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차분 기법을 적용한 GPS 반송파 위상 측정치 고장 검사
Application of the Difference Method in a Fault Test on GPS Carrier Phase Measurements 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.21 no.6 = no.87, 2017년, pp.601 - 607  

손은성 (한국항공우주연구원 위성항법팀) ,  임성혁 (한국항공우주연구원 위성항법팀) ,  김군택 (한국항공우주연구원 체계종합팀)

초록
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이 연구에서는 GNSS (global navigation satellite system) 인프라 기반 측위 보정정보 생성을 위한 전처리 단계인 GPS (global positioning system) 반송파 위상 측정치의 고장 검사를 수행하였다. 기존 CARST (carrier acceleration ramp step test) 방법은 수신기 시계 오차를 제거하기 위해 평균값을 이용함으로써 검사 대상에 영향을 준다. 따라서 이 연구에서는 차분 기법을 적용하여 기존 CARST 결과와 비교하였다. 실 데이터에 인위적인 고장을 인가하여 고장 시뮬레이션을 수행한 결과 차분 기법을 적용할 경우 각각의 위성에 대해 독립적인 고장 검출이 가능한 것으로 판단되었으며 단일차분과 이중차분은 유사한 결과를 나타내었다. 실 데이터를 이용하여 기존의 방법과 비교한 결과 위성 간 차분, 수신국간 차분 결과의 장단점을 확인할 수 있었다. 그러나 결과 값에 대한 위성 및 수신기 시계 오차의 영향은 추가적인 분석이 필요할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study performed fault test on global positoining system (GPS) carrier phase measurements, which is a preprocessing step to generate the positioning correction information based on the global navigation satellite system (GNSS) infrastructure. The existing carrier acceleration ramp step test (CAR...

주제어

#Global positioning system   #Quality monitoring   #Carrier phase   #Difference method   #Carrier acceleration ramp step test  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 후)기준 위성에">기준위성에 고장이 발생하면 모든 위성에 영향이 있을 것으로 판단하였다. 두 번째로 전리층, 대류권 오차는 위성의 고도각과 관련이 있으므로 기준위성을 제외한 가장 높은 위성과 가장 낮은 위성에 고장을 인가하였으며 2개의 위성에 동시에 고장을 인가했을 때의 변화를 살펴보았다. 고장은 10,000 에폭단위로 이 연구에서는 GNSS 인프라 기반 측위 보정정보 생성을 위한 전처리 단계에 수행될 차분된 측정치 기반 CARST를 수행하고 기존의 방법과 비교, 분석한다.
  • 이 연구에서는 기존 CARST와 차분기법을 적용한 CARST를 비교하였다. 이 장에서는 CARST의 수식을 설명하고 고장 시뮬레이션을 통해 알고리즘 구현을 검증하였다. GPS 후)이중 차분">이중차분 CARST 알고리즘의 구현 정확도를 판단하기 위해 측정치에 고장을 인가하여 결과 값의 변화를 확인하였다. 첫 번째로

    대상 데이터

    • CARST를 이용한 검사 대상은 전리층 및 대류권 오차, 그리고 미지정수이다. 반송파 위성 측정치를 잡음이 매우 낮은 것으로 알려져 있으며 위성과 실험 데이터는 2015년 DOY (Day Of Year) 183 1초 간격이며 주 수신국은 대전에 위치하고 있고 부 수신국은 공주, 보은, 안성, 음성에 위치하고 있다. 그림 1에 수신국의 위치 및

      데이터처리

      • 이 장에서는 실 데이터를 이용하여 기존의 CARST 결과와 차분기법을 적용한 CARST와 비교하였다.

        이론/모형

        • 후)고장 검출이">고장검출이 필요하다. 반송파 위상 측정치의 고장검사와 관련하여 [7]-[9]는 CARST (carrier acceleration ramp step test) 기법을 이용하였다. 그러나 단일 수신국 기반의 CARST는 위성과 수신기의 시계 오차를 완벽하게 제거할 수 없으며 이들은 수신기 시계 오차를 제거하기 위해 평균값을 이용하였지만 이로 인해 한 개의 위성에서 고장이 검출되었을 경우 모든 위성에서 고장이 발생한 것과 같은 형태를 나타내었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자율주행이란 무엇인가? 이중 자율주행 자동차는 전 세계적으로 관심이 높아 오래 전부터 연구가 진행되고 있다[1]. 자율주행은 운전자의 개입 없이 주변 환경을 인식하고, 주행 상황을 판단하여 차량을 제어함으로써 주어진 목적지까지 주행하는 것을 말한다[2]. 자율주행을 위해서는 표 1과 같은 기술이 필요하며 위치인식과 관련하여 위성항법기술을 이용하는 경우에는 항법위성의 가시위성 확보 여부 및 기술의 차이에 따라 최대 수 cm 정도의 정확도로 위치를 인식할 수 있다.
범지구위치결정시스템을 이용한 인프라 기술은 차량에 어떠한 영향을 미쳤는가? [5]는 범지구위치결정시스템 (GPS; global positioning system)을 이용하여 이동하는 차량이 차로를 구분할 수 있는 보정정보 제공 인프라 기술을 연구하였다. 이러한 인프라 기술로 인해 차량은 저가의 위성항법수신기를 이용하여 수십 cm 수준의 위치결정을 수행할 수 있게 되었으며 응용 분야에 따라 다르겠지만 기존 고가 위성항법수신기를 대체할 수 있을 것으로 기대된다[3].
상대측위 기법의 장점은 무엇인가? 상대측위 기법은 위성과 수신기의 시계 오차를 제거하는 장점이 있다. 이 중 이중차분을 수행하게 되면 위성과 수신기 시계 오차에 고장이 발생하더라도 보정정보 생성, 위치결정 등에 영향을 미치지 않아 위치결정 및 보정정보 생성 등의 연속성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.
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참고문헌 (11)

  1. J. H. Jung, "How will the fourth industrial revolution change the city," World & Cities, Seoul City and The Seoul Institute, Vol. 14, pp. 4-13, 2016. 

  2. H. K. An, S. W. Lee, W. Y. Han, and J. C. Son, "Technology trends of self-driving vehicles," Electronics and Telecommunications Trends, Electronics and Telecommunications Research Institute, Vol. 28 No. 4, pp. 35-44, Aug, 2013. 

  3. S. Im, J. An, E. Son, S. Lee and M. Heo, "Autonomous driving and GNSS-based precise positioning technology," Current Industrial and Technological Trends, Korea Aerospace Research Institute, Vol. 15 No. 1, pp. 43-54, 2017. 

  4. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, "Development of cooperative automated driving highway systems," Research report, Apr. 2015a. 

  5. Ministry of Land, Infrastructure and Transport, "Development of GNSS based transportation infrastructure technology," Research report, Oct. 2015b. 

  6. B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger, and E. Wasle, GNSS: Global Navigation Satellite System: GPS, GLONASS & More, Springer-Verlag, 2008. 

  7. X. Gang, Optimal on-airport monitoring of the integrity of GPS-based landing systems, Ph.D. dissertations, Stanford University, Stanford, CA, Mar, 2004. 

  8. M. Koenig, Optimizing the decision rule of a GPS integrity monitoring systems for improved availability, Ph.D. dissertations, Stanford University, Stanford, CA, Mar, 2010. 

  9. E. Son, K. T. Kim, S. H. Im, and M. B. Heo, "Threshold determination of the GPS carrier acceleration, ramp and step on the normal condition," Journal of Positioning, Navigation, and Timing, Vol. 4, No. 4, pp. 195-203, 2015. 

    원문보기 상세보기 crossref

  10. E. Son, Accuracy improvement of long-range GPS L1 relative positioning using regional ionospheric and tropospheric grid models, Master's thesis, Inha University, Korea, Feb, 2013. 

  11. J. Kouba, A guide to using international GNSS service (IGS) products, Natural Resources Canada, May, 2009. 

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