This study presents a precise relative navigation algorithm using both laser and Global Positioning System (GPS) measurements in real time. The measurement model of the navigation algorithm between two spacecraft is comprised of relative distances measured by laser instruments and single differences of GPS pseudo-range measurements in spherical coordinates. Based on the measurement model, the Extended Kalman Filter (EKF) is applied to smooth the pseudo-range measurements and to obtain the relative navigation solution. While the navigation algorithm using only laser measurements might become inaccurate because of the limited accuracy of spacecraft attitude estimation when the distance between spacecraft is rather large, the proposed approach is able to provide an accurate solution even in such cases by employing the smoothed GPS pseudo-range measurements. Numerical simulations demonstrate that the errors of the proposed algorithm are reduced by more than about 12% compared to those of an algorithm using only laser measurements, as the accuracy of angular measurements is greater than $0.001^{\circ}$ at relative distances greater than 30 km.
This study developed an approach for improving Carrier-phase Differential Global Positioning System (CDGPS) based realtime satellite relative navigation by applying laser baseline measurement data. The robustness against the space operational environment was considered, and a Synthetic Wavelength Interferometer (SWI) algorithm based on a femtosecond laser measurement model was developed. The phase differences between two laser wavelengths were combined to measure precise distance. Generated laser data were used to improve estimation accuracy for the float ambiguity of CDGPS data. Relative navigation simulations in real-time were performed using the extended Kalman filter algorithm. The GPS and laser-combined relative navigation accuracy was compared with GPS-only relative navigation solutions to determine the impact of laser data on relative navigation. In numerical simulations, the success rate of integer ambiguity resolution increased when laser data was added to GPS data. The relative navigational errors also improved five-fold and two-fold, relative to the GPS-only error, for 250 m and 5 km initial relative distances, respectively. The methodology developed in this study is suitable for application to future satellite formation-flying missions.
Effective monitoring, reliable data analysis, and rational data interpretations are challenges for engineers who are specialized in bridge health monitoring. This paper demonstrates how to use the Global Positioning System (GPS) and accelerometer data to accurately extract static and quasi-static displacements of the bridge induced by ambient effects. To eliminate the disadvantages of the two separate units, based on the characteristics of the bias terms derived from the GPS and accelerometer respectively, a wavelet based multi-step filtering method by combining the merits of the continuous wavelet transform (CWT) with the discrete stationary wavelet transform (SWT) is proposed so as to address the GPS deformation monitoring application more efficiently. The field measurements are carried out on an existing suspension bridge under the normal operation without any traffic interference. Experimental results showed that the frequencies and absolute displacements of the bridge can be accurate extracted by the proposed method. The integration of GPS and accelerometer can be used as a reliable tool to characterize the dynamic behavior of large structures such as suspension bridges undergoing environmental loads.
In this paper, we apply a discrete wavelet packet transform (DWPT) to reduce the influence of interference in global positioning system (GPS) signals and compare the interference mitigation performance of various wavelets. By applying DWPT to the received signal, we can gradually divide the received signal band into low-pass and high-pass bands. After calculating the average power for the separate bands, we can determine whether there is interference by comparing the value with the given threshold. For a band that includes interference, we can reconstruct the whole band signal using inverse DWPT (IDWPT) after applying a nulling method that sets all of the wavelet coefficients to 0. The reconstructed signals are correlated with the pseudorandom noise (PRN) codes to acquire GPS signals. The performance evaluation is based on the number of satellite signals whose peak ratio (defined as the ratio of the first and second correlation peak values in the acquisition stage) exceeds the threshold. In this paper, we compare and evaluate the performance of 6 wavelets including Haar, Daubechies, Symlets, Coiflets, Biorthogonal Splines, and Discrete Meyer.
GPS(Global Positioning System)는 미국방성에서 개발하여 현재 운용중이며 2000년대에는 첨단 교통체계(Intelligent Transport System: ITS) 및 항공관제에도 본격적인 이용이 예상된다. 이러한 GPS는 위성을 이용한 위치, 속도 및 시간 측정서비스를 제공하고 있으며 많은 응용분야로의 적용이 가능하다. 또한, 미국의 GPS 유료화 정책에 따라 세계 각국은 대체 위성 항법시스템의 개발에 많은 노력을 기울이고 있으며, 이를 표준으로 제정하기 위한 노력이 활발히 이루어지고 있다. 따라서, 본 고에서는 GPS에 대한 세계 각국들의 개발 및 표준화 동향과 주요 국제기구에 대하여 알아본다.
There are numerous mapping, charting, geodetic systems and electronic digital products defined in various local geodetic datum. It becomes a straight forward requirement to simplify the complexity by referencing all the products to a common reference globally. WGS-84 is well known as a state-of-the-art global reference system based on the use of data, techniques and technology available within American Defence Mapping Agency(DMA). Its parameters can be translated into more accurate maps, charts and geodetic positioning compared to others previously. Since Global Positioning System(GPS/NAVSTAR), which is asssociated with World Geodetic System(WGS-84)in reference frame, has been widely used, the unified geodetic system has been required for GPS users in many fields.
International Journal of Computer Science & Network Security
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제22권3호
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pp.107-112
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2022
The automotive industry is motivated to provide more and more amenities to its customers. The industry is taking advantage of artificial intelligence by increasing different sensors and gadgets in vehicles machoism is forward collision warning, at the same time road accidents are also increasing which is another concern to address. So there is an urgent need to provide an A.I based system to avoid such incidents which can be address by using artificial intelligence and global positioning system. Automotive/smart vehicles protection has become a major study of research for customers, government and also automotive industry engineers In this study a two layered novel hypothetical approach is proposed which include in-time vehicle/obstacle detection with auto warning mechanism for collision detection & avoidance and later in a case of an accident manifestation GPS & video camera based alerts system and interrupt generation to nearby ambulance or rescue-services units for in-time driver rescue.
GPS(Global Positioning System)는 군사 목적으로 개발되었고, 민간인 신호(GPS L1주파수 C/A 신호)를 개방하면서 많은 발전이 이루어졌다. 현재의 위성은 하루 약 2회 주기로 지구를 공전하며 위치를 측정하는데 위성 신호 3개(초기에는 시각 오차까지 계산하기 위하여 4개)이상을 수신하는데 전파 출발 시간에서부터 수신된 위성 신호의 전파 도달 시간(TOA)까지의 데이터를 삼변측량 방식을 통해 지상 수신기 3차원 위치를 결정한다. 그러나 GPS를 활용한 내비게이션의 경우 보통 5~10m의 위치 오차가 발생하며 아파트와 실내, 터널, 공장지대 및 산악 지대 등, 많은 지역이 GPS의 사각지대 또는 오차 범위 밖의 무력화 지역으로 존재하고 있다. 따라서 GPS 위성 신호의 수신이 불가능한 지역에서 현재의 위치 정보를 획득하기 위해서는 다른 방안이 제시되어야 한다. 본 연구에서는 가속도와 자이로 센서가 결합된 IMU(Inertial Measurement Unit)와 지자기 센서를 이용하여 GPS 신호 수신이 불가능한 지형에서도 위치인식이 가능하도록 시스템을 설계 하였다. 9-DOF IMU와 지자기 센서를 이용한 순간 속도 값을 계산하여 현재의 위치를 추적할 수 있는 방안을 연구 하였으며 제작과 실험을 통해 그 타당성을 검증하였다.
현재 운용중인 전 세계적인 위성항법시스템(GNSS : Global Navigation Satellite System)은 미국의 GPS(Global Positioning System)와 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System)가 있다. 전 세계적으로 주로 사용되는 시스템은 GPS이며, GLONASS는 러시아의 경제사정 악화로 인하여 지속적인 위성발사가 이루어지지 못하고 있다. 추가적으로 추진되고 있는 위성항법시스템은 유럽의 갈릴레오(Galileo), 중국의 북두(Beidou), 일본의 JRANS(Japanese Regional Advanced Navigation System) 그리고 2006년 5월에 구축 프로젝트가 승인된 인도의 IRNSS(Indian Regional Navigation Satellite System)가 있다. 보강시스템의 경우, 미국 FAA(Federal Aviation Administration)는 광역오차보정시스템(WAAS)을 Raytheon사와 개발하였으며, 현재 착륙용 근거리오차보정시스템(LAAS)을 Raytheon사 및 Honeywell사와 함께 정부/산업체 공동개발 사업(GIP; Government Industry Partnership)으로 진행 중에 있다. 유럽은 EGNOS(European Geostationary Navigation Overlay Service)를 사용하고 있으며, 일본의 MSAT(MTSAT Satellite Based Augmentation System)와 인도의 GAGAN(GPS and GEO Augmented Navigation)은 추진 중이다. 이 글에서는 위성항법시스템과 위성항법 보강시스템의 현황을 살펴본다.
본 논단에서는 미국 $C^3$I계획의 일환으로 개발중인 Global Positioning System(GPS)에 대해서 간단히 소개하였다. 이 시스팀은 위성을 이용하는 항법 시스팀으로 다른 시스팀에 비해 정확도가 매우 우수하며 또한 사용료가 없어서 GPS용 수신기만 있으면 누구나가 이 시스팀을 이용하여 자신의 위치를 정확하게 알 수가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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