[논문]GPS 칩셋을 이용한 L1 C/A 코드 GPS 수신기 설계

김현수; 윈필롱; 이상훈; 박옥득; 윈황휴; 김한실

[국내논문] GPS 칩셋을 이용한 L1 C/A 코드 GPS 수신기 설계
Development of L1 C/A code GPS receiver using GP2021 chip 원문보기

김현수 (울산대학교 자동차선박기술대학원) , 윈필롱 (울산대학교 전기전자정보공학부) , 이상훈 (울산대학교 전기전자정보공학부) , 박옥득 (울산대학교 전기전자정보공학부) , 윈황휴 (울산대학교 전기전자정보공학부) , 김한실 (울산대학교 전기전자정보공학부)

This rarer is to design a low cost GPS/DGPS receiver using GP2021 correlator. By modifying the existent GPS, the performance can be enhance than before. The H/W and S/W should be updated to have good result.

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

문제 정의

본 논문에서는 GPS칩셋을 이용한 LI C/A 코드 GPS 수신기 설계 결과를 보였다. 상용칩셋을 이용한 중간 주파수변환 과정에서 발생하는 하모닉 성분은 원하는 신호에 비해 충분히 작게 나타나지만 잡음의 원인으로 남아 있다.

제안 방법

본 논문에서는 저가의 Stand-alone GPS 수신기의 위치, 속도 및 시간을 추정하는 항법 알고리즘의 수행하고, 이를 위해 디지털 신호처리부에서 생성된 데이터로부터 의사 거리 및 의사거리율 (Pseudo range rate) 과 위성궤도정보 (Ephemeris Information)를 얻어 위성의 정보를 계산할 수 있었다. 관측되는 위성의 위치정보와 시간정보를 가지고 항법 해(Navigation Solution)> 구 할 수 있으며, 측정치의 Noise와 항체의 운동득성을 모델링하여 칼만 필터(Kalman Filter)를 이용하여 보다 정확한 항체 위치정보를 구할 수 있다.
0T023ms까지 counter하는 Epoch countere} 0~l/2046ms 까지 측정하는 code phase counter와 l/2046ms를 한 주기로 하는 carrier DCO phase counter로 신호전달 시간을 계산한다. 따라서 GPS 위성 Pesudorange는#

대상 데이터

그림5는 구현한 수신기 모습이다. RF처리를 위해 Zarlink사의 GP2015를 사용하였고, 상관기 역시 ZaHink사의 GP2021 을 사용하였다. 그리고 항법 수행을 위해 ARM920T 기반의 삼성 S3C₂₄10x< 사용하였다.
RF처리를 위해 Zarlink사의 GP2015를 사용하였고, 상관기 역시 ZaHink사의 GP2021 을 사용하였다. 그리고 항법 수행을 위해 ARM920T 기반의 삼성 S3C₂₄10x< 사용하였다.

이론/모형

신호추적으로 얻은 측정치와 발신 위성 정보로 얻은 위성 위치 정보와 error 보정치를 이용하여 GPS 위성상태 방정식을 Runge-kutta 적분법과 같은 수치 해석법을 이용해서 풀거나, 위성군 정보를 이용해 kepler 방정식을 풀어서 얻을 수 있다. 위치 좌표와 시간 오차를 측정하여야만 항법이 가능하므로 3차원 항법을 위해 적어도 4개 이상의 위성을 추적하여야만 한다.

성능/효과

따라서 user 는 이것에 대해 득별히 고려할 필요가 없고 그림3과 같이 항법 메시지 subframel 정보를 이용한다. 두번째 δ(t_sat) = 64ms 요소는 진공 상태의 전파는 빛의 속도를 그대로 유지하므로 위성(20200km)에서 전리층(WOOkm)까지는 빛의 속도로 전파된다. 따라서 대략 64ms가 걸린다.

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