• 수산해양기술연구
• /
• 제41권1호
• /
• pp.70-77
• /
• 2005

연근해 어선에서 사용되는 저가이면서 고정도의 GPS 컴퍼스는 위성 신호의 차단 및 선박이 고속 선회시 선수방위의 산출이 불안정해지는 문제점을 지니고 있어 전자자기 컴퍼스를 이용하여 안정된 선수방위 검출이 가능하도록 고안한 하이브리드 GPS-전자자기 컴퍼스를 시작(試作)하여, 그 성능을 평가하고 고찰한 결과는 다음과 같다. 스텝모터를 이용한 선회각속도별 실험에서 GPS 컴퍼스는 선회각속도 25^{\circ}$/sec 이하에서는 1회/sec 씩 0.1^{\circ}$ 단위로 안정된 선수방위를 검출하였으나, 그 이상의 선회각속도에서는 선수방위를 검출하지 못하였다. 한편, 전자자기 컴퍼스는 선회각속도에 상관없이 항상 선수방위를 나타내었으나, 컴퍼스 오차를 내포하고 있어 GPS 컴퍼스에 비해 정밀도는 낮음을 알 수 있었다. 고정점과 차량으로 이동 중에 하이브리드 GPS-전자자기 컴퍼스의 선수방위 정보를 출력한 결과, GPS 컴퍼스가 정상적으로 작동한 경우에는 GPS 컴퍼스의 선수방위 정보가 출력되고, 그렇지 못할 경우에는 선수방위 정보가 출력되고, 그렇지 못할 경우에는 전자자기 컴퍼스의 선수방위에 컴퍼스 오차를 가감하여 출력됨으로써 선수방위가 안정적으로 제공되었다. 또한, GPS 컴퍼스와 전자자기 컴퍼스에 의한 선수방위의 유사성을 검증하기 위하여, 두 데이터의 이동거리에 대한 선수방위를 이용하여 공분산분석을 행한 결과, 두 컴퍼스의 선수방위는 95%의 신뢰수준으로 유사성이 검증되었다.

• 한국항해학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.73-84
• /
• 1996

선진국에서의 GPS 위성정보를 활용한 자세결정 센서개발은 새로운 GPS 관련연구 분야로 떠오르고 있는 실정이다. 지금까지 국제학회에 보고된 대부분의 연구는 GPS 위성신호의 Carrier phase 측정을 통해 고중차등을 이용한 방법으로 주로 3-D 자세결정방식에 치중하고 있으나, 아직 실무에서의 활용은 이른 것으로 알려지고 있다. 본 논문은 GPS 위성신호의 범용이 C/A 코드 프로세싱 GPS 수신기 정보를 활용하여 선박의 방위센서 개발에 관한 연구이다. 본 연구에서는 1차적으로 GPS 위성신호의 오차벡터를 진시간으로 측정 및 분석을 통해 GPS 위성오차중 가장 심각한 S/A 오차 발생기간에도 방위센서 구측을 위한 정보획득에는 문제가 되지 않음을 확인하였고, 수신된 Two-Point 위성정보를 이용 새로운 선박의 방위센서 "GPS-Compass"를 구측 비선형 모델하에서의 해상 실험을 통해 본 연구에서 제시한 "GPS-Compass"의 새로운 선박 방위센서로의 활용가능성을 보였다.박 방위센서로의 활용가능성을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.528-533
• /
• 2005

본 논문은 선박의 마그네틱컴파스와 자이로컴파스의 제한점을 극복하기 위하여 첨단 위성항법 방식인 GPS 시스템을 이용하여 고안된 GPS-Compass를 현재의 향상된 GPS 시스템 환경(2000. 5. 1 미국의 전격적인 SA 오차가 중지되어 정밀도가 7-8배 향상된 환경)을 적용하여 모델을 재검토하고 실험을 통하여 함정에서의 제2방위센서 사용 가능 여부를 확인하기 위하여 연구하였다. 따라서 본 논문에서는 GPS-Compass 구성을 위한 이론식을 정립하고 GPS-Compass 모델을 확인하여 이론적 검증을 하였고, 두 대의 GPS 수신기로 실험 장치를 구축하여 분석한 결과 선박의 제2방위 센서로서의 사용 가능 여부를 확인하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2005년도 춘계종합학술대회
• /
• pp.245-251
• /
• 2005

선박의 자동조타기에는 반드시 방위정보가 필요하며, 방위정보를 제공하는 장비로는 자이로콤파스, 지자기 콤파스 및 GPS 콤파스가 있다. 자이로콤파스는 안정된 동작을 하지만 고가형이므로 주로 대형선박에서 사용되고 있으며, 중소형 선박에서는 저가형의 지자기콤파스 및 GPS 콤파스가 사용되고 있다. 본 연구에서는 지자기콤파스와 GPS 콤파스에서 각각의 단점을 보완하는 방식으로 안정된 방위정보를 제공하는 병행알고리즘의 전자콤파스를 구현하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양정보통신학회 2004년도 춘계종합학술대회
• /
• pp.101-105
• /
• 2004

본 논문은 선박의 마그네틱 컴파스와 자이로 컴파스의 제한점을 극복하기 위하여 첨단 위성항법 방식이 GPS 시스템을 이용하여 고안된 GPS-Compass를 현재의 향상된 GPS 시스템 환경(2000. 5. 1 미국의 전격적인 SA 오차가 중지되어 정밀도가 7∼8배 향상된 환경)을 적용하여 모델을 재검토하고 실험을 통하여 함정에서의 제 2 방위센서 사용 가능 여부를 화인하기 위하여 연구하였다. 따라서 본 논문에서는 GPS-Compass 구성을 위한 이론식을 정립하고 GPS-Compass 모델을 확인하여 이론적 검증을 하였고, 두 대의 GPS 수신기로 실험장치를 구축하여 분석한 결과 선박의 제 2 방위센서로서의 사용 가능 여부를 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제2권S1호
• /
• pp.87-87
• /
• 1996

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.865-871
• /
• 2011

현재 선박의 자동운항을 위해서는 항체의 위치정보 및 방위정보가 반드시 필요하다. 그 중에서도 방위정보는 자동조타 시스템에 필수적인 요소로 측정 장비로는 자이로컴퍼스, 마그네틱 컴퍼스 그리고 GPS 컴퍼스가 있다. 자이로컴퍼스는 주로 GMDSS(Global Maritime Distress & Safety System)의 대형선박에 사용되고 있으며 정밀도와 신뢰도가 우수하지만 부피가 크고 고가라는 단점이 있다. 그리고 마그네틱 컴퍼스는 비교적 정확하고 저렴하지만 선박의 철제 구조물 등과 같은 자성물체에 의한 영향을 많이 받는다는 단점을 가지고 있다. GPS컴퍼스의 경우는 위치정보의 변화에 따라 진북을 가리키지만 항체가 정지해있거나 오차범위 내에서 운동을 할 경우 정확한 방향을 얻을 수 없다. 본 논문에서는 이러한 방위각 센서의 상호보완을 위해서 least-square curve fitting 방법을 이용하여 GPS 컴퍼스의 성능을 향상시키고 이를 마그네틱 컴퍼스와 공분산 오차의 크기에 따른 가중치를 적용하여 방위각의 정밀도를 향상 시키는 알고리즘을 제안하였다. 실험을 통하여 제안된 알고리즘의 특성을 분석하고 성능을 검증하였으며 실험 결과를 통해 제안된 알고리즘의 적용 가능성을 보여주었다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제46권1호
• /
• pp.50-55
• /
• 2010

The ship's heading information of hybrid GPS/EM compass were applied to the AIS of fishing vessel and examined the possibility of accuracy improvement. It is observed 453 each in AIS receiver of land among 3,982 each in AIS Rx/Tx transponder of the test ship at sea, and transmission interval according to the speed of ship is determined the 11.4% good transmitting data of the all information. In results, maximum compass error for the ship's heading of an EM compass was $19.1^{\circ}$. The variance of ship's heading owing to the speed of ship is surveyed. The COG (Course Over Ground) was changed extremely in $180^{\circ}W-179^{\circ}E$ range under 4.9knots, and in $24^{\circ}W-23^{\circ}E$ range over 4.9knots. Finally, using the ship's heading of EM compass and the COG from GPS for the autopilot system of a small fishing boat and the ship's heading information of AIS results in danger on the own ship's navigation safety and leads to make confusion both the others and VTS (Vessel Traffic Service) center. Therefore, the hybrid GPS/EM compass is identified as the best system for a small fishing boat and is allowed to offer continuously a ship's heading information with high accuracy and stability.

• 한국측량학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.65-72
• /
• 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.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제2권S1호
• /
• pp.89-109
• /
• 1996

The main information for a marine navigation is ship's bearing obtained from Gyro, Gyrocompass, Magneticcompass and electronic navigation systems such as LORAN, OMEGA and GPS. However, some of these systems have a disadvantage or restricted conditon involved critical problems in a war-ship and weapon system. In the work, we have done the basic resrarch, analysis of error pattern for GPS, for the development of the ship's seondary bearing sensor (GPS-Compass) to provide the back-up system of Gyro/Gyrocompass and a substitution way of Magneticcompass.