• 한국측량학회지
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• 제32권6호
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• pp.599-606
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• 2014

Since the accuracy of Global Positioning System (GPS)-based vehicle positioning system is significantly degraded or does not work appropriately in the urban canyon, the integration techniques of GPS with Inertial Navigation System (INS) have intensively been developed to improve the continuity and reliability of positioning. However, its accuracy is degraded as INS errors are not properly corrected due to the GPS signal blockage. Recently, the image-based positioning techniques have been started to apply for the vehicle positioning for the advanced in processing techniques as well as the increased the number of cars installing the camera. In this study, Single Photo Resection (SPR), which calculates the camera exterior orientation parameters using the Ground Control Points (GCPs,) has been integrated with the INS/GPS for continuous and stable positioning. The INS/GPS/SPR integration was implemented in both of a loosely and a tightly coupled modes, based on the Extended Kalman Filter (EKF). In order to analyze the performance of INS/SPR integration during the GPS outage, the simulation tests were conducted with a consideration of factors affecting SPR performance. The results demonstrate that the accuracy of INS/SPR integration is depended on magnitudes of the GCP errors and SPR processing intervals. Additionally, the simulation results suggest some required conditions to achieve accurate and continuous positioning, used the INS/SPR integration.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권6호
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• pp.429-435
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• 2012

위성항법시스템의 기술발전이 지속적으로 진행되고 있지만 여전히 신호차폐가 빈번히 발생하는 지역에서는 측위정확도 확보에 어려움을 겪고 있다. 이 연구에서는 통합 GPS/GLONASS 이중차분 상대측위 알고리즘을 구현하고 신호차폐 환경의 시뮬레이션을 수행해 그 성능을 검증하였다. 동쪽, 서쪽, 남쪽 방향으로 고층건물에 의해 신호차폐가 발생하는 환경을 시뮬레이션 하고 시뮬레이션 상황에 따른 GPS와 GPS/GLONASS의 정확도 평가를 수행하였다. 그 결과, 신호차폐 시뮬레이션 환경에서는 GPS/GLONASS가 GPS에 비해 최소 0.3m에서 최대 13m이상의 수평정확도가 향상되었다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.745-751
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• 2008

This paper presents a framework for GPS/INS/Vision based navigation system of helicopters. GPS/INS coupled algorithm has weak points such as GPS blockage and jamming, while the helicopter is a speedy and high dynamical vehicle amenable to lose the GPS signal. In case of the vision sensor, it is not affected by signal jamming and also navigation error is not accumulated. So, we have implemented an GPS/INS/Vision aided navigation system providing the robust localization suitable for helicopters operating in various environments. The core algorithm is the vision based simultaneous localization and mapping (SLAM) technique. For the verification of the SLAM algorithm, we performed flight tests. From the tests, we confirm the developed system is robust enough under the GPS blockage. The system design, software algorithm, and flight test results are described.

• 한국측량학회지
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• 제28권1호
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• pp.65-72
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• 2010

본 연구에서는 MMS인 경우 고성능의 중급 IMU가 사용되고 보행자 항법시스템에서는 MEMS형의 저급 IMU가 사용된다고 가정한 후 GPS 신호가 단절되었을 경우 IMU에 의해 생성되는 위치 및 자세 오차를 시뮬레이션을 통하여 계산하였다. 또한 GPS 신호 단절 시에 고도계, 전자나침반 및 2가지 센서를 동시에 이용하는 MultiSensor를 이용하여 중급 및 저급 IMU를 보정하였을 경우의 정확도 향상 효과를 분석하였다. 실험 결과 중급 IMU의 경우 MMS에서 요구되는 3차원 위치오차 정확도가 5m라고 가정할 경우 GPS 단절 시간이 30초가 넘으면 요구 정확도를 만족하지 못하였다. 하지만 GPS 단절 구간에서 고도계 전자나침반 그리고 MultiSensor를 이용하여 IMU 보정을 수행할 경우 약 60초까지 요구정확도를 만족하였다. 또한 고도계 및 전자나침반을 동시에 사용할 경우 고도계에 의한 영향이 더욱 큰 것으로 판단된다 MEMS IMU와 같은 저급 IMU가 사용되는 보행자 항법 시스템의 요구 위치 정확도가 약 20m라고 가정할 경우 4초 이후에는 요구 정확도를 만족하지 못하였으며 자세 오차도 매우 급증하였다. 하지만 GPS 신호 단절시 보조센서를 이용하여 저급 IMU 보정을 수행하였을 경우 약 15초까지 요구 정확도를 만족할수 있을 것으로 시뮬레이션 결과 예측되었으며 또한 중급 IMU 실험과는 반대로 보행자 항법과 같은 속도가 느린 시스템에서 고도계 및 전자나침반 2가지 센서를 동시에 사용할 경우 전자나침반에 의한 영향이 더욱 큰 것으로 나타났다. 본 연구는 GPS 신호 단절이 발생할 수 있는 지역에 대하여 MMS 또는 보행자 항법시스템을 운용할 경우 요구 정확도에 따른 보조센서 통합을 이용하여 정확도를 높이는 자료로써 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제9권2호
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• pp.79-88
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• 2020

We determined Global Positioning System (GPS) satellite visibilities in signal-blockage simulations and then analyzed Position Dilution of Precision (PDOP) fluctuations obtained from those simulated satellite geometries. PDOP values under harsh signal-blockage simulation conditions become very high compared to those calculated with real observations. Especially when the number of observed satellites is four, which is the minimum requirement for GPS positioning, PDOP values instantaneously reached several hundreds or even several tens of thousands. It was also found that the volume of the tetrahedron composed with four satellites decreases significantly. When the correlation of the tetrahedron volume and PDOP was analyzed, we reached the following conclusions: PDOP values less than 4 can be acquired when the volume is larger than 103.2 × 10¹⁹ ㎥, and PDOP values increase beyond 50 when the volume is less than 6.0 × 10¹⁹ ㎥.

• 한국항행학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.502-509
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• 2011

GPS 반송파를 이용한 정밀 항법 수행 시 미지 정수 결정이 필수적이다. 한번 결정된 미지 정수는 사이클 슬립이 발생하지 않는 한 변하지 않는다. 그러나 전파 관측 환경의 변화에 따라 사이클 슬립이 발생하게 되며, 이러한 상황에서 연속적인 항법 정보 제공을 위한 적절한 대응 조치를 취해 주어야 한다. 그러나 이러한 조치들은 매우 번거로우며, 소프트웨어적인 복잡성을 야기 한다는 문제가 있다. 본 논문에서는 미지 정수 유지 및 재검색 과정을 단순화하기 위해 시스템 운동 모델을 이용하여 사이클 슬립에 무관한 위치 제공 기법을 제안하였다. 제안된 방법은 고의적으로 사이클 슬립을 발생시켜 대응 성능을 확인하였으며, 이 결과 사이클 슬립과 무관하게 항법 정보를 제공할 수 있음을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권11B호
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• pp.1618-1623
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• 2010

이 논문에서 지상파 DMB (T-DMB)의 데이터 서비스를 이용한 새로운 assisted GPS (A-GPS) 시스템을 제안한다. GPS 위성에서 전달되는 약한 신호와 신호 차단 때문에 델리매틱 단말기는 도심 환경에서 위치 결정에 어려움을 가지고 있다. 제안된 A-GPS 시스템은 GPS 위성으로부터 수신된 신호로부터 가상 거리를 계산하고 T-DMB 방송국으로부터 위성 정보 (ephemeris)를 수신하여 단말기의 위치를 결정하게 된다. GPS 시스템과 비교하여 제안된 시스템은 빠른 TTFF (time to first fix), 낮은 HDOP (horizontal dilution of position) 등의 향상된 성능을 보여준다. 실험을 통하여 제안된 시스템은 A-GPS 시스템으로서 구현 가능하고 강력한 방법이라는 사실을 확인할 수 있다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제8권12호
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• pp.1067-1075
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• 2002

The system error model for the compensation of the low-cost personal navigation system is derived and the error compensation method using GPS is also proposed. The walking navigation system (WNS) that calculates navigation information through walking detection has small error than INS, but the error also increases with time. In order to improve reliability of the system regardless of time, WNS is integrated with GPS. Since WNS is usually used in urban area, the blockage of CPS signal is frequently occurred. Therefore tightly coupled Kalman filter is used for the integration of WNS and GPS. In this paper, the system model for the design of tightly coupled Kかm filter is designed and measurement is linearized in consideration of moving distance error. It is shown by Monte Carlo simulation that the error is bounded even through the number of visible satellite is less than 4.

• 로봇학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.55-63
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• 2010

This paper describes performance improvement of GPS/DR Integration system using area decision algorithm and vehicle movement information. In GPS signal blockage area, i.e., tunnel and underground parking area, DR sensor errors are accumulated and navigation solution is gradually diverged. We use the car movement information according to moving area to correct the DR sensor error. Also, vehicle movement is decided as stop, straight line, turn and movement changing region through DR sensor data analysis. The car experiment is performed to verify the supposed method. The results show that supposed method provides small position and heading error than previous method.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제6권1호
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• pp.27-33
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• 2017

GPS provides the positioning solution in most areas of the world. However, the position error largely occurs in the urban area due to signal attenuation, signal blockage, and multipath. Although many studies have been carried out to solve this problem, a definite solution has not yet been proposed. Therefore, research is being conducted to solve the vehicle localization problem in the urban environment by converging sensors such as cameras and Light Detection and Ranging (LIDAR). In this paper, the precise vehicle localization using 3D LIDAR (Velodyne HDL-32E) is performed in the urban area. As there are many tall buildings in the urban area and the outer walls of urban buildings consist of planes generally perpendicular to the earth's surface, the outer wall of the building meets at a vertical corner and this vertical corner can be accurately extracted using 3D LIDAR. In this paper, we describe the vertical corner extraction method using 3D LIDAR and perform the precise localization by combining the extracted corner position and GPS/DR information. The driving test was carried out in an about 4.5 km-long section near Teheran-ro, Gangnam. The lateral and longitudinal RMS position errors were 0.146 m and 0.286 m, respectively and showed very accurate localization performance.