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초록
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본 논문에서는 국토해양부 해양교통시설과의 연구개발과제인 '광역보정시스템(WA-DGNSS) 구축기술개발' 과제에서 현재까지 개발된 지상국 부분에 대한 성능 검증에 대하여 설명한다. 본 연구개발과제에서는 전국토에 균일한 정확도, 가용성무결성 성능을 보장할 수 있는 광역보정시스템의 핵심알고리듬을 개발하고 지상기반 데모시스템 구축을 완료하여 최종 년도에는 의사위성을 통한 실시간 데모를 실시할 예정이다. 또한 미래 다중 GNSS에 대비하여 GLONASS 및 Galileo를 포함하는 광역보정시스템의 성능을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 본 과제에서 개발된 연구 결과들은 알고리즘 설명서 및 핵심기술권고사항으로 문서화되어 2014년부터 진행될 위성기반 광역보정시스템(SBAS)의 개발에 직접적으로 활용될 예정이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes the progress and results of 'Wide Area Differetial GNSS (WA-DGNSS) Development' project which is supported by Korea Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs. This project develops the main algorithm of the WA-DGNSS which can guarantee the improved accuracy, availability ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 과제는 위성기반 광역보정시스템 개발의 선행 과제로서 광역보정시스템의 핵심 알고리즘을 개발하고 준실시간 데모 소프트웨어를 개발하여 의사위성기반 광역보정 데모시스템을 구축하여 개발된 시스템의 성능검증을 하는 것을 최종 목표로 한다.
  • 본 논문에서는 광역보정시스템 구축기술개발 과제를 통해 개발된 국내 환경에 적합한 정확성, 무결성 및 가용성 향상 기술의 성능을 검증하였다. 본 과제에서는 국내에서 세계 최초로 시도되는 NDGPS 기준국을 활용한 광역보정시스템 구축 기술을 개발하게 되고, 유럽에 이어 세계 두 번째로 개발하게 되는 의사위성을 활용한 광역보정정보 전송기술을 개발하게 된다. 성능 검증 결과 개발된 시스템은 외국에서 운용 중인 광역보정시스템과 동일한 수준의 정확성, 무결성, 가용성 성능을 보였다.
  • 각각에 대한 알고리즘은 참고문헌에 자세히 설명되어 있다(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2011). 본 논문에서는 각 알고리즘을 구현하고 실측데이터를 활용하여 성능을 검증한 결과에 대해서 집중적으로 설명하도록 한다.
  • 본 논문에서는 광역보정시스템 구축기술개발 과제를 통해 개발된 국내 환경에 적합한 정확성, 무결성 및 가용성 향상 기술의 성능을 검증하였다. 본 과제에서는 국내에서 세계 최초로 시도되는 NDGPS 기준국을 활용한 광역보정시스템 구축 기술을 개발하게 되고, 유럽에 이어 세계 두 번째로 개발하게 되는 의사위성을 활용한 광역보정정보 전송기술을 개발하게 된다.

가설 설정

  • 위성관련오차가 완벽하게 제거되지 않은 이유는 다음과 같다. 실제 데이터를 사용할 때에는 보정정보를 적용하기 전의 위성관련 오차의 참 값을 알 수 없기 때문에 사용자 의사거리 측정치에서 수신기-위성 간의 거리, 전리층 지연 추정값, 대류층 지연 추정값, 시계오차 등을 뺀 값을 위성관련 오차로 가정하였다. 이렇게 될 경우 추정된 위성관련오차에는 수신기 잡음 및 다중경로 오차가 포함되게 된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
광역기준국의 역할은 무엇인가? 광역기준국은 NDGPS 기준국의 원시 데이터를 수신하여 광역보정메시지 생성을 위한 데이터 전처리 과정을 수행하고, 생성된 전처리 데이터를 중앙처리국으로 전송하는 역할을 한다. NDGPS 기준국은 국토해양부에서 전 국토에 지역보정항법 서비스를 제공할 수 있도록 하기 위하여 구축한 시스템으로, 현재 해양 기준국 11개소, 내륙 기준국 6개소, 해양 감시국 10개소가 운영 중에 있다.
'광역보정시스템(WA-DGNSS) 구축기술개발' 과제의 최종 목표는 무엇인가? 우리나라에서도 2010년부터 2014년까지 국토해양부의 주관으로 ‘광역보정시스템(WA-DGNSS) 구축기술개발’ 과제를 기획하여 진행 중에 있고 현재 2차년도 연구개발까지 완료된 상태이다. 본 과제는 위성기반 광역보정시스템 개발의 선행 과제로서 광역보정시스템의 핵심 알고리즘을 개발하고 준실시간 데모 소프트웨어를 개발하여 의사위성기반 광역보정 데모시스템을 구축하여 개발된 시스템의 성능검증을 하는 것을 최종 목표로 한다. Fig.
광역보정시스템은 어떻게 구성되는가? 광역보정시스템은 항법위성의 측정치 및 데이터를 수신하여 전처리를 수행하는 광역기준국(Wide area Reference Staion, WRS), 다수의 광역기준국으로부터 측정정보를 수신 받아 광역보정메시지를 생성하는 중앙처리국(Wide area Master Station, WMS), 중앙처리국으로부터 광역보정메시지를 전달받아 정지궤도 위성에 전송하는 지구국(Geo Uplink Station, GUS), 광역보정메시지를 GPS와 같은 주파수인 L1주파수로 사용자에게 방송하는 정지궤도위성 등으로 구성된다. 아래 그림은 각 구성요소 간의 데이터 흐림을 모식적으로 나타낸 그림이다.
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참고문헌 (9)

  1. Chen, R. Hyttinen, A., Chen, Y., Strom, M., Laitinen, H., Tossaint, M. and Martin, S.(2007). "Development of the EGNOS Pseudolite System." Journal of Global Positioning Systems, Vol. 6, No. 2, pp. 119-125. 

  2. GNSS Evolutionary Architecture Study(2008), Phase I - Panel Report. 

  3. Kim, D. Y., and Kee, C. D.(2003). "Development & performance analysis of Korean WADGPS positioning algorithm", Wuhan University Journal of Natural Sciences, Vol. 8, No. 2, pp. 575-580. 

  4. Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (2011), The 1st Report of Wide Are Differential GNSS Development. 

  5. Walter, T., Blanch, J., and Enge, P.(2009), "Evaluation of Signal in Space Error bounds to Support Aviation Integrity", Proc. 22nd International Technical Meeting of the ION, pp. 1317-1329. 

  6. Walter, T., Blanch,, J. and Enge, P.(2010), "Vertical Protection Level Equations for Dual Frequency SBAS", Proc. 23rd International Technical Meeting of the ION, pp. 2031-2041. 

  7. Walter, T., Hansen, A., and Enge, P.(2001). "Message Type 28." IONNTM 2001, pp. 522-532. 

  8. RTCA(2006). Minimum Operational Performance Standards for Global Positioning System/Wide Area Augmentation System Airborne Equipment. 

  9. RTCA SC-159(2006), Minimum Operational Performance Standards for Global Positioning System/Wide Area Augmentation System Airborne Equipment, RTCA publication DO-229D. 

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