초록 ▼

□ 연구개요
현재 전역위성항법시스템(GNSS)은 미국의 GPS, 유럽연합의 Galileo, 러시아의 GLONASS, 중국의 COMPASS(구축중)가 있다. 이 시스템들은 서로 신호의 호환성을 유지하기 위해서 BOC (binary offset carrier)변조를 사용하고, 상관(correlation) 성능을 높이기 위해 기존의 GPS L1 C/A 코드보다 긴 코드를 사용한다. BOC 또는 MBOC (multiplex BOC)의 사용으로 발생하는 가장 큰 문제는 상관함수의 모호성과 긴 신호획득 시간이다. 본 연구에서는 Galil

□ 연구개요
현재 전역위성항법시스템(GNSS)은 미국의 GPS, 유럽연합의 Galileo, 러시아의 GLONASS, 중국의 COMPASS(구축중)가 있다. 이 시스템들은 서로 신호의 호환성을 유지하기 위해서 BOC (binary offset carrier)변조를 사용하고, 상관(correlation) 성능을 높이기 위해 기존의 GPS L1 C/A 코드보다 긴 코드를 사용한다. BOC 또는 MBOC (multiplex BOC)의 사용으로 발생하는 가장 큰 문제는 상관함수의 모호성과 긴 신호획득 시간이다. 본 연구에서는 Galileo의 민간용 신호인 E1 신호와 차세대 GPS 민간용 신호인 L1C 신호의 획득 시 DM (delay-and-multiply) 방법을 사용하여 상관함수의 모호성을 제거하는 문제를 해결하였다. DM방법을 사용하면 신호 획득에서 코드와 도플러 주파수의 2차원 탐색 문제가 1차원으로 바뀌므로 신호획득 시간을 단축할 수 있다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 목표는 DM 방법을 사용하여 BOC를 사용하는 위성항법시스템의 신호 획득의 모호성을 제거하는 방법을 제시하는 것이며, 연구 결과는 다음과 같다.
(1) Galileo E1 OS 신호와 GPS L1C 신호 각각에 대하여 DM신호를 만들기 위한 최적 지연 시간을 제시하였다. Galileo E1 OS 신호의 경우에는 코드칩의 정수배 또는 정수+0.5 배의 지연 중에서 cos(2πf_IFσ₀)≈±1를 만족하는 σ₀가 최적 지연 시간이고, GPS L1C 신호의 경우에는 코드칩의 33배이며 cos(2πf_IFδ₀)≈±를 만족하는 δ₀가 최적 지연 시간이다.
(2) Galileo E1 OS 신호의 경우에는, E1-B 코드와 E1-C코드를 nT₀ 지연시킨 신호를 곱하여 발생신호 g(t)로 사용하거나, E1-C 코드와 E1-C코드를 (n+0.5)T₀ 지연시킨 신호를 곱하여 발생신호 g(t)로 사용하면 삼각형 모양의 상관함수를 얻을 수 있으며 수식으로 증명을 하였다.
(3) GPS L1C 신호의 경우에는, C_P코드와 C_P코드를 33T₀ 지연시킨 신호를 곱하여 발생신호 g(t)로 사용하거나, C_P코드를 33T₀ 지연시킨 신호와 C_D코드를 33T₀ 지연시킨 신호를 곱하여 발생신호 g(t)로 사용하면 삼각형 모양의 상관함수를 얻을 수 있으며 수식으로 증명을 하였다.
(4) Galileo E1 OS 신호와 GPS L1C 신호 각각에 대하여 제안한 DM 방법을 사용할 때와 conventional 방법을 사용할 때의 잡음 특성을 보기 위하여 SNR을 수식으로 구하여 성능을 비교할 수 있도록 하였다.
(5) GPS L1C 신호의 경우에는, DM신호를 얻기 위해서 33T₀ 지연시키게 되는데, 이때는 도플러 주파수에 따라 DM신호의 크기가 아주 작아질 수 있어서, 자동차 속도 같은 저속에서 사용할 수 있으며 고속의 경우에는 L1/L1C가 결합된 신호획득을 해야 한다.

□ 연구개발결과의 중요성
현재 GNSS는 자율주행차량을 위한 차로구분을 위한 정밀위치결정 교통인프라 구축의 필수 기술이 되었다. GPS 현대화 신호나 Galileo 신호에 사용하게 된 BOC 부반송파로 인해 신호 획득 시간이 길어지고 상관함수의 모호성이 생기는 문제가 있어서, 무인주행차량의 시동 후 신호획득 대기 시간이나 재밍이나 기만으로 인한 신호 재획득에 많은 시간이 소요될 수 있다. 본 연구결과는 상관함수의 모호성을 제거하고 신호 획득을 2차원 문제에서 1차원 문제로 단순화시킴으로 신호획득 시간을 크게 단축시킬 수 있다.
중국의 Compass 시스템의 phase III에서 구상중인 강력한 후보 신호로 QMBOC (Quadrature Multiplexed BOC)와 ACE-BOC (Asymmetric Constant Envelope BOC)가 있는데, QMBOC는 GPS L1C의 TMBOC와 비슷한 특성을 가지고 있고, ACE-BOC는 Galileo의 AltBOC와 유사성을 보이고 있다. 따라서 본 연구결과는 Compass의 신호 연구에도 활용될 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 1.1 연구배경 ... 3
• 1.2 연구의 필요성 ... 3
• 1.3 문제해결 방법 ... 3
• 1.4 최종목표 및 연구범위 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2.1 연구결과 요약 ... 4
• 2.2 DM방법을 사용한 Galileo E1 CBOC 신호의 신호획득 알고리즘 ... 4
• 2.3 DM방법을 사용한 GPS L1C TMBOC 신호의 신호획득 알고리즘 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 10