• 한국측량학회지
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• 제29권2호
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• pp.201-208
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• 2011

스마트폰 사용자의 증가와 함께 다양한 응용분야에서 정밀한 3차원 위치정보가 요구되고 있다. 단일 주파수 민간용 코드 자료를 이용한 위치결정 정확도는 10m 내외이지만, 향후 스마트폰 응용프로그램은 서브미터 수준의 위치정확도를 안정적으로 확보할 필요가 있다. 따라서 일반적인 절대측위 대신 가상기준점을 기반으로 하는 상대측위 방식을 적용하였으며, 면보정계수를 이용하여 이중차분 오차를 보정하였다. 가상기준점은 로버 가까운 지점에 설정하고, 주 기준점 관측자료를 바탕으로 기하학적인 거리를 반영하였다. 이중차분으로 제거되지 않은 오차는 일반적으로 기선거리와 비례하므로, 로버 외부의 상시관측소 네트워크를 평면에 접합하여 면보정계수를 추정하였다. 이중차분 오차를 보정한 가상기준점과 로버의 24시간 C/A 코드 자료를 이용한 로버의 위치측정 결과 위도, 경도방향의 평균제곱근(RMS) 오차가 각각 37cm, 28cm 였으며, 높이 방향의 오차는 76cm 수준이었다. 또한 평면좌표의 성분별 오차는 전체의 약 90%에서 ${\pm}0.5m$ 이내의 결과를 보였으며, 특히 네트워크 기반의 오차모델링을 통해 평면좌표의 바이어스가 2-3cm 수준으로 크게 향상되었다. 따라서 가상기준점과 이중차분 오차모델링을 통해 단일 주파수코드 자료로부터 안정적인 서브미터 정확도의 위치결정이 가능하다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권3호
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• pp.283-292
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• 2005

우주환경과 밀접한 연관성을 갖고 있는 전리층은 매질의 전자기적 특성상 전파 신호에 간섭을 유도하게 되는데, 전리층 통과시 GPS 신호에 인가되는 이러한 오차를 분석함으로써 전리층의 상태를 추정할 수 있으며, 이는 상충 대기의 순환과 전지구적인 변화 및 우주환경의 물리적 특성을 이해하는 중요한 열쇠가 될 수 있다. 전리층 총 전자수를 정밀하게 측정하기 위해 한국천문 연구원에서 운영하는 9개의 GPS 관측망 데이터를 사용하였으며, 코드 데이터 잡음을 줄이기 위해 의사거리 데이터를 반송파 위상 데이터와 선형 조합을 하였다. 또한 한반도 상공의 위 경도를 $0.25^{\circ}{\times}0.25^{\circ}$의 공간 해상도로 분할하여 각 격자점의 총 전자수를 추정하는 격자 방식의 지역적 전리층 모델을 개발하였으며, 전리층의 정 밀도 향상을 위 해 Inverse Distance Weight(IDW) 기법과 칼만 필터를 적용하였다. 본 연구에서 개발된 지역적 전리층 모델과 전세계 전리층 분석센터에서 제시하는 글로벌 모델(GIMs)을 8일 동안 자료 처리 비교한 결과 평균적으로 3 ~ 4 Total Electron Contents Unit(TECU)의 RMS값 차이를 보였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.299-304
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• 2015

본 논문에서는 MATLAB GUI 기반으로 개발된 GPS RINEX 관측 파일 생성 소프트웨어에 대해서 소개한다. 개발된 소프트웨어는 두 가지 데이터 생성 모드를 기반으로 기준국 혹은 동적 사용자의 실제 GPS 측정치와 유사한 L1/L2 의사거리, L1/L2 반송파 위상, 도플러 측정치를 정확하고 효율적으로 생성한다. 생성된 측정치 결과는 최종적으로 RINEX version 3.0 관측 파일로 출력된다. 본 논문에서는 소프트웨어 검증을 위해 기준국의 실측 데이터를 기반으로 측정치 바이어스, 변화율, 잡음 수준을 분석해보았다. 그 결과 개발된 소프트웨어가 실제 GPS 측정치와 RMS 약 0.7 m 수준의 바이어스 오차를 갖는 GPS 측정치를 생성함을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권1호
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• pp.7-13
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• 2015

GPS 모듈을 탑재한 모바일 단말기는 꾸준히 증가하고 있으나 코드의사거리를 측위에 사용하므로 반송파 위상을 사용하는 GPS 수신기에 비해 정확도가 낮다. 특히 다중경로신호는 반송파 위상 수신기에 비해 측위 결과에 더욱 큰 영향을 미치므로 다중경로신호를 검출하여 측위에서 제거하는 방안이 필요하다. 이 연구에서는 다중경로신호의 검출을 위해 위성의 신호세기를 이용하는 방법에 대해 초기 분석을 수행하였다. 개활지환경에서 GPS 위성의 고도각이 증가함에 따라 신호세기가 증가하는 것이 확인되었고, 주변에 장애물이 있는 지역에서는 시선방향에 차폐요소가 있는 위성의 신호세기가 감쇄되어 기록되는 것을 확인하였다. 이러한 현상이 GPS 위성이 동일 궤도를 지날 때에도 반복되어 발생하는지 확인하기 위해 위성의 재현시간을 적용하여 비교 분석하였다. 그 결과 GPS 위성 신호세기 변동 특성은 위성이 궤도상의 동일 위치를 지날 때에도 거의 완벽하게 재현되었고, 이 현상이 일시적인 현상이 아니라 관측 환경에 의해 거의 완벽히 재현되는 결과임을 확인할 수 있었다. 따라서 신호세기를 이용한 다중경로신호의 검출이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권5호
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• pp.409-414
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• 2007

GPS 환경에서 다중경로 신호는 의사거리 측정 정확도의 성능을 감소시키므로 GPS에 기반한 응용에서 위치 성능 감소로 나타나며, 이는 특히 고층 건물이 많은 도심환경 및 수면에 의한 반사가 많은 해양에서 문제가 된다. 다중경로 신호는 GPS 수신기 내부 상관기에서 상관 함수의 Early-Late 간 비대칭을 유발하므로, 본 논문에서는 Late 상관 값의 비대칭 정도를 보상하여 다중경로 오차를 제거하기 위한 가중 상관기 구조를 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 구현하고, 그 성능을 평가하였다. 가중 상관기는 2개의 상관 암으로 이루어진 다중 상관기를 사용하여 상관함수의 비대칭 여부를 판단하고, 비대칭성을 감소시키기 위한 보정치를 생성한다. 이 구조는 다중 상관기에 비하여 연산 처리량 부하는 감소시키는 반면, 비슷한 다중경로 오차 제거 성능을 제공한다. 본 논문에서는 다중경로 신호 생성 블록을 포함한 GPS 신호 발생기와 가중 상관기 구조를 포함한 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 다중경로 오차 제거 성능을 검증하였다. 실험을 통하여 가중 상관기가 일반 상관기와 협대역 상관기보다 더 나은 오차 제거 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국측량학회지
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• 제32권3호
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• pp.233-244
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• 2014

Precise Point Positioning (PPP) is an increasingly recognized precisely the GPS/GNSS positioning technique. In order to improve the accuracy of PPP, the error sources in PPP measurements should be reduced as much as possible and the ambiguities should be correctly resolved. The correct ambiguity resolution requires a careful control of residual errors that are normally categorized into random and systematic errors. To understand effects from two categorized errors on the PPP ambiguity resolution, those two GPS datasets are simulated by generating in locations in South Korea (denoted as SUWN) and Hong Kong (PolyU). Both simulation cases are studied for each dataset; the first case is that all the satellites are affected by systematic and random errors, and the second case is that only a few satellites are affected. In the first case with random errors only, when the magnitude of random errors is increased, L1 ambiguities have a much higher chance to be incorrectly fixed. However, the size of ambiguity error is not exactly proportional to the magnitude of random error. Satellite geometry has more impacts on the L1 ambiguity resolution than the magnitude of random errors. In the first case when all the satellites have both random and systematic errors, the accuracy of fixed ambiguities is considerably affected by the systematic error. A pseudorange systematic error of 5 cm is the much more detrimental to ambiguity resolutions than carrier phase systematic error of 2 mm. In the $2^{nd}$ case when only a portion of satellites have systematic and random errors, the L1 ambiguity resolution in PPP can be still corrected. The number of allowable satellites varies from stations to stations, depending on the geometry of satellites. Through extensive simulation tests under different schemes, this paper sheds light on how the PPP ambiguity resolution (more precisely L1 ambiguity resolution) is affected by the characteristics of the residual errors in PPP observations. The numerical examples recall the PPP data analysts that how accurate the error correction models must achieve in order to get all the ambiguities resolved correctly.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권1호
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• pp.99-110
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• 2009

이 연구의 목적은 편대비행위성의 항법 및 궤도제어를 위한 실시간 Hardware-In-the-Loop(HIL) 시뮬레이션 테스트베드를 개발하는데 있다. HIL 시뮬레이션 테스트베드는 실제와 비슷한 하드웨어 환경을 구성하여 주어진 편대비행임무 요구조건에 따른 새로운 개념의 알고리즘을 테스트할 수 있는 시뮬레이터이다. HIL 시뮬레이션 테스트베드는 실제의 인공위성 시스템 인터페이스와 최대한 유사하게 설계되었으며 환경 컴퓨터, GPS 시뮬레이터, GPS 수신기, 비행제어 컴퓨터, 시각화 컴퓨터 등 총 5개의 독립적인 시스템으로 구성되어 있다. Spirent Communication사의 GSS6560 다중패널 RF 시뮬레이터와, (주)세트렉아이에서 제작한 우주용 GPS 수신기를 사용하여 실제와 유사한 GPS 관측데이터를 사용한다. GPS 수신기로부터 획득한 관측데이터는 비행제어 컴퓨터 시스템으로 전송되고 이를 통해 편대비행위성의 절대위치 및 상대위치결정을 수행하였다. 또한 이 결과를 바탕으로 비행제어 컴퓨터 시스템은 궤도조정에 필요한 제어값을 계산하여 환경 컴퓨터 시스템으로 전송한다. 이렇게 5개의 독립적인 시스템을 유기적으로 통합하여 폐순환반복(closed-loop) HIL 시뮬레이션 테스트베드를 설계하였다. 이 논문에서는 편대비행 위성의 항법 및 제어 알고리즘 테스트를 위한 실시간 HIL 시뮬레이션 테스트베드의 전반적인 구성방법과 세부적인 구성요소에 대해 설명하였다 저궤도 편대비행위성의 편대유지 임무에 대한 가상의 시나리오를 설정하여 위성 편대비행의 항법 및 궤도제어 알고리즘을 실험적으로 검증하였다.

• 한국측량학회지
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• 제25권3호
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• pp.231-238
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• 2007

본 연구에서는 가까운 장래에 실현될 GNSS(Global Navigation Positioning System) 결합측위의 가용성을 평가하기 위하여, GPS(Global Positioning System), Galileo 및 QZSS(Quasi-Zenith Satellites System)의 직달파(direct signal), 반사파(reflected signal), 회절파(diffracted signal) 식별을 위한 신호 전달 모형을 수립하고 이를 3차원 지리정보시스템과 결합함으로써, 위성 가시도와 측위 오차 요소를 모사 측정하였다. 중고층 빌딩이 밀집한 일본 동경도청 부근의 $1km{\times}1km$ 구역을 40,000개의 $5m{\times}5m$ 격자로 구획하여 실시한 시뮬레이션을 통해, GPS 측위와 GNSS 결합측위에 있어서 가시위성의 개수, 위성 고도, 정밀도 저하율(dilution of position : DOP), 의사거리 다중 경로 오차(pseudorange multipath error : PME)를 비교 평가하였다. GNSS 결합측위에서는 가시위성 및 직달파 위성의 개수가 현격히 증가함을 확인할 수 있었으며, 위성고도의 평균은 GPS 측위에서보다 약간 낮게 나타나지만, 위성들의 기하학적 배치가 양호하게 이루어져 정밀도 저하율이 매우 감소함을 알 수 있다. 고밀도 도시공간에서는 빌딩 등의 전파 반사로 인해 발생하는 의사거리 다중경로 오차를 완화하는 것이 사용자 위치 정확도를 향상시키기 위한 핵심적인 요소이므로, 수신기 안테나의 설계 및 배치, 신호처리 및 공간통계 기법 등을 GNSS 결합측위에 적합하도록 개선하는 것이 필요할 것이다.

• 한국측량학회지
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• 제38권6호
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• pp.521-531
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• 2020

QZSS (Quasi-Zenith Satellite System)는 위성의 L6 밴드를 통해서 CLAS (Centimeter Level Augmentation Service)를 제공한다. CLAS는 현재 GPS (Global Positioing System), Galileo 그리고, QZSS 위성군에 대한 보정정보를 제공하며, 이러한 보정정보를 C-SSR (Compact - Space State Representation)라고 한다. 본 연구에서는 L6 밴드를 수신할 수 있는 GPS 수신기인 Septentrio의 AsteRx4를 이용하여 CLAS 메시지를 수신하고, 그 메시지를 디코딩하여 C-SSR을 획득하였다. 그리고, GPS, Galileo, QZSS의 코드의사거리 관측치에 Compact SSR을 적용하여 GNSS (Global Navigation Satellite System) 오차를 보정하고, 비선형 최소제곱법으로 수신기의 3차원 위치 및 위성군의 시계오차들을 추정하는 다중 위성항법 기반의 Code-PPP (Precise Point Positioning)를 개발하였다. 개발한 알고리즘의 정확도를 평가하기 위해서 IGS (International GNSS Service) 사이트 중 하나인 TSK2 (Tsukuba)를 대상으로 정지측위를 수행하고, 일본의 가와니시(Kawanishi)시의 이나강(Ina river) 주변을 주행하며 이동측위를 수행하였다. 그 결과, 정지측위의 경우 모든 데이터셋의 평균 RMSE (Root Mean Squared Error)는 수평방향으로 0.35 m, 수직방향으로 0.57 m의 정확도를 나타냈다. 그리고 이동측위의 경우 VRS의 RTK-FIX 값과 비교해 봤을 때 수평방향은 약 0.82 m, 수직방향은 약 3.56 m의 정확도를 나타냈다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권5호
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• pp.119-125
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• 2022

최근 고령화로 인한 치매환자의 증가로 그들의 배회행동과 실종예방을 위한 대책이 시급하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 인증 방법과 위치 탐지 기법들이 소개되고 있으나 개인인증의 보안성 문제와 실내·외를 전반적으로 확인할 수 있는 시스템은 찾아보기 어려웠다. 본 연구에서는 프라이빗 블록체인 환경에서 손목 밴드 형태의 웨어러블 디바이스를 활용해 개인인증, 기본적 건강 상태 파악 및 실내·외의 전반적인 위치를 파악할 수 있는 시스템을 제안하고자 한다. 이 시스템에서 개인인증은 위변조가 어렵고 개인식별성이 높은 ECG를, 실내는 저전력, 비접촉 및 자동 송수신 방식으로 사용이 용이한 블루투스 비콘을, 실외는 GPS 위성의 의사거리 오차를 보정한 DGPS를 활용하여 치매환자의 위치를 파악함으로써 배회행동 및 이상징후를 탐지하고자 한다. 이를 통해 재가나 요양시설 등에서 생활하는 치매환자의 배회행동 및 이상징후 시 신속한 대처와 실종예방에 기여하고자 한다.