• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.31 no.3
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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.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2010.04a
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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.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• v.13 no.1
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• pp.25-34
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• 2024

The Satellite Based Augmentation System (SBAS) improves the accuracy and reliability of user positioning by transmitting the error correction and integrity information of the global navigation satellite system signal from geostationary satellites in real time. For this reason, SBAS was designed for aircraft operations and approach procedures and is now in operational or development stages in many countries. Time has passed since the construction of SBAS and many changes have occurred in the composition of the monitoring stations and the geostationary satellites. These changes have been investigated and the current operation and development status of SBAS globally are surveyed. The development and test schedules for the transition to dual frequency multi-constellation, an important topic in SBAS, are discussed.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2023.11a
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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.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.17 no.4
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• pp.396-403
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• 2013

Recently, GNSS users can utilize various navigation satellite thanks to GPS modernization, renewal of GLONASS, and development of Galileo and Beidou. And availability performance of users is expected to be improved because these new navigation satellites transmit L5 signal as well as L1 signal, and users can directly estimate the ionospheric delays. In accordance with these changes existing Satellite Based Augmentation System (SBAS) which considers only GPS L1 signal is being developed to support dual frequency and multi-constellation GNSS users. This paper describes the main features of dual-frequency, multi-constellation SBAS algorithms and estimates the performance in Korean region by simulation.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.27 no.4
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• pp.396-409
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• 2023

In the field of autonomous vehicles, where high accuracy and reliability are critical, various satellite navigation augmentation systems have been developed to improve system performance. These systems generate correction and integrity information based on measurements and navigation data collected from ground reference stations, enhancing user positioning accuracy. Thus, the performance of the system heavily relies on the deployment and spacing of reference stations. To construct an effective satellite navigation augmentation system, careful consideration must be given to the installation points of reference stations. This paper presents a user positioning performance modeling formula and proposes a method for selecting the installation points of new reference stations. The proposed method involves selecting a candidate group area that can optimize the user's positioning performance. By utilizing this method, the system's performance can be improved, ensuring high accuracy and reliability for autonomous vehicle applications.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.22 no.5
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• pp.400-408
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• 2018

Wide area augmentation system is a system that generates and transmits correction and Integrity information for use in wide area. Typical system is SBAS. In the United States, it operates under the name WAAS, EGNOS in Europe, MSAS in Japan, SDCM in Russia, GAGAN in India. it is developing Korean SBAS which named KASS by 2022 in Korea. SBAS is a standard System that is operated as civil aviation service base and set as international standards by ICAO. So the correction data can only is used for civil SPS receiver. In this paper, we discuss C1P1 DCB estimation which need to use SPS correction service for PPS receiver. Then we analyze C1P1 DCB correction effect under standalone Satellite Navigation and method to use PPS receiver under SPS DGPS. Finally we organize wide area augmentation system for PPS receiver and analysis performance.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.1 no.1
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• pp.48-53
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• 2006

A K-SBAS (Korean Satellite Based Augmentation System) is proposed as one of the space infrastructure. The proposed system considers the existed elements to the utmost for the most economical SBAS construction. As reference system the current DGPS (differential global positioning system) network is investigated. Space segment is investigated based on the COMS-1 (Communications, Oceanographic, and Meteorological Satellite-1). While bus system of COMS-1 can be kept to minimum change, the communication payload of needed, crucial parts such as software, man power can be easily secured through the DGPS network operation heritage.

• Journal of Satellite, Information and Communications
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• v.7 no.3
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• pp.121-129
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• 2012

Any development plan of a Korean space-based navigational system has been neither designed nor introduced yet. However, the demand for the development of a domestic regional satellite navigation system can be originated from the outside of market. The growing dependency on satellite navigational systems in Korea eventually requires the retainment and the operation of a domestic navigational satellite system. There is not many choices on the orbit designs and the system design concepts of a regional augmented navigation satellite system or a regional navigation satellite system for the service on the vicinity of the Korean peninsular. Space situational awareness (SSA) has been a rising issue for both national security and more realistic space business in Korea. Also SSA related technologies in Korea is a newly inaugurated area and is necessary to generate a navigation messages and maintain a future Korean navigation satellite system. In this study, the availability of Japanese Quasi Zenith Satellite System (QZSS) expected to be deployed definitely sooner than Korean counter-part is analyzed. The availability of the similar configured system over Korea is investigated with assumed QZSS type orbit. Also, feasible configuration of orbits for domestic navigation satellite system is suggested. And the observability of a ground-based optical tracking system as a secondary tracking capability is analyzed.

• 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.