• 전자통신동향분석
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• 제31권3호
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• pp.20-31
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• 2016

위성항법 보강시스템은 항법위성인 GPS 제공 항법신호를 수신 처리하여 각종 오차 성분을 제거시킴으로써 산출된 위치정확도, 시스템 가용도 및 제공신호에 대한 무결성 등이 향상됨에 따라 항공분야, 해양분야 및 차량내비 등 육상분야에서 요구하는 위치정확도뿐만 아니라 보강 및 무결정정보 등을 특정 성능 요구를 만족시킬 수 있도록 제공하는 시스템이다. GPS 신호에 대한 오차를 보강한 메시지를 활용하는 매체를 무엇을 활용하는지에 따라 구분할 수 있는데 위성을 이용하면 위성기반 보강시스템(Satellite Based Augmentation System: SBAS), 지상망을 이용하면 지상기반 보강시스템(Ground Based Augmentation System: GBAS), 비행기를 이용하면 항공기반보강시스템(Aircraft-Based Augmentation System: ABAS)으로 일컫는다. 본고에서는 위성항법 보강시스템의 현황과 그 관련 기술에 대하여 기술하고 한다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.35.3-35.3
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• 2010

항공용 지역위성항법 보강시스템(Ground Based Augmentation System, GBAS)은 지상에서 위성항법시스템에 대한 위치보정정보와 무결성 정보를 생성 및 제공하여 공항 주변 항공기의 정밀 이착륙을 돕는 지상기반의 시스템이다. 이 시스템은 기본적으로 위성항법신호를 사용하기 때문에 전리층 영향을 받게 되는데 특히 전리층 폭풍(Ionospheric storm)의 경우 공간적으로 급격한 위치오차 차이를 발생시키기 때문에 안정적인 항공기의 정밀이착륙을 위해서는 전리층 폭풍의 영향을 최소화 하는 것이 중요하다. 이를 위하여 현재 항공용 지역위성항법 보강시스템의 지상시스템(Ground Facility)과 항공기 탑재시스템에서의 전리층 폭풍에 대한 정확한 감시와 전리층 폭풍의 지배적 영향을 받는 위상항법신호를 제거하거나 보완하는 방식 등 전리층 폭풍의 영향을 최소화하기 위한 기법들이 계속해서 연구 중이다. 이 논문에서는 2001년과 2003년 미국에서 발생한 전리층 폭풍에 대한 위성항법데이터 분석 결과와 기존의 연구결과를 기반으로 전리층 폭풍에 대한 모델링과 지상시스템과 항공기 간의 공간적 상이현상(Spacial decorrelation)을 고려하여 전리층 폭풍이 항공기 이착륙에 미치는 영향에 대한 분석 결과를 제시한다. 전리층 폭풍에 대한 수학적 모델링을 하기 위해서는 전리층 폭풍의 물리적 특성에 대한 이해와 전리층 폭풍 발생 시 획득한 위성항법 데이터를 이용한 통계학적 분석이 선행되며 이러한 분석결과와 항공기 이착륙에 절차를 반영하여 항공기에 미치는 영향 분석을 위한 수학적 모델을 완성하였다. 완성된 모델을 국내 공항에서 실제 비행시험을 통하여 획득한 위성항법데이터에 적용하여 전리층 폭풍이 국내 공항에서 항공기 이착륙에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하였다. 또한, 대표적 전리층 폭풍 감지기법 중 하나인 Code-Carrier Divergence Test 알고리즘을 적용한 결과도 함께 제시하였다. 이 논문의 결과는 항공용 지역위성항법 보강시스템에 대한 전리층 폭풍의 영향을 최소화하기 위한 기법 연구의 기반이 되며 시스템의 성능평가를 위한 다양한 시뮬레이션환경의 하나로서도 활용이 가능할 것이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2023년도 추계학술대회
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• pp.175-176
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• 2023

1973년 최초로 서비스를 시작한 GPS는 전 세계 60억명 이상이 사용 중이며 거의 모든 사업에 큰 영향을 미치고 있으며, 자동차, 농업, 해양, 일반 안전, 레저활동, 지형공간정보, 항공, 금융, 통신 등 산업 전반에 걸쳐 경제적 이익이 약 1조4천억 달러에 이르는 글로벌 시스템이라 할 수 있다. 최근에는 미국의 GPS 뿐만 아니라 유럽, 러시아, 중국 등 세계 주요국들은 자국의 독자 위성항법시스템을 구축하고 있으며, PNT 정밀성 향상을 위한 위성항법보강시스템의 개발 또한 주요국 중심으로 이루어지고 있다. 4차산업기술의 발달로 인해 다양한 산업의 상용화와 대중화에 따라 PNT 정보의 고정밀, 고신뢰에 대한 수요도 급증하고 있으며, 이에 대한 응용기술 분야에 대한 시장도 급속하게 성장하고 있다. 우리나라에서도 KASS와 같은 위성항법보강시스템 구축을 추진하고 있으며, 향후 독자 위성항법시스템인 KPS의 개발도 진행중에 있다. 그러나 고도 23,000km에서 송출하는 위성신호의 전파교란·기만에 대한 취약성과, 도심지와 같은 위성신호 수신이 열악한 환경에서는 고정밀·고신뢰 PNT 정보를 제공하기가 현실적으로 어려운 실정이다. 이러한 GPS의 취약성을 보완하기 위해 지상기반의 PNT 정보제공 시스템 구축의 필요성이 증대되고 있으며, 전세계적으로 상호보완적 PNT 시스템의 구축·기술개발에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.

• 한국항행학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.396-403
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• 2013

최근에 GPS의 현대화, GLONASS의 정상화, Galileo 및 Beidou의 개발 등으로 기존에 GPS에만 의존하였던 것과 달리 사용자가 다양한 항법위성을 활용할 수 있게 되었다. 또한 새로운 항법위성에는 기존의 L1 주파수 신호 뿐만 아니라 새로운 민간 신호인 L5 주파수 신호도 방송하기 때문에 사용자는 이중 주파수 측정치를 활용하여 직접 자신의 전리층 지연을 추정하여 가용성 성능을 향상 시킬 수 있을 것으로 예상된다. 이에 따라 기존의 GPS L1 주파수 사용자만 고려하던 광역보강시스템도 이중 주파수 및 다중 위성항법시스템을 고려하도록 개발이 진행되고 있다. 본 논문에서는 미래의 L1/L5 이중 주파수 및 다중 위성항법 시스템 사용자를 고려한 위성기반 광역보강시스템 (Satellite Based Augmentation System, SBAS)의 주요 알고리즘을 설명하고, 한반도 주변의 성능을 시뮬레이션을 통해 예측하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.396-409
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• 2023

위성항법시스템은 사용자에게 위치 및 시각정보를 제공하기 위한 핵심 기술로, 최근 자율 이동체 분야에서 요구되는 높은 정확도 및 신뢰성을 확보하기 위하여 다양한 형태의 위성항법보강시스템이 개발되고 있다. 위성항법보강시스템은 사용자 측위 성능 개선을 위해 지상 기준국에서 수집된 거리 측정치 및 항법 데이터를 기반으로 보강정보를 생성한다. 기준국의 배치 및 간격이 시스템 성능에 중요한 영향을 미치므로, 위성항법보강시스템 구축 시 기준국 설치 지점에 대한 고려가 필요하다. 본 논문에서는 기준국의 배치 및 간격에 따른 사용자 측위 성능 모델링 식을 활용한 신규 기준국설치 지점 도출 방안을 분석하고 시뮬레이션을 통해 사용자 측위 성능을 최적화할 수 있는 후보군 지역을 선정하여 제안하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.121-129
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• 2012

현재까지 한국의 자국 우주기반 지역위성항법시스템은 개발되거나 구체적으로 계획되어 있지 않다. 그러나 국내 지역위성항법시스템의 개발요구는 여러 가지 수요 외적인 요인으로도 결정될 수 있으며, 커져가는 국내의 위성항법시스템에 대한 의존도는 결국 자국 위성항법시스템의 개발 및 보유를 궁극적으로 요구할 것으로 사료된다. 한반도 주변을 활용서비스 대상으로 설정하는 지역위성보강항법 시스템 또는 지역위성항법 시스템 둘 다 설계 궤도나 시스템 설계개념은 그리 선택의 여지가 많지 않다. 또한 우주감시 분야는 국내에서 막 태동하는 연구개발 분야이며 미래 한국형항법위성시스템을 보유했을 때 항법시스템의 유지와 항법메세지의 생성을 위해서 반드시 필요한 기술 분야이기도 하다. 이 연구에서는 한국보다 먼저 구축이 기대되는 일본의 준천정위성시스템의 한국 지역 활용도를 분석하고, 유사한 시스템을 한국에 적용했을 때의 활용도 분석, 독자적인 위성항법시스템을 도입했을 때 사용가능한 궤도 얼개 분석, 그리고 이차적인 추적시스템으로서 지상기반 광학추적시스템의 가관측성 등을 분석하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.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.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.400-408
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• 2018

광역보강항법 시스템은 광역 지역에서 사용할 수 있는 보정 데이터(이온층 지연, 위성 및 시계 오차) 및 무결성 정보를 생성하여 전송하는 시스템으로 대표적으로 위성기반 보강항법 시스템인 SBAS가 있다. 미국에서는 WAAS라는 명칭으로 운용하고 있고 유럽에서는 EGNOS, 일본에서는 MSAS, 러시아는 SDCM, 인도는 GAGAN이라는 명칭으로 광역보강항법 시스템을 운용 하고 있다. 한국에서도 KASS명칭으로 2022년 목표로 개발을 진행하고 있다. SBAS 시스템은 국제민간항공기구 ICAO에서 국제 표준으로 정한 시스템으로 민간 서비스를 위해 운영된다. 따라서 보정 데이터도 민간 SPS 수신기용으로만 사용되고 있다. 본 논문에서는 SPS용 보정항법 시스템을 PPS 수신기에 사용하기 위해 필요한 C1P1 DCB 추정 방법에 대해 논의한다. 추정된 C1P1 DCB 결과를 바탕으로 단일 위성항법에서의 C1P1 DCB영향을 분석 후 SPS용 차분위성항법 시스템을 PPS 수신기에 적용한 결과를 분석하였다. 마지막으로 SPS용 광역보강항법 시스템을 PPS 수신기에 적용하여 결과를 분석하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.48-53
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• 2006

지상의 인프라 못지않게 중요시 되고 있는 GNSS (global navigation satellite system) 를 위한 한국형 위성기반 보강시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 가장 경제적인 위성기반 보강시스템 구축을 위하여 시스템 요소로서 현재 존재하는 시스템의 사용을 적극 고려하였다. 기준시스템은 현재 운용되고 있는 DGPS (differential global positioning system) 네트워크를 최대한 활용하는 것으로 하였고, 위성은 통신해양기상위성 1호(COMS-1)을 근간으로 조사하였다. 버스 시스템은 최소한의 변경이 예상되는 반면 통신탑재체는 주요한 변화를 겪게 될 것으로 분석되었다. 지상의 주제어 센터는 새롭게 건설되어야 하지만 소프트웨어, 인력 등 센터의 필수적인 요소는 DGPS네트워크의 운용 경험을 통하여 쉽게 확보될 수 있으리라 판단된다 .

• 지적과 국토정보
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• 제46권1호
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• pp.133-148
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• 2016

다양한 산업에서 드론의 활용 가능성이 높아지는 추세에 따라 무인기 관련 법 개정에 대한 요구가 커지고 있다. 그러나 현재 드론은 조종사의 비행 조건 및 운용 범위가 엄격하게 제한되고 가시 환경 하에서만 운용이 가능하므로, 택배 등의 산업에는 활용이 어렵다. 따라서 다양한 산업에서의 드론 활용 가능성을 높이기 위해서는 위치정확도 향상은 물론이고, 무인기의 충돌을 방지하고, 위험요소를 회피하기 위한 적절한 보호수준(Protection Level)을 계산하는 것이 필수적이다. 보호수준을 포함한 무결성 정보는 SBAS(Satellite Based Augmentation Systm) 시스템을 이용한 보강항법 수행을 통해 산출할 수 있으며, 이를 통해 GPS(Global Positioning System) 단독측위가 가지는 한계를 보완할 수 있다. 이에 따라 본 논문에서는 LAAS(Local Area Augmentation System) 착륙 카테고리별 결심고도를 기준으로 드론의 비행고도를 설정하여, GPS 단독측위와 SBAS 보강항법 수행 시의 하루 중 항법수행 가능 시간의 비율을 비교하는 시뮬레이션을 수행하였다.