초록 ▼

본 연구는 Network RTK (Real-Time Kinematic), SBAS (Satellite Based Augmentation System), GBAS (Ground Based Augmentation System) 등 GNSS(Global Navigation Satellite System) 응용시스템의 지상 인프라에 해당하는 GNSS 네트워크 핵심 기초기술을 개발하는 것이며, 실시간으로 cm 급 사용자 위치추정과 GNSS 항법신호의 주요 오차요소인 전리층/대류층의 지연의 상태감시가 가능한 복합 정밀 위성항법 네트워크 기술이

본 연구는 Network RTK (Real-Time Kinematic), SBAS (Satellite Based Augmentation System), GBAS (Ground Based Augmentation System) 등 GNSS(Global Navigation Satellite System) 응용시스템의 지상 인프라에 해당하는 GNSS 네트워크 핵심 기초기술을 개발하는 것이며, 실시간으로 cm 급 사용자 위치추정과 GNSS 항법신호의 주요 오차요소인 전리층/대류층의 지연의 상태감시가 가능한 복합 정밀 위성항법 네트워크 기술이다. GNSS 네트워크 기술은 크게 위성, 지상 인프라 그리고 사용자 기술로 구분되며, 이중 정밀 GNSS 네트워크 운용 기술은 지상 인프라인 상시관측소 운용 및 응용의 핵심 기술이다.

국내에는 GNSS 상시관측소 인프라와 관련하여 이미 충분한 밀도와 수량의 상시관측소가 설치되어 있는 반면에 정밀 GNSS 네트워크 기술과 관련해서는 국내 개발이 전무하며 기 설치된 상시관측소망에 적용중인 GNSS 네트워크 기술은 국외 수입에 의존하고 있는 상태이다. 국내의 각 기관별 GNSS 상시관측소망은 기관마다 독립적으로 활용되고 있으며, 상시관측소의 밀도 및 분포를 증가시킬 경우 cm 급의 사용자 정밀 측위 등 GNSS 네트워크 기술로서 보다 다양한 분야로의 활용이 가능하다.
따라서 향후 각 상시관측소망을 통합 활용하기 위한 기반 기술의 확보 차원에서 제안된 연구는 필수적이다. 또한 정밀 GNSS 네트워크 운용기술은 지상 인프라 기술의 핵심에 해당되므로 국산화 및 기술의 자립화가 필요하다. 최근 GNSS 시스템은 GPS (미국), GLONASS (러시아) 이외에 Galileo (유럽), BeiDou (중국) 등 새로운 위성항법시스템이 추가되어 다양한 주파수대역의 신호들을 사용자가 사용할 수 있을 것으로 기대되며, 이와 같은 GNSS 시스템 변화의 이점을 이용하여 “다중위성군/다중주파수/다기종수신기를 기반으로 하는 정밀 GNSS 네트워크 기술”의 개발은 향후 다중 GNSS를 활용하는 모든 응용시스템에 필수적 요소가 될 것이다. 최근 국외의 경우, 다중 위성군/다중 신호를 활용한 GNSS 네트워크 기술에 대한 연구가 진행되고 있으며 제안된 연구는 국외 기술과의 기술격차를 좁히는데 기여할 수 있다.

다중 GNSS, 다중 신호 및 다기종의 수신기의 통합 활용에 있어 위성 및 수신기의 IFB (Inter-Frequency Bias)와 ICB (Inter-Channel Bias)의 분리 및 추정 기술은 정밀 GNSS 네트워크 운용에 있어 반드시 해결되어야 하며, 기존의 연구과제에서 다루어지지 않은 새로운 연구 주제에 해당한다. 제안된 연구에서는 기존에 연구되지 않은 비시각동기화된 GNSS 측정치들의 시공간 융합기법을 제시하고 기 설치된 상시관측소의 활용에 있어 다중 상시관측소의 고장 검출/식별, 그리고 네트워크 내 상시관측소의 추가/분리, 네트워크 재형상 등 끊김 없는 운영을 위한 새로운 네트워크 기술이다. 기존의 단일 중앙집중형 네트워크 구조가 가지는 사용자수의 제한, 네트워크를 구성하는 상시관측소의 개수 제한, 실시간 데이터 처리 등의 한계점을 극복하기 위한 방법론을 가지고 있으며 사용자 수의 제약과 실시간 데이터 처리에 적합한 네트워크 운용 기술이다. 또한 하드웨어의 추가 없이 소프트웨어만으로 상시관측소 네트워크를 형성할 수 있으며 실시간 성능을 극대화한 기술이다.
제안된 연구는 3종 이상의 위성항법군, 3종 이상의 수신기를 포용할 수 있는 구조를 가진다. 기존 중앙 집중형 방식과 다르게 정밀 GNSS 네트워크 운용 필수 기능들의 모듈화 가능하므로, 몇 개의 관측소에 측정 문제가 발생하더라도 해당 관측소를 효율적으로 검출 및 분리 가능한 구조적 강건성을 띈다. 또한 임의의 지역에 대하여 선별적으로 높은 시공간 해당도로 전리층의 상태감시가 가능하며, 각 지역별 고해상도 TEC (Total Electron Content) 지도를 융합하여 전 지구를 대상으로 하는 고해상도 TEC 지도를 모자이크 식으로 융합 가능하다. 데이터의 취득과 처리의 전과정을 C/C++로 구현하여 활용 및 실용성을 높였다.

(출처 : 요약서 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1-1. 정의 ... 9
• 1-2. 정밀 GNSS 네트워크 기술 개요 ... 11
• 1-3. 제안된 연구의 필요성 ... 13
• 1-4. 연구개발의 중요성 ... 15
• 1-4-1. 본 연구의 경제적, 산업적 중요성 ... 15
• 1-4-2. 기존 연구 대비 본 연구의 차별성 ... 16
• 1-5. 연구개발의 최종 목표 ... 20
• 1-5-1. 최종 목표 ... 20
• 1-5-2. 세부 목표 ... 20
• 1-6. 연구개발 대상의 국내외 연구현황 ... 22
• 1-6-1. 국내 기술 현황 ... 22
• 1-6-2. 국내 시장 현황 ... 35
• 1-6-3. 국내 관련 기관 현황 ... 37
• 1-6-4. 국내 지적재산권 현황 ... 44
• 1-6-5. 국내 표준화 현황 ... 60
• 1-6-6. 국외 기술 현황 ... 61
• 1-6-7. 국외 시장 현황 ... 95
• 1-6-8. 국외 관련기관 현황 ... 96
• 1-6-9. 국외 지적재산권 현황 ... 101
• 1-6-10. 국외 표준화 현황 ... 108
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 111
• 2-1. 다중 GNSS/다기종 수신기 인터페이스 및 위치결정 네트워크 형성 기술 ... 111
• 2-1-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 111
• 2-1-2. 구체적인 내용 ... 113
• 2-1-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 117
• 2-2. 온라인 GNSS 데이터 수집 및 분석 ... 126
• 2-2-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 126
• 2-2-2. 구체적인 내용 ... 126
• 2-2-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 128
• 2-3. 다중 GNSS 보정 측위 기능 구현 및 정확도 분석 ... 135
• 2-3-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 135
• 2-3-2. 구체적인 내용 ... 136
• 2-3-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 140
• 2-4. 온라인 3차원 지도 현시 기법 ... 157
• 2-4-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 157
• 2-4-2. 구체적인 내용 ... 158
• 2-4-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 164
• 2-5. 이기종 수신기 미지정수 결정 기법 연구 ... 168
• 2-5-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 168
• 2-5-2. 구체적인 내용 ... 169
• 2-5-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 172
• 2-6. 네트워크 내 전체 미지정수 수준화 기법 ... 191
• 2-6-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 191
• 2-6-2. 구체적인 내용 ... 192
• 2-6-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 196
• 2-7. 전리층/대류권 지연 상대값 및 절대값 추정방법 ... 204
• 2-7-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 204
• 2-7-2. 구체적인 내용 ... 206
• 2-7-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 216
• 2-8. 채널간 편이/주파수간 편이 분리 추정방법 ... 235
• 2-8-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 235
• 2-8-2. 구체적인 내용 ... 236
• 2-8-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 244
• 2-9. 이기종 시공간 측정치 융합기법 ... 253
• 2-9-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 253
• 2-9-2. 구체적인 내용 ... 254
• 2-9-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 264
• 2-10. 다중 고장 검출/분리 및 네트워크 재형상 기법 ... 269
• 2-10-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 269
• 2-10-2. 구체적인 내용 ... 270
• 2-10-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 272
• 2-11. 무중단 기준국 추가/분리 방법 ... 277
• 2-11-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 277
• 2-11-2. 구체적인 내용 ... 278
• 2-11-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 280
• 2-12. GNSS 네트워크를 활용한 측위 정확도 ... 285
• 2-12-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 285
• 2-12-2. 구체적인 내용 ... 285
• 2-12-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 286
• 2-13. SDR 인터페이스 기능 및 기준국으로의 활용방법 ... 290
• 2-13-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 290
• 2-13-2. 구체적인 내용 ... 292
• 2-13-3. 연구수행 내용 및 결과 ... 293
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 305
• 3-1. 목표 ... 305
• 3-2. 목표 달성여부 ... 311
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 312
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 313
• 4-1. 연구개발 결과의 활용방안 ... 313
• 4-2. 연구개발 결과의 기대효과 ... 316
• 4-3. 향후 연구 계획 ... 318
• 붙임. 참고문헌 ... 319
• Appendix – 정량적 실험 결과 ... 327
• 첨부. 수정․보완요구사항 반영내역(대비표) ... 329
• 끝페이지 ... 330