• 한국통신학회논문지
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• 제37C권12호
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• pp.1310-1317
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• 2012

미국의 GPS와 유럽연합의 Galileo 시스템과 같은 위성항법시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS)은 정확한 시각과 주파수로 동기화된 항법신호를 지상의 사용자에게 제공하는 전 지구 측위시스템으로 이를 기반으로 넓은 범위에 걸쳐 항법 및 시각동기 서비스를 제공하고 있다. 이와 더불어 다중위성항법신호를 활용하여 측위를 할 경우 단독위성항법신호를 사용할 때 보다 가용 항법신호의 수가 증가하고 이에 따라 측위 정확도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있는 것으로 알려져 있다. 하지만 현재의 GPS와 Galileo 시스템은 각기 다른 기준 시각체계를 사용하고 있기 때문에 항법해 계산 시 시각 편이가 발생하며 이를 적절히 보정하지 못할 경우 통합 항법 측위 성능을 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 이러한 미국의 GPS와 유럽의 Galileo 시스템에 대한 기준 시각체계에 대한 차이점을 분석하고 시각체계 불일치에 따른 항법해 영향을 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 또한, 현재 알려진 대표적 보정기법을 적용하였을 경우의 측위 정확도의 향상과 기법별 문제점에 대해서도 분석하였으며 기법별 문제점을 보완할 수 있는 새로운 기법에 대한 개념을 함께 제시한다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.29.2-29.2
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• 2010

항법분야에 있어서 위성항법시스템의 다양한 오차를 제거한 정밀한 위치 정보를 이용하여 이동체에 활용하는 연구가 진행되고 있다. 실제 환경에서 이동체를 이용한 항법실험을 수행하기 전 실제 환경과 유사한 가상의 실시간 테스트베드를 구축하여 알고리즘 테스트 및 검증 실험을 수행하려 한다. 이를 위해 이동체의 운동을 시뮬레이션하는 운동궤적제어시스템과 실제의 항법신호를 시뮬레이션하는 GNSS 시뮬레이터 사이의 시각동기화는 실시간 시뮬레이션을 구현하기 위해 필수적으로 요구된다. 동기화 되지 않은 시각정보는 이동체 운동궤적제어시스템에 의해 생성된 실제의 궤적과 GNSS 시물레이터로부터 생성된 궤적사이의 오차를 유발하여 항법수신기의 부정확한 항법신호를 유발한다. 이 연구는 GNSS 시뮬레이터를 이용한 실시간 테스트베드의 구축에 있어 필요한 이동체 운동궤적의 시각동기화 기술 개발을 목표로 한다. GNSS 시뮬레이터는 Spirent 사의 GPS 시뮬레이터가 사용되었다. 이동체의 위치, 속도, 가속도와 같은 움직임을 나타내는 운동에 관한 명령은 적용되어야 하는 정확한 시각이 함께 전송되므로, 이는 그 시각 이전에 GPS 시뮬레이터에 도달해야 한다. 따라서 1초(1 Hz) 또는 0.1초(10 Hz) 사이에 원격제어시스템과 GPS 시뮬레이터사이의 시각 동기화를 구현하였다. 시뮬레이터와의 시각정보 동기화를 위해 Amplicon사의 PCI-215 타이머카드를 이용하였고, 그 결과, 이동체 운동궤적제어시스템과 시뮬레이터의 시각정보를 $10^{-3}$ 내의 위치오차를 가지는 정밀도로 동기화됨을 확인할 수 있었다.

• 정보와 통신
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• 제32권10호
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• pp.3-10
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• 2015

위성항법시스템은 사회 전반에서 활용되고 있는 필수 인프라로 전세계 어디서나 위치 및 시각정보를 제공한다. 하지만 위성항법시스템은 수신신호의 세기가 미약하고 항법시스템과 통신시스템이 별도로 구축되어 있어 서비스를 제공하는데 제약이 따르므로 이를 해결하기 위한 대안 체계 개발 및 기존 항법시스템의 향상 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 본고에서는 해외국가들의 항법시스템 개발 현황 및 특성을 분석하고, 결과를 바탕으로 한반도 환경에 적합한 한국형 지역항법시스템 구축 방향에 대하여 기술한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.63-64
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• 2008

GPS의 활용 분야는 군용 항법 시스템에서 항공, 선박 등의 개인 항법 시스템으로 확장되었다. GPS가 넓은 범위에서 응용됨에 따라 Jamming과 같은 고의적인 간섭 신호의 제거에 대하여 많은 연구가 진행되었다. 그러나 기만 신호의 특성이나 기만 기법에 대한 연구는 미비하다. 본 논문에서는 기만 신호의 구조와 기만 개념을 연구하였으며 기만신호의 생성 기법으로 항법 메시지를 이용한 기법과 GPS PRN 코드를 이용하여 TOA(Time of Arrival)에 오차를 인가하는 기법을 정리하고 이중 TOA에 오차를 인가하는 방식을 GPS 소프트웨어 플랫폼에 구현하여 기만신호를 생성하였다. 또한 기만 신호 대응 기법의 개발 텐 성능 분석을 위하여 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 생성한 기만 신호가 GPS 수신기에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국항공운항학회:학술대회논문집
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• 한국항공운항학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.78-82
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• 2015

우리나라는 성능기반항행(PBN)으로 전환하기 위한 단계적 PBN 이행계획을 2010년에 수립하고 로드맵에 따른 새로운 비행절차를 개발 중에 있다. PBN 비행절차에는 GNSS, DME, INS 등의 항법시스템이 활용되는 것으로 되어있다. 그 중에서 GNSS를 이용한 PBN 업무제공이 중심을 이루고 있는 실정이다. 그러나 위성항법신호의 인위적, 자연적 간섭에 의한 취약성이 발견됨에 따라 세계 각국은 다양한 대안항법 기술을 연구하고 있다. 본 논문에서는 GNSS 신호가 가용하지 않을 경우 기존의 항행시스템으로 지속적인 PBN 운항이 가능한지를 검토해 보고, 필요시 활용할 수 있는 적절한 대안항법을 논의하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.2223-2229
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• 2010

GPS 위성 고장과 같은 GPS 신호 이상에 대한 무결성 감시 연구가 진행되고 있다. GPS 신호의 이상 발생은 GPS 위성의 고장, 이온층 지연 오차의 급격한 증가, 제어부분의 항법 파라미터에 대한 잘못된 모델링 또는 고의적 이상, 전자파 간섭 등이 있는 것으로 알려져 있다. GPS 위성 고장의 경우 반송파, 코드, 항법메시지의 오류에 의해 이상이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 항법메시지에 이상이 있는 상황을 GPS 시뮬레이터를 이용하여 재현하고, 항법메시지 이상이 GPS 수신기에 미치는 영향을 분석하였다. GPS 항법메시지를 구성하는 프리앰블, HOW의 TOW 카운트메시지와 서브프레임의 ID를 나타내는 비트, 위성상태 관련 비트, 그 외의 항법메시지 이상에 대해 정리하고 이를 재현하였으며, 이러한 이상이 GPS 수신기에 미치는 영향을 분석하기 위하여 위성의 개수, DOP, 의사거리를 통해 관찰하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권12호
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• pp.1824-1833
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• 2016

본 논문은 상대항법의 성능을 개선하기 위해 공중 중계 기반 측위 기법을 시분할다중접속 네트워크에 적용하는 융합 측위 기법을 제안한다. 공중 중계 기반의 측위 기법을 시분할다중접속 환경에서 운용하기 위해서는 새로운 슬롯 할당, 중계국 선택, 항법신호 손실 시 대체 방안 등의 문제가 해결되어야 한다. 공중 중계 기반 융합 측위기법의 서브프레임 구조는 항법신호를 방송 및 중계하는 구간과 데이터와 PPLI(Precise Participant Location Identification) 메시지를 송신하는 데이터송신 구간으로 구분되며, 방송 및 중계 구간을 연속적으로 할당함으로써 메시지 수신 동안 수신기 이동에 의한 영향을 최소화하였다. 또한, 각 기준국에서 수신한 메시지 정보를 바탕으로 추정된 공중 단말과 중심국과의 거리 정보를 이용해 서비스 지역에 고르게 분포하는 공중 단말을 중계국으로 선정한다. 마지막으로 항법신호의 손실로 인해 측위가 불가능한 경우를 대비하여 데이터송신 구간에서 수신되는 PPLI 메시지를 선택하고 이를 추정에 활용하는 방안을 제안하였다. 본 논문에서는 모의실험을 통해 제안하는 공중 중계 기반 융합 측위 기법이 상대항법 보다 높은 정확도를 보임을 확인하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.209-211
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• 2022

우리나라 R-Mode(Ranging Mode) 항법시스템은 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)에서 요구하는 항구 입출항용 항법 요구성능(정밀도 10m)을 만족하도록 개발을 진행하고 있다. R-Mode 항법시스템은 위성국 송출을 기반으로 하는 GPS와 달리 지상국 송출을 기반으로 한다. 또한 신호가 세기가 높아서 의도적 전파간섭이 어려우므로 국제해사기구가 요구하는 강인한 PNT(Resilient PNT) 시스템에 적합한 것으로 평가받고 있다. 이러한 요구조건과 기회신호(SoOp, Signal of Opportunity)의 국내 환경에 맞추어 중파(MF, Middle Frequency) 및 초단파(VHF, Very High Frequency)를 이용하는 항법시스템을 개발하고 있다. 해양수산부의 지원으로 2020년에 착수하여 4국의 중파 R-Mode 송신국과 3국의 초단파 VDES R-Mode 송신국 구축을 진행하고 있다. 항법 성능을 확보하기 위하여 R-Mode 보정시스템과 R-Mode 감시시스템을 구축하였다. 해양에서 R-Mode 항법시스템의 성능을 검증하기 위하여 중파 R-Mode 수신기, VDES R-Mode 수신기 및 이를 포함하는 통합항법수신기를 함께 개발하고 있다. 항법 송신기 및 수신기의 성능 검증을 위한 테스트베드는 기존의 지상파 항법(eLoran) 서비스 영역, 중파 R-Mode 서비스 영역 및 주요 항만 등을 고려하여 충청남도 서산시 대산항 지역으로 선정하였다. 보정국 및 감시국을 포함하는 테스트베드 기지국은 대산항에 설치하여 운영을 시작하였다. 테스트베드 실해역 시험을 통한 성능 검증은 2023년 상반기에 진행될 계획이다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.80-85
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• 2011

본 논문에서는 소프트웨어 기반의 실시간 GPS L1 수신기에 대한 블록 상관기법을 제안한다. 최근 다양한 위성항법 환경에서 보다 효율적인 항법 수신기 개발을 위하여 소프트웨어 기반의 실시간 수신기 개발이 필요하다. 실시간 소프트웨어 수신기는 입력신호 처리부, 신호획득부, 신호추적부, 항법데이터 처리부, 항법해 계산부로 구성되고 각 처리부는 해당 기능을 수행하기 위한 단위 컴포넌트로 구성된다. 이러한 소프트웨어 환경에서의 수신기 개발을 용이하게 수행하기 위한 소프트웨어 기반의 수신기를 개발함으로써 다양한 모델을 적용하거나 새로운 컴포넌트 조합으로 다양한 시뮬레이션을 수행할 수 있다는 장점을 제공하고 있다. 본 논문에서는 이러한 소프트웨어 기반의 수신기가 실시간의 성능을 나타낼 수 있는 블록 상관기법을 제안하고 이에 대한 성능을 검증하였다.

• 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.