• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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• pp.133-138
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• 2006

Singular value decomposition (SDV) approach is applied to the observability analysis of GPS/INS in this paper. A measure of observability for a subspace is introduced. It indicates the minimum size of perturbation in the information matrix that makes the subspace unobservable. It is shown that the measure has direct connections with observability of systems, error covariance, and singular structure of the information matrix. The observability measure given in this paper is applicable to the multi-input/multi-output time-varying systems. An example on the observability analysis of GPS/INS is given. The measure of observability is confirmed to be less sensitive to system model perturbation. It is also shown that the estimation error for the vertical component of gyro bias can be considered unobservable for small initial error covariance for a constant velocity horizontal motion.

• 센서학회지
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• 제16권4호
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• pp.294-300
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• 2007

Autonomous unmanned vehicle is able to find the path and the way point by itself. For the more precise navigation performance, Extended kalman filter, which is integrated with inertial navigation system and global positioning system is proposed in this paper. Extended kalman filter's performance is evaluated by the simulation and applied to the unmanned vehicle. The test result shows the effectiveness of extended kalman filter for the navigation.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제11권4호
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• pp.116-123
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• 2008

In this paper we study the performance of the measurement time-delay estimation of tightly-coupled GPS/INS(Global positioning system/Inertial Navigation system) system. Generally, the heading error estimation performance of loosely-coupled GPS/INS system using GPS's Navigation Solution is poor. In the case of tightly-coupled GPS/INS system using pseudo-range and pseudo-range rate, the heading error estimation performance is better. However, the time-delay error on the measurement(pseudo-range rate) make the heading error estimation performance degraded. So that, we propose the time-delay model on the measurement and compose the time-delay estimator. And we confirm that the heading error estimation performance in the case of measurement time-delay existence is similar with the case of no-delay by Monte-Carlo simulation.

• 정보처리학회논문지A
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• 제8A권4호
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• pp.429-438
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• 2001

GPS(Global Positioning System)는 시간, 기상 상태에 관계없이 지구 전역에서 사용 가능한 가장 이상적인 항법 시스템이다. GPS는 현재 건설, 측량, 환경, 통신과 지능 항체 등 다양한 분야에서 응용되고 있으며, 앞으로 그 활용은 더욱 커질 것이다. 본 논문은 GPS와 관성 항법 시스템(INS ：Inertial Navigation System)을 혼합 구성한 수신보드의 항법 컴퓨터 부에서 동작하는 실시간 운영체제에 대한 설계 및 구현에 관한 것이다. 실시간 운영체제는 항법 컴퓨터 부에서 GPS의 운용 태스크(task)들을 수행하게 된다. 개발된 실시간 운영체제는 GPS 수신기 수행에 최적인 환경을 제공하도록 하며, 사용자로 하여금 고수준의 응용으로 GPS용 프로그램을 개발할 수 있도록 한다. 본 운영체제는 태스크들을 우선 순위 기반으로 처리하는 선점형(preemptive) 스케쥴링 방식을 채택한 운영체제이며, 동적 메모리 관리, 인터럽트, 타이머, IPC 등의 부분으로 구성되어 있다. 논문에는 GPS/INS 통합 보드 시스템의 구조, 운영체제의 구조, 개발 환경, 실시간 운영체제의 성능 평가에 대한 내용들을 기술하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제4권4호
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• pp.181-186
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• 2015

A High-degree Cubature Kalman Filter (CKF) is proposed to deal with the Strapdown Inertial Navigation System (SDINS) alignment problem. In-flight Alignment (IFA) is an effective method to compensate for attitude errors of the navigation system. While providing precise attitude error compensation, however, the external source aided alignment often creates a nonlinear filtering problem caused by a large misalignment angle. Introduced recently, Cubature Kalman Filter is a suitable technique for various nonlinear problems. In this paper, a higher degree CKF is applied to this accuracy-is-everything SDINS IFA problem. The simulation results show that the proposed technique outperformed a traditional nonlinear filter in terms of precision and alignment time.

• 전자공학회논문지
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• 제49권11호
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• pp.159-166
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• 2012

위치를 추적하기 위해 사용되는 대표적인 방법은 위성항법시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)이다. 위성항법장치는 어떤 한 지점에 대해 오차가 발생할 수 있으나 누적 오차가 없다는 장점이 있다. 위치 정보를 얻기 위해서 3개 이상의 위성으로부터 GPS정보를 수신하여야 하나 수신 강도가 약하거나 터널과 같은 수신 불능지역인 지역에서는 위성항법시스템의 정보를 획득할 수 없다는 단점이 있다. 관성항법장치의 경우 자이로스코프 및 가속도계의 정보를 이용하여 항체의 위치 및 자세 정보를 수Hz부터 수백 Hz의 높은 데이터 송수신율로 속도 및 방향을 측정한다. 관성항법장치는 짧은 시간 동안 매우 정밀한 항법 성능을 나타내지만 가속도 및 각속도에서 속도성분으로 적분하는 과정에서 오차가 누적되어 시간이 경과함에 따라 항법 오차가 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이 두 시스템의 단점을 상호 보완하여 위성항법장치와 관성항법장치의 위치 정보에 센서융합 알고리즘 적용 및 실험을 통하여 성능분석을 하였다. 위성항법시스템의 수신 불능지역에서는 측정된 데이터를 SVD를 이용하여 모델링한 후 위치 보정 알고리즘을 적용하여 위치 정보를 획득하는 실험 결과를 통해 확인한다.

• 대한교통학회지
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• 제25권2호
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• pp.157-165
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• 2007

본 연구에서는 GPS(Global Positioning System), INS(Inertial Navigation System), DMI(Distance Measuring Unit) 등 각종 센서를 장착한 차량을 이용하여 차량의 위치정보와 자세정보를 취득하고, 취득된 차량의 주행정보를 이용하여 도로 종단선형을 분석할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 개발된 종단선형 분석 알고리즘은 도로의 종단경사, 종단곡선 시종점 및 도로 종단곡선 길이 등을 분석할 수 있고, 종단경사와 종단곡선을 모형화하였다. 또 개발한 알고리즘의 현장 적용성을 검증하기 위하여, 실제 도로에서 취득한 데이터를 이용하여 종단선형을 분석하였고, 이 결과를 도면과 비교하였다.

• 로봇학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.154-159
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• 2014

The Global Positioning System (GPS) is widely used to aid the navigation of aerial vehicles. However, the GPS cannot be used indoors, so alternative navigation methods are needed to be developed for micro aerial vehicles (MAVs) flying in GPS-denied environments. In this paper, a real-time three-dimensional (3-D) indoor navigation system and closed-loop control of a quad-rotor aerial vehicle equipped with an inertial measurement unit (IMU) and a low-cost light detection and ranging (LIDAR) is presented. In order to estimate the pose of the vehicle equipped with the two-dimensional LIDAR, an octree-based grid map and Monte-Carlo Localization (MCL) are adopted. The navigation results using the MCL are then evaluated by making a comparison with a motion capture system. Finally, the results are used for closed-loop control in order to validate its positioning accuracy during procedures for stable hovering and waypoint-following.

• 한국측량학회지
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• 제23권2호
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• pp.101-108
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• 2005

관성항법시스템은 항체의 자세, 속도 및 위치정보를 획득하기 위하여 폭넓게 사용되어 왔다. 그러나 관성센서는 매우 고가이며, 무겁고, 시간이 경과함에 따라 센서의 오차가 누적되어 발산하게 되는 단점이 있다. 한편 GPS를 이용한 항법시스템은 오차의 누적이 없고, 위성의 가시성만 확보된다면 빠르게 항체의 속도, 위치정보를 획득할 수 있으며, GPS 안테나 배열을 이용하면, 항체의 자세요소도 계산이 가능하다. 본 연구에서는 중저가 GPS 수신기의 안테나 배열을 사용하여 항체의 위치측위 정확도 및 자세 정확도 모두를 개선시키기 위한 방법을 연구하였다. 중저가형의 GPS 수신기 안테나 배열을 사용한 자세 결정 방법은 기준과 보조 안테나 사이의 상대적인 벡터에 초점을 맞추었다. 기준 안테나의 위치는 의사거리 측위로 한 단독 측위가 사용되었기 때문에 미터 수준으로 결정된다. 또한 항체의 측위 정확도 향상을 위해, 무선 인터넷을 이용하여 실시간 차분 보정을 실시하였으며, 중저가의 2주파 GPS 수신기를 사용하였다. 본 연구의 결과는 측위에서 센티미터 수준의 정확도를, 자세결정에서 도 수준의 정확도를 가지는 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권8호
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• pp.767-773
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• 2009

본 논문에서는 웨이블릿 잡음제거 기법 중 하나인 임계화 기법을 이용하여 관성센서 신호의 잡음을 제거하면서도 운동에 의한 신호변화는 상대적으로 왜곡이 적은 필터링기법을 제안하였다. 이는 기존 연구들이 웨이블릿의 장점을 충분히 활용하지 못하고 저역통과 필터와 같은 형태로 사용되기 때문에 급격히 변화하는 항체에 대하여는 부적합한 점을 개선하기 위한 것이다. 제안된 방법의 성능 확인을 위하여 INS-GPS 결합항법 시스템에 적용하였다.