초록 ▼

1. DGPS 기준국용 이중주파수 수신기 1차 시작품 제작
1) 상용 부품을 이용한 RF 회로 설계 및 제작
2) 1차년도에 개발한 다중 간격 구조의 상관기 구현(FPGA)
3) GPS 기저신호 처리부 설계 및 제작
2. DGPS 기준국용 이중주파수 수신기 항법 알고리즘 기본 설계
1) 이중주파수를 이용한 측위 정확도 개선 방안 연구
2) DGPS 기준국용 신호 감시 기법 연구
3) L1/L2CS 신호를 이용한 항법 알고리즘 개발
3. DGPS 기준국용 이중주파수 수신기 규격 분석
1

1. DGPS 기준국용 이중주파수 수신기 1차 시작품 제작
1) 상용 부품을 이용한 RF 회로 설계 및 제작
2) 1차년도에 개발한 다중 간격 구조의 상관기 구현(FPGA)
3) GPS 기저신호 처리부 설계 및 제작
2. DGPS 기준국용 이중주파수 수신기 항법 알고리즘 기본 설계
1) 이중주파수를 이용한 측위 정확도 개선 방안 연구
2) DGPS 기준국용 신호 감시 기법 연구
3) L1/L2CS 신호를 이용한 항법 알고리즘 개발
3. DGPS 기준국용 이중주파수 수신기 규격 분석
1) 기존 DGPS 기준국용 수신기 Spec. 분석
4. DGPS 기준국용 이중주파수 수신기 1차 시작품 성능 시험
1) GPS Simulator를 이용한 1차 시작품 기본 성능 시험
2) GPS Simulator를 이용한 다중경로 오차 제거 성능 분석
5. 갈릴레오 위성신호에 대한 기술적 검토
1) 갈릴레오 위성 신호 수신 기능을 추가할 경우를 대비한 갈릴레오 위성신호 구조 정리

Abstract ▼

The purpose of this project in this year is to design the first trial product of the dual-frequency GPS receiver for DGPS reference stations. In order to achieve the purpose, the following research contents have been accomplished:
1. Designing the first trial product of the dual-frequency GPS rec

The purpose of this project in this year is to design the first trial product of the dual-frequency GPS receiver for DGPS reference stations. In order to achieve the purpose, the following research contents have been accomplished:
1. Designing the first trial product of the dual-frequency GPS receiver for DGPS reference stations
1) Implementation of RF circuit using commercial parts
2) Implementation of the weighted narrow correlation scheme developed at the first year 3) Implementation of the GPS baseband processing part
2. Designing the basic navigation algorithm of the dual-frequency GPS receiver for DGPS reference stations
1) Study on improvement of positioning accuracy
2) Study on the signal monitoring technique for DGPS reference stations
3) Development of a navigation algorithm using the L1/L2C signals
3. Analysis of the specifications of the dual-frequency GPS receiver for DGPS reference stations
1) Analysis of the specifications of the current GPS receiver for DGPS reference stations
4. Performance evaluation of the first trial product
1) Basic performance evaluation of the first trial product using the GPS simulator
2) Performance analysis of the multipath mitigation scheme using the GPS simulator
5. Technical summary of the Galileo satellite signal
1) Summary of the main features of the Galileo satellite signal in preparation for adopting Galileo signals in future.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 2단계 보고서 초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...8
• CONTENTS...10
• 목차...14
• 표목차...18
• 그림목차...22
• 제 1 장 서론...26
• 제 1 절 연구 배경...26
• 제 2 절 연구 내용 및 범위...27
• 제 3 절 연구 결과의 활용 방안...27
• 제 4 절 기대 효과...28
• 1. 기술적 측면...28
• 2. 경제.산업적 측면...28
• 제 2 장 연구 개발 수행 내용 및 결과...30
• 제 1 절 기존 DGPS 기준국용 수신기 물리/전기 규격 분석...30
• 1. RSIM 비콘 사이트 구성...30
• 2. RS의 구성...33
• 가. 규격도출...34
• (1) 하드웨어 제작 규격...34
• (2) 소프트웨어 제작 규격...36
• 제 2 절 항법 알고리즘 기본 설계...38
• 1. GPS 신호구조와 항법 원리...38
• 가. 신호 획득 및 추적...40
• (1) 신호 획득...40
• (2) 반송파 추적...42
• (3) 코드 추적...45
• (4) 루프 필터 설계...47
• 나. 비트 및 프레임 동기...48
• (1) 비트 동기...48
• (2) 프레임 동기...50
• 다. 측정치 획득...52
• 라. 항법 데이터 추출...53
• (1) 위성 위치 계산...54
• (2) 보정 알고리즘...57
• 마. 항법해 도출...61
• 2. 항법 알고리즘...63
• 가. 신호 획득 및 추적...63
• (1) I/Q 상관값 획득...63
• (2) Epoch Count 획득...63
• (3) TIC 검사...64
• (4) 누락된 상관값 카운터 갱신...64
• (5) 신호획득...65
• (6) 코드 추적 루프 갱신...67
• (7) 반송파 추적 루프 갱신...68
• 나. 비트 및 프레임 동기...69
• (1) 비트 동기...69
• (2) 프레임 동기...71
• 다. 측정치 획득...73
• 라. 항법 데이터 추출...81
• (1) 위성 Z 카운트...81
• (2) 수신기 시계 모델 초기화...82
• (3) 수신기 시계 오프셋 초기화...83
• (4) 현재 수신기 Timer Counter에서의 GPS 시간 계산...83
• 마. 항법해 도출...84
• (1) 초기 위치 추정...84
• (2) 항법해 도출 단계...84
• (3) 수신기 시간...86
• (4) 항법 관련 함수 흐름도...89
• 제 3 절 DGPS 기준국용 고성능 수신기 설계 방안 연구...95
• 1. 다중경로 오차 제거 기법...97
• 가. 다중경로 오차 제거를 위한 수신기 구조...97
• 나. 다중 간격 구조를 갖는 상관기 설계...99
• 2. DGPS 기준국용 무결성 감시 기법...101
• 가. DGPS 기준국용 수신기의 무결성 요구사양...101
• (1) GPS 이상에 따른 NDGPS 망의 무결성 검사 성능...102
• (2) DGPS 기준국용 수신기에 적용 가능한 무결성 검사...104
• 나. 무결성 감시 기법...108
• (1) SQM (Signal Quality Monitoring)...110
• (2) DQM (Data Quality Monitoring)...114
• (3) MQM (Measurement Quality Monitoring)...125
• (4) 감시기법 평가를 위한 모의실험...131
• 다. 이상 정보 방송 기법...136
• (1) RTCM SC-104 메시지...136
• (2) NDGPS의 RTCM 메시지...138
• 제 4 절 DGPS 기준국용 이중주파수 수신기 1차 시작품 제작...140
• 1. RF 설계 및 제작...140
• 가. 입력 규격...140
• 나. 출력(디지털 인터페이스) 규격 : 3.3V CMOS Level...140
• 다. 성능 규격...141
• 라. 주파수 계획...141
• 마. RF 칩 사양...142
• 바. 전기규격...143
• 사. 시험용 보드 설계...144
• (1) 설계 구조도...144
• (2) RF 시험용 보드 제작...145
• 2. 다중 간격 구조 상관기 구현...145
• 3. GPS 기저신호 처리부 설계 / 제작...146
• 가. GPS 기저신호 처리부 규격...146
• 나. GPS 기저신호 처리부 하드웨어...146
• (1) GPS 기저신호 처리부 하드웨어 구조...146
• (2) 하드웨어 제작...147
• (3) 하드웨어 제원 및 사양...147
• (4) 소프트웨어 기능 사양...148
• 4. 기본 기능 시험...148
• 가. RF 시험...148
• (1) 시험환경 구성...148
• (2) 시험 결과...149
• 나. 다중 간격 구조 상관기 시험...150
• 5. 성능 시험...151
• 가. 1차 시작품 기능평가...151
• 나. 1차 시작품 성능평가...151
• (1) 시험환경 구성...151
• (2) 시험 결과...152
• 다. 다중경로 오차 제거 기법 성능 평가...154
• (1) 시험환경 구성...154
• (2) 시험 결과...154
• 6. 이중 주파수 안테나 개발...155
• 제 5 절 갈릴레오 위성신호 기술 검토...157
• 1. 갈릴레오 신호와 서비스...157
• 2. 갈릴레오 신호 특성...158
• 가. 변조...159
• (1) E5 신호...160
• (2) E6 신호...164
• (3) El 신호...165
• 나. 논리 레벨...166
• 3. 갈릴레오 확산 코드의 특성...167
• 가. 코드 길이...167
• 나. 확산 코드 생성...167
• (1) 확산 코드 생성...167
• (2) M-수열 코드...168
• 4. PRIMARY 코드...170
• 가. E5 Primary 코드...170
• (1) E5a-I의 기저 레지스터2의 시작간...171
• (2) E5a-Q의 기저 레지스터2의 시작간...172
• (3) E5b-I의 기저 레지스터2의 시작값...173
• (4) E5b-Q의 기저 레지스터2의 시작값...174
• 나. E1-B와 El-C의 Primary 코드...174
• 5. SECONDARY 코드...175
• 가. Secondary code 정의...175
• 나. Secondary 코드 할당...178
• 6. GALUEO 메시지 구조...178
• 가. 일반적인 메시지 구조...178
• (1) 항법 메시지 구성...178
• (2) 일반적인 항법 메시지 구조...178
• (3) 일반적인 비트와 바이트 순서...179
• (4) FEC 코딩과 인터리빙 파라미터...179
• (5) 연속적인 페이지 처리...180
• 나. F/NAV 메시지 구조...181
• (1) F/NAV 메시지의 일반적인 구조...181
• (2) F/NAV 페이지 구조...181
• (3) F/NAV 프레임 구조...181
• (4) F/NAV 페이지 구성...185
• 다. I/NAV 메시지 구조...187
• (1) I/NAV 메시지의 일반적인 구조...187
• 7. 갈릴레오 수신기 설계 시 고려사항...195
• 가. 기존 GPS 수신기의 상관기부...195
• 나. 갈릴레오 수신기의 상관기부...196
• 다. 갈릴레오/GPS 신호의 최적화...197
• 제 3 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...200
• 제 1 절 목표달성도...200
• 제 2 절 관련분야에의 기여도...202
• 제 4 장 참고문헌...204