• 한국항행학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.561-571
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• 2017

전파항법 (radio navigation) 시스템은 항공교통, 육상교통, 측지측량, 방송통신, 국방 등 다양한 분야에서 국가 기반시설로 사용되고 있으며, 다양한 산업에서 사용되고 있다. 전파항법시스템은 여러 기술의 융합체이기 때문에 그 개발 단계에서 많은 시간과 비용이 소요된다. 선진국은 전파항법시스템 개발 초기에 국제적 호환성과 국제표준에 부합하는 국가적인 중장기 계획을 수립하고 체계적인 시스템 개발을 진행하였다. 우리나라는 전파항법에 대한 국가적인 중장기 계획의 부재로 시스템이 체계적으로 개발되지 못하고 산업발전에 효과적으로 기여하지 못하고 있다. 본 논문은 국가적인 전파항법시스템의 중장기 계획 수립을 위하여 국내외 항공분야의 전파항법시스템 기술 원리를 분석하고 기술 동향을 살펴본다. 분석된 기술동향을 기반으로 향후 국내 전파항법시스템의 기술적 개발전망과 국내 관련 산업 육성방안을 제시한다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권5호
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• pp.510-518
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• 2023

본 논문에서는 지역 위성항법시스템의 항법메시지와 광역 보정정보 성능 분석을 위해 MATLAB GUI (graphic user interface) 기반으로 개발된 소프트웨어에 대해 소개한다. 본 소프트웨어는 한반도 및 주변 지역에 서비스를 제공하는 가상의 지역 위성항법시스템의 감시국 및 기준국 배치에 따른 항법메시지와 광역 보정정보의 위성 궤도/시각 관련 성능을 분석하기 위해 개발되었다. 본 소프트웨어 구동 시 항법메시지 및 광역 보정정보가 MATLAB 파일 형식으로 출력된다. 개발된 소프트웨어의 출력을 검증한 결과, 궤도 및 시계 예측 오차가 통계적 예측에 부합하며, 파라미터 피팅 오차가 cm 수준임을 확인하였다. 또한, 광역 보정정보가 측정치 차원의 오차를 81.9% 개선함을 확인하여 유효한 항법메시지 및 광역 보정정보 성능 분석이 가능함을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.374-381
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• 2023

본 연구는 기존 UAM에서 주로 사용하는GNSS 항법과 협동 운용할 수 있도록 지상기반 C밴드 주파수(5.03~5.15GHz)를 이용한 전파항법 VOR/DME 구현에 관한 것이다. 이것은 항공우주를 감독하는 미연방항공국 규칙 Title 14 CFR- Aeronautics and Space 135.165에서 제시한 '2개 이상의 독립적인 항법소스를 비행체에 적용' 규정사항을 충분히 만족할 수 있는 항법기술 중 하나이다. 본 연구에서는 무인항공기용 주파수 5.03~5.15 GHz를 사용하였으며, 무인항공기에서 도착 버티포트까지의 방위각과 거리정보를 획득에 필요한 VOR/DME 시스템 구현을 수행하였다. 이를 위하여, 전파 전파경로 손실분석에 의한 링크버짓 도출, 소형화된 도플러 VOR용 안테나 형상설계 및 기존 항공기용 보다 측위거리 해상도가 향상된 DME 설계 등을 수반하였다. 본 연구 결과물은 지상기지국과 UAM에 장착할 수 있는 단말기로 구성되며, 각각 시제품 제작 및 주요 성능검증을 수행하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.788-797
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• 2023

본 논문은 수직 이착륙 무인 항공시스템의 GPS (global positioning system) 불가 시 대체 항법 시스템으로의 영상보정항법 시스템을 시험하기 위한 검증환경 개발 내용을 소개한다. 개발 중인 영상보정항법 시스템의 시험 및 평가를 위해서는 가상 환경을 활용하는 것이 효율적이지만, 현재 국내에는 적합한 장비가 개발되어 있지 않다. 따라서 제안된 검증환경은 시험 대상 장비의 운용 환경을 모델링 및 시뮬레이션 하여 입력 신호를 생성하고, 출력 신호를 관측함으로써 대상 장비의 성능을 평가할 수 있도록 개발되었다. 연구 과정은 검증환경 요구도 생성, 검증환경 설계에서부터 구성품별 하드웨어 및 소프트웨어 설계, 제작까지 포괄적으로 기술되었다. 이를 바탕으로 제작된 검증환경을 개발 중인 영상기반 보정항법 알고리즘의 성능평가와 시뮬레이션 기반의 사전 비행시험 수행에 활용하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권12호
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• pp.1086-1092
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• 2012

항공 산업의 발전에 따라 정밀하고 신뢰성 높은 항법 정확도를 제공하기 위하여 DGPS/INS 복합항법 장치에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 이러한 항법 시스템의 항법 정확도는 항공기의 안전성과 신뢰성에 직접적인 영향을 끼치기 때문에 항법 시스템의 비행시험 검증은 매우 중요하다. 특히 DGPS/INS 복합항법 장치와 같은 높은 수준의 위치 정확도를 가지는 항법시스템을 검증하기 위해서는 보다 정확한 비행 항법 성능 평가기법이 필요하다. 항법 성능 검증은 DGPS/INS보다 정밀한 항법 정확도를 가지는 기준 궤적과의 비교 분석을 통해 이루어지며 기준 수신기는 수 cm수준의 CDGPS 후처리 기법이 가능한 GPS 수신기를 사용해야 한다. 일반적으로 DGPS/INS 복합항법 장치의 출력 점은 항공기의 무게중심점으로 GPS 안테나의 위치를 출력하는 GPS 수신기와 다르기 때문에 출력데이터의 가공없이 성능 평가를 진행할 경우 추정 오차에 안테나 위치와 항공기의 무게중심점간 거리 오차가 포함된다. 따라서 보다 정확한 항법 성능 평가를 위하여 기준 궤적 생성을 위한 GPS 수신기의 Lever Arm 보정이 필요하다. 본 논문에서는 DGPS/INS 복합항법장치의 비행항법 성능 검증을 위하여 기준궤적의 Lever Arm 보정을 포함한 비행시험 성능평가 절차 및 비행 시험 결과를 제시한다.

• 항공우주기술
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• 제9권1호
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• pp.50-59
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• 2010

본 논문에서는 KSLV-I 관성항법유도장치 관성계측부에 대한 오차 모델 확인 및 항법오차 추정을 위해 관성항법유도장치 탑재 소프트웨어를 통한 정렬 및 항법계산 결과와 관성계측유닛 후처리 소프트웨어인 Inertial Explorer를 통한 정렬 및 항법계산 결과를 비교하였다. Inertial Explorer의 칼만필터를 통한 관성계측부 오차 추정 정확도 확인을 위해 Allan Variance를 통한 관성계측부 확률적 오차모델을 이용하여 관성계측부 오차모델 상태변수 공분산 값을 설정하였고, 정적상태에서의 정렬 및 항법시험, 동적환경에서의 주행항법시험을 수행하였다. INGU 탑재 소프트웨어와 Inertial Explorer를 통한 정렬 및 항법계산 결과 비교를 통해 본 논문에 설정한 KSLV-I 관성항법유도장치 관성센서 오차모델의 유효성을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권4호
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• pp.362-369
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• 2011

본 논문은 vSLAM 보조 통합항법시스템을 구현하고 비행 실험을 통해 성능 분석을 수행한다. 구현한 항법시스템은 GPS 위성의 가시환경에 제한이 있는 지역에서의 일시적인 GPS 신호 두절 발생시, INS 단독 항법 수행으로 인한 위치 오차 발산을 vSLAM 보정을 통해 지연시킬 수 있다. 전동 헬기에 통합 시스템을 탑재하여 비행 실험을 수행하였고, 획득한 비행 데이터 중 임의로 GPS 신호가 제거된 특정 구간에서 INS 단독 항법과 INS/vSLAM 통합 항법간의 위치 추정 성능 비교를 통해 통합 시스템의 성능을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.1045-1050
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• 2008

위성항법보강시스템은 위성항법시스템 (GNSS : Global Navigation Satellite System)의 측정값에 오차 성분을 제거하여 정밀한 항법 정보를 제공한다. 하지만 기준국과 이동국 사이의 공통오차(전리층 지연, 대류층지연, 위성 시계오차, 궤도력 오차)는 제거할 수 있지만 전리층, 대류층, 신호잡음 등에 의해 발생하는 노이즈 성분의 비공통 오차는 제거 할 수 없다. 비공통오차는 항법정보의 오차를 발생하여, 항공기가 잘못된 위치 정보를 사용할 수 있으며, 특히 이 착륙시에 잘못된 항법정보는 항공기 안전에 심각한 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 다중 기준국을 사용하여 유동적인 전리층 및 대류층 습윤 증기량에 따라 비공통오차의 증가를 위치 오차 분산 변화를 통해 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권9호
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• pp.734-745
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• 2017

달 착륙선의 항법 시스템은 자율 정밀 항법 성능을 확보하기 위해 관성측정기와 별추적기, 고도계, 속도계, 지형상대항법 카메라 등 다양한 항법용 전장부품으로 구성되는데 착륙선의 착륙 시나리오와 임무 요구 성능에 따라 적합한 성능의 항법용 전장부품 선정이 필요하다. 본 논문에서는 달 착륙선에 요구되는 항법용 전장부품의 사양을 공분산해석을 통해 분석하였다. 77차 상태변수로 구성되는 기준 시스템 오차모델과 센서의 측정모델을 정의하고 착륙선의 임무 요구 성능은 90m($3{\sigma}$) 착륙 위치 정확도를 요구하는 정밀탐사 임무와 6km($3{\sigma}$)의 착륙 오차가 허용되는 영역탐사 임무로 구분하였다. 자율항법 시작 시점에 따라 PDI(Powered descent initiation)와 DOI(Deorbit initiation) 시나리오로 나누고 항법용 전장부품의 조합과 착륙 시나리오에 따른 성능 분석을 통해 가상의 임무 요구 성능을 만족하기 위한 항법 시스템의 요구사양을 도출하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.445-452
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• 2024

본 논문에서는 회전형 관성항법장치의 핵심 기술인 최적 회전 절차를 설계하기 위하여 회전 동작별 항법 오차를 분석하는 내용을 다룬다. 회전형 관성항법장치는 관성측정기를 주기적으로 회전시킴으로써 관성센서 오차가 유발하는 항법 오차가 자체적으로 상쇄되도록 고안되었다. 적절히 연이어진 회전 동작은 최대한의 항법 오차를 상쇄시키며, 이를 최적 회전 절차라고 한다. 본 논문에서는 이러한 최적 회전 절차를 설계하기 위하여 회전형 관성항법장치에서 구현 가능한 회전 동작을 구분하고, 각 회전 동작 시 발생되는 항법 오차에 대해 분석한다. 또한 이를 조합하여 회전 절차를 수행할 때 발생되는 항법 오차의 특성을 분석함으로써 최적 회전 절차를 구성하기 위한 조건을 제시한다.