• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제33권1호
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• pp.37-44
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• 2016

This paper presents an algorithm for Real-Time Orbit Determination (RTOD) of navigation satellites for the Korean Regional Navigation Satellite System (KRNSS), when the navigation satellites generate ephemeris by themselves in abnormal situations. The KRNSS is an independent Regional Navigation Satellite System (RNSS) that is currently within the basic/preliminary research phase, which is intended to provide a satellite navigation service for South Korea and neighboring countries. Its candidate constellation comprises three geostationary and four elliptical inclined geosynchronous orbit satellites. Relative distance ranging between the KRNSS satellites based on Inter-Satellite Ranging (ISR) is adopted as the observation model. The extended Kalman filter is used for real-time estimation, which includes fine-tuning the covariance, measurement noise, and process noise matrices. Simulation results show that ISR precision of 0.3-0.7 m, ranging capability of 65,000 km, and observation intervals of less than 20 min are required to accomplish RTOD accuracy to within 1 m. Furthermore, close correlation is confirmed between the dilution of precision and RTOD accuracy.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.327-333
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• 2017

This study presents the orbit determination (OD) of a candidate Korea Regional Navigation Satellite System (KRNSS) using both inter-satellite links (ISLs) and ground observations. The candidate constellation of KRNSS is first introduced. The OD algorithm based on both ISL and ground observation is developed, and consists of three main components: dynamic model for Korean navigation satellites, measurement model for ISLs and ground observations, and the batch least-square filter for estimating OD parameters. As numerical simulations are performed to analyze the OD performances, the present study focuses on investigating the effects of ISL measurements on the OD accuracy of KRNSS. Simulation results show that the use of ISLs can considerably enhance the OD accuracy to one meter (design preference) under certain distributions of ground stations.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제10권1호
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• pp.35-42
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• 2021

The position accuracy of the stand-alone Regional Navigation Satellite System (RNSS) users is more than tens of meters because of various error sources in satellite navigation signals. This paper focuses on wide-area differential (WAD) positioning technique, which is already applied in Global Navigation Satellite System (GNSS), in order to improve the position accuracy of RNSS users. According to the simulation results in the very narrow ground network in regional area, the horizontal position error of stand-alone RNSS is about RMS 11.6 m, and that of RNSS with WAD technique, named the WAD-RNSS, is about RMS 2.5 m. The accuracy performance has improved by about 78%.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.108-115
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• 2012

현재까지 국내 위성항법 연구는 기존 위성항법체계기술을 활용한 연구가 주를 이루었으나, 새로운 위성항법 체계에 대한 연구도 점차 그 중요성이 부각되고 있다. 심지어 대한민국 독자적인 항법위성을 보유하자는 의견도 대두되었다. 지리적, 경제적, 기술적인 이유로 아직 수면 위로 떠오른 적은 없지만 자체 항법위성 관련 우주개발 로드맵이 제 1차 우주개발기본계획에 막연하게 제시되어 있다. 그러나 전세계적으로 4개의 전지국적 위성항법체계가 운영 중이거나 구축 중이고, 여러 개의 지역위성항법 시스템이 계획 중에 있다. 특히 아시아에서 중국은 독자의 전지구적 위성항법시스템 (COMPASS을 2020년에 완성하고자 위성을 발사 중에 있으며, 일본은 지역위성항법 시스템인 QZSS(Quasi Zenith Satellite System)를 2013년 완성을 목표로 제작 및 발사하고 있다. 이제 대한민국도 독자적인 위성항법시스템을 국내 우주개발 기술확보 및 항법안보를 위해서 꼭 개발해야 할 시기이다. 이 연구에서는 대한민국 자체의 위성항법시스템의 개발 여부나 그 개발 가능성을 논하지 않고, 다만 자체의 항법위성을 보유할 경우, 그 항법 메시지에 기존의 정보 외에 어떤 종류의 정보를 실을 수 있는지 조사하여 보았다. 대한민국의 지리적, 경제적 특성상 지역항법위성체계가 첫 번째 항법위성의 탑재체가 될 가능성이 높다. 따라서 이 연구도 이에 준해서 이루어졌다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권2호
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• pp.167-176
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• 2023

This study presents the performance analysis of real-time orbit determination and prediction for navigation message generation of Regional Navigation Satellite System (RNSS). Since the accuracy of ephemeris and clock correction in navigation message affects the positioning accuracy of the user, it is essential to construct a ground segment that can generate this information precisely when designing a new navigation satellite system. Based on a real-time architecture by an extended Kalman filter, we simulated orbit determination and prediction of RNSS satellites in order to assess the accuracy of orbit and clock prediction and signal-in-space ranging errors (SISRE). As a result of the simulation, the orbit and clock accuracy was at 0.5 m and 2 m levels for 24 hour determination and six hour prediction after the determination, respectively. From the prediction result, we verified that the SISRE of RNSS for six hour prediction was at a 1 m level.

• 항공우주산업기술동향
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• 제5권1호
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• pp.65-74
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• 2007

현재 운용중인 전 세계적인 위성항법시스템(GNSS : Global Navigation Satellite System)은 미국의 GPS(Global Positioning System)와 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System)가 있다. 전 세계적으로 주로 사용되는 시스템은 GPS이며, GLONASS는 러시아의 경제사정 악화로 인하여 지속적인 위성발사가 이루어지지 못하고 있다. 추가적으로 추진되고 있는 위성항법시스템은 유럽의 갈릴레오(Galileo), 중국의 북두(Beidou), 일본의 JRANS(Japanese Regional Advanced Navigation System) 그리고 2006년 5월에 구축 프로젝트가 승인된 인도의 IRNSS(Indian Regional Navigation Satellite System)가 있다. 보강시스템의 경우, 미국 FAA(Federal Aviation Administration)는 광역오차보정시스템(WAAS)을 Raytheon사와 개발하였으며, 현재 착륙용 근거리오차보정시스템(LAAS)을 Raytheon사 및 Honeywell사와 함께 정부/산업체 공동개발 사업(GIP; Government Industry Partnership)으로 진행 중에 있다. 유럽은 EGNOS(European Geostationary Navigation Overlay Service)를 사용하고 있으며, 일본의 MSAT(MTSAT Satellite Based Augmentation System)와 인도의 GAGAN(GPS and GEO Augmented Navigation)은 추진 중이다. 이 글에서는 위성항법시스템과 위성항법 보강시스템의 현황을 살펴본다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.121-129
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• 2012

현재까지 한국의 자국 우주기반 지역위성항법시스템은 개발되거나 구체적으로 계획되어 있지 않다. 그러나 국내 지역위성항법시스템의 개발요구는 여러 가지 수요 외적인 요인으로도 결정될 수 있으며, 커져가는 국내의 위성항법시스템에 대한 의존도는 결국 자국 위성항법시스템의 개발 및 보유를 궁극적으로 요구할 것으로 사료된다. 한반도 주변을 활용서비스 대상으로 설정하는 지역위성보강항법 시스템 또는 지역위성항법 시스템 둘 다 설계 궤도나 시스템 설계개념은 그리 선택의 여지가 많지 않다. 또한 우주감시 분야는 국내에서 막 태동하는 연구개발 분야이며 미래 한국형항법위성시스템을 보유했을 때 항법시스템의 유지와 항법메세지의 생성을 위해서 반드시 필요한 기술 분야이기도 하다. 이 연구에서는 한국보다 먼저 구축이 기대되는 일본의 준천정위성시스템의 한국 지역 활용도를 분석하고, 유사한 시스템을 한국에 적용했을 때의 활용도 분석, 독자적인 위성항법시스템을 도입했을 때 사용가능한 궤도 얼개 분석, 그리고 이차적인 추적시스템으로서 지상기반 광학추적시스템의 가관측성 등을 분석하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.808-814
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• 2021

국제해사기구는 항해 목적으로 사용 가능한 위성항법시스템의 요구 성능을 명시적으로 규정하고 있다. 2019년 이전까지 국제해사기구는 항해용으로 이용이 가능한 위성항법시스템에 전지구 서비스가 가능한 시스템만을 인정해 왔으나, 최근 인도 지역위성항법시스템을 승인하면서 지역위성항법시스템도 해양 이용이 가능해졌다. 지금까지 국제해사기구는 GPS를 비롯해 총 5개의 위성항법시스템, GLONASS, Galileo, BeiDou, NavIC 이용을 승인하였다. 우리나라에서는 NavIC을 제외한 4개 위성항법시스템 이용이 가능할 뿐만 아니라 아직 승인을 받지 못한 일본의 지역위성항법시스템, QZSS의 수신도 가능한 상황이다. 일본은 QZSS의 해양이용을 본격화하기 위해 국제해사기구에 QZSS의 WWRNS 승인을 요청하였다. QZSS의 이용범위는 일본 영해에 한정하지 않고, 우리나라 관할해역을 포함하고 있다는 점에서 해사안전을 위해 QZSS 국내 이용의 적합성 분석은 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 논문은 국내 항해를 위한 QZSS 활용에 적합성을 분석하고자 한다. 이를 위해 QZSS 서비스 현황과 계획에 대해 먼저 알아보고, WWRNS로 인정을 받기 위해 국제해사기구가 요구하는 성능에 대해 살펴본다. 그리고 적합성 분석을 위해 본 논문에서 수행한 방법과 환경조건에 대해 설명하고, 측위정확도와 가용성 측면에서 분석된 결과를 제시하며, 분석결과가 갖는 의미에 대해 논한다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제11권4호
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• pp.333-339
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• 2022

The satellite navigation system was developed for the purpose of calculating the location of local users, starting with the Global Positioning System (GPS) in the 1980s. Advanced countries in the space industry are operating Global Navigation Satellite System (GNSS) that covers the entire earth, such as GPS, GLONASS, Galileo, and BeiDou, by establishing satellite navigation systems for each country. Regional Navigation Satellite Systems (RNSS) such as QZSS and NavIC are also in operation. In the early 2010s, only GPS and GLONASS could calculate location using a single system for location determination. After 2016, the EU and China also completed the establishment of GNSS such as Galileo and BeiDou. As a result, satellite navigation users can benefit from improved availability of GNSS. In addition, before Galileo and BeiDou's Full Operational Capability (FOC) declaration, they used combined navigation algorithms to calculate the user's location by adding another satellite navigation system to the GPS satellites. Recently, it may be possible to calculate a user's location for each navigation system using the resources of a single system. In this paper, we evaluated the performance of single system navigation and combined navigation solutions of GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou and QZSS individual navigation systems using high-performance GNSS receivers.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제24권4호
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• pp.389-396
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• 2007

The Global Navigation Satellite System (GNSS) becomes more important and is applied to various systems. Recently, the Galileo navigation system is being developed in Europe. Also, other countries like China, Japan and India are developing the global/regional navigation satellite system. As various global/regional navigation satellite systems are used, the navigation ground system gets more important for using the navigation system reasonably and efficiently. According to this trend, the technology of GNSS Ground Station (GGS) is developing in many fields. The one of purposes for this study is to develop the high precision receiver for GNSS sensor station and to provide ground infrastructure for better performance services on navigation system. In this study, we consider the configuration of GNSS Ground Station and analyze function of Monitoring and Control subsystem which is a part of GNSS Ground Station. We propose Monitoring and Control subsystem which contains the navigation software for GNSS Ground System to monitor and control equipments in GNSS Ground Station, to spread the applied field of navigation system, and to provide improved navigation information to user.