• 제목/요약/키워드: Differential Global Positioning System (DGPS)

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무선인터넷기반의 DGPS를 이용한 동체의 자세결정 성능평가 (Error Assessment of Attitude Determination Using Wireless Internet-Based DGPS)

  • 이홍식;임삼성;박준구
    • 한국측량학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.101-108
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    • 2005
  • 관성항법시스템은 항체의 자세, 속도 및 위치정보를 획득하기 위하여 폭넓게 사용되어 왔다. 그러나 관성센서는 매우 고가이며, 무겁고, 시간이 경과함에 따라 센서의 오차가 누적되어 발산하게 되는 단점이 있다. 한편 GPS를 이용한 항법시스템은 오차의 누적이 없고, 위성의 가시성만 확보된다면 빠르게 항체의 속도, 위치정보를 획득할 수 있으며, GPS 안테나 배열을 이용하면, 항체의 자세요소도 계산이 가능하다. 본 연구에서는 중저가 GPS 수신기의 안테나 배열을 사용하여 항체의 위치측위 정확도 및 자세 정확도 모두를 개선시키기 위한 방법을 연구하였다. 중저가형의 GPS 수신기 안테나 배열을 사용한 자세 결정 방법은 기준과 보조 안테나 사이의 상대적인 벡터에 초점을 맞추었다. 기준 안테나의 위치는 의사거리 측위로 한 단독 측위가 사용되었기 때문에 미터 수준으로 결정된다. 또한 항체의 측위 정확도 향상을 위해, 무선 인터넷을 이용하여 실시간 차분 보정을 실시하였으며, 중저가의 2주파 GPS 수신기를 사용하였다. 본 연구의 결과는 측위에서 센티미터 수준의 정확도를, 자세결정에서 도 수준의 정확도를 가지는 것으로 나타났다.

해군함정 GPS의 오차시험과 이용 실태에 관한 연구 (A Study on the Error Test and Actual Using Condition of GPS in the Naval Vessels)

  • 임봉택;고광섭
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
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    • pp.1125-1129
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    • 2005
  • 본 연구에서는 GPS의 항법 차원에서의 제한사항 및 문제점들을 해군 실무를 기준으로 도출하고, 장래 GPS의 발전에 따른 항법 발전 방안에 대하여 논의해 보고자 한다. 이를 위해, 해군 함정에 설치된 GPS의 정밀도를 분석 및 확인해 보기 위하여 오차시험을 실시하였고, 사용자가 갖는 GPS에 대한 신뢰도와 그 활용도를 알아보기 위하여 함정근무 장교 및 부사관을 대상으로 한 면담 및 설문 조사를 실시하였다.

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ECDIS에 의한 grab 준설작업의 실시간 모니터링에 관한 연구 (Real-time monitoring of grab dredging operation using ECDIS)

  • 정기원;이대재;정봉규;이유원
    • 수산해양기술연구
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    • 제43권2호
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    • pp.140-148
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    • 2007
  • This paper describes on the real-time monitoring of dredging information for grab bucket dredger equipped with winch control sensors and differential global positioning system(DGPS) using electronic chart display and information system(ECDIS). The experiment was carried out at Gwangyang Hang and Gangwon-do Oho-ri on board M/V Kunwoong G-16. ECDIS system monitors consecutively the dredging's position, heading and shooting point of grab bucket in real-time through 3 DGPS attached to the top bridge of the dredger and crane frame. Dredging depth was measured by 2 up/down counter fitted with crane winch of the dredger. The depth and area of dredging in each shooting point of grab bucket are displayed in color band. The efficiency of its operation can be ensured by adjusting the tidal data in real-time and displaying the depth of dredging on the ECDIS monitor. The reliance for verification of dredging operation as well as supervision of dredging process was greatly enhanced by providing three-dimensional map with variation of dredging depth in real time. The results will contribute to establishing the system which can monitor and record the whole dredging operations in real-time as well as verify the result of dredging quantitatively.

Modeling Differential Global Positioning System Pseudorange Correction

  • Mohasseb, M.;El-Rabbany, A.;El-Alim, O. Abd;Rashad, R.
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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    • pp.21-26
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    • 2006
  • This paper focuses on modeling and predicting differential GPS corrections transmitted by marine radio-beacon systems using artificial neural networks. Various neural network structures with various training algorithms were examined, including Linear, Radial Biases, and Feedforward. Matlab Neural Network toolbox is used for this purpose. Data sets used in building the model are the transmitted pseudorange corrections and broadcast navigation message. Model design is passed through several stages, namely data collection, preprocessing, model building, and finally model validation. It is found that feedforward neural network with automated regularization is the most suitable for our data. In training the neural network, different approaches are used to take advantage of the pseudorange corrections history while taking into account the required time for prediction and storage limitations. Three data structures are considered in training the neural network, namely all round, compound, and average. Of the various data structures examined, it is found that the average data structure is the most suitable. It is shown that the developed model is capable of predicting the differential correction with an accuracy level comparable to that of beacon-transmitted real-time DGPS correction.

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GCP DB 구축을 위한 영상칩 제작 툴 개발 및 Web서버 구축 (Development of Registration Image Chip Tool and Web Server for Building GCP DB)

  • 손홍규;김기홍;김호성;백종하
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2004년도 춘계학술발표회논문집
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    • pp.275-278
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    • 2004
  • The geo-referencing of satellite imagery is a key task in remote sensing. GCPs are points the position of which is known both in the image and in the supporting maps. Mapping function makes the determination of map coordinates of all image pixels possible. Generally manual operations are done to identify image points corresponding to the points on a digital topographic map. In order to accurately measure ground coordinates of GCPs, differential global positioning system (DGPS) surveying are used. To acquire the sufficient number of well distributed GCPs is one of the most time-consuming and cost-consuming tasks. This paper describes the procedure of automatically extracting GCOs using GCP database. GCP image chips and image matching technique are used for automatic extraction of GCPs. We developed image processing tool for making image chip GCPs and Web Server for management of GCPs.

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Using Kalman Filtering and Segmentation Techniques to Capture and Detect Cracks in Pavement

  • Hsu, C.J.;Chen, C.F.
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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    • pp.930-932
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    • 2003
  • For this study we used a CCD video camera to capture the pavement image information via the computer. During investigation processing, the CCD video camera captured 10${\sim}$30 images per second. If the vehicle velocity is too fast, the collected images will be duplicated and if the velocity is too slow there will be a gapped between images. Therefore, in order to control the efficiency of the image grabber we should add accessory tools such as the Differential Global Positioning System (DGPS) and odometer. Furthermore, Kalman Filtering can also solve these problems. After the CCD video camera captured the pavement images, we used the Least-Squares method to eliminate images of gradation which have non-uniform surfaces due to the illumination at night. The Fuzzy Entropy method calculates images of threshold segments and creates binary images. Finally, the Object Labeling algorithm finds objects that are cracks or noises from the binary image based on volume pixels of the object. We used these algorithms and tested them, also providing some discussion and suggestions.

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Cascade Extended Kalman Filter 기반의 차량동특성 및 도로종단경사 추정 (Vehicle Dynamics and Road Slope Estimation based on Cascade Extended Kalman Filter)

  • 김문식;김창일;이광수
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권9호
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    • pp.208-214
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    • 2014
  • 차선유지 제어시스템, 적응식순항 제어시스템과 같은 첨단운전 지원시스템은 기본적으로 차량의 거동 정보를 기반으로 구동되지만, 최근 도로의 기하학적 정보를 추가적으로 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 도로의 종단경사는 차량의 가감속 제어 및 항법알고리즘 구현에 있어 필수적인 정보로서 DGPS-RTK와 같은 고가의 장비로 직접 측정하는 방법과 디지털 맵에 저장된 속성정보를 활용하는 방식이 제안되고 있으나, 상용화 관점에서는 아직 많은 문제점이 존재한다. 따라서, 본 논문에서는 추가 센서의 장착없이 연속형 확장칼만필터를 활용하여 차량의 동특성과 도로종단경사를 효율적으로 추정하는 알고리즘을 제안한다. 도로종단경사를 포함하는 3자유도 차량동역학 모델과 차량의 내부 네트워크롤 통해 수집할 수 있는 차량의 상태정보를 기반으로 확장칼만필터를 설계하여 차량의 동특성과 도로종단경사를 추정한다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션과 실차실험을 통해 그 성능을 검증하였다.

멀티 GNSS 보정시스템을 위한 BeiDou 의사거리 보정기법 (Method of BeiDou Pseudorange Correction for Multi-GNSS Augmentation System)

  • 서기열;김영기;장원석;박상현
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.2307-2314
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    • 2015
  • 본 논문에서는 위성항법시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS)의 다양화에 따른 위성항법보정시스템(Differential GNSS, DGNSS) 기준국 설계를 위하여, 중국 위성항법시스템인 BeiDou의 의사거리 보정정보 생성 알고리즘과 시뮬레이션 기반의 성능 검증에 대해 중점적으로 다룬다. 먼저 DGNSS 기준국/감시국(Reference Station and Integrity Monitor, RSIM)에서의 국제적 표준 및 요구성능에 대해 살펴보고, BeiDou 연동제어문서(Interface Control Document, ICD)를 기반으로 위성의 위치를 추정하고 위성시계 옵셋과 사용자 수신기의 시계오차, 그리고 GPS(Global Positioning System)와 BeiDou 위성의 시스템 타임 옵셋을 계산하여 BeiDou 의사거리 보정정보(Pseudorange Correction, PRC)를 생성한다. GPS/BeiDou 시뮬레이터를 연동한 성능검증 플랫폼을 기반으로 BeiDou 보정정보의 오차를 계산하고, 그 측위정확도를 분석하여 성능검증을 수행하였다. 실험결과 BeiDou 의사거리 보정정보가 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services)에서 요구하는 기준국 운영 및 보정서비스를 위한 측위성능을 충족함을 확인하였다.

Enhancement of UAV-based Spatial Positioning Using the Triangular Center Method with Multiple GPS

  • Joo, Yongjin;Ahn, Yushin
    • 한국측량학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.379-388
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    • 2019
  • Recently, a technique for acquiring spatial information data using UAV (Unmanned Aerial Vehicle) has been greatly developed. It is a very crucial issue of the GIS (Geographic Information System) mapping system that passes way point in the unmanned airframe and finally measures the accurate image and stable localization to the desired destination. Though positioning using DGPS (Differential Global Navigation System) or RTK-GPS (Real Time Kinematic-GPS) guarantee highly accurate, they are more expensive than the construction of a single positioning system using a single GPS. In the case of a low-priced single GPS system, the stability of the positioning data deteriorates. Therefore, it is necessary to supplement the uncertainty of the absolute position data of the UAV and to improve the accuracy of the current position data economically in the operating state of the UAV. The aim of this study was to present an algorithm enhancing the stability of position data in a single GPS mode of UAV with multiple GPS. First, the arrangement of multiple GPS receivers through the center of gravity of the UAV were examined. Next, MD (Mahalanobis Distance) is applied to detect instantaneous errors of GPS data in advance and eliminate outliers to increase the accuracy of previously collected multiple GPS data. Processing procedure for multiple GPS reception data by applying the center of the triangular method were presented to improve the position accuracy. Second, UAV navigation systems integrated multiple GPS through configuration of the UAV specifications were implemented. Using the unmanned airframe equipped with multiple GPS receivers, GPS data is measured with the TCM (Triangular Center Method). In addition, UAV equipped with multiple GPS were operated in study area and locational accuracy of multiple GPS of UAV with VRS (Virtual Reference Station) GNSS surveying were compared. The result showed that the error factors are compensated, and the error range are reduced, resulting in the reliability of the corrected value. In conclusion, the result in this paper is expected to realize high-precision position estimation at low cost in UAV using multiple low-cost GPS receivers.

부산항 연안해역에서의 소형선박 표류 거동특성 관측 및 분석 (Field Experiments and Analysis of Drift Characteristics of Small Vessels in the Coastal Region off Busan Port)

  • 강신영;이문진
    • 한국항해항만학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.221-226
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    • 2002
  • 표류지점 추정 모델의 환경 입력자료를 확보하기 위해 부산항 연근해에서 표류실험을 실시하였다. 실험에는 크기가 다른 4척의 선박(10, 20, 50, 90톤급)이 사용되었다. 그중 50톤급 선박에는 해류, 바람, 위치를 자동적으로 기록하는 계기들을 장착하였고, 나머지 선박들에서는 분산각 추정 연구를 위해 위치자료만 기록하였다. 각 선박들의 위치는 DGPS와 자동위치발신기(APRS)를 사용하여 기록하였다. 실험은 풍속 2~10m/s, 유속 0.5~1.5m/s의 환경에서 행하여졌으며, leeway는 선박 표류속도에서 표층의 유속성분을 제거하여 구하였다. 50톤급 선박의 leeway rate는 풍속의 약 3.6%인 것으로 분석되었으며, leeway 방정식은 $U_L$ =0.042W -0.034로 표현되었고 leeway angle은 $-30^{\circ}$~$40^{\circ}$의 범위였다.