정밀한 항법오차 보정을 위한 다중 GNSS 방법

Abstract

현재 스마트기기 광고로 이중 GPS 주파수를 수신하여 보다 정밀도를 향상시키는 광고를 심심치 않게 볼 수 있다. GPS(Global Positioning System)는 위성항법시스템의 약어로 스마트폰에 위성수신기만 탑재되어 있으면 지리적위치와 상관없이 신호를 수신할 수 있다. 또한 차량, 선박, 항공 등 위치 및 경로안내 받을 수 있고, 현대생활에 필수적인 인프라로 활용되고 있다.

그러나 현재 GPS는 약 10m 정도의 항법오차를 가지고 있는 미국의 상용 GPS 위성에 의존하고 있다. 또한 한국은 도심, 산악지형이 많은 지역이기 때문에 위성신호에 Multipath로 인한 Noise유입으로 항법오차를 보는 지표 중 PDOP로 위성수신기가 위성으로부터 받는 위치정보의 유효성을 확인할 수 있다. 이 PDOP로 활용하여 실제 야외환경상 위성으로부터 보내지는 위치정보를 위성수신기가 안정적인 항법을 수행하는지를 알 수 있는 지표로 활용된다.

또한 한국형 SBAS위성개발용 KASS사업이 점차 확대되어 진행됨에 따라, GNSS(Global Navigation Satellite System)와 SBAS(Satellite Based Augmentation System)의 항법수행을 통한 오차분석 또한 진행되어야 한다. 현재 SBAS는 아직 항공 서비스 제공 준비중인 단계로 지상에서 아직 KASS에 대해 서비스를 제공받지 못하여 SBAS위성 중 타 국가의 SBAS위성을 통해 수신하여 진행되었다.

본 논문에서는 다중 GNSS 중 GPS와 GLONASS 함께 항법수행 할 경우와 GPS와 SBAS 일 경우로 나뉘어 항법수행 시 수도권 내 다양한 야외환경(측지점, 번화가, 고지대, 한강공원)에서 각각의 항법오차를 PDOP 지표로 분석하여 이를 통해 어느 상황에서 항법오차가 유리한지 확인한다. 이를 수행하기 위하여 상용위성수신기를 선별을 하였고, 해당 상용수신기의 통신방식을 확인하여 데이터 분석을 수행하도록 설계를 하였다. 또한 해당 항법오차에 대해 상용수신기의 성능을 확인을 하여 본 논문에 사용가능한지 검토도 수행하였다.

|Currently, you can easily see advertisements that improve precision by receiving dual GPS frequencies through smart device advertisements. GPS (Global Positioning System) is an abbreviation for a satellite navigation system, and if a smartphone is equipped with only a satellite receiver, it can receive signals regardless of geographical location. In addition, it is possible to receive location and route information such as vehicles, ships, and aviation, and is used as an essential infrastructure for modern life.

Currently, however, GPS relies on commercial U.S. GPS satellites with a navigation error of about 10 meters. In addition, since Korea is an area with many urban and mountainous terrain, the location information that satellite receivers receive from satellites can be verified with PDOP among indicators that see navigation errors due to noise inflow due to multipath. Using this PDOP, location information sent from satellites in the actual outdoor environment is used as an indicator of whether the satellite receiver performs stable navigation.

In addition, as the KASS project for the development of Korean SBAS satellites gradually expands, error analysis through navigation performance of GNSS (Global Navigation Satellite System) and SBAS (Satellite Based Augmentation System) should also be conducted. Currently, SBAS is still preparing to provide aviation services, and KASS has not yet been provided on the ground, so it was received through SBAS satellites from other countries among SBAS satellites.

In this paper, GPS and GLONASS are divided into GPS and SBAS among multiple GNSS, and each navigation error is analyzed as a PDOP index in various outdoor environments in the Seoul metropolitan area (Namsan mountain, downtown, highland park, and Hankang Riverpark) to check under which circumstances the navigation error is advantageous. To perform this, commercial satellite receivers were selected, and data analysis was performed by checking the communication method of the commercial receiver. In addition, the performance of commercial receivers was checked for the corresponding navigation error, and whether it could be used in this paper was also reviewed.