• 제목/요약/키워드: GPS 항행해

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GPS 항행해를 이용한 아리랑 1호의 궤도결정 성능분석 연구 (Performance Analysis of the KOMPSAT-1 Orbit Determination Using GPS Navigation Solutions)

  • 김해동;최해진;김은규
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.43-52
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    • 2004
  • 본 논문에서는 아리랑 1호의 실제 비행데이터를 이용하여 지상에서 정밀궤도결정을 수행한 후 얻을 수 있는 성능에 대해 분석하였다. 분석에 사용된 궤도결정 알고리즘은 바예 시안 최소자승법을 작용한 배치필터이며, 궤도결정 정밀도 평가를 위해 중첩법 (Overlap Method) 을 이용하였다. 또한, 미국 NORAD 의 TLE (Two-Line Element) 및 지상추적 데이터를 이용한 궤도결정 결과들과의 비교, 분석도 수행하였다. 궤도결정 정밀도에 영향을 미칠 수 있는 요인, 즉 관측데이터 종류 및 탑재시계 편류 (On-Board Time Drift)에 의한 정밀도 변화에 대해서도 분석되어졌다. 본 연구결과, 중첩법 평가에 의한 30시간 GPS 항행해 위치 성분만을 이용한 궤도결정 정밀도는 5m RMS 수준이었으며, GPS 항행해 중 속도 성분은 궤도결정 시 사용하지 않는 것이 바람직하며, 타 관측데이터를 이용한 궤도결정 결과와의 비교를 통해 심각한 시각 바이어스에 의한 뚜렷한 정밀도 저하는 없음을 알 수 있었다.

아리랑 1호 탑재 GPS 수신기의 궤도 상 성능 분석 (Performance Analysis of the KOMPSAT-1 GPS Receiver)

  • 김해동;이진호;김은규;최해진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.92-97
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    • 2005
  • 본 논문에서는 6년째 운용되고 있는 아리랑 1호에 탑재된 GPS 수신기의 실제 궤도 상 성능을 분석하였다. 수신기의 환경변수 설정에 따라 지상에서 수행하는 궤도결정 정밀도 변화, GPS 위성 가시성들을 분석하였으며, 실제 궤도에서 운영 중 관측되는 문제점에 대해서 기술하였다. 분석 결과, 항행해를 구하는 Position Fix Algorithm을 ‘Best-of-4’ 로 설정한 상태에서 획득한 항행해를 이용한 지상 궤도결정 정밀도가 ‘N-in-View’ 설정 상태의 결과 보다 약간 높았으며, 이때 ‘Mask Angle'은 0도로 설정하는 것이 유리함을 알 수 있었다. 반면, ‘N-in-View’ 방식하에서는 GPS 위성에 대한 가시성이 조금 높았으며, 일시적인 3D Fix Loss 발생 빈도 수도 상대적으로 적은 것을 알 수 있었다.

고기동 위성에 탑재된 GPS 수신기의 궤도상의 성능 분석

  • 권기호;이상정
    • 천문학회보
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    • 제37권2호
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    • pp.169.2-169.2
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    • 2012
  • 고기동 위성에 탑재된 GPS 수신기의 위성체의 기준 위치, 속도 및 시간의 정보를 제공한다. 특히 저궤도 관측위성은 빠른 동적 특성으로 인하여 GPS 위성 신호 획득 및 추적이 어려울 경우 연속적인 항행해를 제공하기 어려울 수 있다. 이를 위하여 위성 GPS 수신기는 지상용과 달리 넓은 대역폭의 신호 획득 및 추적이 가능한 RF수신단이 탑재되어 있으며 필터 기반의 궤도전파기가 탑재되어 있어 있다. 뿐만 아니라 GPS 수신기기의 상태 데이터 제공 및 고속 데이터 처리를 위하여 고성능 CPU가 탑재되어 있다. 특히 탑재된 궤도전파기는 고성능 필터 기반으로 설계되어 있으며 이를 이용하면 GPS 신호 추적이 되지 않은 상황에서도 비교적 정확하고 연속적인 항행해가 제공하게 된다. 본 논문에서는 저궤도 관측위성에 탑재된 GPS 수신기가 초기 위성운영에서 어떠한 절차에 의하여 동작이 되며 위성의 빠른 동적 특성에서 GPS 수신기의 가시성 및 추적 위성개수 분석 및 이를 바탕으로 위치 및 속도 정밀도가 어느 정도 되는지에 대한 성능 분석 결과를 정리 하였다. 본 논문 결과는 향후 고기동 위성의 GPS 수신기 및 관련 운영에 도움이 될 것으로 판단된다.

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GPS 소프트웨어 수신기에 대한 GPS 의사위성의 영향 분석 (Impacts of GPS Pseudolite Signals on GPS Software Receivers)

  • 권금철;장윤재;양철관;심덕선
    • 한국항행학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.627-634
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    • 2012
  • 이 논문은 의사위성 신호에 대한 GPS 소프트웨어 수신기의 성능을 분석하고자 한다. 의사위성이 계속 켜져있을 경우와 펄싱이 주어졌을 경우에 대해서, 의사위성의 신호세기와 의사위성과 수신기 사이의 거리에 따라 의사위성이 GPS 소프트웨어 수신기에 미치는 영향을 알아본다.

칼만필터를 이용한 자세결정에 관한 연구 (A Study on Attitude Determination Using Kalman Filter)

  • 기창돈;신동호
    • 한국항행학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.3-10
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    • 1998
  • GPS는 기존의 주 용용분야인 항법시스템으로서 뿐만 아니라 최근 들어와서는 보정위성항법의 원리와 미지정수(Integer Cycle Ambiguity)결정 알고리즘을 이용하여 GPS수신기와 3~4개의 안테나로 자세결정을 하는데 이용되고 있다. 본 연구에서는 고가의 패치(Patch) 안테나를 장착한 수신기를 사용하지 않고 저가의 수신기 여러 대를 이용하여 자세결정을 할 수 있도록 이중차분(Double Difference)을 한 측정식을 이용하여 칼만필터를 통해 자세결정을 할 수 있는 알고리즘을 제시하고 모의실험을 통해 제시한 알고리즘의 유용성을 고찰한다.

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저궤도 위성의 실시간 On-board 궤도 결정 성능 분석 (Real Time On-board Orbit Determination Performance Analysis of Low Earth Orbit Satellites)

  • 김은혁;고동욱;정영석;박성백;진현필;이현우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.79-87
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    • 2015
  • 본 논문에서는 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)를 이용하여 On-board상에 적용 가능한 궤도 결정 방안을 제시하고 GPS 수신기에 적용하여 그 결과를 분석하였다. 이때, On-board 상의 제한된 자원을 감안하여 본 연구에서는 $J_2$ 궤도 전파 모델과 GPS 항행해를 이용하여 궤도 결정을 수행하였으며 현재 운용 중인 두바이셋-2(DubaiSat-2) 인공위성에 적용한 결과를 분석하였다. 분석 결과 GPS 항행해에서 불규칙하게 발생하는 수 km의 큰 오차가 제거되었고 위치 오차는 70.26 m에서 26.25 m로 65% 감소하였으며 속도 오차는 3.6 m/s에서 0.044 m/s로 96% 감소하여 정밀도가 향상된 것을 확인할 수 있었다.

GPS 정밀단독측위 기법을 이용한 준실시간 선박 위치추적 (Near-Real-Time Ship Tracking using GPS Precise Point Positioning)

  • 하지현;허문범;남기욱
    • 한국항행학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.783-790
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    • 2010
  • 현재 대부분의 선박은 해상에서의 안전한 운항을 위하여 GPS를 이용하여 선박 위치를 파악하고 있다. 이 연구에서는 GPS 정밀단독측위기법을 이용하여 준실시간으로 해상 선박의 위치를 결정하고, 그 정밀도를 분석하였다. 이를 위하여 선박에 GPS 장비를 설치하여 남해안 관측을 실시하였다. 정밀단독측위 기법을 이용한 GPS 관측데이터 처리를 위하여 JPL에서 개발한 GIPSY-OASIS를 이용하였으며, 안테나 위상 중심 변동량과 해양 조석하중에 의한 지각 변동량, 그리고 방위각 방향으로의 대류층 지연량을 보정하였다. 그 결과 이 연구에서 산출한 준실시간 좌표는 ~1cm 수준의 정밀도를 달성하였다.