• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.9
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• pp.734-745
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• 2017

The navigation system of lunar lander are composed of various navigation sensors which have a complementary characteristics such as inertial measurement unit, star tracker, altimeter, velocimeter, and camera for terrain relative navigation to achieve the precision and autonomous navigation capability. The required performance of sensors has to be determined according to the landing scenario and mission requirement. In this paper, the specifications of navigation sensors are investigated through covariance analysis. The reference error model with 77 state vector and measurement model are derived for covariance analysis. The mission requirement is categorized as precision exploration with 90m($3{\sigma}$ ) landing accuracy and area exploration with 6km($3{\sigma}$ ), and the landing scenario is divided into PDI(Powered descent initiation) and DOI(Deorbit initiation) scenario according to the beginning of autonomous navigation. The required specifications of the navigation sensors are derived by analyzing the performance according to the sensor combination and landing scenario.

• 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 Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.80-80
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• 2016

GPS로 대표되는 위성항법시스템(GNSS : Global Navigation Satellite System)은 지구 주위를 돌면서 연속적으로 항법신호를 보내고 있다. 그 중 지구표면으로부터 반사되는 항법신호를 수신하고 해석함으로써 지구표면에 관한 정보를 취득할 수가 있다. GPS로 대표되는 항법신호는 L밴드를 사용하기 때문에 토양수분의 변화 등에 대한 반사강도의 감도가 비교적 높다고 알려져 있으며, 토양수분 측정 등에 사용할 수 있다. 뿐만 아니라 경량화, 소형화하기 쉬운 점, 능동적 마이크로웨이브 리모트센싱시스템(Active Microwave Remote Sensing System)과 달리 스스로 신호를 발사하지 않기 때문에 관측의 스텔스성(Stealth)dl 뛰어난 점 등의 장점을 가지고 있다. 또한 향후 10년 이내에 준천정위성(QZSS), Galileo, COMPAS, IRNSS 등 많은 위성항법시스템이 본격 운용되어 GPS와 함께 120기 정도의 항법위성이 항법신호를 송신할 예정이므로 이용 가능성은 크게 늘어날 것으로 기대된다.한편, 항법위성을 이용한 바이스테이틱 리모트센싱은 반사파의 강도가 상당히 미약하기 때문에 정량적 계측모델의 구축은 미미한 상태이다. 즉, 지상 타워에서의 관측, 항공기에서의 관측, 소형 위성에서의 관측 등이 수행되고 있으나, 타워관측과 같이 지상의 거의 동일한 장소를 계속적으로 관측하는 경우를 제외한 기존의 연구에서는 토지의 피복상황이나 토양수분 등의 상관관계를 제시하는 수준으로써 정량적인 계측방법은 아직 확립되어 있지 않다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 GPS위성으로부터의 항법신호를 이용하여 지구표면에 관한 정보를 얻는 바이스테이틱 리모트센싱(Bi-static Remote Sensing) 기술을 바탕으로 육지면과 해면의 판별에 신호특성이 어떻게 유효한가를 실험적으로 밝혔다. 이러한 기술은 토양수분 측정 등 수자 원인자를 추출하는데 유용할 뿐만 아니라 수면의 고도 측정, 해상풍 산출 등에도 응용 가능하다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.19 no.11
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• pp.2751-2757
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• 2015

To obtain the system requirement specification in the beginning of the precision guidance and control system development, the effectiveness and reliability analysis for the system are necessary. The main purpose of this research is to obtain the system requirement specification by carrying out the effectiveness analysis using the modeling and simulation(M&S) scheme. M&S model is constructed using 6-DOF dynamic model, environment model, guidanc -navigation & control model. Assume that the navigation sensor is consist of inertial navigation sensor(INS) and doppler velocity log(DVL), and the speed and direction of current is environment parameter. The effectiveness analysis is carried out using circular error probability(CEP) and variance analyze scheme. Also, the effectiveness analysis is utilized for cost-performance analysis considering the cost of commercial INS and DVL sensor. This paper shows the high-level INS and the low-level DVL configure a high price-performance integrated navigation system.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2010.04a
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• pp.29.1-29.1
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• 2010

GPS(Global Positioning System)로 대표되는 위성항법시스템(GNSS: Global Navigation Satel lite System)은 우주공간의 위성을 이용하여 사용자에게 위치와 함께 시각 정보를 제공해 준다. 위성항법시스템은 항법 분야 뿐 아니라 측량, 측지를 비롯하여 정밀 시각동기 및 지각변동의 측정까지 다양한 분야에서 활용되고 있다. 항법분야에 있어서 위성항법시스템의 오차를 제거한 정밀한 위치 정보를 이용하여 이동체에 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 위성항법을 움직이는 이동체에 적용할 경우 주변 환경에 따라 위성항법 신호의 오차가 증가하여 급격한 위치 오차를 유발하므로 추가적인 센서 사용을 통하여 안전성을 향상시킬 필요가 있다. 이 논문에서는 위성항법 기반의 위치정보와 이동체에 부착되어 있는 센서 정보를 병렬적으로 사용하는 주행시스템을 구성하고 주행 시험을 수행하였다. 이동체에 부착되어 있는 센서 정보를 이용한 주행시스템의 경우 이동 거리를 측정할 수 있는 엔코더와 조향각을 측정할 수 있는 포텐셔미터 그리고 차량 모델을 이용하여 구성하였다. 시험 결과 위성항법기반의 위치 정보와 이동체의 센서 정보를 이용한 위치 오차의 차이는 0.4m 이내로 위성항법 신호에 급격한 오차가 들어오는 경우 이동체의 센서 정보를 이용하여 감지할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Association of Geographic Inforamtion Studies Conference
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• 2008.10a
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• pp.249-250
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• 2008

본 연구는 전년도 지형참조항법(TRN; Terrain Referenced Navigation)에 근거하는 3-D 헬리콥터 항법 시스템을 위한 알고리즘 개발의 후속 연구로서 실용적 완성을 위해 수행되었다. 본 연구에서 헬리콥터의 위성항법장치(GPS)로부터의 정보(X,Y,Z 좌표)는 자동차가 도로주행중 매 1초 간격으로 수신되는 GPGGA Code로 대체되었다. 비행체는 3차원 직교 좌표 체계(Cartesian coordinate system)로 표현되는 수치지형모델(DTM; Digital Terrain Model)상에서 시점(Origination)-종점(Destination) 분석 기법에 의해 항로를 결정한다. 본 시스템은 우선 조종사에게 지형의 사전 인식을 위해 시점-종점 주변 3차원 지형도와 항로의 종단면도를 보여준다. 본 시스템은 직접적인 지상 충돌을 피하기 위해 지형 여유 층면(Terrain Clearance Floor)의 개념을 도입, 기복 지형 표면에 일정 높이의 완충 공간을 설정한다. 본 시스템은 매초 GPS로부터 실시간 수신되는 X,Y,Z 위치와 DTM상의 x,y,z를 비교하여 만약 비행체가 완충 공간에 접근하게 되면 즉시 경고음과 메시지를 발한다. 수치지형모델은 (주)첨성대가 확보하고 있는 3초 간격의 DTM을 채택, 작성하였다.

• Archives of design research
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• v.13 no.1
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• pp.59-66
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• 2000

The more the function of Car Navigation System (CNS) is getting more various and high-grade, the more functions are necessary for a user to use simply and dearly from a user. But now the using CNS's a using circumstances is not satisfied with these requirements. In this paper, author analyzed the using circumstances composed of CNS to improve these problems and the function of a competitive company's products, extracted the necessary functions. Then author analyzed objected model and dynamic model by the objective modeling centering around Hyundai Electronic Company's HNK-1 COLD model mounted Hyundai Motor Company Equus vehide. In the Hyundai Electronic Company's HNK-1COLD model mounted Hyundai Motor Company Equus vehide, author analyzed the mental model of user used observation method the user behavior by taking video, and then studied all the functions and restructured the information structure, finally present the interface guide line of a user of CNS.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.36 no.2
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• pp.171-178
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• 2008

Galileo is the Europe's global navigation satellite system corresponding to the GPS. The GIOVE-A test experiment has been finished and the second test satellite GIOVE-B will be launched soon. The integration of GPS and Galileo lead an increase of visible satellite number. We can obtain an improved navigation performance in signal blocked area such as urban or forest. GPS and Galileo have each time-coordinate system and use the different error model to calculate the navigation solution. In this paper, we studied on GPS and Galileo channel error model and time-coordinate system. Using this result, we implement the integrated navigation algorithm. In simulation, we analyzed the navigation error caused by time and coordinate disagreement and verified performance of integrated navigation algorithm in terms of visible satellite number, DOP(Dilution of Pression) and position error.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1923_1924
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• 2009

최근 들어 소프트웨어의 테스트에 대한 필요성이 증가함에 따라 소프트웨어 테스트 방법에 대한 연구가 활발해지고 있으며 이를 적용한 제품들도 다양한 분야에서 개발되고 있다. 또한 UML과 같은 모델 기반의 언어가 등장함에 따라 소프트웨어의 재사용성 등을 높일 수있는 설계가 가능하다. 본 논문에서는 테스트가 가능한 SDINS/GPS 통합 항법 소프트웨어 구조를 UML 모델로 제시하며, 제시한 모델에 대한 테스트 절차를 기술한다. 본 논문의 결과를 이용하여 SDINS/GPS 통합 항법 소프트웨어를 설계하면 소프트웨어를 다른 하드웨어로 이식하는 것과 다른 센서 측정치를 처리하기 위한 소프트웨어 확장이 용이하다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2010.04a
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• pp.28.4-29
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• 2010

이 연구는 심우주 추적망(Deep Space Network) 측정 시스템의 구현을 위한 한국형 심우주 항법 예비 소프트웨어(Korean Deep Space Orbit Determination Program version 1; K-DSODP ver.1)의 개발을 목표로 한다. 연구의 주 내용은 심우주 항법을 위한 기초 기술 연구로 지구로부터 달까지 진행하는 탐사선의 궤적 추정에 대한 것이며, 연구의 시작에 앞서 사용될 관측 데이터를 얻기 위해 한국형 심우주 항법 관측데이터 생성 소프트웨어(Korean Deep Space Observation Data Generation Program version 1; K-DSODGP ver.1)를 개발하여 사용하였다. 임의의 잡음이 추가된 가상의 관측 데이터를 생성한 후, 이 관측 데이터를 실제 궤도로 상정하여 기하학적인 관측 모델을 수립하였고, 일정한 시간 간격동안 모은 임의의 관측 데이터를 가지고 궤도 결정을 수행하여 추정된 궤도를 전파하였다. 궤도 결정 알고리즘을 구성하기 위해 기본적인 좌표계, 탐사선에 미치는 지구의 중력에 대한 동역학 모델, 천체력과 탐사선의 동역학 모델로 구성된 관측 모델들을 유도하였으며, 탐사선의 위치와 속도를 추정하는 과정에서 가중치 최소 자승법을 적용하여 추정 궤도와 실제 궤도의 최소화를 유도하였다. 이러한 일련의 과정을 통해 요구한 시각의 탐사선의 위치와 속도를 결정하는 궤도결정 시스템을 구현하였고, 궤도 결정 시스템의 성능을 평가하기 위해 전파된 궤도와 실제 궤도의 차이를 분석하였다. 결과적으로 300초마다 관측데이터를 받을 경우, 2일 이상의 궤도결정 시간간격을 상정했을 때 평균 오차는 각각 약 0.26km RMS(range), 6.84km/s RMS(range-rate) 이내의 결과를 얻었고, 600초마다 관측데이터를 받을 경우, 평균 오차는 각각 약 0.30km RMS (range), 6.35km/s RMS(range-rate) 이내의 안정적인 결과를 얻었다. 이 연구의 결과를 통하여 추후 심화된 심우주 항법 소프트웨어 개발을 위한 기반이 마련될 것이다.