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항행 및 항법 분야 : GPS L1 C/A 신호추적루프에서의 기만에 의한 영향
이인원 ( In Won Lee ),이대열 ( Dae Yearl Lee ),백승욱 ( Seung Woock Baek ),송종화 ( Jong Hwa Song ),임성혁 ( Sung Hyuck Im ),임준혁 ( Jun Hyuck Im ),지규인 ( Gyu In Lee ) 한국항행학회 2011 韓國航行學會論文誌 Vol.15 No.1
본 논문에서는 기만신호에 의해 발생되는 코드추적 및 주파수추적 오차를 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 우선 기만신호의 종류와 방법을 분류하였다. 일반적으로 기만기는 GPS 수신기의 위치와 속도를 완벽하게 알아낼 수 없기 때문에 분류된 방법 중에서 일정 지역을 검색하는 탐색형 기만방법이 사용됨을 가정하여 시뮬레이션을 수행하였다. GPS 항법해는 코드추적 및 주파수추적 성능에 의해서 결정되므로 기만신호에 의한 두 추적루프의 오차 분석을 통해 영향을 평가할 수 있다. 평가결과 GPS신호 및 추적루프가 내재한 항기만 특성으로 대부분의 경우에서 신호추적오차는 증가하였으나 완전한 기만은 이루어지지 않음을 확인하였다. In this paper, code and carrier tracking error which resulted from spoofing signal was analyzed by simulation. For a start, the types of spoofing signals and methods were classified. For the simulation, search spoofing method is assumed because a perfect position and velocity are not generally informed to spoofing device. In most cases, the tracking error is increased but a complete deception does not happen because of the inherent anti-spoofing characteristics of the GPS signal.
이형근,지규인,Lee, Hyung Keun,Jee, Gyu-In,Rizos, Chris 한국항행학회 2004 韓國航行學會論文誌 Vol.8 No.1
차분 위성 항법에 있어서 빈번한 동적 변화를 수반하는 항체에 대하여 편향되지 않은 위치 추정치를 생성하기 위해서는 위상 평활화 코드 필터가 널리 사용되고 있다. 위치추정, 오차해석, 고장진단, 그리고 미지정수 결정 등 보정위성항법시스템의 다양한 응용분야에 있어서 정확한 오차공분산 정보는 중요한 역할을 담당한다. 반면, 기존의 위상 평활화 코드 필터 알고리즘들은 대부분 누적위상 측정오차에 의한 시전달 오차를 무시하므로 실재에 비하여 낙관적인 오차공분산 정보를 생성할 위험성을 내포하고 있다. 위상 평활화 코드 기법의 활용에 있어서 일관성 있고 적절한 오차공분산 정보를 생성하기 위하여 본 논문에서는 Stepwise Optimal Position Projection Filter와 Stepwise Unbiased Position Projection Filter 알고리즘을 제안하였다. 제안된 필터는 기존의 필터에 비하여 누적위상의 특성에 기인하는 시전달 오차의 특성을 정확하고 상세하게 고려하여 주며 잦은 가시위성의 변화도 함께 고려할 수 있는 장점을 가진다. 몬테카를로 시뮬레이션에 의하여 수신기 Kalman 필터, 기존의 위상 평활화 코드 필터, 그리고 제안된 두 필터들의 성능을 비교 분석 하였다. Consistent and realistic error covariance information is important for position estimation, error analysis, fault detection, and integer ambiguity resolution for differential GNSS. In designing a position domain carrier-smoothed-code filter where incremental carrier phases are used for time-propagation, formulation of consistent error covariance information is not easy due to being bounded and temporal correlation of propagation noises. To provide consistent and correct error covariance information, this paper proposes two recursive filter algorithms based on carrier-smoothed-code techniques: (a) the stepwise optimal position projection filter and (b) the stepwise unbiased position projection filter. A Monte-Carlo simulation result shows that the proposed filter algorithms actually generate consistent error covariance information and the neglection of carrier phase noise induces optimistic error covariance information. It is also shown that the stepwise unbiased position projection filter is attractive since its performance is good and its computational burden is moderate.
GPS를 이용한 저궤도 위성 자세 결정의 미지정수 결정 성공확률 향상
이은성(Eunsung Lee),천세범(Sebum Chun),이영재(Young Jea Lee),강태삼(Teasam Kang),지규인(Gyu-In Jee),전향식(Hyang-Sig Jun),주정민(Jung-Min Joo) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.6
GPS 반송파 측정값을 이용하게 되면 수 ㎝ 이하의 정밀도로 위치 결정을 수행 할 수 있으며, 두 개 이상의 안테나를 움직이는 물체에 장착할 경우 정밀한 자세 결정을 수행할 수 있다. GPS 반송파 측정값을 사용하는 경우 항상 미지정수 결정의 어려움이 발생하게 되며, 미지정수 결정 과정에서 올바른 결정을 할 수 있는 척도로 성공확률을 확인할 필요가 있다. 본 논문에서 저궤도 위성의 자세 결정을 위하여 이중차분된 측정값을 사용하게 되며, 이때 만들어진 측정행렬과 측정값의 공분산을 이용하여 성공확률을 계산하게 된다. 성공확률을 향상시키기 위하여 저궤도 위성의 위치벡터와 자세벡터가 수직이라는 제한조건을 사용하여 측정값을 증가시키는 방법을 제안하였다. 적용된 저궤도 위성의 궤도는 우리별 3호의 궤도 정보를 이용하여 만들었으며 시뮬레이션을 통하여 그 결과를 확인 하였다. To determine precise position GPS carrier phase measurements are used. In addition, the multi-antenna system consisting of 2 or more GPS antennas can make attitude determination effectively. When GPS carrier phase measurements are used the integer ambiguity must be fixed. The success rate is used to validate the integer ambiguity. For LEO satellite attitude determination the double difference carrier phase measurements are used, the success rate is calculated using the covariance matrix and the measurement matrix. The constraint that LEO satellite position vector and attitude vector is orthogonal is suggested for improving the success rate. The LEO satellite orbit model is KITSAT3. The results of the simulation are shown and analyzed.
기저선 제한조건을 이용한 GPS 반송파 바이어스 오차의 검출확률 향상
이은성(Eunsung Lee),천세범(Sebum Chun),이영재(Young-Jea Lee),강태삼(Teasam Kang),지규인(Gyu-In Jee) 한국항공우주학회 2004 韓國航空宇宙學會誌 Vol.32 No.9
본 논문에서는 기저선 제한조건을 이용하여 GPS 반송파 측정값에 바이어스 존재 여부를 보다 정확하게 판단하는 방법을 확인하고 시뮬레이션을 통하여 이를 분석하였다. 기저선 제한조건은 추가적인 측정값으로 사용되며, 기존의 GPS 반송파 측정 방정식을 확장하는 형태로 사용된다. GPS 반송파 측정값만을 사용하는 경우와 기저선 제한조건을 함께 사용하는 경우에 대하여, 각각 검출확률(Detection Probability)를 계산하고 기저선 제한조건을 사용하는 경우 검출확률이 향상되는 것을 보이게 된다. 기저선 제한조건을 사용하는 것에 대한 장점을 통계적으로 증명하고 시뮬레이션을 통하여 수치적인 결과를 확인한다. A method is suggested for validating the existence of bias error on GPS carrier measurement. The baseline constraint is used as an addition measurement, which augments the original measurement equation. The detection probability is calculated on both cases. The first case is using GPS carrier measurement only, the second case is using GPS carrier and a baseline constraint. The improvement of the detection probability is shown, and the advantage of using baseline constraint is described statistically, the results of the simulation is shown and analyzed.