• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
• /
• 제5권4호
• /
• pp.165-172
• /
• 2016

A Global Navigation Satellite System (GNSS), which is typically exemplified by the Global Positioning System (GPS), employs a open signal structure so it is vulnerable to spoofing electronic attack using a similar malicious signal with that used in the GPS. It is necessary to require a spoofing test evaluation environment to check the risk of spoofing attack and evaluate the performance of a newly developed anti-spoofing technique against spoofing attacks. The present paper proposed a simulation method of spoofing environment based on simulator that can be implementable in a test room and analyzed the spoofing simulation performance using commercial GPS receivers. The implemented spoofing simulation system ran synchronized two GPS simulator modules in a single scenario to generate both of spoofing and GPS signals simultaneously. Because the signals are generated in radio frequency, a commercial GPS receiver can be tested using this system. Experimental test shows the availability of this system, and anti-spoofing performance of a commercial GPS receiver has been analyzed.

• 한국측량학회지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.379-388
• /
• 2019

Recently, a technique for acquiring spatial information data using UAV (Unmanned Aerial Vehicle) has been greatly developed. It is a very crucial issue of the GIS (Geographic Information System) mapping system that passes way point in the unmanned airframe and finally measures the accurate image and stable localization to the desired destination. Though positioning using DGPS (Differential Global Navigation System) or RTK-GPS (Real Time Kinematic-GPS) guarantee highly accurate, they are more expensive than the construction of a single positioning system using a single GPS. In the case of a low-priced single GPS system, the stability of the positioning data deteriorates. Therefore, it is necessary to supplement the uncertainty of the absolute position data of the UAV and to improve the accuracy of the current position data economically in the operating state of the UAV. The aim of this study was to present an algorithm enhancing the stability of position data in a single GPS mode of UAV with multiple GPS. First, the arrangement of multiple GPS receivers through the center of gravity of the UAV were examined. Next, MD (Mahalanobis Distance) is applied to detect instantaneous errors of GPS data in advance and eliminate outliers to increase the accuracy of previously collected multiple GPS data. Processing procedure for multiple GPS reception data by applying the center of the triangular method were presented to improve the position accuracy. Second, UAV navigation systems integrated multiple GPS through configuration of the UAV specifications were implemented. Using the unmanned airframe equipped with multiple GPS receivers, GPS data is measured with the TCM (Triangular Center Method). In addition, UAV equipped with multiple GPS were operated in study area and locational accuracy of multiple GPS of UAV with VRS (Virtual Reference Station) GNSS surveying were compared. The result showed that the error factors are compensated, and the error range are reduced, resulting in the reliability of the corrected value. In conclusion, the result in this paper is expected to realize high-precision position estimation at low cost in UAV using multiple low-cost GPS receivers.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
• /
• 제6권4호
• /
• pp.195-203
• /
• 2017

A 2U cube satellite called SNUGLITE has been developed by GNSS Research Laboratory in Seoul National University. Its main mission is to perform actual operation by mounting dual-frequency global positioning system (GPS) receivers. Its scientific mission aims to observe space environments and collect data. It is essential for a cube satellite to control an Earth-oriented attitude for reliable and successful data transmission and reception. To this end, an attitude estimation and control algorithm, Attitude Determination and Control System (ADCS), has been implemented in the on-board computer (OBC) processor in real time. In this paper, the Extended Kalman Filter (EKF) was employed as the attitude estimation algorithm. For the attitude control technique, the Linear Quadratic Gaussian (LQG) was utilized. The algorithm was verified through the processor in the loop simulation (PILS) procedure. To validate the ADCS algorithm in the ground, the experimental verification via a single axis Hardware-in-the-loop simulation (HILS) was used due to the simplicity and cost effectiveness, rather than using the 3-axis HILS verification (Schwartz et al. 2003) with complex air-bearing mechanism design and high cost.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.593-601
• /
• 2012

본 논문에서는 미래의 다중 Global Navigation Sattelite System (GNSS) 및 다중 주파수 항법신호 사용자를 위한 새로운 다중 가설 사용자 무결성 감시 기법을 제안한다. 기존의 Weighted Least Squares (WLS) 사용자 무결성 감시 (Receiver Autonomous Integrity Monitoring, RAIM) 기법은 동시에 두 개 이상의 위성이 고장 나지 않는다는 가정 하에 사용자 측정치의 무결성을 감시하므로 동시에 두 개 이상의 측정치 이상이 발생하였을 때 적절한 대응을 할 수 없다는 문제가 있다. 본 논문에서는 여러 epoch의 측정치 잔차와 위성 관측행렬의 변화량을 활용하여 단일 고장 뿐만 아니라 다중 고장을 효율적으로 검출할 수 있는 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 반송파 위상 측정치의 변화율을 활용하는 Relative RAIM (RRAIM) 기법을 적용하여 최소 검출가능 바이어스 (Minimum Detectable Bias, MDB)의 크기를 최소화하였고, 시뮬레이션 결과 수 십 m 정도 크기의 다중 고장을 검출할 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제35권1C호
• /
• pp.123-129
• /
• 2010

본 논문에서는 안정된 다중경로환경에서 동기 (coherent) 단일 및 이중 이른-늦은 상관차 판별기로 범역위성항법시스템 민간용 신호의 부호동기를 결정했을 때 잔존하는 오차인 부호동기추적편이를 분석한다. 이를 위해 중심 주파수 1575.42MHz의 대표적인 위성항법신호대역에서 이진위상천이 및 이진천이반송파 변조된 민간용신호 및 그 처리과정을 모형화하고, 이 모형을 바탕으로 다양한 경우에 대해 각 부호동기추적편이를 비교 분석한다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
• /
• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
• /
• pp.38.3-39
• /
• 2009

Equatorial Plasma Bubble (herafter, EPB) is a common feature in low-latitude F-region during the night time. Since EPB causes significant impacts on the satellite communication and navigation systems, its accurate forecast is highly demanded by the GNSS users. Thus, further understanding of these features and their configuration is a challenging issue in space weather studies. The day-to-day variability of the plasma bubble activity was investigated by analyzing the TIMED/GUVI, ROCSAT-1, DMSP, and CHAMP satellite data. The pre-reversal enhancement (PRE) is known as the most important single parameter for the onset of plasma bubbles but we do not know yet to what extent the day-to-day variability of the bubble activity can be attributed to the PRE. We obtained the magnitude of the PRE from ROCSAT-1 and the occurrence of bubbles in relation to the PRE was investigated by using the coincident observations of EPBs from TIMED/GUVI, DMSP, and CHAMP. By conducting one-to-one comparison of the PRE characteristics with the EPB occurrence we examined the role of the PRE in the onset of EPBs.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.192-198
• /
• 2015

현재 대부분의 공항에서 운용중인 계기착륙시스템 (ILS; instrument landing system)은 시스템 특성상 단일경로로 운영되어, 다수의 항공기를 수용하기에는 한계가 있다. 이러한 한계점을 해결하기 위해 GNSS를 이용한 위성항법시스템인 GBAS가 개발되었다. GBAS는 ILS 보다 위치 정확도도 높고 단일경로가 아닌 다수의 경로를 이용하여 착륙이 가능하기 때문에, 다양한 착륙절차를 수행할 수 있다. 이에, 본 논문에서는 환경적인 요건과 공역 제한 때문에 ILS 설치가 불가피한 태안비행장에 가상 ILS 절차를 수립한 후 cessna skyhawk 172를 이용하여 가상 ILS 절차와 curved approach 절차를 비교하는 비행시험을 하여 curved approach에 대한 장점을 확인 하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
• /
• 제7권1호
• /
• pp.37-42
• /
• 2018

This paper proposed a microstrip antenna that can perform jamming of satellite signals from the GPS L5, GLONASS G3, BDS B2 frequency bands (1164 - 1217 MHz) that are employed mainly for military purposes among the GNSS frequencies using unmanned aircrafts over the enemy's sky in time of emergency. The single element in the proposed antenna can be easily mounted to unmanned aircrafts. This study analyzed the characteristics of miniaturization and beam of radiating elements by applying the image theories and perturbation effect to satisfy the uniform level at ${\pm}45^{\circ}$ of beam steering goal due to the phase delay after antenna array. The designed microstrip antenna had a miniaturized radiating element area (x-y plane), which was reduced by 76.3% compared to that of basic microstrip antenna, and its beam width was $190^{\circ}$ in the E-plane and $140^{\circ}$ in the H plane. In addition, the simulation was conducted to determine the characteristics due to the phase delay by arranging the designed single microstrip antenna by $1{\times}4$ array and the results showed that beam steering of ${\pm}45^{\circ}$ is possible in the H-plane on the basis of $0^{\circ}$. Thus, the proposed antenna was verified to be effective in satellite signal jamming in the air as it was attached to the lower end of unmanned aircrafts.

• 대한공간정보학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.49-55
• /
• 2015

본 연구에서는 GPS/GLONASS/BDS 통합 측위를 수행하기 위해 고려해야 할 사항을 소개하였으며, 저가형 수신기를 통해 개활지 환경과 난수신 환경에서의 통합 측위의 정확도를 분석하였다. 개활지 환경에서는 통합 측위 시 수평 RMSE가 1.2m로 단일 시스템만을 이용한 측위에 비해 수평 정확도가 17-55%만큼 향상되었으며 편향이 개선되어 높은 측위 성능을 나타내는 것을 확인하였다. 난수신 환경에서의 가시 위성 개수를 파악한 결과 단일 시스템을 이용하여 측위를 할 때에는 가시 위성의 개수가 4개 미만이 되어 측위가 되지 않는 경우가 발생했으나, 통합 측위를 할 때에는 가시 위성 개수가 항상 4개 이상이 되어 측위가 되지 않는 경우가 발생하지 않았다. 난수신 환경에서 통합 측위의 수평 RMSE는 6.4m로 단일 시스템만을 이용하여 측위를 수행했을 때보다 8-47%만큼 수평 정확도가 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국측량학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.343-351
• /
• 2015

차량 항법장치에서 활용하고 있는 GNSS는 차분기법을 이용하더라도 수 미터 수준의 측위 정밀도를 확보할 수 있으므로, 길안내 수준의 위치기반서비스만 가능하다. 반면 정밀 측지/측량분야에서는 민간용 코드 대신 반송파 위상정보를 이용하여 센티미터에서 밀리미터까지의 위치 정확도를 확보할 수 있다. 본 연구에서는 국토교통부 국토지리정보원의 NRTK(Network-RTK) 서비스를 차량항법에 적용하기 위한 기반연구를 수행하였다. 이를 위해, 차량에 GNSS 장비를 탑재하고 전국범위에서 NRTK를 수행하였으며, 그 결과를 바탕으로 NRTK의 차량항법 적용가능 여부를 판단하고자 하였다. 본 연구의 분석결과, NRTK는 대체적으로 높은 모호정수 결정율을 보이며, 지상 차량항법에 충분히 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 다만, 도심지에서는 모호정수 결정율이 급격히 낮아지며, 실수해일 경우에는 측위 오차가 10m 이상의 수준에 달할 정도로 불안정할 수 있다. 따라서 안정적인 위치정확도를 확보하기 위해서는 실수해의 오차영향을 최소화할 수 있는 방안 등이 모색되어야 할 것으로 사료된다. 그러나 수신환경이 양호한 일부 도심지에서는 NRTK를 활용하여 센티미터 수준의 측위 정확도를 확보할 수 있을 것으로 판단된다. FKP는 고속 주행 시 모호정수 결정율이 약 55%까지 낮아지는 경우가 발생하였으므로 여러 수신환경을 고려하여 측위 정확도를 결정하여야 한다. 마지막으로 대기교란(2단계 이상)에 의해 NRTK(FKP) 접속오류로 의심되는 사례가 발생하였으며, 이에 대한 정확한 원인규명이 필요하다.