• 한국항행학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.423-427
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• 2017

IMO에서 승인된 e-navigation 전략 이행계획은 e-navigation 도입을 가시화 하였다. 아울러 ITU에서 추진한 GMDSS(global maritime distress and safety system) 현대화를 위한 일정도 NCSR 4차 회의에서 확정되었다. 이에 따라 e-navigation 서비스를 지원할 수 있는 통신 시스템에 대한 제반 요구사항을 반영하여 기존의 통신 시스템에 대한 보완과 차후 도입될 새로운 통신 시스템에 대한 요구조건을 제시하고자 한다. e-navigation 서비스 지원을 위한 통신방식은 기본적으로 IP 기반의 데이터 통신을 제공할 수 있어야 하지만 중 단파 주파수 대역에서는 협대역 특성 때문에 인터넷 서비스는 어렵고, 간단한 단문 서비스나 e-mail과 같은 데이터 통신 서비스는 가능할 뿐이다. 또한 기존의 GMDSS 위성통신 서비스 기관이 확장되어 새로운 서비스가 제공가능하게 됨에 따라 IP기반의 데이터통신 서비스는 가능하지만, 값 비싼 통신비용의 문제로 생기는 서비스 제한은 VSAT 서비스를 도입하여 해결할 수 있을 것이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.272-278
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• 2017

비행환경에서의 드론 운용에 있어서 ICAO가 규정한 성능 요구조건을 만족하기 위해서는 SBAS와 같이 보강정보를 제공해주는 시스템이 필요하다. 하지만 드론이 SBAS 신호를 지속적으로 수신할 수 없는 환경에서는 드론의 운용 범위가 제한될 수 있다. 본 논문에서는 드론 운용범위 확대를 위하여 SBAS 위성 신호 차폐지역에 위치한 드론을 가정하여 기준국 서버에서 별도의 통신 채널을 이용하여 SBAS 보정정보를 송출하는 시스템을 제안하였다. 제안한 시스템을 구현하고 정적 환경에서 검증을 수행한 결과 DGPS 측위 결과는 약 10cm 정도의 성능 차이를 보여 그 성능이 매우 유사함을 확인할 수 있었다. 또한 시스템에서 계산한 보호수준 역시 항공용 수신기에서 계산한 값 대비 2m 이내의 성능차이를 보임으로써 실시간 소프트웨어에 적용된 알고리즘의 적절성을 검증하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.28-36
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• 2020

KASS(Korea Augmentation Satellite System)는 국토교통부에서 2014년부터 개발 중인 한국형 위성항법보강시스템이다. KASS는 항공기 안전에 영향을 미칠수 있는 항공용 시스템이기 때문에 KASS의 각 소프트웨어는 안전성 분석을 통해 할당된 DO-178B의 소프트웨어 레벨에 따라 개발이 수행된다. KASS의 하위시스템인 통합운영국의 경우 일부 소프트웨어를 제외하고는 DO-178B 레벨E를 할당 받았으며 DO-178B 레벨E 소프트웨어의 경우 제품 보증을 위해 ECSS-Q-ST-80C 카테고리 D를 준수하여 개발하도록 하고 있다. 본 논문에서는 ECSS-Q-ST-80C를 만족하기 위해 ECSS-E-ST-40C, ECSS-Q-HB-80-04A를 분석하여 KASS 통합운영국 소프트웨어의 제품 보증을 위한 소프트웨어 생명 주기 별 활동 및 소프트웨어 품질 모델, 메트릭을 제안한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.384-389
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• 2021

네트워크 기반 무인기 제어통신 시스템을 위한 복잡도와 성능을 고려한 지상국 최적 안테나 패턴 설계 방식을 제시하였다. 다수개의 측면 섹터와 한 개의 상향 섹터로 구성되는 지상국 안테나의 섹터 수, 수평/수직 빔폭, 틸팅각도 등 안테나 설계 파라미터의 변화에 따른 수직/수평 각도 별 안테나 이득을 모델링하고, 가상의 3차원 공간 내에서 각 파라미터의 변화가 신호 대 잡음 비 (SNR : signal to noise ratio) 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 다양한 파라미터 중 측면 섹터의 틸팅 각도가 성능에 가장 큰 영향을 미치는데, 지상국 간 거리가 길수록, 최고 고도가 높을수록, 측면 섹터 수가 작을수록 틸팅 각도를 낮춰야 함을 확인할 수 있었다. 또한 최저 SNR 최대화 측면에서는 측면 섹터 수직 빔폭을 늘리는 것이 유리하지만 평균 SNR 측면에서는 수직 빔폭을 줄이는 것이 유리함을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.507-513
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• 2018

자율운항선박은 인간의 개입을 최소화하고, 선박에게 주어진 임무를 안전하게 수행하기 위해 운항에 필요한 다양한 정보를 자동으로 수집 관리하며, 선박이 스스로 판단하여 정해진 목적지까지 부분 또는 전체 항로를 자율적으로 운항하거나, 필요시 부분적으로 원격관제에 의해 운항을 가능하게 하는 선박운항기술을 말한다. 이러한 선박의 안전운항을 위해 선박에 탑재된 다양한 항해 통신장비 및 엔진, 기관 등의 각종 센서로 부터 신호를 수집 및 관리하기 위해서는 공통플랫폼 기술이 필요하다. 이 논문에서 제안하는 공통플랫폼은 스마트 선박 구현의 핵심으로 육상과 선박 간의 위성통신 또는 지상파 통신으로 연결된 통신 환경에서 실시간으로 원활한 정보 교환을 통해 육상의 관제국에서 모니터링과 원격관제를 지원하여 해상의 안전한 선박 운항을 가능하게 한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.228-236
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• 2019

최근 도심지, 터널, 지하도 등과 같이 위성항법시스템 (GPS; global positioning system) 신호 수신이 어려운 환경에서 안정적으로 정확한 위치 해를 획득하기 위한 다중센서 결합 기법들이 활발하게 연구되고 있다. GPS 음영 지역에서의 위치 정확도를 개선하기 위하여 본 논문에서는 초음파의 전파 특성을 활용하여 동체의 전방 속도를 추정할 수 있는 저가의 초음파 속도계(ultrasonic-speedometer)를 설계하였고, 이를 활용하여 관성항법시스템 (INS; inertial navigation system)과 효율적으로 결합하는 INS/초음파 속도계 결합 항법 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템의 성능을 분석하기 위해 차량 탑재 실험을 수행하였다. 실험결과에 의하면 저가의 MEMS IMU (micro electro mechanical systems inertial measurement unit)를 활용하고 GPS 신호가 10초 이상 가용하지 않는 경우에도 제안된 INS/ 초음파 속도계 결합 항법 시스템은 위치 정보 정확도의 열화를 효과적으로 제한할 수 있음을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.245-250
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• 2019

관성항법장치는 시간 경과에 따라 관성센서 및 초기정렬 오차로 인해 항법 오차가 발생한다. 이를 보상하기 위한 방법으로 위성항법시스템 및 속도계 등을 이용하여 보정항법을 수행한다. 수중 환경에서는 GNSS 신호가 통하지 않기 때문에, 수중운동체에 탑재한 관성항법장치는 주로 속도계 보조센서를 이용하여 보정항법을 수행한다. 속도계 보조센서는 DVL, EM-Log, RPM이 있으며, 시스템 환경에 따라서 센서 종류가 적용된다. 본 논문은 고속 및 심해 환경에서 운용되는 관성항법장치의 RPM 속도보정항법을 설계하였다. 또한 직진 방향의 성분을 갖는 RPM 속도계의 한계를 보완하며, 해조류 속도 오차를 보상하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 몬테카를로 시뮬레이션 결과를 통해 성능을 입증하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.8-16
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• 2021

본 논문에서는 도심항공 모빌리티(UAM)를 우리나라 수도권에서 운용하기 위해 필요한 수직이착륙장의 위치를 선정하고 평가하였다. 통근통학 인구수 조사 데이터를 이용해 수요 데이터를 분석하였으며, MATLAB을 이용해 지도상에 표현하였다. 또한 데이터들을 군집화하기 위해 MATLAB에 내장되어있는 K 평균 알고리즘 함수를 이용해 수직이착륙장의 위치로 선정할 군집의 중심을 파악하였으며, 실루엣 기법을 이용해 군집화의 정확도와 신뢰도를 평가하였다. 또한 선정된 수직이착륙장의 위치가 실제 수직이착륙장 설치에 적합한지 위성 지도를 이용해 확인하였으며, 그 위치가 설치 불가능한 위치에 있는 경우 위치 조정 과정을 통해 최종 수직이착륙장의 위치를 선정하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.485-490
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• 2020

최근 국내 조선 산업과 IT융합기술에 대한 연구가 활발한 가운데 선박 안전운항을 위한 위성탐지 기술 발달로 선박에서는 장거리 식별추적 장치 및 자동식별 장치의 의무화로 선박이동 상황을 모니터링 할 수 있어 안전항해에 도움을 주고 있으나, 무중항해 시 시정 상태를 레이다에 의존하는 항해사에게 위험을 경보해 줄 수 있는 안전장치 개발이 필요하다. 이에 광센서를 이용하여 감지하고 알려주는 해무 감지 경보 시스템을 개발하였다. 제작된 해무 감지 경보 시스템은 소형, 저 전력의 광센서 송수신기와 센싱 데이터 처리 모듈로 구성되었다. 시험을 통해 해무가 있는 경우와 없는 경우 각각에 대해 제작된 해무 경보 시스템은 해무 농도를 검출하는 것을 확인하였다. 또한 해무 농도에 따라 선박 엔진 RPM 조절이 가능하고, 결과적으로 선박의 안전 운항을 보조 장치로 활용 가능함을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.119-124
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• 2022

IGS (international gnss service)에서는 GNSS (global navigation satellite system) 위성의 항법메시지에 적용할 수 있는 RTS (real-time service) 궤도 및 시계 보정정보를 제공한다. 하지만, 인터넷 단절이 발생하면 RTS 값을 수신할 수 없으므로, 안정적인 PPP (precise point positioning)를 수행하기 위해 신호 단절이 발생한 경우 RTS 보정정보를 예측해서 사용해야 한다. 본 논문에서는 실시간으로 신호 단절 구간에서 LSTM (long short-term memory) 알고리듬으로 궤도 및 시계 보정정보를 예측하여 PPP를 진행하였다. 연산 처리 속도가 빠르지 않은 Raspberry Pi (RPI)에 LSTM 알고리듬을 구현하여 예측성능을 분석하였다. 다항식 예측기법과 비교하여 LSTM은 장기간 예측에서 우수한 성능을 보였다.