[논문]소프트웨어 GPS 수신기에서의 벡터 DLL 구현과 성능 분석

임덕원; 김정원; 정호철; 황동환; 이상정

소프트웨어 GPS 수신기에서의 벡터 DLL 구현과 성능 분석
Implementation and Performance Evaluation of the Vector DLL in a Software GPS Receiver 원문보기

임덕원 (충남대학교 전자공학과) , 김정원 (충남대학교 전자공학과) , 정호철 (충남대학교 전자공학과) , 황동환 (충남대학교 전기정보통신공학부) , 이상정 (충남대학교 전기정보통신공학부)

A vector DLL represents signal tracking scheme utilizing navigation results, and it has been known that it has better performance than a conventional scalar DLL. This paper discusses the structure and conceptual benefits of the vector DLL, and describes implementation of the vector DLL in a software GPS receive. Also, the benefits of the vector DLL are confirmed by an experiment. Through the experiment, the code tracking accuracy between the vector DLL and a scalar DLL implementation is compared in static environments, and the navigation accuracy is analyzed using GPS signals received from a commercial GPS simulator.

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

문제 정의

본 논문에서는 벡터 DLL의 구조와 장점을 설명하고 소프트웨어 GPS 수신기 기반에서 구현하여 그 성능을 확인하였다. 스칼라 DLL 구조를 갖는 일반적인 수신기와 비교하였을 때, 코드 추적 오차의 표준 편차는 약 13배가 감소하였으며, 수평 오차는 CEP로 약 2배가 감소하였고 수직 오차는 RMS로 약 L3배가 감소하는 것을 확인하였다.

제안 방법

여기서 입력 신호의 조건은 수신기가 정지 상태이고 신호전력을 -125dBm으로 설정하였다. 또한 소프트웨어 GPS 수신기는 초기에는 스칼라 DLL 모드로 동작하여 신호 획득 및 추적을 수행하다가 항법 결과가 계산된 다음에 벡터 DLL 모드로 전환하여 동작하며, 신호 추적 및 항법 결과와 관련된 파라미터를 파일로 출력하여 MATLAB에서 비교할 수 있도록 하였다.
벡터 DLL의 성능은 신호 추적 성능과 측위 성능을 일반적인 스칼라 DLL과 비교함으로써 확인하였다.
측위 성능을 확인하기 위하여 스칼라 DLL과 벡터 DLL애 대하여 수평오차와 수직 오차를 비교하였다. 여기서 수평오차는 CEP로 측정하였으며 수직 오차는 RMS로 측정하였다, <그림 5>와<그림 6>에서 확인할 수 있듯이 벡터 DLL 동작 시에 수평 오차는 L409m에서 0.

데이터처리

코드 NC。의 출력 주파수를 비교하였다.<그림 4>에서 확인할 수 있듯이 스칼라 DLL의 출력 주파수의 표준편차는 0509Hz이고 벡터 DLL의 출력 주파수의 표준편차는 0.

성능/효과

039Hz이다. 따라서 벡터 DLL의 신호 추적 성능이 스칼라 DLL보다 약 13배 정도 향상되는 것을 알 수 있다.
기반에서 구현하여 그 성능을 확인하였다. 스칼라 DLL 구조를 갖는 일반적인 수신기와 비교하였을 때, 코드 추적 오차의 표준 편차는 약 13배가 감소하였으며, 수평 오차는 CEP로 약 2배가 감소하였고 수직 오차는 RMS로 약 L3배가 감소하는 것을 확인하였다. 추후 연구 계획으로서 위성 신호의 전파 장애가 있는 환경과 재밍이 있는 환경에 대해서 벡터 DLL의 성능을 확인할 계획이며, 벡터 형태의 반송파 추적 루프에 대해서도 연구할 계획이다.
여기서 수평오차는 CEP로 측정하였으며 수직 오차는 RMS로 측정하였다, 와에서 확인할 수 있듯이 벡터 DLL 동작 시에 수평 오차는 L409m에서 0.713m로 감소하였으며, 수직오차는 1.361m에서 1.063m로 감소하였다.

후속연구

스칼라 DLL 구조를 갖는 일반적인 수신기와 비교하였을 때, 코드 추적 오차의 표준 편차는 약 13배가 감소하였으며, 수평 오차는 CEP로 약 2배가 감소하였고 수직 오차는 RMS로 약 L3배가 감소하는 것을 확인하였다. 추후 연구 계획으로서 위성 신호의 전파 장애가 있는 환경과 재밍이 있는 환경에 대해서 벡터 DLL의 성능을 확인할 계획이며, 벡터 형태의 반송파 추적 루프에 대해서도 연구할 계획이다.

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