• 한국항행학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.221-227
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• 2019

본 논문에서는 위성 항법 해를 이용하여 INS의 순수항법을 보상하는 INS / GPS 통합 항법 알고리즘을 구성할 때 불안정한 위성 항법 위치 해 출력에도 안정적인 항법 성능을 보장할 수 있는 IMM (interacting multiple model)필터를 설계하였다. INS / GPS 통합 항법 시스템 구조 내에 칼만필터를 서브 필터로 하는 IMM 필터 구조를 정의하였다. IMM필터 구성시 서브필터는 2개로 구성하였으며, 각각의 칼만필터는 INS의 오차 방정식으로부터 위치, 속도, 자세, 센서 오차 등으로 구성한 16차의 상태를 정의하고 추가로 위성항법의 유색 잡음(coloured measurement noise)영향으로 2차를 확장하였다. 제안한 IMM 필터의 성능을 확인하기위해 위성 항법에 임의의 오차를 위도와 경도에 삽입하고 필터의 추종성을 확인하는 것으로 성능을 비교 분석하였다. 몬테카를로 시뮬레이션을 100회 수행하여 결과를 RMS로 비교한 결과 제안한 필터 방식이 오차에 대해 안정적이며 빠른 수렴결과를 보이고 있음을 확인할 수 있었다.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권5호
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• pp.388-396
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• 2019

본 논문은 시험발사체에 탑재된 송신기에서 송신되는 S 대역 신호에 의해 위성항법수신기에서 나타난 RF 신호간섭을 설명하고, 그 원인을 분석한다. 능동형 위성항법안테나의 LNA는 항법위성 신호와 비교하여 상대적으로 신호세기가 매우 높은 S 대역 신호에 의해 포화되었으며, 2개의 S 대역 신호가 위성항법안테나에 수신될 때마다 GNSS 대역에 해당하는 상호변조신호가 LNA에서 발생하였다. 이러한 현상으로 인해 위성항법수신기에서 계산된 항법위성신호의 C/N0가 크게 감쇄하였다. S 대역 신호에 의한 RF 신호간섭을 차단하기 위하여 위성항법안테나 LNA의 설계변경을 수행하였고, 설계변경 전 후의 LNA에 대해 수행한 비교시험을 통하여 설계변경된 LNA에서 S 대역 신호에 의한 RF 신호감쇄 현상이 억제될 수 있음을 확인하였다.

• 우주기술과 응용
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• 제3권1호
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• pp.58-71
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• 2023

본 논문에서는 관성측정장치와 천측 항법을 활용한 수평 위치 추정을 위한 항법 시스템 설계에 대해 기술하였다. 우주 상에서 별은 천구 상에 널리 퍼져 있는 천체로서 별의 관측을 통해 자세 정보를 획득하는데 주로 사용되어 왔다. 하지만 별의 고도 정보를 통해 수평 위치에 대한 정보 또한 획득이 가능한데, 이는 천측 항법이라고 불리며 예전 항해사들이 바다 위 항해 중에 자기의 위치를 알아내던 원리와 동일하다. 특히 GPS 등의 사용이 불가능한 심우주에서는 비교적 관측이 쉬운 별을 통해 위치에 대한 정보를 획득하는 것이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 수평 위치정보를 추정할 수 있는 항법 시스템을 소개하며 측정값을 활용하는 방식에 따라 약결합과 강결합의 두 가지 방식의 시스템을 설계하고자 한다. 시뮬레이션을 통해 설계된 시스템이 올바르게 수평 위치정보를 추정하는지 여부와 함께 약결합과 강결합 방식의 성능을 비교하여 추후 천측 항법을 활용한 항법 시스템 설계에 도움이 되고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권5호
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• pp.462-471
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• 2008

비행기록장치는 사고원인 분석이나 사고방지를 위한 용도로 사용되고 있는데 비행 기록장치의 해석에서 가장 중요한 변수는 항공기의 위치 추정방법으로, 일반적인 항법과는 달리 항공항법에서는 정밀한 위치 추정이 쉬운 일은 아니다. 이에 본 논문에서는 정확한 항공기의 위치 추정을 위해 센서들의 특성과 비행기록장치 제한사항을 분석하였고 이를 바탕으로 비행기록장치 기반의 최상의 추정조건을 추출하여 복합항법알고리즘을 구성하고 시뮬레이션을 수행하여 기준 위치에 근사화된 위치를 추정해 낼 수 있음을 증명하였다.

• 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.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.25-26
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• 2011

사용자 의사거리 보정 잔차(UDRE)는 위성항법보정정보의 측위성능을 예측하는데 이용하는 매우 중요한 무결성 감시정보이다. 위성항법보정정보 사용자는 위성별로 제공되는 사용자 의사거리 보정 잔차 정보를 이용하여 목표로 하는 측위성능을 보장할 수 있는지 여부를 계산하고, 이 결과를 반영하여 위성항법보강시스템의 보정정보를 사용할지 아니면, 무시할지를 판단한다. 즉, 사용자 의사거리 보정 잔차는 위성별로 제공되는 보정정보를 이용하여 보정을 한 후에도 제거되지 않고 남는 위성과 사용자 수신기 간의 통계학적 거리 오차로서 가우시안 분포를 갖는다고 본다. 따라서 동일한 위성항법신호 환경이라도 위성항법보강시스템의 종류와 응용분야별로 다르게 설정되는 측위성능의 보장 수준에 따라 사용자 의사거리 보정 잔차는 다른 값을 갖게 된다. 본 논문은 위성항법보강시스템의 무결성 감시성능에 영향을 미치는 사용자 의사거리 보정 잔차 추정기법의 성능해석을 목적으로 다중 기준국 원시정보를 이용한 사용자 의사거리 보정 잔차 추정기법 구조분석과 영향력을 소개하고, 성능에 영향을 미치는 인자와 사용자 의사거리 보정 잔차 추정성능의 지표에 대해 정의한다. 그리고 마지막으로 성능해석의 방법을 제안하고, 타당성을 검증한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.463-466
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• 2006

본 논문은 UAV를 이용한 항공기 기반 의사위성 항법시스템의 항법 메시지를 설계하는 효율적인 방법에 대해서 다루고 있다. 논문에서는 먼저 GPS 보강 시스템 혹은 독자적인 지역 항법시스템으로 응용이 가능한 UAV 의사위성 시스템에 대해서 설명한다. UAV의 기동은 비교적 짧은 시간 동안 매우 다양하게 변화할 수 있으므로, 위치를 나타내는 항법메시지의 설계에 특별한 고려가 요구된다. 본 연구에서 사용한 방법은 UAV의 직선 경로와 원 경로에 대해 각각 고유한 메시지 형식을 사용하고, 이 각각의 메시지를 nominal 메시지와 deviation 메시지로 구분하였다. 이러한 방식은 메시지의 전체 크기를 줄일 뿐만 아니라 시간 지연 문제에도 효과적으로 대응할 수 있게 한다. 줄어든 메시지 크기로 인해 남게 되는 공간은 다른 유용한 메시지의 전송에 사용할 수 있다. 본 연구에서는 제안된 형식의 성능 검증을 위해서 실제 UAV의 실험 데이터를 분석하였다. 분석에 사용된 데이터가 단일 안테나 GPS 수신기를 사용한 제한된 제어 시스템을 가진 실험 수준의 UAV로부터 얻은 것이었지만, 전체적인 성능은 위성항법시스템에 근접한 수준을 얻을 수 있었다. 본 논문에서 제안된 메시지 형식과 관련 설계 방법은 비행선이나 기구를 이용한 시스템에도 응용할 수 있을 것이다.

• 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.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.339-346
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• 2017

본 논문에서는 위성항법장치와 관성항법장치가 장착된 항체의 고속 이동을 모의하는 환경에서 재밍신호가 인가되었을 때, INS-aided 알고리즘이 장착된 위성항법장치의 재밍대응 성능향상을 검증하기 위한 관성항법장치 모의 장치의 설계 방안을 제시한다. 위성항법 시뮬레이터와 연동하여 관성데이터를 제공할 수 있는 고가의 관성항법장치 시뮬레이터를 대체하기 위해 상대적으로 낮은 가격으로 제작할 수 있는 관성항법장치 모의 장치 설계 방안을 제시하였다. 제안한 설계를 기반하여 제작한 모의 장치를 이용하여 INS-aided 알고리즘이 장착된 위성항법장치의 재밍대응 성능을 검증하기 위해 항체의 고속 이동 환경을 모의한 시험 환경을 구축하였다. 모의 시험을 통해 GPS L1 C/A와 L2C 항법신호에 인가되는 협대역/광대역의 재밍신호에 대응하여 INS-aided 알고리즘 미적용 시와 대비하여 기존 문헌에서 분석한 +5 dB의 재밍대응 성능 향상이 가능함을 확인하였다. 모의 시험 결과를 통해 본 논문에서 설계하여 제작한 관성항법장치 모의 장치가 재밍대응 성능향상 검증을 위한 관성데이터 주입이 가능함을 검증할 수 있었다.