• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• v.2
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• pp.471-474
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• 2006

GPS수신기는 항법센서로서 여러 분야에서 널리 사용되고 있다. 단일 안테나 GPS수신기로부터 일반적으로 위치와 속도 및 시간 정보를 얻을 수 있다. 그러나 고정익 항공기의 운동 특성을 고려하여 단일 안테나 GPS수신기의 측정치로부터 무인항공기의 자세를 추정할 수 있다. 이로써 단일안테나 GPS수신기를 이용하여 무인항공기의 자동 제어가 가능함을 이전 논문에서 보인 바 있다. 본 논문에서는 단일 안테나 GPS수신기를 무인항공기의 기본 센서로 사용하여 자동 이착륙이 가능함을 비행실험을 통해 보인다. 무인항공기의 반응속도와 강건성을 향상시키기 위해 rate gyros의 각속도 측정치를 이용한다. 또한 활주로에 자동착륙하기 위해서는 높은 정확도의 위치 정보가 필요하므로 DGPS를 이용하였다. 비행 실험 동안 무인항공기는 이륙에서 착륙까지 모든 과정을 자동 제어로 수행한다. 대부분 비행은 경로 제어로 이루어진다. 비행 실험 결과를 바탕으로 단일안테나 GPS수신기가 General Aviation 항공기나 무인항공기의 백업이나 저가의 제어 시스템을 위한 주 센서로서 사용이 가능할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.2
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• pp.133-140
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• 2015

In this paper, a roll angle estimation method of a rolling airframe using a low grade GPS and a roll rate gyro is proposed. The strength of the received signal of the GPS antenna attached on the rolling airframe is maximized when the GPS satellite is placed on the plane determined by the x-axis of the rolling airframe and the GPS antenna axis. Under the assumption that the x-axis of the rolling airframe is coincident with its velocity vector, the roll angle of the rolling airframe is calculated from the relative position vector of the satellite to the GPS when the GPS signal strength becomes maximum. The Kalman filter combined with a roll rate gyro is introduced to increase the determination accuracy of the roll angle. The performance of the proposed method is verified via 6-DOF simulations.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.24 no.2
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• pp.167-173
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• 2006

Ionosphere is the largest error source on propagation of GPS signals. Dual frequency (L1,L2) GPS receiver can be effectively able to eliminate the ionosphere error by using linear combination of two frequencies, but the single frequency receiver (L1) have to compute the ionosphere error. In this research, we developed the new ionospheric model with $1^{\circ}$ by $1^{\circ}$ spatial resolution based on the grid from using 9 GPS reference stations which have been operated by KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute) and computed TEC (Total Electron Contents) over South Korea by epoch. This paper gives the positioning results of Klobuchar model with that of a newly developed KASI regional ionospheric model and shows the positioning precision of the KASI regional ionospheric model along with TEC variation of ionosphere.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.2 no.2
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• pp.64-68
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• 2007

This paper describes the development of RF front.end equipment of a wide band high precision satellite navigation receiver to be able to receive the currently available GPS navigation signal and the GALILEO navigation signal to be developed in Europe in the near future. The wide band satellite navigation receiver with high precision performance is composed of L - band antenna, RF/IF converters for multi - band navigation signals, and high performance baseband processor. The L - band satellite navigation antenna is able to be received the signals in the range from 1.1 GHz to 1.6 GHz and from the navigation satellite positioned near the horizon. The navigation signal of GALILEO navigation satellite consists of L1, E5, and E6 band with signal bandwidth more than 20 MHz which is wider than GPS signal. Due to the wide band navigation signal, the IF frequency and signal processing speed should be increased. The RF/IF converter has been designed with the single stage downconversion structure, and the IF frequency of 140 MHz has been derived from considering the maximum signal bandwidth and the sampling frequency of 112 MHz to be used in ADC circuit. The final output of RF/IF converter is a digital IF signal which is generated from signal processing of the AD converter from the IF signal. The developed RF front - end has the C/N0 performance over 40dB - Hz for the - 130dBm input signal power and includes the automatic gain control circuits to provide the dynamic range over 40dB.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.10 no.11
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• pp.1037-1043
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• 2004

In this paper, a new fault detection and isolation algorithm fur inertial sensor system is proposed. To identify the inertial sensor fault, single antenna GPS receiver is used as an effective redundancy source. To use GPS receiver as redundancy for the inertial sensors, the algorithm to estimate the attitude and acceleration using single antenna GPS receiver is adopted. By using Doppler shift of carrier phase signal and kinetic characteristics of aircraft, attitude information of aircraft can be obtained at the coordinated flight condition. Based on this idea, fault diagnosis algorithm for inertial sensors using single antenna GPS based attitude is proposed. For more effective FDI, decision variables considering the aircraft maneuver are proposed. The effectiveness of the proposed algorithm is verified through the numerical simulations.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.106-106
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• 2003

인공위성의 전기적 호환성 해석은 인공위성의 각 유닛들에서 발생할 수 있는 잡음이 인공위성의 정상 동작에 미치는 영향을 분석하고 그 영향을 최소로 만들 수 있는 방안을 연구하기 위해 필요하다. 본 논문에서는 인공위성의 탑제컴퓨터와 탑제체 간의 인터페이스에서 전기 신호의 호환성 해석, Harness의 호환성 해석 그리고 radiation 해석이 이루어졌다. 인공위성의 탑제컴퓨터와 탑제체 간의 인터페이스에서 전기 신호의 호환성 해석은 전기 신호의 전압 레벨이 전압 히스테리시스의 경계 영역에서 충분한 여유를 가지고 있는지 판단하기 위해 필요하다. 전기 신호에 충분한 여유분이 없는 경우 여유분을 증가시키기 위한 방법이 제안되었으며 제안된 방법에 의해 인터페이스의 올바른 동작에 충분한 여유분이 생겼음이 시뮬레이션 결과에 나타났다. Harness의 호환성 해석은 다목적실용위성 2호에 사용된 Harness에 대한 conductive epoxy potting의 전도도를 검증하기 위해 이루어졌다. 본 논문에서는 전송 임피던스 측정 방법을 이용하여 epoxy potting의 전도성이 모든 주파수 영역에서 인공위성의 요구사항에 만족함을 보여준다. Radiation 해석은 인공위성 시스템의 radiated emission(RE)을 추정하고 S-band 수신기와 GPS 안테나와 같은 수신단에 대한 상호간섭에 의한 위험도를 분석하기 위해 필요하다. RF 수신기의 수신 대역에서 발생한 잡음의 영향으로 신호대잡음비가 허용수치이하로 감소하여 위성 명령을 수신하는 동작에 지장을 초래할 수 있다. 본 논문에서는 RF 수신단에 가장 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 star tracker의 RE test 결과를 분석하여 test 결과가 GPS 수신기와 S-band 수신기의 각각의 성능에 적합한지 해석하였다. 또한 solar array regulator의 스윗칭에 의해 발생되는 radiation이 위성 구조체에 미치는 영향을 해석하고 시뮬레이션 하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• v.2
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• pp.463-466
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• 2006

본 논문은 UAV를 이용한 항공기 기반 의사위성 항법시스템의 항법 메시지를 설계하는 효율적인 방법에 대해서 다루고 있다. 논문에서는 먼저 GPS 보강 시스템 혹은 독자적인 지역 항법시스템으로 응용이 가능한 UAV 의사위성 시스템에 대해서 설명한다. UAV의 기동은 비교적 짧은 시간 동안 매우 다양하게 변화할 수 있으므로, 위치를 나타내는 항법메시지의 설계에 특별한 고려가 요구된다. 본 연구에서 사용한 방법은 UAV의 직선 경로와 원 경로에 대해 각각 고유한 메시지 형식을 사용하고, 이 각각의 메시지를 nominal 메시지와 deviation 메시지로 구분하였다. 이러한 방식은 메시지의 전체 크기를 줄일 뿐만 아니라 시간 지연 문제에도 효과적으로 대응할 수 있게 한다. 줄어든 메시지 크기로 인해 남게 되는 공간은 다른 유용한 메시지의 전송에 사용할 수 있다. 본 연구에서는 제안된 형식의 성능 검증을 위해서 실제 UAV의 실험 데이터를 분석하였다. 분석에 사용된 데이터가 단일 안테나 GPS 수신기를 사용한 제한된 제어 시스템을 가진 실험 수준의 UAV로부터 얻은 것이었지만, 전체적인 성능은 위성항법시스템에 근접한 수준을 얻을 수 있었다. 본 논문에서 제안된 메시지 형식과 관련 설계 방법은 비행선이나 기구를 이용한 시스템에도 응용할 수 있을 것이다.