유인항공기 비행시험을 통한 스마트무인기 위성관성항법장치의 검증

장성호,유장식,곽민규,홍진석 한국항공우주학회 2011 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2011 No.11

본 논문은 스마트무인기 위성관성항법장치(DGNS)의 신뢰성 검증을 위해 상용제품의 위성관성항법장치들(Athena511, Nav420)과의 비행시험 결과를 비교하여 기술한다. DGNS의 성능 및 신뢰성 검증은 유인항공기를 이용한 비행시험으로 수행되었다. DGNS와 비교 대상 위성관성항법장치는 GPS 위치와 관성센서 정보 등의 성능 확인을 통해 비교 검토되었다. 비행시나리오에 따른 유인항공기 비행시험을 통해 DGNS는 동급 상용제품에 대해 유사한 성능과 신뢰성을 갖는 것으로 확인되었다. DGNS는 현재 스마트 무인기에 탑재되어 비행시험 중이다. This paper presents a comparative study of three inertia navigation units and focuses on the verification of reliability about GPS/INS for the SmartUAV(DGNS). Those GPS/INS have been tested using a manned aircraft. The comparative aspect of units include details about the GPS positions and the inertia sensor performance. With the flight scenario, the DGNS guarantees the reliability of the navigation operation and performs the flight test for the development of the SmartUAV.

새롭게 개발된 항재밍 위성항법장치 점검 시스템 설계 및 검증

권병기(Byung-Gi Kwon),이종홍(Jong-Hong Lee),허용관(Yong-Kwan Heo),이철(Chul Lee) 한국콘텐츠학회 2015 한국콘텐츠학회논문지 Vol.15 No.12

현재까지 개발된 항재밍 위성항법장치는 주로 대형 무반향 챔버 및 필드시험을 통하여 검증하였다. 대형 무반향 챔버를 이용할 경우 노이즈 등 외부환경에 독립적으로 장비를 검증할 수 있는 장점이 있지만 높은 비용과 챔버 시설 가용 문제 등의 단점이 있다. 그리고 필드시험의 경우 실제 재밍환경과 유사하게 시험할 수 있는 장점이 있지만 군용장비의 경우 보안 문제 및 항상 동일한 조건으로 시험을 할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서는 기존 점검 시스템의 단점을 극복할 수 있는 새로운 항재밍 위성항법장치 점검 시스템을 제안하였다. 제안하는 점검시스템은 크게 소형 챔버, 재밍 분배기, 재밍신호 발생기, 위성 모의기로 구성된다. 소형 챔버에는 다수 재밍을 모의하기 위해 다수의 안테나를 내부에 설치하였고, 다수의 재밍 신호를 제어하기 위한 재밍 분배기를 새롭게 설계하였다. 점검 시스템의 자체 성능 시험과 항재밍 위성항법장치와의 연동 시험을 통해 제안한 점검 시스템의 신뢰성을 확인하였다. These anti-jamming GPS systems are verified using large anechoic chamber or field-test until now. When using a large anechoic chamber, Independent verification from external enviroments like noise is an advantage but high cost and availability of chamber are disadvantages. And in case of field test, verification under real propagation enviroment is an advantage but security problem of military equipments and problem of making same test condition are disadvantages. This paper presents an newly developed anti-jamming GPS test system. This test system mainly consists of small anechoic chamber, jamming divider, jamming signal generator and satellite simulator. The small anechoic chamber is installed many jamming antennas to transmit multi jamming signals and the jamming divider is newly developed to control multi jamming signals. According to self performance test and combined test with Anti-jamming GPS receiver, we verified our systems reliability.

스마트무인기 위성관성항법장치의 비행시험 및 차량시험을 통한 검증

장성호(Sungho Chang),유장식(Jangsik Yoo),곽민규(Mingyu Gwak),홍진석(Jinseok Hong) 한국항공우주연구원 2011 항공우주기술 Vol.10 No.2

본 논문은 스마트무인기 위성관성항법장치(DGNS)의 신뢰성 검증을 위해 다른 위성관성 항법장치(Athena511, Nav420)와의 비행시험 결과를 비교하여 기술한다. DGNS의 성능 및 신뢰성 검증은 유인항공기를 이용한 비행시험과 차량에 탑재한 주행시험으로 수행되었다. DGNS와 비교 대상 위성관성항법장치는 GPS 위치와 관성센서 정보 등의 성능 확인을 통해 비교 검토되었다. 비행시나리오에 따른 유인항공기 비행시험을 통해 DGNS는 동급 상용제품에 대해 유사하거나 다소 우수한 성능과 신뢰성을 갖는 것으로 확인되었다. DGNS는 현재 스마트무인기에 탑재되어 비행시험 중이다. This is a comparative study of three inertia navigation units and focuses on the verification of reliability about GPS/INS for the SmartUAV(DGNS). Those GPS/INS have been tested using a manned aircraft and an automobile. The comparative aspect of units include details about the GPS positions and the inertia sensor performance. With the flight scenario, the DGNS guarantees the reliability of the navigation operation and performs the flight test for the development of the SmartUAV.

전술 유도탄용 통합항법장치 개발

민홍주,배정태,임종남,권태윤,남창우,이재철 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11

전술 유도탄용 통합항법장치를 개발하였다. 통합항법장치는 HG-1700 IMU, GNSS 수신기/안테나, 항법 소프트웨어 및 항법 컴퓨터 등으로 구성된다. 항법소프트웨어는 통합항법 알고리즘과 전달정렬 알고리즘으로 구성되며, 통합항법은 강결합방식으로 전달정렬은 속도 및 자세정합방식으로 설계하였다. 비행시험을 통하여 개발한 전술 유도탄용 항법장치의 성능을 검증하였다. An INS/GPS integrated navigation system was developed for tactical rocket system. The integrated navigation system consists of HG-1700 IMU, GNSS receiver/antenna, navigation software and navigation computer. The navigation software includes INS/GPS algorithm based on tightly coupled integration and transfer alignment algorithm based on velocity and attitude matching method. The performance of the navigation system is proven by the flight test.

비행기록자료를 이용한 복합항법 알고리즘 구성

김재형(Jae-Hyung Kim),유준(Joon Lyou) 한국항공우주학회 2008 韓國航空宇宙學會誌 Vol.36 No.5

비행기록장치는 사고원인 분석이나 사고방지를 위한 용도로 사용되고 있는데 비행 기록장치의 해석에서 가장 중요한 변수는 항공기의 위치 추정방법으로, 일반적인 항법과는 달리 항공항법에서는 정밀한 위치 추정이 쉬운 일은 아니다. 이에 본 논문에서는 정확한 항공기의 위치 추정을 위해 센서들의 특성과 비행기록장치 제한사항을 분석하였고 이를 바탕으로 비행기록장치 기반의 최상의 추정조건을 추출하여 복합항법알고리즘을 구성하고 시뮬레이션을 수행하여 기준 위치에 근사화된 위치를 추정해 낼 수 있음을 증명하였다. Flight recoder is used to analyze the accident factors and prevent the accident. In the analysis of the flight recorder, the most important factor is how to estimate the precise location of the flight. Traditional aviation navigation is based on stable sensors such as DME and VOR. In order to enhance the precision of the location estimation, the integrated navigation algorithm is designed to incorporate DME, Air data sensors and INS(Inertial Navigation System). The results demonstrate that the proposed algorithm can achieve better accuracy, comparing with the traditional navigation schemes, in flight location estimation.

RF 신호 수집/방송 장치를 활용한 의사위성 기반 광역보정시스템의 후처리 성능 검증

한덕화(Deok-Hwa Han),윤호(Ho Yun),김종원(Chong-Won Kim),김오종(O-Jong Kim),기창돈(Chang-Don Kee) 한국항해항만학회 2014 한국항해항만학회지 Vol.38 No.4

광역보정시스템은 GPS와 같은 위성항법을 이용하는 사용자의 정확성, 무결성을 개선시키기 위하여 고안된 시스템이다. 본 논문에서 는 개발된 의사위성 기반의 광역보정시스템의 전체 구조에 대하여 설명하고, 후처리 기반으로 상용 수신기에 대하여 성능 테스트를 수행하는 실험 방법 및 결과에 대하여 설명한다. 보정정보 생성을 위하여 총 5개의 NDGPS 기준국에서 수집되는 데이터가 활용되었으며 이를 광역기준국, 중앙처리국 소프트웨어에서 처리하였다. 생성된 보정정보는 SP3, IONEX 데이터와 비교하여 정확도를 테스트하였다. 상용 수신기 실험에서는 사용자의 RF 신호를 수집, 보정정보를 생성하였으며, 이후에 RF신호와 보정정보가 실린 의사위성 신호를 동시에 방송하여 테스트를 수행하였다. 테스트는 3대의 상용수신기를 활용하여 수행되었으며 MSAS, GPS 단독 측위 수신기와 비교하여 성능을 검증하였다. 각 수신기의 위치해 출력 결과로부터 위치오차를 비교하였으며 보정정보를 적용함으로써 향상된 위치해가 출력됨을 확인하였다. Wide Area Differential GNSS(WA-DGNSS) was developed in order to improve the accuracy and integrity performance of GNSS. In this paper, overall structure of Pseudolite-Based Augmentation System(PBAS) and experimental methods which enables the post-processing test with commercial receiver will be described. For generating augmenting message, GPS measurement collected from five NDGPS reference stations were processed by reference station S/W and master station S/W. The accuracy of augmenting message was tested by comparing SP3, IONEX data. In the test, RF signal of user was collected and correction data were generated. After that, RF signal was broadcasted with pseudolite signal. Test was conducted using three commercial receiver and the performance was compared with MSAS and standalone user. From the position output of each receiver, it was shown that improved position was obtained by applying augmenting message.

RF 신호 수집/방송 장치를 활용한 의사위성 기반 광역보정시스템의 후처리 성능 검증

한덕화,윤호,김종원,김오종,기창돈 한국항해항만학회 2014 한국항해항만학회지 Vol.38 No.4

광역보정시스템은 GPS와 같은 위성항법을 이용하는 사용자의 정확성, 무결성을 개선시키기 위하여 고안된 시스템이다. 본 논문에서 는 개발된 의사위성 기반의 광역보정시스템의 전체 구조에 대하여 설명하고, 후처리 기반으로 상용 수신기에 대하여 성능 테스트를 수행하는 실험 방법 및 결과에 대하여 설명한다. 보정정보 생성을 위하여 총 5개의 NDGPS 기준국에서 수집되는 데이터가 활용되었으며 이를 광역기준 국, 중앙처리국 소프트웨어에서 처리하였다. 생성된 보정정보는 SP3, IONEX 데이터와 비교하여 정확도를 테스트하였다. 상용 수신기 실험에서 는 사용자의 RF 신호를 수집, 보정정보를 생성하였으며, 이후에 RF신호와 보정정보가 실린 의사위성 신호를 동시에 방송하여 테스트를 수행하 였다. 테스트는 3대의 상용수신기를 활용하여 수행되었으며 MSAS, GPS 단독 측위 수신기와 비교하여 성능을 검증하였다. 각 수신기의 위치 해 출력 결과로부터 위치오차를 비교하였으며 보정정보를 적용함으로써 향상된 위치해가 출력됨을 확인하였다. Wide Area Differential GNSS(WA-DGNSS) was developed in order to improve the accuracy and integrity performance of GNSS. In this paper, overall structure of Pseudolite-Based Augmentation System(PBAS) and experimental methods which enables the post-processing test with commercial receiver will be described. For generating augmenting message, GPS measurement collected from five NDGPS reference stations were processed by reference station S/W and master station S/W. The accuracy of augmenting message was tested by comparing SP3, IONEX data. In the test, RF signal of user was collected and correction data were generated. After that, RF signal was broadcasted with pseudolite signal. Test was conducted using three commercial receiver and the performance was compared with MSAS and standalone user. From the position output of each receiver, it was shown that improved position was obtained by applying augmenting message.

태양위치추적 캔위성의 개발

정인지(In-Jee Jung),문지환(Ji-Hwan Moon),김민수(Min-Soo Kim),임병덕(Byoung-Duk Lim) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.4

2012년 8월, 교육과학기술부와 KAIST 인공위성 센터 주최로 국내 최초의 캔위성 경연대회가 열렸다. 본 논문은 대학부 최우수 수상팀의 캔위성의 설계에 대한 것으로, 개념설계단계에서 부터 대회 결과에 이르기까지의 전반적인 내용을 다룬다. 캔위성의 임무는 GPS정보, 자세정보, 지상 이미지 정보를 송신하는 필수임무와 낙하하는 동안 태양이 떠 있는 방향으로 캔위성의 센서부를 지향하는 창의적인 임무로 구분된다. 센서부가 안정적으로 태양의 위치를 추적할 수 있도록 IMU와 Servo motor를 이용하여 자세제어를 수행하도록 설계하였다. 약 150m 상공에서 캔위성을 낙하시켜 임무 수행을 한 결과, 자세제어와 태양위치 추적 기능이 성공적으로 수행되었음을 알 수 있었다. In August 2012 the first CanSat competition was hosted by the Satellite Research Center of KAIST under auspice of the Ministry of Education, Science and Technology. The present authors team won the first prize in the university session. In this paper the overall procedure of the CanSat project presented from the conceptual design stage to the final launch test. As the compulsory mission CanSat should send GPS data and attitude information to the ground station which in practice was performed via Bluetooth channel. In addition our CanSat is designed to trace the sun for the solar panels supplying electric power of satellite. IMU and servo motors are used for the attitude control in order that the solar sensor of the CanSat is always direct towards the sun. Launching of CanSat was simulated by dropping from a balloon at the height of around 150m via parachute. Launching test results showed that the attitude control of the CanSat and its solar sensing function were successful.

GBAS 지상시스템 시범공항 구축을 위한 설계

최철희,김성욱,김서원,김동민,전향식 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11

GBAS 지상시스템은 시범공항인 김포공항을 대상으로 CAT-I 장비를 설치하여 운용하기 위해 설치후보지 조사와 평가를 위한 데이터를 수집하고 주변 환경에 대한 분석을 한다. 이를 토대로 설치후보지를 선정하고, 시스템의 성능을 고려하여 주변 환경과 장치와의 간섭을 최소화 하도록 설치한다. 본 논문에서는 활주로 필드사이트에 기준국수신기(Reference Receiver) 4대, VDB 송신 안테나 1대, 쉘터(Shelter) 1대의 설계결과를 분석한다. 기준국수신기는 위성 신호를 수신하여 쉘터의 GBAS 장비로 데이터를 전송하여 처리한다. 처리된 보정 신호는 VDB 송신 안테나를 통해 항공기의 수신 장치로 전송한다. 장치 운용을 위한 전원 및 통신을 구축과 관로의 요구사항을 분석하여 반영한다. GBAS ground system collects data for the proposed site investigation and evaluation and analyze about the surrounding environment in order to set up and use CAT-Ⅰ equipment in the Gimpo airport. The installation proposed site is selected based on this, It sets up in order to minimize the interference with the system and surrounding environment. In this paper, we analyze at the runway field site about the design result one GBAS equipment in four Reference Receivers, one VDB transmitter antenna, and shelter. In Reference Receiver, the complete system receives the satellite signal and it transmits and processes data with GBAS equipment of the shelter. The processed correction signal transmits to the receiving device of the airplane through VDB. The power and communication is built for the equipment operation and the requirement of the conduit line is analyze reflected.

가시선 데이터링크을 이용한 무인기 위치 추정에 관한 연구

박재수,윤창배,이병화,송영환 한국전자통신학회 2016 한국전자통신학회 논문지 Vol.11 No.11

In the UAVs, the position error of the inertial navigation system is constantly increased when global positioning system goes wrong due to interference. It makes impossible to ensure mission and flight safety. If the data-link system provide the position of the UAV for inertial navigation system periodically, then the UAV may operate normally under malfunction of the global positioning system. In this paper, we introduce an algorithm for estimating the position of the UAV using the monopulse tracking and distance measurement of the line-of-sight data-link system. Also, we propose a method to improve the performance of position estimation. And we assured ourselves that this method can be applied in the UAVs. 무인기 시스템에서 전파방해로 인해 위성항법장치가 오동작하면 관성항법장치의 위치측정 오차는 지속적으로 증가한다. 이는 무인기의 안전한 비행과 임무를 불가능하게 한다. 만약 데이터링크시스템이 무인기의 위치정보를 주기적으로 알려줄 수 있다면 위성항법장치의 오동작 상황에서도 무인기를 정상적으로 운용할 수 있다. 본 논문에서는 가시선 데이터링크의 모노펄스 추적기능과 거리측정 기능을 활용하여 무인기의 위치를 추정하는 알고리즘을 소개한다. 또한 위치추정 정확도를 개선하는 방안을 제안하고, 그 방안이 무인기 시스템에 활용 가능함을 확인하였다.