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실시간 다중 기준국 GNSS/GPS 반송파 미지정수 결정 기술 연구
박재익,이은성,허문범,Park, Jae-Ik,Lee, Eun-Seong,Heo, Mun-Beom 한국천문학회 2012 天文學會報 Vol.37 No.2
1990년대 제안된 RTK(Real-Time Kinematics)는 GNSS/GPS 반송파 위상(carrier phase) 관측값을 이용한 방식으로 cm 수준의 정확도를 실시간으로 산출할 수 있어 측지 측량 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그러나 한 가지 중요한 단점은 이 방식을 사용하는 기준국과 사용자는 10~20km 이내에 존재해야만 빠르고 신뢰할 수 있는 해를 산출할 수 있다는 점이다. 이는 궤도오차, 대류층 및 전리층 오차에 공간 상관성(spatially correlated) 있기 때문인데, 사용자 주변을 둘러싼 다중 기준국들의 측정치를 조합하여 보상하거나 모델링하여 줄이는 방식인 다중 기준국 네트워크 기반의 RTK 알고리즘이 제안되어 사용되고 있다. 다중 기준국 네트워크 기반의 RTK 프로세스에서 기준국간 미지정수 결정은 전 과정의 핵심 프로세스라고 할 수 있으며, 관련되어 많은 기술들이 제안되고 연구되어 왔다. 특히, 1980년대 말부터 현재까지 후처리 기반으로 꾸준하게 연구되고 있는 Blewitt에 의해 전리층 제거 조합과 Wide-lane 반송파 위상 조합을 활용한 미지정수 검색 방법이 대표적이며 이후에도 Gao, Colombo등 다양한 연구자에 의해 활용되었다. 이 연구에서는 실시간으로 다중 기준국 반송파 미지정수를 결정하는 기술에 대한 연구를 수행하였다. L1, L2 관측값 조합으로 인한 관측값의 잡음 수준이 증가하는 영향을 피하기 위해 L1, L2 반송파 위상 및 의사거리를 그대로 관측값으로 사용하여 사용자 위치 및 속도, 기준국간 이중 차분된 전리층 지연 수직성분, 대류층 wet 지연 수직 성분, 이중 차분된 미지정수를 미지의 상태변수로 확장 칼만필터를 통해 직접적으로 추정하는 방식으로 미지정수의 실수해를 결정하였고, 정수해는 실시간에 적합한 MLAMBDA 기법과 비율테스트를 통한 정수해 검정기법을 통해 결정하였다.
SBAS 성능기반 항행을 위한 항공용 GNSS 기술표준 분석 연구
박재익 ( Jae-ik Park ),이은성 ( Eunsung Lee ),허문범 ( Moon-beom Heo ),남기욱 ( Gi-wook Nam ) 한국항행학회 2016 韓國航行學會論文誌 Vol.20 No.4
ICAO (International Civil Aviation Organization)는 GNSS (global navigation satellite system)를 이용하는 PBN (performance based navigation) 도입을 권고하였다. 우리나라도 PBN 로드맵을 수립하여 항공분야에서 GNSS를 이용할 수 있는 환경을 갖추려 시도하고 있으며, 2014년 10월 한국형 SBAS (satellite-based augmentation system) 개발을 위해 KASS (Korea augmentation satellite system) 사업을 본격적으로 착수하였다. 항공기가 GNSS를 이용하기 위해서는 수신기와 같은 항법장비를 탑재해야 한다. GNSS 항법장비는 항로, 이륙·도착, 접근 등 비행 단계에서 사용되기 때문에 장비의 규격은 다양하고 각각 별도로 그 기능과 성능을 규정하고 있다. 이 논문에서는 현재까지 제정된 항공용 GNSS 장비 표준안과 규정된 항법장비 및 인터페이스 규격에 대해 분석하여 정리하였다. KASS 개발·구축 시 비행시험 및 비행절차 개발 등 항공용 GNSS 탑재장비 등이 요구되는 곳에 활용성이 있을 것으로 기대한다. International Civil Aviation Organization (ICAO) has recommended the adoption of performance-based navigation (PBN), which utilizes global navigation satellite system (GNSS). As a part of efforts to adopt PBN in South Korea, preparations have been made to implement GNSS. In Oct. 2014, Korea augmentation satellite system (KASS) was officially launched for development. A set of navigation devices need to be on-board for an airplane to utilize GNSS. GNSS navigation devices are used for different phases of flights through en-route, terminal, departure, approach and a wide variety of specification standards have been proposed for GNSS navigation. In this paper, we investigate the many proposed standards for GNSS navigation devices and their interfaces. This paper can be useful for designing procedures and flight test used in KASS implementation.
박재익(Park, Jae-Ik),이은성(Lee, Eunsung),허문범(Heo, Moon-Beom),남기욱(Nam, Giwook) 한국항공우주연구원 2016 항공우주산업기술동향 Vol.14 No.1
SBAS는 GNSS가 제공하는 신호 오차에 대한 보정 정보와 무결성 정보를 정지궤도 위성을 통해 제공하는 시스템으로 항공기가 사용할 수 있도록 ICAO에서 국제표준으로 정한 시스템이다. 미국, 유럽, 일본, 인도 등 우주개발 선진국들은 이미 SBAS를 구축하여 운영 중에 있고, 러시아와 중국 등은 구축을 진행 중에 있다. 한국 정부도 2022년 APV-1 SoL 서비스 제공을 목표로 SBAS 개발에 착수하였다. 이러한 상황에서 우주개발 선진국들이 오랜 시간에 걸쳐 구축한 SBAS 최신 기술 동향 파악을 통해 시사점을 도출하여 이를 적극 반영한다면 한국형 SBAS 개발에 보다 만전을 기할 수 있을 것이다. 따라서 본고에서는 국내·외 SBAS 최신 기술 동향에 대해 살펴보고자 한다. SBAS provides corrective and integrity information for errors found in the signals provided by GNSS by means of GEO satellites and it has been designated as international standards for aviation purpose by ICAO. USA, Japan, India, and EU, which have already deployed SBAS in service; Russia and China are in the process of developing one. South Korea’s government has also started to develop its own SBAS with the goal of providing APV-I SoL service as early as from year 2022. By surveying the latest trending technologies around SBAS, which pioneers of aviation technology have embraced, we hope to identify a general theme that they are heading towards. This paper is a survey of latest SBAS-related technology trend in South Korea and in the world.
박재익(Park, Jae-ik),이동헌(Lee, Donghun),김대관(Kim, Dae-Kwan),이상률(Lee, Sang-Ryool) 한국항공우주연구원 2020 항공우주산업기술동향 Vol.18 No.2
큐브샛은 주로 저궤도 임무에 국한되어 활용되고 있다. 이는 비교적 저렴한 비용으로 우주로 접근 할 수 있기 때문에 기술 시연 및 제한된 기능의 우주 과학 활동에 사용된다. 큐브샛을 이용하여 태양계를 탐사하기 위해 심 우주로 들어가는 것을 방해하는 요인은 하위 시스템의 크기제한, 가용한 전력, 통신 및 과학 탑재체를 위해 충분히 큰 무선통신 개구면을 사용할 수 없다는 것이다. 그러나 안테나 기술의 발전으로 고성능 통신이 가능해져 지구 궤도에서의 과학임무 및 큐브샛을 이용한 심 우주 탐사 임무가 가능해 졌다. 본고에서는 심 우주 탐사를 가능하게 해주는 최신 큐브샛 안테나 기술 동향을 조사하고 분석하였다. CubeSats have been constrained to low Earth orbit (LEO) applications. It provide low-cost access to space and have historically been used for flight technology demonstrations and limited-function space science activities. One of the factors preventing CubeSats from venturing into deep space to explore our solar system is the size constraint of each subsystem, available power, and nonavailability of sufficiently large radio frequency (RF) aperture for communication and science payloads. Novel antenna technologies have enabled high performance telecommunications, science in Earth orbit, and the first CubeSat mission to deep space. In this paper, we investigated and analyzed the development trend of state-of-art CubeSat antenna technology that enabled Earth science and deep space exploration missions.