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데이터 사전처리에 의한 GPS 성능 개선 알고리즘

Algorithm for Improving GPS Performance by Data Pre-processing

제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering, v.12 no.8, 2006년, pp.752 - 758  

이재훈 (위너웍스) ,  홍원철 (㈜네비웨어) ,  김현수 (부천대학교 정보통신공학과) ,  전창완 (순천향대학교 정보기술공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A GPS receiver provides much information such as calculated position, speed, heading, status of satellites, current time errors, etc. It is well-known that GPS signals from GPS receiver mounted on moving vehicle are often distorted, contaminated by various noises, and blocked by tunnel or tall build...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 GPS수신기에서 나오는 측위정보를 입력으로 하여 측위데이터를 한번 더 가공하여 더 좋은 측위 성능을 출력할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 현재의 GPS 수신기는 수신기 내부에서 어떠한 방법으로 데이터를 가공하지 않는 한 저속이나 수신이 불량한 환경하에서 측위데이터가 심하게 흔들리거나 점프하는 현상을 나타내는데 본 알고리즘은 이러한 데이터를 한번 더 가공하여 좀 더 실제값에 가까운 데이터를 얻을 수 있도록 하였다.
  • 또한 이전 시간에 입력된 위치 좌표와 현재 입력된 GPS의 속도와 진행 각도를 이용하여 추측항법(dead gkoning)을 통하여 새로운 현재 위치좌표를 계산한다. 논문에서는 비용절감을 위해 하드웨어적인 센서를 이용하지 않고 정확한 측위를 구하기 위해 다음과 같은 기존의 추측항법(dead reckoning)에서 사용되는 알고리즘을 이용하여 센서를 이용한 것과 같은 효과를 냈다. 사용된 추측항법식은 다음과 같다.
  • 본 논문에서는 상기의 문제점을 비용이 적게드는 소프트웨어적으로 해결하고자 GPS수신기로부터 출력되는 정보를 가공하는 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서 제안된 알고리즘은 GPS정보를 가공하기에 앞서 그 정보의 유용성 판별과 에러 분석을 통해 정보의 유용성을 다단계로 분류하여 그에 따라 정보 가공의 정도를 달리하며 GPS가 갖고 있는 원천적인 오차요인을 획기적으로 개선할 수 있으며 어떠한 GPS수신기에도 적용될 수 있는 범용성도 갖추고 있다.
  • 이상의 분석 결과를 바탕으로 본 논문에서는 GPS 데이터를 보정하는 알고리즘을 개발하였다.
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참고문헌 (11)

  1. B. T. Fang, 'The minimum for geometric dilution of precision in global positioning system navigation.' AIAA Journal of Guidance and Control, vol. 10, no. 1, pp. 116, 1987 

  2. Parkinson, Global Positioning System: Theory and Application, vol. I II, AIAA, 1996 

  3. J. J. Spilker, Signal Structure and Performance Characteristics. In Global Positioning System vol. I , The Institute of Navigation, Alexandria, Virginia, 1980 

  4. 김일선, 차량항법을 위한 GPS 위치 결정 기법,공학박사 학위 논문, 서울대학교 대학원, 1996. 2 

  5. 김욱, 차량항법장치에서의 지도매칭법을 이용한 향상된 위치 결정, 공학석사 학위 논문, 서울대학교 대학원, 1997, 2 

  6. G. Strang and K. Borre, Linear Algebra, Geodesy, and GPS, Wellesley-Cambridge Press, 1997 

  7. 이재훈, 전창완, 홍원철, 김현수, 개인휴대장치를 위한 GPS데이터 보정 기법 개발, pp. 192-195, 제9차 GNSS Workshop, 2002, 10 

  8. R. G. Brown and P. C. Hwang, Introduction to Random Signals and Applied Kalman Filtering, Edition, John Wiley & Sons, Inc. 1992 

  9. C. W. Jeon and H. J. Kim, 'An LS-TLS based sequential identification algorithm: Application to an accelerometer,' IEEE Transactions on Aerospace and Electronics, vol. 37, no. 2, pp. 607-618, 2001 

  10. C. W. Jeon, G.-I. Jee, and G. Lachapelle, 'Development of a sequential algorithm for a GNSS-based multi-sensor vehicle navigation system,' International Journal of Control, Automation, and Systems, vol. 2, no. 2, pp. 165-170, 2004 

  11. C. W. Jeon and G. Lachapelle, 'A new TLS-based sequential algorithm to identify two failed satellites,' International Journal of Control, Automation, and Systems, vol. 3, no. 2, pp. 166-172, 2005 

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