GPS 칩셋을 이용한 L1 C/A 코드 GPS 수신기 설계

김현수(Kim HyunSu),윈필롱(Nguyen Phi Long),이상훈(Lee SangHoon),박옥득(Park OkDeuk),윈황휴(Nguyen Hoang Hieu),김한실(Kim HanSil) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.10

This paper is to design a low cost GPS/DGPS receiver using GP2021 correlator. By modifying the existent GPS, the performance can be enhance than before. The H/W and S/W should be updated to have good result

GPS/INS센서 융합을 이용한 고 정밀 위치 추정에 관한 연구

이정환(Jeongwhan Lee),김한실(Hansil Kim) 대한전자공학회 2012 전자공학회논문지 Vol.49 No.11

위치를 추적하기 위해 사용되는 대표적인 방법은 위성항법시스템(GPS)과 관성 항법장치(INS)이다. 위성항법장치는 어떤 한지점에 대해 오차가 발생할 수 있으나 누적 오차가 없다는 장점이 있다. 위치 정보를 얻기 위해서 3개 이상의 위성으로부터 GPS정보를 수신하여야 하나 수신 강도가 약하거나 터널과 같은 수신 불능지역인 지역에서는 위성항법시스템의 정보를 획득할 수 없다는 단점이 있다. 관성항법장치의 경우 자이로스코프 및 가속도계의 정보를 이용하여 항체의 위치 및 자세 정보를 수Hz부터 수백 Hz의 높은 데이터 송수신율로 속도 및 방향을 측정한다. 관성항법장치는 짧은 시간 동안 매우 정밀한 항법 성능을 나타내지만 가속도 및 각속도에서 속도성분으로 적분하는 과정에서 오차가 누적되어 시간이 경과함에 따라 항법 오차가 증가하는 단점이 있다. 본 논문에서는 이 두 시스템의 단점을 상호 보완하여 위성항법장치와 관성항법장치의 위치 정보에 센서융합 알고리즘 적용 및 실험을 통하여 성능분석을 하였다. 위성항법시스템의 수신 불능지역에서는 측정된 데이터를 SVD를 이용하여 모델링한 후 위치 보정 알고리즘을 적용하여 위치 정보를 획득하는 실험 결과를 통해 확인한다. There are several ways such as GPS(Global Positioning System) and INS (Inertial Navigation System) to track the location of moving vehicle. The GPS has the advantages of having non-accumulative error even if it brings about errors. In order to obtain the position information, we need to receive at least 3 satellites information. But, the weak point is that GPS is not useful when the 혠 signal is weak or it is in the incommunicable region such as tunnel. In the case of INS, the information of the position and posture of mobile with several Hz~several hundreds Hz data speed is recorded for velocity, direction. INS shows a very precise navigational performance for a short period, but it has the disadvantage of increasing velocity components because of the accumulated error during integration over time. In this paper, sensor fusion algorithm is applied to both of INS and GPS for the position information to overcome the drawbacks. The proposed system gets an accurate position information from experiment using SVD in a non-accessible GPS terrain.

GPS를 이용한 선박 위치 및 자세 형상 제어 연구

박정원(Jungwon Park),김한실(Hansil Kim) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-SC (System and control) Vol.48 No.4

파도 및 바람 그리고 그 외의 다른 요인들에 의해 복합적으로 움직이는 모선 선박의 운동을 정확하게 알아야 배의 형상 및 자세를 제어할 수 있다. 예를 들어 레이더 추적 장비는 기후의 영향은 받지 않으나 물체에 반사된 신호로 위치 추적을 해야 하기 때문에 잡음도 (Noise Level)가 높아 정확도가 떨어진다. 이를 해결하기 위해 본 논문의 목적은 GPS의 절대 위치를 이용하여 배의 이전 상태 및 현재 상태를 정확히 알아서 다음 진행 상황을 예측하는데 있다. 그러나 GPS의 원천 오차와 배가 고 정적이지 않는 오차로 인하여 단순하게 GPS의 값을 읽어 배의 형상을 나타낼 수 없기 때문에 본 논문에서는 이러한 GPS좌표의 오차를 줄이고 정확한 지점을 추정하기 위한 알고리즘을 제시하여 선박의 형상과 위치를 알려준다. The ship movement implies current position, wave, wind, and its other factors. We need to know exactly the location and the shape of the ship and control its motion because of these effects. In order to control the small ship according to the movement of the large ship, the position and shape of the ship should be given first. In this paper we propose the method with which we know the current status of the ship without dynamic equations of the ship. There are several methods to track the system such as optical, radio frequency, radar, camera, and infrared light. We propose the movement of the ship using the GPS absolute axis. But, the genuine error by the GPS itself and the movement of the ship cause the result of the GPS of not being accurate. This paper reduces the error of the location and the shape of the ship and gives the exact values of the ship movements even if the GPS implies some error itself.

GPS지리좌표 정보를 이용한 선박 위치 및 형상제어 연구

이정환(Jeonghwan Lee),이시경(Sikyong Lee),김한실(Hansil Kim),이장명(Jangmyung Lee) 제어로봇시스템학회 2011 제어로봇시스템학회 합동학술대회 논문집 Vol.1 No.1

대형 선박의 움직임에 맞춰서 소형선박을 연동하여 움직이게 하려면 이 형상을 정확히 알아야하고 이런 복합적인 운동을 위해 본 논문에서는 역학적인 수식 없이 단순하게 좌표 변환하여 현재 선박의 상태가 어떠한지 알아 낼 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 선박과 같은 운동 물체를 추적하기 위한 방법에는 광학, RF, 레이더, 카메라, 적외선 등 다양한 방법이 있다. 광학 장비(레이저센서)는 정확도가 높지만 상대적인 위치 결정을 할 수 밖에 없으며 또한 가시성이 확보되어야 하는 단점이 있다. 레디더 추적 장비는 기후의 영향은 받지 않으나 물체에 반사된 신호로 위치추적을 해야 하기 때문에 잡음도(Noise Level)가 높아 정확도가 떨어진다. 이를 해결하기 위해 본 논문의 목적은 GPS의 절대 위치를 이용하여 배의 이전 상태 및 현재 상태를 정확히 알아서 다음 진행 상황을 예측하는데 있다. 그러나 GPS의 원천 오차와 배가 고정적이지 않는 오차로 인하여 단순하게 GPS의 값을 읽어 배의 형상을 나타낼 수 없기 때문에 본 논문에서는 이러한 GPS좌표의 오차를 줄이고 정확한 지점을 추정하기 위한 알고리즘을 제시하여 선박이 형상과 위치를 알려준다.

Hardware and Software Implementation of a GPS Receiver Test Bed Running from PC

윈필롱(Nguyen Phi Long),윈황휴(Nguyen Hoang Hieu),이상훈(Lee SangHoon),박옥득(Park OkDeuk),김현수(Kim HyunSu),김한실(Kim HanSil) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.10

When developing a new GPS receiver module, the essential problems are evaluation of reliable algorithms, software debugging, and performance comparison between algorithms to find optimal solution. Most GPS receiver modules nowadays use a correlator to track signals from satellites and an MCU (Micro Controller Unit) to control operations of the entire module. The problem of software evaluation from MCU is very difficult, due to limitation of MCU resources and low ability of interfacing with user. Normally, user has to expense special tool kit for a limiting access to MCU but it is also hard 10 use. This article introduces an implementation of a GPS receiver lest bed using correlator GP2021 interfacing with ISA (Industry Standard Architecture) PC bus. This way can give user complete control and visibility into the operation of the receiver, then user can easily debug program and test algorithms. For this article, the least square method is implemented to lest the hardware and software performance.

이산형 시스템에서의 최소차수의 관측자를 이용한 최적 레귤레이터의 개발

김한실 울산대학교 1998 공학연구논문집 Vol.29 No.2

지금까지 단지 제한된 출력 즉 측정된 출력 값만을 사용하여 원하는 목표치에 도달하도록 하는 제어 문제를 푸는 데 많은 연구가 진행되어 왔다. 차수가 줄여진 필터 알고리즘은 백색 잡음에 의하여 영향을 받은 선형 시스템의 상태를 추정하기 위하여 개발되었다. 추정자는 상태의 무편향성을 가정하고 또 추정자의 편차는 관측자 및 추정상태와 공통되는 상태의 모든 관측의 subspace에 수직이 된다. 특히 reduced-order에서의 필터 성능은 full-order에서의 필터 성능에 대해 suboptimal 이지만 상응한 Riccati equation을 푸는데 계산시간을 줄이고 memory를 덜 소요하는 이점이 있다. 본 논문에서는 Kronecker Algebra와 선택행렬을 이용하여 Non Linear Two Point Boundary Value Problem을 Linear Two Point Boundary Value Problem 으로 변환시켜 부수적으로 수반되는 algebraic Riccati equation을 유도함으로써 문제를 쉽게 해결할 수 있다. Researchers are often in solving control problems which are constrained to use only the available outputs. Unfortunately the desing of such controllers ofthen leads to a difficult Non Linear Two Point Boundary Value Problem. A reduced-order filter algorithm is developed for estimation of the complementary states of a linear system driven by white noise. The estimator gives an unbiased estimate of those states that are common to the observations and the estimated states. The filter performance is suboptimal relative to the full-order optimal linear filter, but benefits are reaped from computational savings in the filtering and assocated Riccati equation. In this paper we are able to avoid such a design difficulty by solving the algebraic Riccati equation which is produced by converting a Non Linear Two Point Boundary Value Problem to Linear Two Point Boundary Value Problem with selecting matrix and Kronecker algebra. This paper extends the continuous version of feedforward gain control considered in [2] to a discrete setting.

Comparative Studies of Control Design Method

Kim,Hansil 울산대학교 2000 공학연구논문집 Vol.31 No.1

이 논문은 최근에 발표된 계수도법의 강인성에 관한 것이다, 여러 설계 기법을 비교연구하여 적절한 제어기를 선택하는데 Guide Line을 줄 수 있는데 의의가 있다. 이것은 두 부분으로 나누어진다. 즉 첫 번째는 ITAE, LQR, Pole-placement와 같은 고전적인 설계기법을 비교했고, 두 번째는 계수도법과 H?제어기에 대해 비교했다. 이 비교는 파라메터 공간 및 주파수 영역에서 수행되었다. 여기서 연구된 계수도법이 가장 좋은 특징을 나타내었으며 앞으로 제어기 설계에 중요한 자료가 제시한다. This paper presents the robustness of the Coefficient diagram Method(CDM) which has been developed recently[1]. We are supposed to approach the goal through comparative studies of several design methods. These consist of two parts : the first part is of competitive comparisons of classical controller design methods such as ITAE, LQR, and dominant second order pole placement, the second part is to compare the CDM with an H design. These comparisons are carried out in the parameter space, root space and frequency domain and parametric uncertainties in both plant and controller are considered. We show that the CDM has some significant characteristics in robustness viewpoints. The results can be referred as a background when we want to choose to design a control method.