초록 ▼

전리층 지연과 대류권 지연 오차를 효율적으로 보상하여 수평면에서 위치 오차가 10m(2dRMS) 이하를 제공하는 측위 알고리즘과 한국 지역에서 효과가 있는 전리층 모델 및 대류권 모델을 얻는다. 또한 제안된 방법의 오차 해석을 통하여 기존의 방법과의 차이를 보일 것이며 이로부터 더 나은 측위 결과를 얻을 수 있는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 고의 잡음이 제거된 상황에서 오차 요인의 특성을 분석하고 이를 효과적으로 보상할 수 있는 항법 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법은 전리층 지연 모델과 대류권 지연 모델을 사용하여도 보상되지

전리층 지연과 대류권 지연 오차를 효율적으로 보상하여 수평면에서 위치 오차가 10m(2dRMS) 이하를 제공하는 측위 알고리즘과 한국 지역에서 효과가 있는 전리층 모델 및 대류권 모델을 얻는다. 또한 제안된 방법의 오차 해석을 통하여 기존의 방법과의 차이를 보일 것이며 이로부터 더 나은 측위 결과를 얻을 수 있는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 고의 잡음이 제거된 상황에서 오차 요인의 특성을 분석하고 이를 효과적으로 보상할 수 있는 항법 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법은 전리층 지연 모델과 대류권 지연 모델을 사용하여도 보상되지 않은 오차가 위성의 앙각의 함수임을 이용하여 위성의 앙각을 가중치로 두는 가중 최소자승법의 형태이며, 무결성 보장 기법의 일종인 최대 유수 기법을 오차의 특성에 맞게 변형하여 적용함으로써 다중 경로나 낮은 SNR의 영향으로 발생한 비 정상적인 오차를 제거함으로써 정확도를 향상시킬 수 있는 구조이다. 실제 측정치를 이용한 실험을 통하여 삭제 각을 이용하는 경우에도 성능의 향상을 얻을 수 있으나 가시위성의 수가 줄어들고 GDOP이 증가하는 영향으로 한계가 있음을 확인하였다. 오차의 특성을 파악하여 얻은 가중행렬을 이용한 가중 최소 자승법을 이용하면 삭제 각을 사용하지 않고도 수평면에서 DGPS의 성능과 유사한 7m(2dRMS) 이내의 정확도로 위치를 구할 수 있었다. 최대 유수 기법을 이용하여 다중 경로 등의 영향에 의한 비 정상적인 측정치를 제거한 경우 성능이 더욱 향상됨을 확인하였다. 제안된 방법은 정확도와 신뢰도의 향상 외에도 위성의 증감에 따라 발생하는 급격한 위치 변화를 억제하며, 삭제 각을 이용하여 일방적으로 위성을 제거하는 경우에 비하여 더 많은 가시 위성을 확보함으로써 안정적으로 해를 제공할 수 있다. 또한 제안된 방법은 하드웨어의 변경 없이 소프트웨어만으로 처리하므로 기존의 수신기에도 쉽게 적용할 수 있으며, 한국 지역에 맞는 전리층 및 대류권 모델과 이에 따른 가중 행렬의 결정과 다중 경로 오차의 제거를 위한 연구가 추가되면 성능을 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼

Civilian users who utilize C /A code of GPS, can easiliy achieve a position of 15m(2dRMS) accuracy as the SA fade away. But still there are lots of applications which requires better accuracy. This research will provide a new positioning algorithm with better than 10m acuracy which is comparable to

Civilian users who utilize C /A code of GPS, can easiliy achieve a position of 15m(2dRMS) accuracy as the SA fade away. But still there are lots of applications which requires better accuracy. This research will provide a new positioning algorithm with better than 10m acuracy which is comparable to the result of DGPS. As the removal of SA, horizontal accuracy of 25m is easily obtained using GPS. In this research, the error characteristics without SA are analyzed and a navigation algorithm concerns this error characteristics is proposed to further improve the accuracy. The proposed method utilizes the relationship between elevation angle and errors that are remained after ionospheric and troposheric delay compensation. The relationship is derived from real measurements and used as a weighting matrix of weighted least squares estimator. Furthermore, a RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) technique is included to remove abnormal measurements affected by multi-path or low SNR (Signal-to-Noise Ratio). It is shown that using the proposed method, more than 4 times accurate result, which is comparable with DGPS (Differential DGPS), can be obtained from experiments with real data. Besides accuracy and reliability, the proposed method reduces large jumps in position and maintains better performance than a method using mask angle to completely remove satellites below this mask angle. Thus it is expected that the proposed method can be efficiently applied to land navigation where some satellites are blocked by building or forest.

목차 Contents

• I. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• II. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• III. 연구내용 및 결과...6
• 1. 서론...6
• 2. 기존의 항법 알고리즘 및 오차 보상...8
• 3. 오차 특성 및 이를 고려한 항법 알고리즘...10
• 4. 무결성 검정기법을 이용한 항법 알고리즘...20
• 5. 실험 및 성능 분석...24
• 6. 결론...26
• 7. 참고 문헌...27