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The Journal of Korea Navigation Institute

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수록정보
수록범위 : 1권1호(1997)~23권4호(2019) |수록논문 수 : 1,561
한국항행학회논문지
23권4호(2019년 08월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI등재

1AEDT(Aviation Environmental Design Tool)를 이용한 전기추진 수직이착륙형 PAV 운영을 위한 소음 분석

저자 : 윤주열 ( Ju-yeol Yun ) , 이봉술 ( Bong-sul Lee ) , 황호연 ( Ho-yon Hwang )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 265-272 (8 pages)

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본 논문에서는 우리나라에서 가장 교통이 혼잡한 수도권에서의 출퇴근 시나리오를 선정하고, 미국연방항공국에서 개발한 AEDT (aviation environmental design tool) 소트프웨어를 사용하여 PAV (personal air vehicle) 운용 시 발생하는 소음 분석을 수행하였다. 미항공우주국에서 선보인 ODM (on-demand mobility) 개념에서 PAV를 운용하기 위한 안전성 다음으로 소음이 중요한 고 려요소이다. PAV의 정확한 NPD (noise power distance) 데이터가 공개되어 있지 않는 문제를 해결하고자 eVTOL (electric vertical take off and landing) PAV와 같은 저소음 PAV를 민간용 헬리콥터로 모델링하여 소음 분석을 수행하고, 해당지역의 주거 적합성을 예측하였다. 전기추진과 같은 소음 감소 기술의 적용은 소음 노출 레벨을 큰 폭으로 감소시켰고, 수도권 내에서 소음문제 없이 PAV를 이용한 출퇴근이 실현 가능하다는 결론에 도달하였다.


In this paper, we selected commuting scenarios in the most congested metropolitan area in Korea, and conducted noise analysis during personal air vehicle (PAV) operation using aviation environmental design tool (AEDT) software which was developed by Federal Aviation Administration (FAA). Noise is the second important factor after safety in order to operate PAVs through concepts such as ODM (on-demand mobility) introduced by National Aeronautics and Space Administration (NASA). Noise analysis were performed by modeling low-noise ePAVs as commercial helicopters and predicted residential suitability in order to resolve problems in which accurate NPD (noise power distance) data from PAVs were not released. The application of noise reduction technology such as electric propulsion has significantly reduced noise exposure levels and has reached the conclusion that commuting with PAVs is feasible without noise problems in the metropolitan area.

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2정상 웨이블릿 변환을 이용한 항공기 FBG 센서의 변형률 탐지 정확도 향상

저자 : 손영준 ( Yeong-jun Son ) , 신현성 ( Hyun-sung Shin ) , 홍교영 ( Gyo-young Hong )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 273-280 (8 pages)

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구조 건전성 모니터링 기술을 이용하여 항공기의 유지 보수 비용을 줄이고 항공기의 가동률을 높이고자 하는 많은 연구가 진행되고 있다. 이에 FBG 센서에 대한 많은 연구가 함께 진행되고 있다. 하지만 복합재 내부에 FBG 센서를 설치할 경우, 복합재 층 사이에 보이드(void)가 발생하게 되고 이로 인해 신호 갈라짐 (split problem)이 발생하게 된다. 또한, FBG 센서는 전자기파에 영향을 받지 않지만, 후속처리 과정에서 사용되는 전자장비에 의한 전자기파 잡음이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 잡음으로 인한 오차를 줄이기 위해 이동 불변의 특성을 지니고 비선형적인 신호분석에 효율적인 정상 웨이블릿 변환 기법을 제시하였다. 그리고 위의 상황에서 웨이블릿 패킷 변환과 비교하였을 경우 정상 웨이블릿 변환의 잡음 제거 성능이 더 우수한 것을 확인하였다.


There are many studies that use structure health monitoring to reduce maintenance costs for aircraft and to increase aircraft utilization. Many studies on FBG sensors are also being conducted. However, if the FBG sensor is installed inside the composite, voids will occur between the layers of the composite, resulting in signal split problem. In addition, the FBG sensor is not affected by electromagnetic waves, but will produce electromagnetic noise caused by electronic equipment during post-processing. In this paper, to reduce the error caused by these noises, the stationary wavelet transform, which has the characteristics of movement immutability and is efficient in nonlinear signal analysis, is presented. And in the above situation, we found that noise rejection performance of stationary wavelet transform was better compared with the wavelet packet transform.

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3국내 비행시험 운영 매뉴얼 개발 기준 연구

저자 : 김무근 ( Mu-geun Kim ) , 백승돈 ( Seung-don Baek ) , 송찬용 ( Chan-yong Song ) , 안대희 ( Dae-whee Ahn ) , 한정호 ( Jeongho Han ) , 유병선 ( Beong-seon Yoo ) , 강자영 ( Ja-young Kang )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 281-288 (8 pages)

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비행시험은 항공기 개발 및 인증을 비롯한 항공기 수명 주기에서 감항성 유지를 위해 반드시 수행해야 하는 중요한 절차로서 관련 표준에 대한 적합성을 입증 또는 검증하기 위한 것이다. 비행시험 항공사고 분석 결과는 항공기 자체 요소뿐만 아니라 다양한 복합 원인에 의해 발생되었음을 확인한다. 국제민간항공기구는 항공기 사고 방지를 위해 안전관리시스템 구축 및 이행을 권고하고 있으나 비행시험의 특수성은 반영되어 있지 않다. 이에 항공선진국들은 이해관계자의 비행시험 안전관리 수행을 지원하기 위해 별도의 기준을 제공하고 있다. 본 논문에서는 국내 국가종합비행성능시험장 구축에 맞춰 항공선진국의 관련 규정을 조사, 분석하고 조직 구성, 안전 및 리스크 관리, 비행 운영, 인력 관리, 행정 사항 등의 내용을 포함하는 비행시험 운영 매뉴얼 개발을 위한 정부차원의 기준 안을 제시한다.


A Flight test is an important process that must be performed to maintain airworthiness in the aircraft lifecycle, including aircraft development and certification. Flight test can be conducted for the purpose of demonstrating or verifying compliance with the applicable standard. Results of the flight test air accident analysis confirm that it is caused by a combination of various factors as well as aircraft. The International Civil Aviation Organization recommends the establishment and implementation of a safety management system to prevent aircraft accidents, but it does not reflect the specificity of the flight test. As such, advanced countries are providing separate criteria to assist stakeholder in conducting flight test safety management. This study investigates and analyzes relevant regulations of advanced countries, in accordance with the construction of a national flight performance test site in Korea, and proposes government-level guidelines to help stakeholders develop their flight test operation manuals. The guidelines discuss topics such as organizational composition, safety and risk management, flight operation, personnel management, and administrative issues.

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4전파간섭환경에서 UAV를 활용한 선박의 백업항법시스템 설계

저자 : 박슬기 ( Sul Gee Park ) , 손표웅 ( Pyo-woong Son )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 289-295 (7 pages)

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국제항로표지협회에서는 해양 분야에서 활용하는 백업항법시스템의 경우 항만 입출항시 10 m의 수평정확도를 보장하도록 요구하고 있다. 대표적인 해양분야의 백업항법시스템인 eLoran은 10 m 이내의 수평 정확도를 만족함이 증명되었지만, 수신환경에 따라 항법성능이 저하되기도 한다. 특히 수신 안테나 주변의 잡음 및 멀티패스 등으로 인한 요인으로 인해 특정 상황에서는 항법 자체가 불가능해지기도 한다. 본 논문에서는 이러한 환경에서 항만입출항 조건의 수평정확도 요구성능을 만족하기 위하여 UAV(unmanned aerial vehicles)를 활용한 선박의 백업항법시스템을 설계하였다. eLoran 신호 수신에 영향을 주는 주변 환경의 영향을 감소시키기 위하여 UAV에 카메라, IMU센서, eLoran 안테나 및 수신기를 장착하였으며, 선박의 안테나보다 높은 곳에서 카메라를 이용하여 랜드마크를 추적하고 일정 범위 내에서 eLoran 신호 수신과 위치 및 자세를 제어하도록 설계하였다. 선박에서는 UAV로부터 수신한 영상 및 자세 정보와 eLoran 신호를 이용한 선박기반 측위결과를 이용해 항만 입출항 시 수평정확도 요구성능을 만족할 수 있다.


Maritime back-up navigation system in port approach requires a horizontal accuracy of 10 meters in IALA (International Association of Lighthouse Authorities) recommendations. eLoran which is a best back-up navigation system that satisfies accuracy requirement has poor navigation performance depending signal environments. Especially, noise caused by multipath and electronic devices around eLoran antenna affects navigation performance. In this paper, Ship based Navigation Back-up system using UAV on Interference is designed to satisfy horizontal accuracy requirement. To improve the eLoran signal environment, UAVs are equipped with camera, IMU sensor and eLoran antenna and receivers. This proposed system is designed to receive eLoran signal through UAV-based receiver and control UAV's position and attitude within Landmark around area. The ship-based positioning using eLoran signal, vision and attitude information received from UAV satisfy resilient and robust navigation requirements.

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5빅데이터 분석을 활용한 GPS 전파교란 대응방안

저자 : 최영동 ( Young-dong Choi ) , 한경석 ( Kyeong-seok Han )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 296-301 (6 pages)

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인공지능은 우리 실생활과 밀접하게 연관되어 다양한 분야에서 혁신을 주도하고 있다. 특히 인공지능을 보유한 이동수단으로서, 자율무인이동체의 연구가 활발하게 이루어지고 곧 실용화를 앞두고 있다. 자율자동차와 무인기 등이 스스로 경로를 설정하고 목적지까지 이동하기 위해서는 정확한 위치정보를 제공하는 항법장비가 필수적이다. 현재 운용되고 있는 이동수단들의 항법은 대부분 GPS에 의존하고 있다. 그러나 GPS는 외부 교란에 취약하다. 지난 2010년부터 북한은 수차례 GPS교란을 감행하여 우리 측에 이동통신, 항공기 운항 등에 심각한 장애를 유발했다. 따라서 자율무인이동체의 안전성을 보장하고 교란으로 인한 피해를 방지하기 위해서는 신속한 상황판단과 대응이 요구된다. 본 논문에서는 빅데이터, 머신러닝 기술을 기반으로 John Boyd의 OODA LOOP Cycle(탐지-방향설정-결심-행동)을 적용한 조치방안 도출과 결심을 지원하는 GPS 전파교란 대응체계를 제시하였다.


Artificial intelligence is closely linked to our real lives, leading innovation in various fields. Especially, as a means of transportation possessing artificial intelligence, autonomous unmanned vehicles are actively researched and are expected to be put into practical use soon. Autonomous cars and autonomous unmanned aerial vehicles are required to equip accurate navigation system so that they can find out their present position and move to their destination. At present, the navigation of transportation that we operate is mostly dependent on GPS. However, GPS is vulnerable to external intereference. In fact, since 2010, North Korea has jammed GPS several times, causing serious disruptions to mobile communications and aircraft operations. Therefore, in order to ensure safety in the operation of the autonomous unmanned vehicles and to prevent serious accidents caused by the intereference, rapid situation judgment and countermeasure are required. In this paper, based on big data and machine learning technology, we propose a countermeasure system for GPS interference that supports decision making by applying John Boyd 's OODA loop cycle (detection - direction setting - determination - action).

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6항공전자 이더넷의 네트워크 성능 향상을 위한 동적 라우팅 기법 및 우선순위기반 데이터 전송 기법

저자 : 이원진 ( Won Jin Lee ) , 김용민 ( Yong Min Kim )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 302-308 (7 pages)

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항공 데이터 네트워크 (ADN; aircraft data network)는 항공기 항전장비들 간 신호데이터 송수신을 위한 네트워크로써 항공기 운용 환경을 고려해 MIL-STD-1553B와 같이 고신뢰성 프로토콜이 사용되어왔다. 최근에는 고속통신의 필요성이 증가함에 따라 상용 이더넷이 ADN으로 활용되고 있으며, 적용 범위가 증가하고 있는 추세이다. 이더넷은 MIL-STD-1553B 프로토콜에 비해 고속 데이터 전송이 가능하다는 장점이 있지만, 지연시간이 길다는 낮은 단점이 있다. 본 논문에서는 ADN으로 활용되는 이더넷의 성능 향상을 위한 동적 라우팅 기법과 우선순위 기반 데이터 전송기법을 제시한다. 제시기법은 이더넷 스위치에 적용되어 네트워크 트래픽의 효율적 관리 및 고우선순위 데이터 전송시간 단축시킬 수 있다. 본 논문에서는 이더넷 스위치 기반 항공전자 네트워크 환경에서 시뮬레이션을 통해 제시기법이 기존 이더넷에서 사용되는 스패닝 트리 프로토콜에 비해 데이터 전송시간을 단축시킬 수 있음을 입증한다.


Aircraft data network (ADN) is a data networking for signal transmission among avionic systems in aircraft, and it mostly has been applied MIL-STD-1553B that guarantees high reliability considering its application environments. However, commercial Ethernet has been widely applied for ADN recently, and its range of applications have increased. Ethernet provides high speed of data transmission, however, it could not guarantee quality of service (QoS) so high as MIL-STD-1553B. In this paper, we propose dynamic routing and priority based data transmission schemes in order to improve the QoS of legacy Ethernet. Our propose schemes can be applied to Ethernet switch, and it is able to manage network traffic efficiently, and reduce the time for data transmission. We analyze the packet transmission time for both legacy and proposed schemes in Ethernet environments using simulation, and we show that our proposed scheme can reduce the time for data transmission compare to legacy spanning tree protocol.

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7CPW와 Offset 결합 전송선로를 이용한 비대칭 다단 분배기

저자 : 최종운 ( Jong-un Choi ) , 윤영철 ( Young-chul Yoon ) , 성규제 ( Gyu-je Sung ) , 김영 ( Young Kim )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 309-315 (7 pages)

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본 논문은 1:3과 1:4 분배 비율을 갖는 비대칭 분배기를 CPW와 offset 결합 전송선로를 이용하여 다단 구조로 구현한 것이다. 이 분배기는 다단 구조의 전송선로와 캐패시터와 저항이 병렬로 연결된 회로로 구성되어 있다. 다단 전송선로는 임의의 임피던스로 종단된 λ/4 단일 전송선로를 분해하여 그것을 90o 전기적 길이보다 짧은 다단 전송선로로 정합시키는 방법으로 구현하였고, RC 병렬회로는 출력 포트의 반사계수와 출력 포트 사이의 고립 특성을 얻기 위해서 전송선로 사이에 연결하였다. 이러한 방법으로 2 GHz에서 설계된 전력분배기는 각 단의 전송선로는 λ/4보다 짧게 구현되어 기존 것 보다 최소 27% 작게 구현하였고, 광 대역 특성을 얻을 수 있음을 확인하였다.


This paper proposes an implementation of unequal power divider with 1:3 and 1:4 splitting ratio in multi-section structure using CPW and offset coupled transmission line. The power divider consists of a multi-section transmission line and a circuit with parallel capacitors and resistors. A multi-section transmission line was implemented by decomposing a λ /4 single transmission line terminated by an arbitrary impedance and converging it with a multi-section transmission line shorter than 90o electrical length, and RC parallel circuits were connected between transmission lines to obtain reflection coefficient of output port and isolation characteristics between the output port. In this way, it was confirmed that the transmission lines at the unequal power divider designed at 2 GHz were shorter than λ/4 and implemented at least 27% less than the conventional ones, and that the broadband characteristics could be obtained.

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8마이크로프로세서를 이용한 특정 영역에서 고정밀 임피던스 측정 시스템 개발

저자 : 유재춘 ( Jae-chun Ryu ) , 이명의 ( Myung-eui Lee )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 316-321 (6 pages)

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본 논문에서는 정전류 (constant current) 원리를 적용하여 각종 전기재료의 특정 대역 고정밀 임피던스 측정이 가능한 임피던스 측정 시스템을 마이크로프로세서를 사용하여 개발한다. 본 측정 시스템 보드에는 임피던스 측정장치를 포함하여 외부장치에서 디지털 데이터 취득을 위한 인터페이스 장치를 갖추고 있으며, 이와 같은 임베디드 보드에서 실행되는 펌웨어 프로그램으로 시스템 소프트웨어를 작성한다. 그리고 15-비트 ADC (analog-to digital converter)를 사용하여 특정 대역의 정밀 임피던스를 1/32768 정밀도로 측정하여 소수점 5자리까지 연산하여 출력할 수 있으며, 디지털 데이터를 관리하기 위해 개발된 측정 장치와 일반 컴퓨터의 USB 인터페이스를 통해 데이터를 전송하여, 여타 측정 장비들 보다 범용적이고 사용이 용이한 인터페이스가 가능한 통신기능을 탑재한 임피던스 측정시스템을 개발하고 그 정밀도를 측정하여 검증한다.


In this paper, by applying the constant current principle we develop an impedance measurement system which can measure the high precision impedance of various electric materials by using microprocessor. This measurement system board has an interface device for acquiring digital data from an external device including an impedance measuring device, and system software is also developed by a firmware program executed on such an embedded board. It can measure the high precision impedance of a specific band with 1/32768 precision by using 15-bit ADC(analog to digital converter) and calculate it to the five digits to the right of the decimal point(fraction part). Data is transmitted through a USB interface of a general computer and a measuring device to manage digital data. An impedance measurement system equipped with a communication function capable of a more general and easy-to-use interface than other equipment is developed and verified.

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9셀룰러 인지 라디오 망에서 스펙트럼 홀 그룹핑에 의한 인지 사용자의 서비스 품질향상

저자 : 이진이 ( Jin-yi Lee )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 322-327 (6 pages)

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본 논문에서는 셀룰러 인지 라디오 망에서 주 사용자들 (PU; primary user)의 다중 채널상에서 발생하는 스펙트럼 홀 (spectrum hole)을 그룹핑(grouping)하여, 광대역 인지 사용자 (WCRU; wideband cognitive radio user)의 서비스 품질 (QoS; quality of service)을 향상시킬 수 있는 방법을 제안한다. 제안하는 스펙트럼 홀 그룹핑 방법은 같은 시간에 발생하는 스펙트럼 홀들을 위너예측과정으로 예측하고, 예측된 스펙트럼 홀을 그룹핑하여 광대역 인지 사용자를 지원함으로써 인지 사용자의 서비스 품질을 향상시킨다. 시뮬레이션을 통하여 단일 스펙트럼 홀 채널을 이용한 경우와 비교하여 핸드오프 호의 손실률과 초기 발생 호의 차단률을 줄일 수 있음을 보인다.


In this paper, we propose first a scheme of grouping spectrum holes that are created in the multiple channels of primary users, and then by using the scheme we enhance quality of service (QoS) of wideband cognitive radio users in cellular cognitive radio networks. In our scheme, spectrum holes created in each primary channel are predicted by Wiener prediction process, and then the predicted spectrum holes happened in the same time are grouped into a group. The wideband cognitive radio users explore the group of spectrum holes to improve their QoS. Simulation results show that their handoff calls dropping rate and initial calls blocking rate are significantly reduced in our scheme, compared to those in the single primary channel.

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10웹 어셈블리 시스템 아키텍처 모델

저자 : 박진태 ( Jin-tae Park ) , 문일영 ( Il-young Moon )

발행기관 : 한국항행학회 간행물 : 한국항행학회논문지 23권 4호 발행 연도 : 2019 페이지 : pp. 328-332 (5 pages)

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웹 기술의 발전으로 다양한 시스템 환경에서의 기술적 융합을 웹 인터페이스를 통해 수행이 가능해졌다. 웹은 그 역할에 따라 웹 1.0시대부터 4.0시대로 분류할 수 있으며, 정보의 연결 (connects information), 사람의 연결(connects people), 지식의 연결(connects knowledge), 지능의 연결(connects intelligence)의 특성을 갖는다. 또한, 4차 산업 혁명을 거치면서 모바일 앱을 통한 다양한 기술적 needs가 발생하였고, 단순한 정보의 제공 수단이던 웹에서, 3D, 가상/증강, 비디오/오디오 프로세싱 등의 기능 수행이 가능해졌다. 이러한 시대적 needs를 뒷받침하기 위한 기술 표준이 연구되었다. 본 논문에서는 그중 하나인 웹 어셈블리에 대해 분석하였다. 웹 어셈블리를 기존의 웹 시스템(혹은 플랫폼)과 연계, 융합하여 활용하는 방안에 대해 살펴보고, 다양한 사례를 통해 기술적 의미를 분석 한다. 또한, 기존의 자바스크립트와 웹 어셈블리를 융합할 수 있는 아키텍트에 대한 연구를 진행하고, 추후 연구 방향에 대해 논하고자 한다.


Advances in web technology have enabled technical convergence in various system environments to be carried out through the web interface. The Web can be categorized from the Web 1.0 to the 4.0, depending on its role, it has the characteristics of connects information, connects people, connects knowledge, and connects intelligence. In addition, various technological needs occurred through the mobile app during the 4th Industrial Revolution, and functions such as 3D, virtual reality, augmented reality, video/audio processing were enabled on the web, which was a simple means of providing information. Technical standards have been studied to support these period needs. In this paper, I would like to mention one of the Web assembly. We will explore ways to link and fuse Web assembly with existing web systems (or platforms) and analyze their technical implications through a variety of examples. In addition, we will conduct a study on the architecture that can fuse the existing javascript with the web assembly, and discuss the future direction of the study.

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