• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.978-983
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• 2003

In this paper, we propose a fault detection method for extended Kalman filter in decentralized filter structure. To detect a fault, a consistency between filter output and a monitoring signal is tested. State propagators are used to obtain the monitoring signal. However, the output of state propagator increases in magnitude and finally diverges as time runs. To solve such problem, two-propagator method was proposed for linear system. Two propagators are reset by Kalman filter output, alternatively, to avoid divergence. But a test statistics change abruptly at the reset instant in that method. Hence a N-step propagator method is proposed to fix up the problem. In the N-step propagator, only time propagations are performed from k-N+1 step to k step without measurement updates. A test statistics are defined by errors and its covariance between extended Kalman filter and N-step propagator. These fault detection methods are applied to integrated strapdown inertial navigation system (SDINS). By computer simulation, it is shown that the proposed methods detect a fault effectively.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.51-59
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• 2003

본 논문에서는 위성 탑재용 궤도전파기의 자동 갱신 방안에 대하여 제안하였다. 위성 탑재용 궤도전파기는 비상시 위성 항법 장치의 대체 수단으로써 여러 이유로 지상국에 의한 갱신이 불가능할 경우에 대비하여 위성체 스스로 가장 최신의 탑재 궤도전파기 모델을 유지해야 한다. 이를 위해 GPS 수신기의 고장 시점까지 가용한 GPS 항행해나 탑재 궤도 결정 시스템으로부터의 자료를 이용하여 최소자승회귀법(Least Square Curve Fit)이나 칼만 필터를 통해 위성에 탑재된 궤도전파기를 위한 기준궤도 또는 잔차 재생함수의 계수를 반복적으로 갱신한다. 탑재 궤도전파기 갱신을 통해 만약 있을 수도 있는 지상국에서의 계산 오류를 스스로 보정할 수 있고, GPS와 탑재 궤도결정 시스템의 작동 불능 시점 직전까지의 자료에 근거하여 궤도를 예측하기 때문에 항상 최신의 궤도전파기 모델을 유지할 수 있다. 또한 아리랑 1호의 궤도 예측 자료를 이용하여 실제 운용시 최적화된 알고리즘을 통해 실시간 갱신을 이용한 궤도 전파 성능에 대하여 살펴보았다.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.258-264
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• 2016

우리는 서로소 배열 안테나에 기존의 프로퍼게이터 방법을 기반으로 하는 도래각 (DoA; direction of arrival) 추정 알고리즘을 제안한다. 서로소 배열 기법은 도래각 추정 해상도를 증가시키나 복잡도를 상호배열의 크기만큼 증가시킨다. 이러한 복잡도를 감소시키기 위하여 우리는 특이값 분해없이 도래각을 추정하는 프로퍼게이터 방법을 이용하는 방법을 제안한다. 우리는 시뮬레이션을 통해 선형 균일 배열 MUSIC, 선형 균일 배열 프로퍼게이터 방법, 서로소 배열을 이용한 MUSIC과 제안한 방법을 비교 및 분석하여, 우리가 제안한 방법이 복잡도가 훨씬 높은 서로소 배열을 이용한 MUSIC 보다는 약간 낮은 성능을 보이지만 나머지 기법들 보다는 훨씬 우수한 성능을 보임을 관찰한다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권2호
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• pp.240-252
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• 2016

In this paper, an on-board orbit propagator and compressing trajectory method based on B-spline for a lunar explorer are proposed. An explorer should recognize its own orbit for a successful mission operation. Generally, orbit determination is periodically performed at the ground station, and the computed orbit information is subsequently uploaded to the explorer, which would generate a heavy workload for the ground station and the explorer. A high-performance computer at the ground station is employed to determine the orbit required for the explorer in the parking orbit of Earth. The method not only reduces the workload of the ground station and the explorer, but also increases the orbital prediction accuracy. Then, the data was compressed into coefficients within a given tolerance using B-spline. The compressed data is then transmitted to the explorer efficiently. The data compression is maximized using the proposed methods. The methods are compared with a fifth order polynomial regression method. The results show that the proposed method has the potential for expansion to various deep space probes.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권10호
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• pp.51-59
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• 2005

본 논문에서는 위성간 상대 궤도 운동과 최적화 기법에 근거한 다위성체 편대비행 형상 유지에 관한 연구 결과를 제시하였다. 편대를 이루는 위성간의 상대 운동은 궤도 압축 방법을 이용한 닫힌 형태의 궤도 전파기를 이용하여 분석하였고, 최적화 기법을 도입하여 편대 비행 형상을 유지하기 위한 각 위성의 궤도 기동 절차를 설계하였다. 예제로서 원형 편대 비행 제어 문제에 적용하였고 비선형 시뮬레이션 결과를 제시하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.367-373
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• 2016

우리는 도래각 (DoA; direction of arrival) 추정 방법 중 하나인 서로소 배열 기반의 프로퍼게이터 방법을 개선시키는 알고리즘을 제안한다. 서로소 배열 기반의 프로퍼게이터 방법은 특이값 분해없이 도래각을 추정하는 방법으로 서로소 배열 기반의 MUSIC에 비하여 현저히 낮은 복잡도를 지녔으나, 다소 저하된 도래각 추정 성능을 보인다. 우리는 이러한 성능 저하의 원인 중 하나로 잡음의 파워 스펙트럼 밀도를 포함하고 있는 신호의 자기상관행렬의 대각 성분이 사용되고 있지 않음에 있음을 파악하고, 잡음의 파워 스펙트럼 밀도가 장기간에 걸쳐 추정이 가능하다는 사실에 착안하여 신호의 자기상관행렬의 대각 성분을 사용하는 도래각 추정 방법을 제안한다. 우리는 시뮬레이션을 통해 우리가 제안한 방법이 기존의 서로소 배열 기반의 프로퍼게이터 방법보다 연산량을 4배정도 증가시키지만 탐지확률 95% 기준 하에 신호대 잡음비를 1.5dB, 도래각 분해능을 $0.7^{\circ}$ 만큼 개선시켜 그 성능이 서로소 배열 기반의 MUSIC에 보다 근접함을 관찰한다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2008년도 한국우주과학회보 제17권2호
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• pp.26.4-27
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• 2008

The completion ('initiation' de facto) of the KASI Orbit Propagator and Estimator (KASIOPEA) has been delayed for several reasons unfortunately. Due to the lack of working staffs and the Division priority rearrangement, the initial plan was dismantled and ignored for many years. However, fundamental researches regarding the essential parts of KASIOPEA has been done by author. The numerical integration module of the KASIOPEA is the most sensitive part in the precision of the final output in general. There is no silver bullet in the numerical integration in an orbit propagation as a non-stiff ODE case. Many numerical integration method like single-step methods, multi-step method, and extrapolation methods have been used in overly populated orbit propagator or estimator. In this study, several popular methods from single-step, multi-step, and extrapolation methods have been tested in numerical accuracy and stability.

• ETRI Journal
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• 제31권6호
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• pp.806-808
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• 2009

A new computationally efficient algorithm-based propagator method for two-dimensional (2-D) direction-of-arrival (DOA) estimation is proposed, which uses two parallel uniform linear arrays. The algorithm takes advantage of the special structure of the array which enables 2-D DOA estimation without pair matching. Simulation results show that the proposed algorithm achieves very accurate estimation at a computational cost 4 dB lower than that of standard methods.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권9호
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• pp.781-788
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• 2016

본 논문에서는 실시간 On-board 궤도 결정 성능을 향상시키기 위해 고정밀 우주 섭동 모델을 구현하였고, 구현된 우주 섭동모델을 GNSS 수신기의 궤도 결정 로직에 적용하여 그 결과를 분석하였다. 궤도 결정 로직은 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter)로 구현되었고, 의사거리로 계산한 궤도(Standard Position Service)를 관측정보로 이용하였다. 궤도 결정 로직 성능 검증은 GPS 인공위성의 신호를 모사하는 GNSS 시뮬레이터를 이용하여 수행하였다. 고정밀 섭동모델의 궤도 결정 성능을 $J_2$ 항만 고려한 섭동모델의 궤도 결정 성능과 비교하여 분석한 결과, GPS 항행해의 위치 정밀도는 43.61 m($3{\sigma}$)에서 23.86 m($3{\sigma}$)로 46 % 개선되었으며 속도 정밀도는 0.159 m/s($3{\sigma}$)에서 0.044 m/s($3{\sigma}$)로 72 % 개선되어 정밀도가 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• ETRI Journal
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• 제36권3호
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• pp.460-468
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• 2014

This paper addresses the problem of joint time of arrival (TOA) and direction of arrival (DOA) estimation in impulse radio ultra-wideband systems with a two-antenna receiver and links the joint estimation of TOA and DOA to the sparse representation framework. Exploiting this link, an orthogonal matching pursuit algorithm is used for TOA estimation in the two antennas, and then the DOA parameters are estimated via the difference in the TOAs between the two antennas. The proposed algorithm can work well with a single measurement vector and can pair TOA and DOA parameters. Furthermore, it has better parameter-estimation performance than traditional propagator methods, such as, estimation of signal parameters via rotational invariance techniques algorithms matrix pencil algorithms, and other new joint-estimation schemes, with one single snapshot. The simulation results verify the usefulness of the proposed algorithm.