• Journal of Navigation and Port Research
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• v.43 no.3
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• pp.172-178
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• 2019

Although the needs for providing resilient PNT information are increasing, threats due to the intentional RFI or space weather change are challenging to resolve. eLoran, which is a terrestrial navigation system that use a high-power signal is considered as a best back-up navigation system. Depending on the user's environment in the eLoran system, the user may use one of E-field or H-field antennas. H-field antenna, which has no restriction on setting stable ground and is relatively resistant to noise of general electronic equipment, is composed of two loops, and shows anisotropic gain pattern due to the different measurement at the two loops. Therefore, the H-field antenna's phase estimation value of signal varies depending on its direction even at the static environment. The error due to the direction of the signal should be eliminated if the user want to estimate the own position more precisely. In this paper, a method to compensate the error according to the geometric distribution between the H-field antenna and the transmitting station is proposed. A model was developed to compensate the directional error of H-field antenna based on the signal generated from the eLoran signal simulator. The model is then used to the survey measurement performed in the land area and verify its performance.

• Journal of Advanced Navigation Technology
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• v.26 no.6
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• pp.404-411
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• 2022

The main function in operating the satellite navigation system is to accurately determine the orbit of the navigation satellite and transmit it as a navigation message. In this study, we developed software to determine the orbit of a navigation satellite by combining an extended Kalman filter and an accurate dynamic model. Global positioning system (GPS) and quasi-zenith satellite system (QZSS) orbit determination was performed using international gnss system (IGS) ground station observations and user range error (URE), a key performance indicator of the navigation system, was calculated by comparison with IGS precise ephemeris. When estimating the clock error mounted on the navigation satellite, the radial orbital error and the clock error have a high inverse correlation, which cancel each other out, and the standard deviations of the URE of GPS and QZSS are small namely 1.99 m and 3.47 m, respectively. Instead of estimating the clock error of the navigation satellite, the orbit was determined by replacing the clock error of the navigation message with a modeled value, and the regional correlation with URE and the effect of the ground station arrangement were analyzed.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.4
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• pp.362-369
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• 2011

In this paper, vSLAM aided integrated navigation system is implemented and performance analysis of the system is completed via flight test. The system can suppress divergence of position error of INS only system by updating vSLAM correction information when temporary GPS signal outage occurs in bad radio condition. In the flight test, integrated hardware containing GPS, IMU and camera is loaded under RC electric helicopter. Performance of the integrated navigation system is verified by comparing estimated position of INS/vSLAM system with that of INS only system.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• v.2
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• pp.475-478
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• 2006

본 논문에서는 소형 무인항공기의 정확한 위치, 속도, 자세 정보를 제공하기 위해 저급의 MEMS IMU를 이용한 항법 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 비행체의 직선운동과 회전운동을 측정할 수 있는 관성측정기와 위성신호를 수신하여 항체의 위치, 속도 정보를 제공하는 GPS 수신기, 지구 자기장 정보를 이용하여 방향각 정보를 제공하는 지자기 센서들로 구성되었다. SDINS와 약결합 방식의 칼만필터를 이용한 항법 시스템은 초기정렬 알고리즘과 센서 오차 보상 알고리즘, 자력계 보상 알고리즘 및 복합항법 알고리즘으로 나뉘며, 설계된 항법 알고리즘들은 시뮬레이션과 차량 실험을 통해서 성능을 분석하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.44 no.6
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• pp.502-511
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• 2016

Recently, many kind of smart projectiles are being developed. In case of smart projectile, studying in advance, it uses a navigation data acquired from the GNSS receiver to check its location on the geocentric(WGS84) coordinates and to estimate P.O.I(point of impact). However, because of various error inducing factors, the result of positioning involve some errors. We introduce the advanced algorithm for the reconstruction of a navigation trajectory using weighted PDOP, based on a simulated trajectory acquired from PRODAS. It is very fast and robust to noise and shows reliable output. It can be widely used to estimate an actual trajectory of a projectile.

• The Optical Journal
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• s.142
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• pp.17-22
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• 2012

인공위성 레이저 추적(SLR, Satellite Laser Ranging) 시스템은 레이저를 이용하여 위성까지 거리를 측정하는 가장 정밀한 인공위성 추적 시스템이다. SLR 시스템의 원리는 극초단파의 레이저 빔을 광학 망원경을 통해 발사하여 인공위성에 장착된 레이저 반사경에 의해 반사되어 되돌아오는 레이저 빔의 왕복 비행 시간을 측정함으로써 거리를 구한다. 1964년 발사된 Beacon Explorer-B 위성의 궤도결정을 위해 SLR 기술이 NASA에 의해 처음 사용되었는데, 당시에는 거리측정 오차가 50m 수준이었다. 현재는 전자, 광학 및 제어 기술의 발달에 힘입어 그 오차가 mm 수준으로 크게 향상되어 인공위성 운영, 지구물리, 우주측지 및 우주감시 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 미국을 비롯한 우주 선진국은 이미 다수의 SLR 시스템을 구축하여 운영하고 있으며, 현재 전 세계적으로 약 40여 개의 SLR 관측소가 국제레이저추적기구(ILRS, International Laser Ranging Service)에 가입하여 활동하고 있다. 또한 인공위성의 정밀한 거리측정을 위해 레이저 반사경이 장착된 위성 50여 개가 운영중에 있다. 고정밀 지구관측 위성 대부분에 레이저 반사경이 장착돼 있으며 러시아의 GLONASS 항법체계를 구성하는 모든 항법위성에도 레이저 반사경이 장착돼 있다. 또한 유럽우주기구에서 추진하는 갈릴레오 및 중국의 Compass 항법위성도 레이저 반사경이 장착될 예정이다. 최근에는 행성탐사 및 달탐사 우주선에 SLR 시스템의 활용 범위가 확대됨에 따라 SLR 시스템의 국제적 수요가 꾸준히 증가하고 있다. 우리나라의 나로과학위성 및 다목적실용위성 5호에도 레이저 반사경이 장착돼 발사되기 때문에 국내 독자적 레이저추적을 위해서 SLR 시스템 구축이 꾸준히 요구되어 왔다. 한국천문연구원은 2008년부터 SLR 시스템 개발을 추진했다. 2012년 9월에 40cm 크기의 망원경을 지닌 이동형 SLR 시스템 개발을 완료했으며 오는 2015년에는 1m급 고정형 SLR 시스템 개발을 완료할 예정이다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.48 no.4
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• pp.285-293
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• 2020

In this paper, to improve Synthetic Aperture Radar (SAR) image quality, the effect of time synchronization error in the EGI/IMU (Embedded GPS/INS, Inertial Measurement Unit) integrated system is analyzed and state augmentation is applied to compensate it. EGI/IMU integrated system is widely used as a SAR motion measurement algorithm, which consists of EGI mounted to obtain the trajectory and IMU mounted on the SAR antenna. In an EGI/IMU integrated system, a time synchronization error occurs when the clocks of the sensors are not synchronized. Analysis of the effect of time synchronization error on navigation solutions and SAR images confirmed that the time synchronization error deteriorates SAR image quality. The state augmentation is applied to compensate for this and as a result, the SAR image quality does not decrease. In addition, by analyzing the performance and the observability of the time synchronization error according to the maneuver, it was confirmed that the time-variant maneuver such as rotational motion is necessary to estimate the time synchronization error adequately. In order to reduce the influence of the time synchronization error on the SAR image, the time synchronization error must be compensated by performing maneuver changing over time such as a rotation before SAR operation.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.7
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• pp.673-683
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• 2010

This study investigates Terrain Aided Inertial Navigation(TAIN) which consists of Inertial Navigation System (INS) with the optical sensor for precise planetary landing. Image processing is conducted to extract the feature points between measured terrain data and on-board implemented terrain information. The navigation algorithm with Iterated Extended Kalman Filter(IEKF) can compensate for the navigation error, and provide precise navigation information compared to single INS. Simulation results are used to demonstrate the feasibility of integration to accomplish precise planetary landing. The proposed navigation approach can be implemented to the whole system coupled with guidance and control laws.

• 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.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2011.11a
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• pp.193-195
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• 2011

GPS는 높은 정확도를 갖지만 신호 간섭에 취약하다. 따라서 Loran-C의 정확도를 개선한 eLoran이 GPS의 보조항법 시스템으로 고려되고 있다. 본 논문에서는 eLoran/GPS 통합 항법 알고리즘에서 eLoran의 오차 요소인 ASF를 보상하는 방법에 따른 위치추정 결과의 정확도를 분석한다.