• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권2호
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• pp.229-236
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• 2009

다목적실용위성-5호는 2010년 발사를 목표로 고도 550km의 저궤도에 위치하게 될 것이다. 다목적실용위성-5호의 임무인 고정밀 SAR(Synthetic Aperture Radar) 영상을 처리하기 위해서는 정확한 위성의 위치(20cm) 와 속도(0.03cm/s)가 결정되어야 한다. 이러한 요구 조건은 한국 전자통신연구원에서 개발한 ETRI GNSS Precise Orbit Determination(EGPOD) 소프트웨어로 검증하였다. 0.1Hz 수신 주기의 SAC-C 위성 반송파위상 데이터로 정밀궤도결정을 수행하였다. 이중 주파수 GPS 데이터를 사용하여 수신 선호의 전리층 오차를 대부분 제거하고 이중 차분된 데이터를 생성함으로써 GPS 위성과 수신기의 공통된 시계 오차를 없앴다. 동역학 모델 접근 방법을 이용하였고, Batch Least Square Estimator(BLSE) 필터로 각 데이터 아크(arc) 에 해당하는 위성의 위치와 속도, 대기저항 계수, 태양풍 계수를 추정하였다. 또한 정밀한 동역학 모델을 위하여 모델 되지 않은 부정확한 가속도 항을 보충하는 경험 가속도를 추가하였다. 경험 가속도는 위성의 공전 주기(revolution) 당 한번씩 시선방향(radial), 진행방향(along-track), 수직방향(cross-track)으로 추정하고, 수직방향의 상수 항에 대해서는 해당 데이터 아크에 관하여 부가적으로 추정하였다. 정밀궤도결정 결과 검증을 위하여 EGPOD 소프트웨어에서 얻어진 결과와 JPL에서 제공하는 정밀궤도력(Precise Orbit Ephemeris)을 비교하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제4권2호
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• pp.43-55
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• 2015

In the case of satellite navigation positioning, the shielding of satellite signals is determined by the environment of the region at which a user is located, and the navigation performance is determined accordingly. The accuracy of user position determination varies depending on the dilution of precision (DOP) which is a measuring index for the geometric characteristics of visible satellites; and if the minimum visible satellites are not secured, position determination is impossible. Currently, the GLObal NAvigation Satellite system (GLONASS) of Russia is used to supplement the navigation performance of the Global Positioning System (GPS) in regions where GPS cannot be used. In addition, the European Satellite Navigation System (Galileo) of the European Union, the Chinese Satellite Navigation System (BeiDou) of China, the Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) of Japan, and the Indian Regional Navigation Satellite System (IRNSS) of India are aimed to achieve the full operational capability (FOC) operation of the navigation system. Thus, the number of satellites available for navigation would rapidly increase, particularly in the Asian region; and when integrated navigation is performed, the improvement of navigation performance is expected to be much larger than that in other regions. To secure a stable and prompt position solution, GPS-GLONASS integrated navigation is generally performed at present. However, as available satellite navigation systems have been diversified, finding the minimum satellite constellation combination to obtain the best navigation performance has recently become an issue. For this purpose, it is necessary to examine and predict the navigation performance that could be obtained by the addition of the third satellite navigation system in addition to GPS-GLONASS. In this study, the current status of the integrated navigation performance for various satellite constellation combinations was analyzed based on 2014, and the navigation performance in 2020 was predicted based on the FOC plan of the satellite navigation system for each country. For this prediction, the orbital elements and nominal almanac data of satellite navigation systems that can be observed in the Korean Peninsula were organized, and the minimum elevation angle expecting signal shielding was established based on Matlab and the performance was predicted in terms of DOP. In the case of integrated navigation, a time offset determination algorithm needs to be considered in order to estimate the clock error between navigation systems, and it was analyzed using two kinds of methods: a satellite navigation message based estimation method and a receiver based method where a user directly performs estimation. This simulation is expected to be used as an index for the establishment of the minimum satellite constellation for obtaining the best navigation performance.

• 대한공간정보학회지
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• 제22권1호
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• pp.47-54
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• 2014

휴대용 단말에 간편하게 구현 가능하도록 GPS의 코드의사거리 관측치 기반의 정밀단독측위(PPP; Precise Point Positioning) 알고리즘을 개발하고 그 성능을 검증하였다. PPP에 필요한 기본 모델로 그룹 딜레이, 상대성 효과, 위성안테나 위상중심오프셋 보정모델을 적용하였다. 위성 궤도와 시계오차는 IGS(International GNSS Service) 공식 산출물에 최적의 알고리즘을 통해 보간하고, 대류권과 전리층 오차는 각각 과학기술용 GPS 자료처리 소프트웨어로 산출한 참값과 GIM(Global Ionosphere Model)을 사상함수를 적용해 시선방향 오차로 변환해 적용하였다. 개발된 알고리즘을 4일간 테스트한 결과 수평오차는 0.8~1.6m, 수직오차는 1.6~2.2m 수준으로 나타났다. 이는 DGPS 측위결과와 유사한 성능으로 향후 PPP 알고리즘의 추가개선이 이루어질 경우 다양한 측량 및 위치기반서비스 분야에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제9권4호
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• pp.305-317
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• 2020

The navigation message is composed of the information contained in the message and the structure for transmitting this information. In order to design a navigation message, considerations in terms of message content and message structure must be elicited. For designing a Korea Positioning System (KPS) navigation message, this paper explains performance indicators in terms of message structure and message content. Most of the performance analysis of GNSS navigation messages already in operation was performed only for Time-to-first-fix-Data (TTFFD). However, in the navigation message, the message content is composed of Clock-Ephemeris Data (CED) and additional information. So, this paper proposes a new performance indicator R_(Non-CED) that can be analyzed from the viewpoint of receiving additional information along with an explanation of TTFFD focusing on the CED reception time. This paper analyze the performance in terms of message structure using these two performance indicators. The message structures used for analysis are the packetized message protocol like GPS CNAV and the packetized and fixed pattern message protocol like GPS CNAV-2. From the results, it is possible to proffer how KPS navigation messages can have better performance than GPS navigation messages. And, these two performance indicators, TTFFD and R_Non-CED, can help to design the minimum TTFF required performance of KPS navigation messages.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2573-2575
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• 2005

본 논문에서는 원자 시계를 이용한 위성 시계 고장 판단 기법을 제안한다. GPS 측정치 중 위성 시계 오차 성분을 제외한 위성 궤도 오차, 이온층 지연 오차, 대류층 지연 오차, 수신기 시계 오차를 제거하여 위성 시계 오차에 의한 영향만을 검사하도록 한다. 특히 TCXO와 같은 일반적인 수신기 시계를 사용할 경우 정확한 수신기 시계 오차 크기를 추정하기 어렵기 때문에 원자 시계와 같은 정밀 신호 발생기를 이용하여 수신기 시계 오차에 의한 영향을 제거하는 방법을 제시한다. 제시한 방법은 실제 위성 시계에 이상이 발생 했을 때 수집한 데이터를 이용한 실험을 통하여 검증하도록 한다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제11권4호
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• pp.251-261
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• 2022

The Centimeter Level Augmentation Service (CLAS) is the Precise Point Positioning (PPP) - Real Time Kinematic (RTK) correction service utilizing the Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) L6 (1278.65 MHz) signal to broadcast the Global Navigation Satellite System (GNSS) error corrections. Compact State-Space Representation (CSSR) corrections for mitigating GNSS measurement error sources such as satellite orbit, clock, code and phase biases, tropospheric error, ionospheric error are estimated from the ground segment of QZSS CLAS using the code and carrier-phase measurements collected in the Japan's GNSS Earth Observation Network (GEONET). Since the CLAS service begun on November 1, 2018, users with dedicated receivers can perform cm-level precise positioning using CSSR corrections. In this paper, CLAS-based VRS-RTK performance evaluation was performed using Global Positioning System (GPS) observables collected from the refence station, TSK2, located in Japan. As a result of performing GPS-only RTK positioning using the open-source software CLASLIB and RTKLIB, it took about 15 minutes to resolve the carrier-phase ambiguities, and the RTK fix rate was only about 41%. Also, the Root Mean Squares (RMS) values of position errors (fixed only) are about 4cm horizontally and 7 cm vertically.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.8-14
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• 2016

본 논문은 한국형 위성기반보정시스템인 KASS (Korea augmentation satellite system)을 구성하는 위성통신국과 임차해 구축 예정인 2기의 정지궤도 위성이 포함된 위성통신시스템에 대한 상위개념의 설계분석 결과를 제시하였다. 위성통신국의 주요 기능인 중앙처리국으로부터의 보정정보 및 무결성 정보를 수신하여 해당 메시지에 대한 부호화, 변조 후 주파수변환 및 신호증폭에 대한 내용과 그 기능을 만족하는 설계를 위한 분석내용을 각 과정에 대한 개념, GEO 위성을 추가적인 기능인 GPS 위성 레인징 신호, GEO 레인징 신호를 사용하기 위한 GEO 위성에 대한 정밀 궤도결정기술, 그리고 GPS 위성과 GEO 위성간 시각 동기를 위한 클럭 조정에 대하여 기술하였다. 추가적으로 중계기 대역폭에 따른 GEO 위성 레인징 성능 분석결과로 SBAS 보강 서비스를 위해서는 최소한 2.2 MHz 의 GPS와 같은 레인징 서비스를 위해서는 18.5 MHz의 대역폭이 필요함을 제시하였다. 이러한 분석내용은 GEO 위성과 위성통신국의 설치장소가 최종 확정되면 최종 분석을 수행하여 KASS 위성통신시스템 설계에 반영할 예정이다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.328-333
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• 2012

현재 운영 중인 위성항법보정시스템(Differential GPS)은 기준국(Reference Station), 감시국(Integrity Monitor), 그리고 제어국(Control Station)으로 구성되어 있다. 기준국(RS)에서는 의사거리 보정정보(Pseudorange Correction)를 계산하고 RTCM 국제표준 메시지를 생성하여 사용자에게 방송한다. 감시국(IM)에서는 기준국으로부터 보정정보를 수신하여 보정정보가 허용치 이내인지를 검사한다. 그리고 제어국(CS)에서는 기준국과 감시국의 기능 및 성능 파라미터 제어, 상태 감시를 수행한다. DGPS 무결성 감시국의 핵심 기능은 보정정보의 검사와 기준국으로 피드백 메시지를 전송하는 것이다. 하지만 무결성 감시를 위한 현재의 알고리즘은 위성 이상이 발생할 경우 그 무결성 기능에 한계가 있다. 그러므로 본 논문에서는 해상 DGPS RSIM을 위한 위성 이상 검출 및 식별기법에 중점을 둔다. 먼저 현재 운영 중인 DGPS RSIM의 기능 분석을 토대로 DGPS RSIM을 위한 무결성 기능의 한계를 분석하고, 다음으로 위성시계 이상을 검출하고 이상위성을 식별하기 위한 기법을 제안한다. 위성이상 검출 및 식별 기법을 실제 위성시계 이상사례에 적용하여 그 실험 결과를 제시한다.

• 한국항공운항학회지
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• 제21권1호
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• pp.8-14
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• 2013

As GNSS(Global Navigation Satellite System) is used in various filed, many countries establish GNSS system independently. But GNSS system has the limitation of accuracy and stability in stand-alone mode, because this system has error elements which are ionospheric delay, tropospheric delay, orbit ephemeris error, satellite clock error, and etc. For overcome of accuracy limitation, the DGPS(Differential GPS) and RTK(Real-Time Kinematic) systems are proposed. These systems perform relative positioning using the reference and user receivers. ETRI(Electronics and Telecommunications Research Institute) is developing precision navigation system in point of extension of GNSS usage. The precision navigation system is for providing the precision navigation solution to common users. If this technology is developed, GNSS system can be used in the fields which require precision positioning and control. In this paper, we introduce the precision navigation system and perform design and algorithm verification.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제10권3호
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• pp.159-168
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• 2021

Precise Point Positioning-Real Time Kinematic (PPP-RTK) is an improved PPP method that provides the user receiver with satellite code and phase bias correction information in addition to the satellite orbit and clock, thus enabling single-receiver ambiguity resolution. Single station PPP-RTK concept is special case of PPP-RTK in that corrections are computed, instead of a network, by only one single GNSS receiver. This study is performed to experimentally verify the positioning accuracy performance of single baseline RTK level by a user who utilizes correction for a single station PPP-RTK using dual frequencies. As an experimental result, the horizontal and vertical 95% accuracy was 2.2 cm, 4.4 cm, respectively, which verify the same performance as the single baseline RTK.