Earticle

Reliability is an essential performance in GPS navigation system. Therefore, satellite fault detection is considered as one of the most important functions in GPS receivers. For the declining problem of the ability of fault detection for the traditional GPS satellite fault detection algorithm under the condition of small fault, a new GPS satellite fault detection algorithm based on wavelet analysis is proposed. The raw pseudorange measurements and the positioning data information are transformed by wavelet analysis and the data jumping point can be detected and identified through the different wavelet scales, and the satellite fault could be detected. Two kinds of GPS satellite fault detection methods are given in detail, and the advantages and disadvantages of them are compared. Validated by the real collected raw data from the GPS receiver, the results show that the wavelet analysis method can detect smaller mutations in a sequence of parameters, and the feasibility and effectiveness of applying the wavelet analysis algorithm in satellite fault detection for GPS receiver are verified.

이 글에서는 현재 그 응용범위가 확장되어감에 따라 관심이 고조되고 있는 GPS의 원리와 응용에 대해 간단히 요약해 소개하고자 한다. 제2절에서는 GPS를 이용한 위치 측정의 원리를, 제3절에서는 GPS의 응용과 앞으로의 전망에 대해 기술하려고 한다.

Exposure analysis is a critical component of determining the health impact of pollutants. Global positioning systems (GPS) could be useful in developing time-location information for use in exposure analysis. This study compares four low cost GPS receivers with data logging capability (Garmin 60, Garmin Forerunner 201, GeoStats GeoLogger and Skytrx minitracker MT4100) in terms of accuracy, precision, and ease of use. The accuracy of the devices was determined at two known National Geodetic Survey points. The coordinates logged by the devices were compared when the devices were carried while walking and driving. The Garmin 60 showed better accuracy and precision than the GeoLogger when they were placed at the geodetic points. The Forerunner and Skytrx did not record when they were kept stationary. When the subject wore the devices while walking, the location of the devices differed by about 8 m on average between any two device combinations involving the four devices. The distance between the coordinates logged by the devices decreased when the devices were carried with their antennas facing the sky. All the devices showed similar routes when they were used in a car. All the devices except the Forerunner had satisfactory signal reception when they were worn and when they were carried in the car. The GeoLogger is less comfortable for the subject because of specific wearing requirements. This evaluation found that the Garmin 60 and the Skytrx may be useful in personal exposure analysis studies to record time-location data.

현재 사용되는 디지털 신호처리 방식의 GPS(Global Positioning System) 수신기는 최소의 RF 블록만을 이용하여 모든 디지털 신호 처리를 소프트웨어로 수행하고 있다. 소프트웨어 GPS수신기의 장점으로는 디지털 신호처리 과정이 모두 소프트웨어로 구현되어 있기 때문에 새로운 구현 방식이나 알고리즘을 적용할 시, 하드웨어 변경은 필요가 없게 되고, 소프트웨어 재설계만으로 가능하다. GPS 수신기의 Tracking module 성능은 DLL discriminator function과 FLL discriminator function의 Algorithm에 의해서 영향을 받게 된다. DLL discriminator function algorithm에는 dot-product 와 normalized dot-product 방법 등이 있으며, FLL discriminator function algorithm에는 sign(dot)(cross)-product 와 cross-product 그리고 ATAN 방법이 있다. 이러한 discriminator function들은 algorithm에 따라 input error에 대한 discriminator의 출력 값을 일정한 범위에서의 차이를 나타내게 되면서 ranging accuracy에서 차이가 나타나게 된다. 본 논문에서는 Nordnav 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 DLL discriminator algorithm과 FLL discriminator algorithm의 성능을 비교, 분석을 하고 Tracking accuracy, sensibility, 그리고 multipath rejection에 대해서 알아보고자 한다.

미국 국방부의 통제하에 운용되고 있는 GPS위성항법체계는 군사용뿐만 아니라 일반 상업용으로도 폭 넓게 사용되고 있다. 근래 승용차에 부착되어 출고되는 운전보조장치로서의 GPS는 가히 혁명적이라고 할 만하다. 지금까지 GPS는 함정이나 항공기와 같이 장거리 운항장비에 보조적인 항법장치로서 활용되는 것으로 인식되어 왔으나 미래는 미국의 주도하에 주항법장치로서 사용하는 무기체계도 개발될 전망이다. 본 자료에서는 첨단무기체계를 대부분 해외도입에 의존하고 있는 한국군의 입장으로서 GPS 위성항법체계에 대한 허와 실을 고찰하고자 한다.

위치, 속도 및 시간측정을 정확하게 수행하는 GPS 기술이 최근들어 일반 사용자들에게 널리 활용되는 추세에 있다. 본 고에서는 GPS 기술의 일반적인 내용과 수신기 구성에 필요한 요소기술을 소개한다. 한편, 국내외 기술개발의 동향을 분석한다.

본 논문에서는 좀더 효율적이고 소형화한 GPS(Global Positioning System)용 안테나와 LNA(Low Noise Amplifier)를 IMT-2000 단말기에 내장함으로써 개인 휴대 통신 기능과 더불어 좀 더 정확한 위치추적 기능을 동시에 가능케 하고자 한다. 중심 주파수 1.575 GHz의 저잡음 증폭기와 안테나의 크기는, 합쳐서 10$\times$10$\times$4 (mm)로서 상층은 마이크로스트립 패치 안테나이고, 중간층은 안테나 ground와 LNA ground의 공통 ground이며, 제일 아래층에는 LNA가 위치하게 된다. LNA 의 경우 2단을 중첩하여, 첫째 단 16dB, 둘째 단 18dB의 이득 특성을 보였는데 첫째, 둘째 단의 대역통과 필터에서 삽입손실로 3dB의 손실을 가져와 총 3dB의 이득 특성을 보였다. 잡음 특성은 약 1.9의 특성을 보였다. 안테나의 경우 9$\times$9$\times$$\times$2 (mm)로써, 고유전율( $\varepsilon$$_{r}$ = 73 )의 세라믹을 사용하여 그 크기를 상당부분 줄였다. 그리고 유전체 밑의 ground를 옆면까지 높임으로써 좀 더 소형화한 안테나를 가능케 하였다. 고유전율의 유전체를 사용하였기에 안테나 자체의 이득 특성은 저잡음 증폭기에서 보상하고, 안테나의 임피던스 정합 또한 LNA의 입력 쪽에서 하도록 하였다. 또한 위성신호 수신을 위해 안테나는 RHCP 의 원형편파 특성을 갖는다.

최근의 과학기술의 발전과 더불어 인공위성을 이용한 GPS 측량시스템의 실용화가 토목을 중심으로 한 건설현장에서도 두드러지고 있다. 특히 측량기준점을 확인하기 어려운 토목현장의 경우에는 GPS 측량의 유용성이 적극적으로 도입되어 실용화 단계에 이르렀다. 그러나 mm단위의 정밀성이 요구되는 건축현장의 경우에는 GPS가 가지는 오차의 크기로 인하여 적용되어 오지 못하다가 최근에 정밀도를 향상시킨 새로운 측량 기술이 개발되어 초고층 건물을 중심으로 적용되고 있다. 본 논문에서는 정확성과 편리성을 획기적으로 개선한 GPS 측량시스템을 세계초고층 건물인 버즈 두바이 현장에 적용한 사례를 소개하고자 한다.

With the development of technology the Global Positioning System(GPS) measurement method which uses the artificial satellites to locate its position has been adopted in construction projects. Especially in civil engineering projects which have not any base points needed to measure their position they use the GPS measurement method has been put to practical use. But it was still difficult to use that method in building construction sites which require more accurate measurement data than the current GPS measurement method can provide. In this paper we introduce a new GPS measurement method adopted in Burj Dubai project which would be the tallest building in the world after its completion.

This paper reports the application of GPS (Global Positioning System) technique into the geotechnical information system. Typical example of such application can be the database of logging data. Other examples can be found from the surveying for road work, excavation work, landslide mapping and image processing of slope face. This paper also reports the enhancement method of the accuracy. The results from this study confirms that GPS could be a powerful tool for the future geotechnical investigation works in Korea.