1763
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• 2007

본 논문의 목적은 이족 로봇이 스스로의 위치, 속도, 자세 등을 판단할 수 있도록 하기위한 관성항법시스템을 설계하는 것이다. 관성항법시스템은 외부장치의 도움 없이 로봇의 위치, 속도 및 자세 결정이 가능한 독립적인 항법 시스템으로 전파장애나 환경변화에 영향을 받지 않으며, 비교적 정확한 위치정보를 제공한다. 반면 시간이 지남에 따라 오차가 누적된다는 단점이 있으나 좁은 공간에서 단시간 동작하는 이족로봇에 있어 큰 문제가 되지 않는다. 이 관성항법시스템을 이용하여 독립적인 이족 로봇이 위치, 속도 및 자세를 판단 가능하여 보다 지능적인 임무를 수행할 수 있다. 본 연구에서는 관성항법시스템의 구조와 이론적 배경을 통한 설계, 그리고 이족로봇에 적용을 위한 방법을 제시한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권6호
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• pp.463-472
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• 2017

관성항법장치(Inertial Navigation System)는 항법 수행 전 동체 좌표계(body frame)와 항법 좌표계(navigation frame)사이의 좌표 변환 행렬(Direction Cosine Matrix: DCM)을 결정하여 초기자세를 구하는데 이 과정을 정렬(alignment)이라 한다. 정렬을 시작하기 위해서는 INS의 초기 위치 정보가 필요한데 해당 정보가 INS에 미리 입력되어 있지 않거나 당장에 초기위치를 모를 경우 이로 인해 INS에 전원이 인가된 후 정렬에 진입하기까지의 대기시간이 존재한다. 이러한 대기시간을 제거하기 위하여 본 논문에서는 INS 전원 인가 즉시 현재위치와 상이한 가상의 초기위치 값을 장입하여 스트랩다운 INS 정렬을 시작하고 추후에 정확한 위치를 INS에 입력하여 자세오차를 보상하는 정렬 알고리즘을 제시하였다. 항법 좌표계에서의 INS 센서 오차가 시간이 지남에 따라 자세오차에 미치는 영향성을 분석하여 가상의 초기위치 값 입력 시 발생하는 자세오차 만큼을 보상하는 폐루프 정렬 알고리즘의 성능을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권5호
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• pp.462-471
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• 2008

비행기록장치는 사고원인 분석이나 사고방지를 위한 용도로 사용되고 있는데 비행 기록장치의 해석에서 가장 중요한 변수는 항공기의 위치 추정방법으로, 일반적인 항법과는 달리 항공항법에서는 정밀한 위치 추정이 쉬운 일은 아니다. 이에 본 논문에서는 정확한 항공기의 위치 추정을 위해 센서들의 특성과 비행기록장치 제한사항을 분석하였고 이를 바탕으로 비행기록장치 기반의 최상의 추정조건을 추출하여 복합항법알고리즘을 구성하고 시뮬레이션을 수행하여 기준 위치에 근사화된 위치를 추정해 낼 수 있음을 증명하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권7호
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• pp.673-683
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• 2010

본 논문에서는 정밀 행성 착륙을 위해 광학센서와 관성항법시스템을 이용한 지형보조 관성항법 시스템을 구현하였다. 또한 측정된 지형 데이터와 사전에 탑재한 지형 데이터간의 특징점 추출, 매칭, 추적의 영상 처리 과정을 수행하였고 이를 통해 특징점의 좌표를 추출할 수 있다. 반복 확장칼만필터를 이용한 항법 시스템은 기존 관성 항법 장치의 항법 오차 누적을 보상하여 보다 정밀한 항법 정보를 제공한다. 이는 향후 착륙선의 유도 및 제어 법칙과 결합하여 정밀 행성 착륙을 위한 시스템 구현에 적용이 가능하다.