• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2011년도 한국우주과학회보 제20권1호
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• pp.22.4-22.4
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• 2011

위성항법시스템에서 위성 신호의 이상 발생 시 신속하게 위성시계의 고장 유무를 판단할 수 있도록 실시간 위성 시계 이상감지 시스템을 구축하였다. 위성 시계는 시스템 성능에 직접적인 영향을 미치는 핵심 요소로서 고장이나 이상 발생 시 측정치에 매우 큰 영향을 미칠 수 있다. 특정 위성 시계에 고장이나 이상이 발생한 경우 사용자들이 해당 위성의 측정치를 사용하지 않도록 가능한 빨리 이를 감지하고 공지할 수 있어야 한다. 현재 GPS의 경우 시스템 자체만으로는 위성 상태 정보가 적절한 시간 내에 제공되지 못하므로, 사용자가 직접 위성 신호의 사용 유무를 판단할 수 있는 위성 상태 감시 기능이 필요하다. 이 논문에서는 위성 시계 이상 발생 시 이를 실시간으로 감지할 수 있도록 한국항공우주연구에서 구축한 실시간 위성 시계 이상 감지 시스템에 대해 소개하고자 한다. 시스템 구현을 위해 적용한 방법은 크게 세 단계로 나뉠 수 있다. 첫 번째, 실시간으로 수신한 GPS 이중 주파수 측정치로부터 반송파 스무딩 필터를 적용하여 위성 시계 바이어스를 추정한다. 두 번째, 위성 위치 및 시계 정보의 실시간 적용을 위해 항법력보다 성능이 뛰어난 IGS Ultra-rapid 예측 정보를 활용한다. 마지막으로 위성시계 바이어스 추정치와 예측치를 비교하여 시계 이상 유무를 판별한다. 실제 위성 시계 이상이 발생한 위성의 측정치를 적용하여 시스템에 대한 검증시험을 수행하였고, 10 나노 초 수준의 위성 시계도약 현상이 발생한 위성의 감지를 통해 시스템의 성능을 확인하였다. 이는 항공항법분야와 같이 고성능의 위치 정보를 요구하는 응용분야에 신뢰성 있는 위성 정보 제공을 위해 활용될 수 있다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.74-75
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• 2012

신뢰성 있는 위성항법기반의 위치정보 서비스 제공 및 필요한 항법신호의 이상을 감시하는 서비스를 개발하기 위해서는 위성항법신호의 이상을 재현할 수 있는 시뮬레이터가 필요하다. 본 연구에서는 위성항법신호를 생성하는 시뮬레이터가 아닌 실시간 위성항법신호에 이상을 인가하는 시뮬레이터를 설계하는데 그 목적이 있다. 실시간 위성항법신호 이상 인가 시뮬레이터는 GPS 수신기로부터 수신기 메시지를 수집하여 저장하는 수신부분과, 위성항법신호의 이상을 생성하는 이상생성부분, 항법신호의 이상을 감시하는 서비스에 전달하는 신호조합부분으로 나누어 전체 시스템을 모듈화 하였으며, 시스템에 대한 안정성 및 향후 정상상태의 위성항법신호와 이상상태의 위성항법신호를 비교할 수 있도록 확장성을 고려하여 설계하였다. 본 연구를 통하여 실시간으로 수집되는 위성항법신호에 이상을 인가하여 보다 실제상황에 맞는 이상을 재현할 수 있게 되었으며, 본 연구결과는 다양한 위성항법시스템 개발에 기반자료로 활용될 수 있다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.57-57
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• 2003

우리별 3호는 1996년 5월 26일 발사하여 2002년 12월까지 수명 초과에 따른 성능 하락으로 임무 수행을 마칠 때까지 설계 예상 수명 3년을 초과하여 약 3년 7개월 동안 운용되었다. 인공위성은 운용 되는 동안 종종 예측하지 못한 이상현상을 겪는다. 이러한 이상현상은 인공위성의 임무 수행을 일시적으로 중지시키며 심지어는 인공위성의 작동을 완전히 불가능하게 만들기도 한다. 이러한 이상현상 발생은 매년 수백 건씩 기록되고 있으며 인공위성 시스템이 복잡해짐에 따라 더욱 증가하고 있는 실정이다. 인공위성에서 발생하는 이상현상은 다양한 원인에 기인하며 시스템 설계 오류, 제작 오류, 운용 오류, 우주환경이 끼치는 영향 등이 있다. 우리별 3호 또한 운용 동안 발생한 이상현상으로 임무를 제한적으로 수행하기도 하였다. 인공위성에서 발생한 이상현상을 분석 및 해결함으로서 임무수행을 원활히 할 수 있을 뿐만 아니라 더 나아가서 분석 경험과 축적된 자료를 통해서 이상현상을 예측 및 대비할 수 있고 위성의 성능과 수명 평가의 지표로 삼을 수 있으며 위성의 문제점을 보완하여 향 후 향상된 위성을 개발하는데 기여할 수 있다. 본 연구에서는 궤도상에서 발생한 이상현상을 각 서브시스템 별로 임무 수행에 끼치는 영향, 위성체에 미치는 영향, 발생원인, 이상현상 종류, 처리 방법으로 분류하여 살펴보았고 그 분석 결과를 과학위성 1호 개발 시 문제점 보완에 적용한 사항에 대하여 살펴보았다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.111-112
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• 2013

GPS는 항행, 측량, 지도제작, 시각동기 등 정확한 위치정보가 필요한 여러 분야에서 활용되고 있으며, 이에 대한 의존도는 점점 증가하고 있는 추세이다. 따라서 GPS 신호에 이상이 발생하는 경우 GPS를 기반으로 한 여러 시스템에서 혼란 및 막대한 경제적 손실이 발생할 것으로 예상된다. 이를 방지하기 위해 GPS 신호의 이상 감시를 위한 연구가 활발히 이루어지고 있는 추세이며, 이러한 연구 중에는 기존의 이상사례에 대해 분석하는 부분도 포함된다. GPS 신호 이상은 위성 고장, 태양폭풍에 의한 이온층의 급격한 변화, 항법메시지의 오류, 전자파 간섭 등 여러 요인에 의해 발생하게 된다. 본 논문에서는 위성 고장 사례 중 위성시계 이상, 위성궤도 이상와 이온층 폭풍에 의한 이상, 대류층 변화에 의한 이상에 대해 분석하고 이 때 고장으로 인해 발생한 이상신호에 대해 모델링을 수행한다. 기존의 이상사례에 대한 분석결과 및 모델링한 신호는 GPS 신호의 이상 감시 알고리즘을 개발 및 검증하기 위한 목적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.105-107
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• 2013

위성항법 기반 위치정보 서비스에 대한 안정성 및 신뢰성 확보를 위해서는 위성신호의 이상 감시가 필수적이며, 특히 안전과 관련된 응용분야에서의 위성신호 이상은 안전사고와 직결될 수 있으므로 위성신호 감시는 상시 안정적으로 운용되어야 한다. 따라서 효율적인 이상감시 기법 설계와 다양하고, 지속적인 시험평가를 위해서는 테스트베드 구축이 필요하며, 테스트베드 구축을 위한 요소 중 특히, 다양한 시나리오의 신호 이상을 생성할 수 있는 이상신호 생성 기술이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 다양한 이상신호 생성 및 실신호 특성 반영이 가능한 소프트웨어 기반 GPS 이상신호 생성기를 제안한다. 소프트웨어 기반 GPS 이상신호 생성기는 높은 확장성을 가지므로, 사용자가 적용 및 응용하기 쉬우며, 상용 신호생성 시뮬레이터와 비교하여 실신호 특성을 반영한 이상신호 생성이 가능하다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.59-64
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• 2002

위성의 자세 및 궤도, 추진기 등 상태의 동적 반응과 위성체 내부의 원격 명령 및 원격측정 처리 과정을 시뮬레이션하여 관제시스템의 운용자 교육 및 위성 이상상태 분석을 위한 위성 다목적실용위성 2호 시뮬레이터을 객체지향설계기법을 이용하여 설계한 내용을 기술한다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제8권1호
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• pp.77-85
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• 2010

현재 GPS 위성항법시스템은 모두 32기의 Block IIA, Block IIR, Block IIR-M 위성으로 운용되고 있으며 12기의 Block IIA 위성은 15년 이상 된 것들이다. 열악한 우주 환경 속에서 장기간 사용된 위성은 고장이 발생하기도 하고, 특히 정밀한 위치와 시각 제공을 위해 탑재된 원자시계의 노후로 인하여 이상 현상이 발생 하기도 한다. 최근 IGS에서 제공하고 있는 Ultra-rapid 위성 시계 예측 정보의 정확도 성능이 떨어지고 있는데, Block IIA 위성 세슘 시계가 외부 환경이나 온도 변화에 쉽게 영향을 받아 안정된 원자시계의 성향을 보이지 않기 때문이다. 이런 노후 된 위성시계의 이상 현상은 GPS를 이용하는 응용분야에서 위치 성능의 저하를 수반한다. 따라서 노후 된 위성 시계의 성질과 이상 현상 등을 살펴보고 이를 감지 및 극복할 수 있는 기술 현황을 소개한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권3호
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• pp.225-231
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• 2011

GPS 위성 이상 신호의 발생 요인 중 위성 시계의 이상 현상은 GPS 측정치에 매우 큰 영향을 미칠 수 있으나, 측정치에는 궤도 오차, 이온층 지연 오차, 대류층 지연 오차, 다중경로 오차, 수신기 시계 오차 등의 성분들이 포함되어 있어 위성 시계의 오차 범위가 다른 요소에 의한 오차보다 커지기 전에는 위성 시계의 이상 현상을 검출하기 어려운 문제가 있다. 위성 시계에 이상 현상이 발생하였을 때 이상 판별의 임계 범위를 최소화 하여 빠르고 정확하게 검출을 수행할 수 있도록, 본 논문에서는 이중 주파수 측정치로부터 반송파 스무딩 필터를 적용하고 수신기 시계 오차 및 다른 여러 가지 요인에 의한 오차를 보정한 후 정확한 위성 시계 오차를 추정하는 방법을 제시하였고 IGS 기관에서 제공하고 있는 위성 시계 정보와 비교를 통해 제시한 방법의 성능을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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• pp.62-64
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• 2012

개선된 정확도 성능을 확보하기 위하여 보강 시스템을 이용한 많은 연구가 진행되고 있다. Network RTK는 다중 기준국의 반송파 측정치 보정정보를 이용하여 시공간 오차를 보강한 측위성능을 얻기 위한 기법으로 현재에도 꾸준히 연구되고 있다. 그러나 성능개선을 목적으로 한 알고리즘 개선안에 대한 연구는 지속적으로 연구되었지만, 무결성 확보를 위한 연구는 아직 연구된 바가 없다. 본 논문에서는 Network RTK에서의 무결성 확보를 위한 기초연구로 위성이상이 발생한 경우에 이상을 검출하고 이상 위성을 식별할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 그리고 시뮬레이터를 사용하여 오차 시나리오가 인가된 위성 신호를 생성하고, 이중주파수용 상용 수신기를 사용하여 수신한 데이터를 사용하여 제안한 알고리즘의 성능을 검증하였다.

• 천문학회보
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• 제37권2호
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• pp.197.2-197.2
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• 2012

인공위성용 전력변환장치는 전력회로와 제어회로로 구분할 수 있다. 전력회로는 고전압, 대전류를 직접 처리하며, 제어회로는 전력회로가 의도한 형태로 전압과 전류를 변환할 수 있도록 전력회로를 제어하는 역할을 한다. 제어회로에 이상 동작할 경우, 제어회로에 의해 동작하는 전력회로도 이상 동작하게 된다. 전력회로가 이상 동작하게 되면 위성 전력계로 문제가 확산되어 인공위성 임무 실패를 초래할 수 있다. 따라서 인공위성용 전력변환장치의 제어회로가 안정적으로 동작할 수 있도록, 제어회로에 전원을 공급하는 내부전원회로는 강인한 동작이 요구된다. 본 논문에서는 인공위성용 제어회로의 내부전원회로에 대해 대신호 해석을 수행하여 내부전원회로가 안정적으로 정전압을 출력할 수 있도록 내부전원회로의 설계안을 제시한다. 또한 내부전원회로에 대해 소신호 해석을 수행하여 정전압을 출력하는 동안 외란에 대한 출력전압의 제어 안정도를 해석한다.