• 한국해양공학회지
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• 제33권5호
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• pp.470-478
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• 2019

Because the global positioning system (GPS) is not available in underwater environments, an inertial navigation system (INS)/doppler velocity log (DVL) integrated navigation system is generally implemented. In general, an INS/DVL integrated system adopts a loosely coupled method. However, in this loosely coupled method, although the measurement equation for the filter design is simple, the velocity of the body frame cannot be accurately measured if even one of the DVL transducer signals is not received. In contrast, even if only one or two velocities are measured by the DVL transducers, the tightly coupled method can utilize them as measurements and suppress the error increase of the INS. In this paper, a filter was designed to regenerate the measurements of failed transducers by taking advantage of the tightly coupled method. The regenerated measurements were the normal DVL transducer measurements and the estimated velocity in RPM. In order to effectively estimate the velocity in RPM, a filter was designed considering the effects of the tide. The proposed filter does not switch all of the measurements to RPM if the DVL transducer fails, but only switches information from the failed transducer. In this case, the filter has the advantage of being able to be used as a measurement while continuously estimating the RPM error state. A Monte Carlo simulation was used to determine the performance of the proposed filters, and the scope of the analysis was shown by the standard deviation ($1{\sigma}$, 68%). Finally, the performance of the proposed filter was verified by comparison with the conventional tightly coupled method.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.352-361
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• 2021

한국해양과학기술원에서는 수중 공사용 구조물에 적용할 수 있는 수중 위치 인식 기술을 개발하고 있다. 정밀한 위치 인식을 위해 관성 항법을 기반으로 한 확장 칼만 필터를 사용하였으며, 비동기화 된 센서들의 데이터를 알고리즘 보정 단계에 적용하기 위하여 내부의 관측 행렬을 데이터에 따라 구분하여 업데이트 하였다. 수중 공사 환경, 설치 위치, 시스템 운용 편의성 등을 종합적으로 고려하여 수중 공사 구조물 하부에 붙여야 신호를 획득할 수 있는 Doppler velocity logger(DVL)는 설치 및 회수가 어렵기 때문에 이를 배제한 수중 공사 구조물 부착용 수중 위치 인식 복합 시험체를 제작하였으며 수조 환경에서 수중 위치 인식 성능 시험을 수행하였다. Ultra short-base line(USBL)로 측정된 수중 위치, 위치 벡터만 보정된 추정 위치, 그리고 위치와 속도 벡터를 보정한 추정 위치 결과를 원형 공산 오차(CEP)를 이용하여 비교 및 평가하였다. 그 결과 USBL 단독 위치 추정 CEP 0.02 m, 위치 벡터만 보정한 추정 위치 CEP 3.76 m., 위치 및 속도 벡터를 보정한 추정 위치 CEP 0.06 m로 평가되었다. 본 연구를 통해 DVL이 미적용된 비동기식 센서들을 이용하여 안정적인 수중 위치를 추정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.685-688
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• 2016

위성기반 보강시스템은 위성항법시스템 사용자의 측위 정확도를 향상 시킬 수 있는 보정정보를 위성을 이용하여 방송하는 시스템으로, 특히 항행분야에서 많이 활용되고 있다. 위성기반 보강시스템을 항행분야에서 활용하기 위해서는 정확성뿐만 아니라 무결성, 지속성, 가용성, 서비스 영역 등의 요구사항을 만족해야한다. 기준국은 보정정보 생성을 위한 측정치를 수집하는 기반 시스템으로서, 기준국의 환경, 위치, 분포 등은 위성기반 보강시스템의 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 따라서 위성기반 보강시스템의 기준국 선정을 위해서는 사이트 조사를 통한 환경 분석이 필수적이다. 본 논문에서는 우리나라 해양수산부에서 운영 중인 NDGPS 기준국을 위성기반 보강시스템의 기준국으로 공동 활용한다는 전제하에 NDGPS 기준국 사이트 중 일부의 환경 분석을 수행한다. 기준국 환경 분석은 GPS 위성의 가시성과 전파환경에 대하여 분석하며, 이로부터 기준국 사이트 조사를 위한 간략한 절차와 요구사항을 제시한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.491-499
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• 2011

1999년부터 운영이 시작된 팔미도, 어청도 DGPS 해상 기준국을 시작으로 우리나라에서는 총 17개의 DGNSS 기준국을 운영하고 있는 명실상부한 DGNSS 운영 인프라의 강국이 되었다. 본 논문은 DGPS 해양 기지국을 근간으로 사용하여 우리나라의 대표적인 정기여객선 항로 구간인 제주에서 인천, 부산에서 제주, 제주에서 녹동 구간의 300 kHz 주파수의 해상 및 육상에서의 전파특성을 측정하여, 해안 DPGS 기준국에서 서비스 범위를 조사함으로써, 우리나라 DGNSS 서비스 영역을 측정하였다. 서 남해안의 선박 항로구간의 DGPS 서비스 도달범위를 확인해 본 결과 우수한 품질의 전파신호가 100 NM(권장서비스 범위) 이상 도달됨을 확인하였다. 또한 이를 통하여 선박 안전항행 및 다양한 해양안전시설물에 대하여 위치보정정보의 활용과 향후 DGPS 해양 기준국 확장에 유용할 것으로 판단된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.1344-1349
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• 2012

국내 DGPS 기준국은 283.5 kHz~325 kHz 대역 주파수를 사용하여 200 bps 의 GPS 보정 신호를 MSK 방식으로 전송하고 있다. 6곳의 내륙기준국은 500 W 출력으로 80 kM 영역을 서비스하며, 11곳의 해안기준국은 300 W 전력으로 185 kM의 광역 지역에 전송된다. 내륙기준국과 해안기준국에 의해 국내 DGPS 서비스 영역은 이중 또는 삼중으로 제공될 수 있다. DGPS 기준국의 고출력 신호 전송으로 기준국간 간섭과 인접 무선국간 간섭 현상이 발생할 수 있으며, 다중서비스 영역에 위치한 사용자 단말기의 수신 성능은 간섭 영향을 받을 수 있다. 본 논문에서는 국내 DGPS 기준국에 대한 간섭 보호비를 정의하고, 중파대역 전파 모델을 통하여 기준국간 간섭과 인접무선국간 간섭영향을 분석하고 사용자 단말기의 간섭을 분석한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.643-648
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• 2023

한국형 위성항법보정시스템 KASS(Korea Augmentation Satellite System)은 2023년 12월 국제민간항공기구 표준의 항공용 서비스 제공을 목표로 개발 중인 SBAS 시스템이다. KASS 서비스의 지속적인 제공을 위해서는 시스템의 상태감시가 필수적이며 이를 위해 상태감시 도구가 개발되어야 한다. 상태감시 도구 개발은 목적에 따라 실시간 상태감시, 장기간 상태감시로 구분되어 개발되었다. 도구 개발은 요구사항 정의, 설계, 개발, 검증의 일련의 절차를 통해 완료하였다. 상태감시 도구 검증을 위해 실제 KASS 시스템의 2023년 8월 데이터를 활용하여 검증하였고 그 결과를 통계적으로 분석하여 운영시간, 운영률을 도출하였다. 2023년 이후부터 시작되는 항공용 서비스에 이 도구들을 활용하여 지속적 서비스 제공을 지원할 계획이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.1022-1027
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• 2014

본 논문에서는 DGPS 단축형 모노폴 안테나와 안테나 사이트 환경을 모델링하여 안테나 주변 환경에 따른 안테나 성능을 분석한다. DGPS 기준국 안테나의 성능 해석을 위한 모델링을 해석하고 대지 도전율이나 전파 장애물에 의한 안테나 성능을 모의 분석하여 DGPS 안테나 설치에 요구되는 사이트 환경을 정립한다. 일정한 접지 면에 적정한 방사형 접지를 갖는 안테나 사이트는 대지 도전율이나 전파 장애물로 인한 안테나 정합회로에 대한 영향은 적으나, 방사 효율 영향은 크게 나타난다. 안정된 DGPS 서비스를 위해서는 안테나 사이트의 양호한 대지 도전율이외에 주변에 전파 장애물이 없는 평탄한 안테나 사이트가 중요하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.565-567
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• 2018

이동국은 최소 4개 이상의 인공위성에서 제공하는 신호를 이용하여 자신의 위치 정보를 획득한다. 현대에 들어 위성항법시스템은 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 이동국과 위성 사이에는 측위 시, 정확도 오차를 발생 시키는 많은 요인이 존재한다. 위성 시간 오차, 궤도 오차, 전리층/대류층 굴절, 다중 경로 등의 원인으로 이동국은 정밀한 위치 정보 획득이 불가능 하다. 이러한 오차 발생을 줄이기 위한 보정 기법으로 Differential GPS(DGPS)와 Real-Time Kinematic(RTK)가 개발되었다. 따라서 본 논문에서는 이동국이 정밀한 위치 정보를 획득하기 위해서 RTK 기법이 적용된 단말을 개발하고자 한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.401-407
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• 2018

본 논문에서는 중 장대파 대역 주파수를 사용하는 단축 모노폴 안테나의 전송 대역폭을 해석하고 대역폭에 따른 전송 데이터 용량을 적용한 전송방식을 해석하였다. 아울러 요구 유효방사전력 특성 및 안테나 효율을 고려한 송신 출력 특성을 산출하였다. 전송방식과 송신기 출력 특성 분석을 위하여 중 장대파 대역 안테나 시스템으로 65kHz 대역의 시각정보 전송시스템과 283.5kHz 대역의 위성항법보정시스템을 고려하였으며, 제한된 물리적 안테나 사이트 환경에 설계된 기부 절연형 지선식 안테나를 적용하였다. 적용된 중 장대파 대역 안테나의 방사 특성을 모의 실험하고 안테나 임피던스 특성으로부터 등가회로를 산출하고 안테나 대역폭을 산출하여 모의 실험한 안테나 대역폭과 비교 분석하였다. 아울러, 송신 안테나의 요구 유효방사전력을 위한 중 장대파 대역 송신기 출력 특성을 유도하고, 전송 안테나 대역폭에 따른 중 장대파 대역 전송시스템의 전송방식을 설계하고 제안하였다.

• 지적과 국토정보
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• 제50권1호
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• pp.107-123
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• 2020

최근, Multi-GNSS 위성시스템 인프라 환경의 안정화와 이종 위성 조합 활용에 대한 효용성이 입증되면서 측위, 항법 및 시간 정보 관련 응용 등 다양한 산업 분야에서 실시간 Multi-GNSS 조합 활용의 분위기가 높아지고 있다. 본 연구의 목적은 가장 수요층이 많은 저가형 1주파 GNSS 위성 수신기 사용자를 대상으로 정적 및 동적 환경에서 4가지 Multi-GNSS 측량기법에 RTCM-SSR 보정류(streams)를 적용, Multi- GNSS 위성의 1주파 실시간 단독측위(SF-RT-PP)의 효용성을 평가하고 대응 과제를 도출하는 것이다. SSR 보정류를 4가지 Multi-GNSS 측위 기법에 연계하여 정적 및 동적 시험장에 적용한 결과, CNES의 SSRa00CNE0 서비스가 2차원 좌표성분에서 다른 SSR 보정류에 비해 양호한 결과를 제시하였다. Multi-GNSS 위성의 Carrier를 활용한 SF-RT-PP 측위 결과, 공통적으로 고도성분에서 큰 편차가 발생되었는데 이에 대한 원인 규명 및 SF-RT-PPP 측위에서 비차감 비조합 전리층 지연보정과 이종 위성조합에 따른 신호 Bias 보정의 중요성을 확인할 수 있었다. 또한, Multi-GNSS 위성의 인프라 환경 향상으로 4종의 GNSS 위성 중, 1종 위성만으로도 SF-SPP 측위가 가능함을 확인하였다. 특히, GPS 위성의 1주파 신호만을 활용한 RT-SPP 측위에서 Code 기반 SF-RT-SPP 측위의 경우, 위성궤도/시계 보정관련 보통력과 SSR 보정 간 효과는 미소한 반면, 전리층 보정의 경우는 Klobuchar 모델에 비해 SBAS 보정 정보를 활용한 경우가 높이에서 약 2배 이상의 정확도 향상 효과를 공통적으로 확인할 수 있었다. 향후, 2020년말 Galileo 및 BDS 위성 인프라가 완성되면서 Multi-GNSS 위성의 지역 특성이 반영된 실시간 전리층지연 및 기상특성을 반영한 SSR 조정 서비스가 진행될 경우, SF-RT-PPP 활용성 및 여러 산업부문의 다양한 수요 창출이 기대된다.