GPS를 이용한 선박의 방위정보 향상에 관한 연구

고광섭,최창묵,Ko Kwang-Soob,Choi Chang-Mook 한국정보통신학회 2005 한국정보통신학회논문지 Vol.9 No.3

본 논문은 선박의 마그네틱컴파스와 자이로컴파스의 제한점을 극복하기 위하여 첨단 위성항법 방식인 GPS 시스템을 이용하여 고안된 GPS-Compass를 현재의 향상된 GPS 시스템 환경(2000. 5. 1 미국의 전격적인 SA 오차가 중지되어 정밀도가 7-8배 향상된 환경)을 적용하여 모델을 재검토하고 실험을 통하여 함정에서의 제2방위센서 사용 가능 여부를 확인하기 위하여 연구하였다. 따라서 본 논문에서는 GPS-Compass 구성을 위한 이론식을 정립하고 GPS-Compass 모델을 확인하여 이론적 검증을 하였고, 두 대의 GPS 수신기로 실험 장치를 구축하여 분석한 결과 선박의 제2방위 센서로서의 사용 가능 여부를 확인하였다. The purpose of the study is to develop ship's bearing sensor using GPS receiver which can play a role as a ship's secondary compass. In this research, two GPS receivers are used to determine the bearing in real time. Then we investigated the bearing accuracy associated with the error pattern of two GPS receivers. Especially, the results are as follows the investigation on the system design of GPS-Compass, the modeling to compute heading of sailing, the analysis on bearing accuracy with the error pattern, the defining possibility to play a role as a ship's secondary compass.

실험 및 통계적 분석을 통한 L1, C/A코드 GPS의 항법 파라미터연구

고광섭,Ko, Kwang-Soob 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.8

본 논문은 미국정부의 SA정책 및 GPS 현대화 정책 추진으로 진화 해 온 민간용 GPS 수신신호의 항법파라미터 분석에 중점을 둔 연구로서, 향후 GPS 신호를 포함하거나 또는 포함하지 않는 복합 위성항법시스템에 대한 종합분석을 하기 위한 연구이다. 특히, 본 논문에서는 위성의 기하학적 행렬을 기초로 한 GDOP 이론에 대한 체계적 정립과, 위성배열의 변화 및 반송파대 잡음비의 변화에 따른 L1, C/A 수신 신호를 수집하여 통계적 분석을 하였다. HDOP 0.5, PDOP 1.2, VDOP 1.1의 GDOP 편차에 대응하는 항법 정밀도에 대하여 회전타원체 및 ECEF 좌표계를 기준하여 분석하였다. 본 연구에서 얻은 항법 파라미터의 정보들은 향후 다국적 및 다중위성항법에 대한 종합분석에 활용될 것으로 예상한다. This research was focused on the analysis of navigation parameters from the received L1, C/A signal of the recent GPS, which has advanced with the SA policy change and the GPS modernization policy by the United States. It was done as a first step study for a comprehensive analysis on the multiple satellite navigation systems which will be adding or separating GPS signal. In particular, the statistical analysis on the GDOP change and positional accuracy based on the geocentric and spherical coordinate systems were investigated with carrier- to-noise ratio and the satellite geometry, The obtained GDOP values of HDOP, PDOP, VDOP are 0.5, 1.2, and 1.1, respectively in deviation. In addition, the positioning accuracies with these GDOP values were analyzed in the ellipsoidal and ECEF coordinates.

일본의 DGNSS인 MSAS 항법파라미터 분석

고광섭,최창묵,Ko, Kwang-Soob,Choi, Chang-Mook 한국정보통신학회 2017 한국정보통신학회논문지 Vol.21 No.8

민간에 상용화된 GNSS (Global Navigation Satellite System) 시스템은 정밀 PNT 서비스가 요구되는 분야에 적용하기 위한 요구 성능을 충족시키지 못한다. 따라서 일반적으로 위치 정밀도와 무결성 등을 향상시키기 위한 보정 시스템들이 다양하게 이용되고 있다. MSAS는 일본의 SBAS형 보정시스템이다. 본 논문에서는 일본의 MSAS 시스템이 한반도 영역에서 어떤 특성을 보이는지 분석하였다. 먼저, 시뮬레이션과 실험을 바탕으로 DGNSS 항법신호 및 항법파라미터 분석에 목적을 두고 수행하였다. 분석결과, MSAS 지상감시국과 한반도 남해안 수신점에서 3차원 위치 결정에 필요한 충분한 수의 항법위성이 동시에 관측되었으며, 수신점에서 MSAS 위성의 신호가 안정적으로 유지됨을 확인하였다. 또한 MSAS 3차원 위치 정밀도는 2m (2drms) 수준으로 세계적으로 사용되고 있는 범용의 DGNSS 수준과 유사함을 확인하였다. Civil global navigation satellite system (GNSS) does not meet user performance requirements for specific PNT (Positioning, Navigation, and Time) applications. Therefore, various differential systems are used to augment GNSS for improving positioning accuracy and integrity. The MTSAT satellite augmentation system (MSAS) is the Japanese satellite based augmentation system. This paper is for analyzing the characteristics of Japanese MSAS in Korean peninsula. First of all, it was done for analyzing not only DGNSS navigation signal but also the navigation parameter through simulation and experimental tests. As a result of data analyses, the sufficient navigation satellites to determine 3-D position based on DGNSS are simultaneously available at MSAS monitering station and the southern region of Korean peninsula. It was verified that the carrier to noise signals are stable to maintain the reliable 3-D position and that the level of 2m (2drms) accuracy is very similar to the ordinary worldwide DGNSS as well.

GPS와 QZSS 통합위성항법 성능 분석

고광섭,최창묵,Ko, Kwang-Soob,Choi, Chang-Mook 한국정보통신학회 2016 한국정보통신학회논문지 Vol.20 No.5

The Quasi-Zenith Satellite System(QZSS) is the Japanese satellite navigation system, which designs to increase the GPS system's visibility in the urban areas. The first satellite(Michibiki) was launched in 2010 and started to broadcast navigation signals. Therefore, the purpose of the research is to analyze the performance of GPS and QZSS based on the advantage of the integrated GNSS. Especially, the study has been processed in terms of improving satellite navigation parameters around Korean Peninsula. To do this, there have been the comprehensive analysis of the QZSS characteristics, the experimental test, and its statistical analysis for realizing advantage of GPS and QZSS. Through these systemic steps, it was recognized that the integrated GPS and QZSS has more reliable than GPS in case of not only limited visibility but also ordinary positioning. Additionally, the integrated GPS and QZSS would be very useful to improve the various navigation parameters around the peninsula. QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)는 일본의 위성항법시스템으로 도심지역에서 GPS 시스템의 가시성 향상을 위해 계획되었다. 첫 번째 위성(Michibiki)이 2010년 발사되었으며 이후 정상적으로 항법신호를 방송하고 있다. 따라서 본 논문은 GPS와 QZSS를 이용한 통합위성항법시스템의 성능을 분석하는데 목적이 있다. 특히 한반도 주변에서의 통합위성항법 시스템 사용 관점에서 연구가 진행되었으며, QZSS 시스템의 특성 분석, 실험 장비를 이용한 실측 및 통계적 분석 등을 통해 체계적인 연구를 하여 GPS와 QZSS 위성항법 시스템이 가시성측면에서 장애를 받는 경우 뿐 아니라 평상의 위치 측정에도 더욱 신뢰성이 높음을 확인하였다. 또한 한반도 영역에서 다양한 항법파라미터 향상에 GPS와 QZSS 통합위성항법시스템이 매우 유용할 것으로 전망된다.

중국의 BeiDou 위성항법시스템의 항법신호 분석에 관한 연구

고광섭,최창묵,Ko, Kwang-Soob,Choi, Chang-Mook 한국정보통신학회 2015 한국정보통신학회논문지 Vol.19 No.8

본 논문은 2012년 12월에 항법서비스 시작, 2020년 개발완료 예정인 중국의 BeiDou 글로벌위성항법시스템에 대한 특성분석과 항법신호의 실험 및 실측 데이터의 통계적 분석에 중점을 둔 연구이다. 정상 운영 중인 14개의 BeiDou 항법위성 중 한반도 서남지역에서 사용 가능한 위성 수는 6~7개 정도로 3차원 위치정보를 얻기 위한 최소 위성수인 4개 이상임을 확인하였다. 그럼에도 불구하고 가용위성이 일부구역으로 편중되고 있고, 신호강도는 아직 안정적이지 못한 것으로 나타났다. 항법신호가 안정적인 경우, 실험 및 실측 기간에 확인 된 BeiDou 위성항법시스템의 항법 정밀도는 5m 수준으로 매우 양호하게 나타났다. 위치분포는 정규분포에 근사한 것으로 나타나 향후 항법위성의 증가와 함께 BeiDou 위성항법시스템이 더욱 안정적인 항법정보를 제공하게 될 것으로 전망된다. The paper is focused on not only the system characteristics of BeiDou, China GNSS, but also the statistic analysis based on its real data received from the BeiDou's satellite navigation messages. The 6-7 satellites, which are more than minimum number of 4 satellites to obtain 3-D position, are available for receiving navigation signal in stable case. It was also verified that the available satellites are deviated to specific coordinate and their signals are still unstable. Only as long as the received signal with the high stability, the precision of the BeiDou navigation satellite navigation system was identified with 5m level in deviation. The Beidou system is expected to be rising as a darkhorse in the future of the global satellite navigation area.

GNSS 구축 환경변화와 현대무기체계에의 항법기술 사용전략

고광섭,Ko, Kwang-Soob 한국정보통신학회 2010 한국정보통신학회논문지 Vol.14 No.1

미국, 러시아, 유럽연합 및 중국의 인공위성 항법 시스템 현대화 정책 추진 가속화 및 위성항법 기술 발전으로 2015년까지 무려 100기 정도의 항법 위성이 우주궤도에 배치될 것으로 전망된다. 이러한 각국의 경쟁적인 위성항법 시스템 개발은 현재 GPS 일변도의 전 세계 위성항법 시스템 의존도를 획기적으로 낮출 뿐 아니라 위성항법 신호의 다원화로 민간사용 분야는 물론 군사 분야에서도 많은 변화가 예상된다. 본 연구에서는 급변하는 전 세계 위성항법 시스템구축 환경 변화에 따른 정책 및 기술 특성을 분석하여 미래 인공위성 항법 기술사용 및 국방과학 분야 접목에 대한 우리의 대응전략을 제시하고자 한다. Recently, the implementation & modern policy for Global Navigation Satellite System have actively been performed by USA, RUSSIA, EU & CHINA. Therefore 100+ navigation satellites will be in orbit by 2015, and the user of military and civil will benefit from the use of a total constellation of 100+ satellites. It means that the deepest dependence to GPS would be declined. In the paper, the latest technology development & implementation policy of GNSS have been analyzed. Specially, we focused on circumstance change of GNSS & application of navigation technology for modem weapon system. Finally, the application strategy of the integrated GNSS is suggested for military and civil as well.

거북선 함포의 유효사거리와 사각구역 규명에 관한 연구

고광섭(Kwang-Soob Ko),박주미(Joo Mee Park) 한국해군과학기술학회 2024 Journal of the KNST Vol.7 No.1

The superiority of cannons mounted on the BTS(Battle Turtle Ship) or Panokseon was a crucial factor in Admiral Yi Sun-sins victories. However, research or evaluations regarding the effective range in practical combat situations at that time are scarce. This study addresses the effective range and blind spots of the cannons mounted on the BTS during the Imjin War period through a novel geometric analysis method applying trigonometric principles. The research results revealed that during Admiral Yi Sun-sins naval battles, the BTS advanced to the forefront of the Joseon Navy at the beginning of the engagement, closing in on enemy ships and delivering close-range strikes to their hulls. Considering the effective range and blind spot analysis of the cannons in the future, there is a need for a reassessment of Admiral Yi Sun-sins naval battles and the BTS tactics.

이순신의 잊혀진 해전 절이도해전의 교전 상황 및 학익진 연구: 이순신의 해양전략·전술을 중심으로

고광섭(Kwang-Soob Ko) 한국해군과학기술학회 2020 Journal of the KNST Vol.3 No.2

This study is about the Jeolido Naval Battle based on Admiral Yi Sun-shins maritime strategy and naval battle tactics. The Battle of Jeolido took place in the sea area near Geogeumdo Island (formerly known as Jeolido Island) in July 1598 on the lunar calendar. In this naval battle, 50 Japanese ships were destroyed. In this study, the concept of naval warfare through historical records was established. In addition, this study analyzed Yi Sun-shin’s maritime strategy and naval warfare tactics that appeared in the naval battle of Yi Sun-shin during the Imjin War. Those results were applied to the battlefield environment of the naval battle of Jeolido, and the battle situation map was presented by simulating the area and time of the war. In addition, the tactical formation of the Joseon Naval Forces during the engagement was analyzed. As a result, it was found that the tactic of Hak Ik-jin is the most suitable. Finally, it was analyzed that Yi Sun-shin sank 50 enemy ships and won a great victory in Battle of Jeolido by using the fleet decisive battle strategically and the Hakik-jin tactically.

정유재란 시기 선조의 출전 명령과 이순신의 출전 의지 및 출전 불가 사유에 대한 연구

고광섭(Kwang-Soob Ko) 한국해군과학기술학회 2021 Journal of the KNST Vol.4 No.1

The purpose of this study is to examine the will of Yi Sun-shin to dispatch troops to King Seonjos order to dispatch during the jeong-yu war. The key results are as follows. Before the jeong-yu war, King Seonjo ordered Yi Sun-shin to dispatch troops on December 5, 1596. King Seonjo received a reply from Yi Sun-shin on December 28, 1596. Responding to Yis request for permission, King Seonjo allowed the troops to be dispatched on January 2, 1597. On January 14, Kwon-yul delivered the order of King Seonjo to Yi Sun-shin. At this time, the enemy was invading. Without the permission of the king, Yi Sun-shin could not dispatch the navy. Yi Sun-shin had a strong will to engage, but the kings permission was delivered late, so he missed the time of dispatch.

이순신 장군의 안좌도 수군기지에 대한 해양전략적 분석

고광섭(Kwang-Soob Ko),박태용(Tae-Yong Pak),김득봉(Deug-Bong Kim) 한국해군과학기술학회 2020 Journal of the KNST Vol.3 No.1

The purpose of this study was to determine whether Anjwa-do was suitable as a Joseon Dynasty naval base in consideration of the wartime situation after the Myongyang naval battle. As the first step for ocean strategic analysis, the topographical information around Anjwa-do(Gijwa-do) and Mt. Maebong were analyzed using geographic information from the 19th century to the present. In particular, we examined the changes in the topographical maps of the seat and the current and past changes of the tidal channel. As a result of analyzing the topographical information around Anjwa-do(Gijwa-do) and Mt. Maebong, the members of Anjwa-do(Gijwa-do) and Mt. Maebong met the basic requirements, which are the maritime operations sites of Joseon Dynasty Navy, securing geographic location, natural location, and transportation route.