국토해양부 NDGPS 정확도 향상을 위한 의사거리 보정치의 이상점 및 노이즈 제거기법 개발

김군택(Kim Koon Tack),김혜인(Kim Hye In),박관동(Park Kwan Dong) 대한공간정보학회 2011 대한공간정보학회지 Vol.19 No.2

DGPS(Differential Global Positioning System) 측위에 보정정보로 사용되는 의사거리 보정치(PRC, Pseudo Range Correction)에는 불규칙적으로 이상점, 노이즈, 이상현상이 발생한다. 이러한 의사거리 보정치를 보정정보로 사용한 DGPS 측위의 경우 측위 오차는 증가하게 된다. 따라서 이 연구에서는 발생되는 의사거리 보정치의 이상점, 노이즈, 이상현상을 다항식 곡선 접합을 적용한 모델링을 통해 검출 및 보정하는 기법을 제안하였다. 또한 의사거리 보정치 모델의 검증을 위해 보정 전·후의 의사거리 보정치를 DGPS 측위에 사용하여 측위오차를 분석하였다. 분석 결과, 이상점, 노이즈, 이상현상이 발생하는 의사거리 보정치를 사용한 측위의 RMS 오차는 수평방향으로 3.84m로 나타났고, 보정된 의사거리 보정치를 사용한 측위에서는 RMS 오차가 수평방향으로 1.49m로 나타나서 측위 정확도가 향상되는 것을 확인하였다. The Pseudorange Corrections (PRC), which are used in DGPS as calibration messages, can contain outliers, noise, and anomalies, and these abnormal events are unpredictable. When those irregular PRC are used, the positioning elTor gets higher. In this paper, we propose a strategy of detecting and correcting outliers, noise, and anomalies by modeling the changing pattern of PRC through polynomial curve fitting techniques. To validate our strategy, we compared positioning errors obtained without PRC calibation with those with PRC calibration. As a result, we found that our algorithm performs very well; the horizontal RMS error was 3.84 m before the correction and 1.49 m after the correction.

DGPS 정확도 향상을 위한 PRC 이상점 제거기법 개발

김군택(Kim, Koon Tack),박관동(Park, Kwan Dong),김혜인 한국측량학회 2011 한국측량학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.4

이 연구에서는 RTCM 메시지에 포함되어 있는 PRC의 특성을 분석하였다. 또한 불규칙적으로 발생되는 PRC의 이상점을 다항식 곡선 접합을 적용하여 검출 및 보정하는 기법을 제안하였다. 또한 보정된 PRC의 검증을 위해 PRC의 이상점이 존재하는 에폭에서 보정 전·후의 PRC를 DGPS 측위에 사용하여 측위오차를 분석하였다. 분석 결과, 다항식 곡선 접합을 적용하여 이상점을 보정한 PRC를 사용한 측위에서 이상점이 존재하는 PRC를 사용한 측위보다 오차가 감소하는 것을 확인하였다.

지상파 DMB 기반 DGPS 서비스 측위 정확도 평가

김혜인(Hye-In Kim),김지혜(Jihye Kim),김군택(Koon-Tack Kim),박관동(Kwan-Dong Park),김두식(Dusik Kim) 한국항해항만학회 2012 한국항해항만학회지 Vol.36 No.6

국토해양부에서는 NDGPS 서비스의 광역화와 상용화를 위하여 2012년 현재 지상파 DMB 기반 DGPS 서비스를 구축하여 전국적으로 실험방송을 하고 있다. 이 연구에서는 저가의 GPS 수신 장비를 사용하여 지상파 DMB 기반 DGPS 서비스를 이용한 동적환경에서의 이동측위를 수행하고 정확도를 평가하였다. GPS 단독측위, NTRIP 기반의 단일기준국 NDGPS 측위, 그리고 지상파 DMB 기반의 가상기준국 DGPS 측위를 동시에 수행하였으며 고정밀 측위 결과와의 비교를 통해 수평오차를 산출하였다. 그 결과 GPS 단독, NTRIP-DGPS, DMB-DGPS 측위의 수평오차가 DMB 송출간격이 3초일 때 2.3m, 1.0m, 0.7m, 1초일 때 2.0m, 1.2m, 0.8m로 나타났다. 이를 통해 해당 서비스를 이용할 경우에 단일기준국 기반의 NDGPS 서비스를 이용하는 경우보다 수평 정확도가 향상되는 것을 확인하였다. As of 2012, for service-area-widening and commercialization of DGPS service, the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs has completed a DGPS service via Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting and doing experimental broadcasting. In this study, kinematic positioning tests were conducted based on DGPS service via T-DMB using low-cost GPS equipments in a dynamic environment. Standalone GPS, single-reference NDGPS via NTRIP, and virtual-reference DGPS via T-DMB surveys were conducted at the same time. And horizontal positioning errors were computed by comparing them with the result of high-precision positioning. As a result, when the DMB transmission interval was 3 seconds, horizontal positioning errors of standalone GPS, NTRIP-DGPS, and DMB-DGPS were 2.3m, 1.0m, and 0.7m, respectively. When the interval was 1 second, horizontal positioning errors were 2.0m, 1.2m, and 0.8m, respectively. Thus horizontal positioning accuracies improved with the DMB-DGPS compared to the traditional single-reference NDGPS.

GPS 의사거리-반송파 위상 측정치의 고장검출을 위한 임계값 결정 연구

손은성,김군택,임성혁,이은성,허문범,남기욱,Son, Eunseong,Kim, Koon-Tack,Im, Sung-Hyuck,Lee, Eun-Sung,Heo, Moon Beom,Nam, Gi-Wook 한국항공운항학회 2016 한국항공운항학회지 Vol.24 No.1

In this study, The code-carrier divergence test was applied to GPS measurements, and the results were compared and analyzed. The GPS data used for the threshold determination were obtained from Global Navigation Satellite System permanent stations built by the Korea Aerospace Research Institute. At each permanent station, identical dual-frequency receiver and choke ring antenna with radome are installed. The analysis method, root mean square values were compared and analyzed for each permanent station and satellite. As a result, the root mean square value generally decreased as the satellite elevation angle increased although the trend was gentle. Threshold were finally selected based on the average and standard deviation of root mean square for each permanent station. For improving of availability and continuity in real-time operation when the threshold is over the limits, Code-Carrier divergence test values are initialized.

차분 기법을 적용한 GPS 반송파 위상 측정치 고장 검사

손은성 ( Eunseong Son ),임성혁 ( Sung-hyuck Im ),김군택 ( Koon-tack Kim ) 한국항행학회 2017 韓國航行學會論文誌 Vol.21 No.6

이 연구에서는 GNSS (global navigation satellite system) 인프라 기반 측위 보정정보 생성을 위한 전처리 단계인 GPS (global positioning system) 반송파 위상 측정치의 고장 검사를 수행하였다. 기존 CARST (carrier acceleration ramp step test) 방법은 수신기 시계 오차를 제거하기 위해 평균값을 이용함으로써 검사 대상에 영향을 준다. 따라서 이 연구에서는 차분 기법을 적용하여 기존 CARST 결과와 비교하였다. 실 데이터에 인위적인 고장을 인가하여 고장 시뮬레이션을 수행한 결과 차분 기법을 적용할 경우 각각의 위성에 대해 독립적인 고장 검출이 가능한 것으로 판단되었으며 단일차분과 이중차분은 유사한 결과를 나타내었다. 실 데이터를 이용하여 기존의 방법과 비교한 결과 위성 간 차분, 수신국간 차분 결과의 장단점을 확인할 수 있었다. 그러나 결과 값에 대한 위성 및 수신기 시계 오차의 영향은 추가적인 분석이 필요할 것으로 판단된다. This study performed fault test on global positoining system (GPS) carrier phase measurements, which is a preprocessing step to generate the positioning correction information based on the global navigation satellite system (GNSS) infrastructure. The existing carrier acceleration ramp step test (CARST) method affects the test result by using the mean value to eliminate the receiver clock error. In this regard, this study applied differencing and compared its results with those of the existing CARST. The fault simulation that applied artificial faults to the actual data found that the fault could be detected independently on each satellite when difference method was applied, and the single difference CARST and the double difference CARST produced similar results. The comparison with the existing method using actual data demonstrated the strengths and weaknesses of satellite and station single difference. Nevertheless, it is our understanding that it would require an additional analysis to determine whether the results were affected by the satellite or receiver clock error.

EGNOS 사례를 활용한 KASS 비행시험 요구 사항 분석

손성진 ( Sung-jin Son ),홍교영 ( Gyo-young Hong ),홍운기 ( Woon Ki Hong ),김군택 ( Koon-tack Kim ) 한국항행학회 2017 韓國航行學會論文誌 Vol.21 No.6

SBAS는 위성기반 항법보정시스템으로 지상국에서의 GNSS신호 분석을 기반으로 정지궤도위성을 통해 GNSS신호의 보정정보와 무결성정보를 제공하는 시스템이다. 한국형 SBAS인 KASS는 2022년 APV-1급 SoL서비스를 목표로 하고 있다. SoL서비스를 제공하기 위해서는 충분한 각종 지상 및 비행시험이 사전에 수행되어야 한다. 그러나 국내에서는 아직 한국형 SBAS인 KASS가 증축되지 않은 관계로 구체적 세부 평가항목이 제시되어 있지 않다. KASS와 호환성이 가장 높을 것이라 예상되고 현재 개발 후 서비스되어 지고 있는 EGNOS는 평가항목이 이미 제시되어있다. 본 논문에서는 EGNOS 구축에 적용된 규정서를 분석하여 비행시험시 요구되는 지상 및 비행시험 평가항목들의 기준을 분석하였고 이는 향후, 국가가 수행하는 비행점검 과정에 참고 될 수 있을 것으로 기대된다. SBAS is a satellite based navigation correction system that provides correction information and integrity information of GNSS signal through geostationary satellite based on analysis of GNSS signal in ground station. KASS, a Korean SBAS, is aiming at the APV-1 class SoL service in 2022. Sufficient ground and flight tests must be performed in advance to provide SoL services. However, since KASS, the Korean SBAS, has not yet been added in Korea, specific detailed evaluation items are not presented. EGNOS, which is expected to be the most compatible with KASS and is being serviced after its development, has already been evaluated. In this paper, we analyze the regulations applied to EGNOS construction and analyze the criteria of ground and flight test evaluation items required for flight testing, which is expected to be referenced to the flight inspection process in the future.

비행시험용 SBAS 접근 절차 검증을 위한 요구사항 분석

홍재범 ( Jae-beom Hong ),홍교영 ( Gyo-young Hong ),강희원 ( Hee Won Kang ),김군택 ( Koon-tack Kim ) 한국항행학회 2017 韓國航行學會論文誌 Vol.21 No.6

2014년에 착수된 한국형 SBAS인 KASS 개발 사업은 2022년 APV-1급 SOL서비스를 목표로 개발이 수행 중에 있다. KASS 연구 개발에는 개발 요구조건 및 성능 요구조건을 분석하기 위해 비행시험이 이루어져야 한다. 그러나 국내에는 아직 평가항목이 제시되어 있지 않아 FAA 및 ICAO 규정서를 분석하여 KASS 개발을 위한 비행시험용 평가 항목이 구성되어야 하고, 국제적 기준에 부합하여 만들어져야 한다. 본 논문에서는 위성항행시스템을 적용한 비행시험용 SBAS 구간별 절차 검증을 분석한다. The KASS development project, a Korean SBAS launched in 2014, is under development for the APV-1 Class SOL service in 2022. Flight tests should be conducted to analyze development requirements and performance requirements for KASS R & D. However, since the evaluation items have not yet been presented in Korea, FAA and ICAO regulations should be analyzed so that evaluation items for flight testing for KASS development should be structured and comply with international standards. In this paper, we analyze the procedure verification of SBAS for flight test using satellite navigation system.