KR20080099074A - 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보측정잡음 산출 장치 및 방법 - Google Patents

위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보측정잡음 산출 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080099074A
KR20080099074A KR1020070044705A KR20070044705A KR20080099074A KR 20080099074 A KR20080099074 A KR 20080099074A KR 1020070044705 A KR1020070044705 A KR 1020070044705A KR 20070044705 A KR20070044705 A KR 20070044705A KR 20080099074 A KR20080099074 A KR 20080099074A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reference station
satellite
station receiver
information
measurement noise
Prior art date
Application number
KR1020070044705A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100884611B1 (ko
Inventor
박상현
최진규
조득재
서기열
서상현
이상지
Original Assignee
한국해양연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양연구원 filed Critical 한국해양연구원
Priority to KR1020070044705A priority Critical patent/KR100884611B1/ko
Publication of KR20080099074A publication Critical patent/KR20080099074A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100884611B1 publication Critical patent/KR100884611B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/21—Interference related issues ; Issues related to cross-correlation, spoofing or other methods of denial of service
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • G01S11/08—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves using synchronised clocks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/2003—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation
    • H04L27/2007—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change within each symbol period is constrained
    • H04L27/2017—Modulator circuits; Transmitter circuits for continuous phase modulation in which the phase change within each symbol period is constrained in which the phase changes are non-linear, e.g. generalized and Gaussian minimum shift keying, tamed frequency modulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 위성전파항법 보강 시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음을 산출하는 장치에 관한 것으로서, 위성궤도, 이온층/대류층 지연, 위성시계 오차 정보를 포함하는 모의 위성신호를 생성하여 출력하는 모의 위성신호 생성부와, 모의 위성신호를 수신하여 위성과의 의사거리를 포함하는 원시정보를 산출하여 출력하는 기준국 수신기와, 모의 위성신호 생성부의 모의 위성신호 생성을 제어하고, 기준국 수신기에서 출력되는 원시정보와 모의 위성신호 생성부에서 출력되는 모의 위성신호에 관한 위성신호 상태정보를 이용하여 기준국 수신기의 원시정보 산출시 적용된 측정잡음을 산출하는 원시정보 측정잡음 분석부를 구비한다. 이러한 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정 장치 및 방법에 의하면, 의사거리 정보를 포함한 원시정보의 측정 잡음을 더욱 정밀하게 산출할 수 있다.

Description

위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 장치 및 방법{apparatus of computing the pseudorange measurement noise of reference station receiver for GNSS augmentation systems and method thereof}
도 1은 본 발명에 따른 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 장치를 나타내 보인 블록도이고,
도 2는 본 발명에 따른 의사거리 원시정보 측정잡음 산출과정을 나타내 보인 플로우도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 모의 위성신호 생성부 20: 간섭신호 발생기
30: RF신호 합성기 40: 기준국 수신기
50: 원시정보 측정잡음 분석부
본 발명은 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 기준국 수신기에서 의사거리를 측정하는 과정에서 고유적으로 발생하는 측정 잡음을 더욱 정밀하게 산출할 수 있는 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 장치 및 방법에 관한 것이다.
위성전파항법 시스템은 전세계 어디에서나 위치와 시각정보를 제공하며, 로란-C와 같은 지상전파항법 시스템보다 높은 정확도의 측위 서비스를 제공한다는 점에서 해상항법 분야를 포함하여 그 활용 범위가 급속히 넓어지고 있다. 그런데, 현재의 위성전파항법 체계만을 단독으로 사용하는 단독 측위법(standalone positioning)은 항만과 같이 교통량이 많고, 선박 상호간의 충돌 위험도가 높은 지역에서 요구되는 측위 정확도를 만족시키지 못하는 문제가 있다. 이를 해결하기 위한 대표적 방법이 위성전파항법 보강시스템(GNSS augmentation system)을 이용한 DGNSS(Differential Global Navigation Satellite Systems) 측위법이다. DGNSS 측위법은 보강시스템에 설치된 기준국 수신기를 이용하여 위성신호의 오차성분을 추출하고, 추출된 오차성분을 주변 위성전파항법 이용자 단말기들에게 전송하여 위성신호 오차를 제거함으로써 측위 정확도를 향상시키는 방법이다. 특히 연근해 해상항법 분야에서 이용하고 있는 의사거리(pseudorange) 기반의 DGNSS 측위법은 보정정보의 양이 적어서 정보 전송에 대한 부담이 없고, 이용자가 수신된 의사거리 오차 보정정보를 이용하여 간단한 산술처리만으로 측위 정확도를 높일 수 있다는 장점이 있다. 우리나라에서는 1995년 5월 서해권 DGPS(Differential Global Positioning System) 보정정보 전송 서비스를 시작으로 2001년 동해, 남해권을 포함한 NDGPS (Nationwide Differential GPS) 기준국망 구축을 완료하고, 선박의 안전한 항행을 위해 1 내지 2미터 수준의 측위 정확도를 얻을 수 있는 실시간 DGPS 보정정보를 국내연안과 도서지역에 송신하고 있다.
DGNSS 측위 정확도는 위성전파항법 보강시스템에 설치된 기준국 수신기가 생성한 의사거리 오차 보정정보의 정확도에 영향을 받으며, 의사거리 오차 보정정보의 정확도는 기준국 수신기가 측정한 원시정보의 측정잡음 크기에 영향을 받는다. 그 이유는 기준국 수신기가 생성한 의사거리 오차 보정정보가 사용자 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기와의 공통 오차인 이온층/대류권 지연 오차, 위성시계 오차, 위성궤도 오차뿐만 아니라 비공통 오차로서 DGNSS 측위법으로 제거할 수 없는 원시정보 측정잡음을 포함하고 있기 때문이다. 이런 이유로 국제기구에서는 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기가 제공하는 원시정보의 측정잡음 한계를 규정하고 있으며, 해상항법 분야에서 사용되는 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 성능은 RTCM(RTCM Technical Commission for Maritime Services)에 의해 아래의 표 1과 같이 규정되고 있다.
- 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 성능 규정
항목 성능 규정 비고
의사거리 측정 정확도 30 센티미터 이하 (rms) 기준국 수신기 클록 오차 시각 오프셋 배제
도플러 측정 정확도 초당 4센티미터 이하 (rms) 기준국 수신기 클록 오차 주파수 오프셋 배제
한편, 원시정보 측정잡음 계산 기법은 위성전파항법 보강시스템 구축시 설치되는 기준국 수신기의 원시정보 측정 능력을 판단하는 알고리즘이다. 특히 원시정보 중에서 가장 많은 종류의 오차성분을 포함하고 있는 의사거리 정보는 측정잡음 계산이 가장 어려운 것으로 알려져 있다. 기준국 수신기의 의사거리 측정잡음 계산기법은 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 설계 및 개발 단계에서뿐만 아니라 기 개발된 기준국 수신기가 서비스하고자 하는 측위 정확도를 만족시킬 수 있는지 분석하는 단계에서도 이용된다.
종래의 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 의사거리 측정잡음 계산기법은 GNSS 위성신호 모의생성 장치 사용 유무에 따라 2가지 방법으로 구분된다.
먼저 GNSS 위성신호 모의생성 장치를 사용하지 않고, 기준국용 수신기의 원시정보 출력만을 이용하여 의사거리 측정잡음을 계산하는 기법은 연속적으로 측정한 의사거리를 차분하여 측정잡음을 계산하는 방법으로 시간차분 측정기법이라고 불린다.
기준국용 수신기에 의해 측정된 의사거리(
Figure 112007034250858-PAT00001
)는 아래의 수학식 (1)과 같다.
Figure 112007034250858-PAT00002
여기서
Figure 112007034250858-PAT00003
은 GNSS 위성과 기준국 수신기 사이의 거리,
Figure 112007034250858-PAT00004
는 GNSS 위성 궤도정보 오차로 인한 GNSS 위성과 기준국 수신기 사이의 거리오차,
Figure 112007034250858-PAT00005
와 GNSS 위성신호의 이온층 지연오차,
Figure 112007034250858-PAT00006
는 GNSS 위성신호의 대류권 지연오차,
Figure 112007034250858-PAT00007
는 GNSS 위성 클록 오차,
Figure 112007034250858-PAT00008
은 기준국 수신기 클록 오차이며,
Figure 112007034250858-PAT00009
는 의사거리 측정잡음을 나타낸다.
위 수학식 1을 이용하여
Figure 112007034250858-PAT00010
와
Figure 112007034250858-PAT00011
시각에 측정한 의사거리를 각각
Figure 112007034250858-PAT00012
와
Figure 112007034250858-PAT00013
라고 하면, 시간차분 측정기법은 연속으로 측정된 의사거리
Figure 112007034250858-PAT00014
와
Figure 112007034250858-PAT00015
를 차분하여 아래의 수학식2를 얻는다.
Figure 112007034250858-PAT00016
이때
Figure 112007034250858-PAT00017
와
Figure 112007034250858-PAT00018
사이가 매우 짧다면, 수학식2의
Figure 112007034250858-PAT00019
,
Figure 112007034250858-PAT00020
,
Figure 112007034250858-PAT00021
,
Figure 112007034250858-PAT00022
,
Figure 112007034250858-PAT00023
,
Figure 112007034250858-PAT00024
성분은 0(zero)에 가까운 값이 되어 무시할 수 있는 성분으로 바뀐다. 시간차분 측정기법은 이런 특성을 이용하여
Figure 112007034250858-PAT00025
를 구한다. 의사거리 측정잡음
Figure 112007034250858-PAT00026
와
Figure 112007034250858-PAT00027
는 아래의 수학식 3과 같은 관계를 갖고 있으므로
Figure 112007034250858-PAT00028
로부터 얻고자 하는 의사거리 측정잡음의 크기(편차)
Figure 112007034250858-PAT00029
를 아래의 수학식4와 같은 방법으로 계산한다.
Figure 112007034250858-PAT00030
여기서, E는 평균, var은 분산을 의미한다.
Figure 112007034250858-PAT00031
이러한 시간차분 측정기법은 GNSS 위성신호 모의생성 장치 없이 실제 GNSS 위성신호 수신환경에서 의사거리 측정잡음을 계산할 수 있다는 장점이 있으나, 이론상 의사거리 측정잡음을 정확히 측정하기 위해선 의사거리 측정주기가 매우 빨라야 한다는 제약 조건이 있으며, 실제로 10Hz의 빠른 측정주기로 의사거리 측정치를 수집하여 시간차분 측정기법을 적용하여도 수학식2의
Figure 112007034250858-PAT00032
,
Figure 112007034250858-PAT00033
,
Figure 112007034250858-PAT00034
,
Figure 112007034250858-PAT00035
,
Figure 112007034250858-PAT00036
,
Figure 112007034250858-PAT00037
성분이 무시할 수 있을 정도의 값을 갖지 않는 문제가 있다. 여기서 제거되지 않고 남은
Figure 112007034250858-PAT00038
,
Figure 112007034250858-PAT00039
,
Figure 112007034250858-PAT00040
,
Figure 112007034250858-PAT00041
,
Figure 112007034250858-PAT00042
,
Figure 112007034250858-PAT00043
성분은
Figure 112007034250858-PAT00044
값으로 오인 되어 기준국 수신기의 의사거리 측정잡음에 포함되는 문제를 일으킨다.
이상과 같은 시간차분 측정기법의 문제를 해결하기 위해 사용되는 종래 방법이 GNSS 위성신호 모의생성 장치를 이용하는 직접-오차차감 측정기법이다. 직접-오차차감 측정기법은 GNSS 위성신호 모의생성 장치에 의해 전송받을 수 있는 오차성분
Figure 112007034250858-PAT00045
,
Figure 112007034250858-PAT00046
,
Figure 112007034250858-PAT00047
,
Figure 112007034250858-PAT00048
,
Figure 112007034250858-PAT00049
와 기준국 수신기에서 추정한
Figure 112007034250858-PAT00050
를 이용하여 의사거리 측정잡음의 크기를 계산하는 방법으로서
Figure 112007034250858-PAT00051
를 제외한 나머지 오차성분은 추정 값이 아니므로 시간차분 측정기법에서 발생한 문제가 일어나지 않는다. 그러나
Figure 112007034250858-PAT00052
은 기준국 수신기의 자체 추정 값이므로 실제 클록 오차와 차이가 있고, 이 차이는 시간차분 측정기법을 적용하였을 때와 마찬가지로 기준국 수신기의 의사거리 측정잡음으로 오인되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로, 의사거리 측정잡음의 계산 정확도를 향상시킬 수 있는 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 장치 및 방법를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 장치는 위성전파항법 보강 시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음을 산출하는 장치에 있어서, 위성궤도, 이온층/대류층 지연, 위성시계 오차 정보를 포함하는 모의 위성신호를 생성하여 출력하는 모의 위성신호 생성부와; 상기 모의 위성신호를 수신하여 위성과의 의사거리를 포 함하는 원시정보를 산출하여 출력하는 기준국 수신기와; 상기 모의 위성신호 생성부의 상기 모의 위성신호 생성을 제어하고, 상기 기준국 수신기에서 출력되는 원시정보와 상기 모의 위성신호 생성부에서 출력되는 상기 모의 위성신호에 관한 위성신호 상태정보를 이용하여 상기 기준국 수신기의 상기 원시정보 산출시 적용된 측정잡음을 산출하는 원시정보 측정잡음 분석부;를 구비한다.
바람직하게는 상기 원시정보 측정잡음 분석부의 제어신호에 따라 간섭신호를 생성하는 간섭신호 발생기와; 상기 위성신호 모의 생성부에서 출력되는 모의 위성신호와 상기 간섭신호를 합성하여 상기 기준국 수신기로 출력하는 RF신호 합성기;를 더 구비한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 위성전파항법 보강 시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 방법은 가. 위성궤도, 이온층/대류층 지연, 위성시계 오차 정보를 포함하는 모의 위성신호를 생성하여 기준국 수신기에 출력하는 단계와; 나. 상기 모의 위성신호를 수신한 기준국 수신기에서 상기 모의 위성신호에 따라 산출되어 출력되는 의사거리, 반송파 위상을 포함하는 원시정보를 수집하는 단계와; 다. 상기 원시정보와 미리 알고 있는 상기 모의 위성신호 정보를 이용하여 상기 기준국 수신기의 측정잡음을 산출하는 단계;를 포함한다.
더욱 바람직하게는 상기 가단계에서는 미리 알고 있는 간섭신호를 상기 모의 위성신호에 합성하여 인가한다.
또한, 상기 다단계에서는 상기 기준국 수신기의 측정잡음이 백색가우시안 잡음으로 추정하여 상기 기준국 수신기의 측정잡음을 산출한다.
더욱 바람직하게는 상기 기준국 수신기의 클럭모델을 미리 알고 있는 경우, 상기 클럭모델로부터 추정된 클럭오차를 이용하여 상기 기준국 수신기의 측정잡음을 산출한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 장치 및 방법을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 장치를 나타내 보인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 원시정보 측정잡음 산출 장치는 모의 위성신호 생성부(10), 간섭신호 발생기(20), RF신호 합성기(30), 기준국 수신기(40) 및 원시정보 측정잡음분석부(50)를 구비한다.
모의 위성신호 생성부(10)는 원시정보 측정잡음 분석부(50)의 제어신호에 따라 모의 위성신호를 생성하여 출력한다. 여기서 모의 위성신호는 실제 위성에서 제공되는 정보와 동일한 체계로 이루어진 시험정보로서 위성궤도, 이온층/대류층 지연, 위성시계 오차 정보를 포함한다. 이러한 모의 위성 신호 생성부(10)는 기준국 수신기(40)의 측정잡음을 산출하기 위한 시뮬레이션 정보를 출력하는 시물레이터에 해당한다.
모의 위성신호 생성부(10)는 생성된 알에프 모의 위성신호를 RF신호 합성기(30)로 출력함과 아울러, 모의 위성신호의 상태정보 즉, 위성궤도, 이온층/대류층 지연, 위성시계 오차 정보를 원시정보 측정잡음 분석부(50)로 제공한다.
간섭신호 발생기(20)는 원시정보 측정잡음 분석부(50)로부터의 제어신호에 따라 간섭신호를 발생한다.
여기서 간섭신호는 기준국 수신기(40)가 설치되는 주변 환경을 고려하여 타 장치에서 사용하는 주파수대역 예를 들면, 선박에 채용된 레이다 또는 GPS장비에서 사용하는 통신대역 예를 들면, L밴드, 또는 S밴드 대역인 1.5 내지 2GHz의 간섭신호가 적용될 수 있다. 이러한 간섭신호는 주변기기에서 사용하는 통신대역 주파수에 의한 기준국 수신기(40)의 잡음에 대한 처리능력 또는 반응을 알아보기 위해 적용된다.
RF신호 합성기(30)는 모의 위성신호 생성부(10)에서 알에프 신호로서 출력되는 모의 위성신호와 간섭신호 발생기에서 알에프 형태로 출력되는 간섭신호를 합성하여 기준국 수신기(40)로 출력한다. 바람직하게는 외부 환경에 의한 영향을 배제할 수 있도록 RF신호 합성기(30)와 기준국 수신기(40)와는 1미터 이내 더욱 바람직하게는 40cm이내로 유지한다.
기준국 수신기(40)는 GNSS 기준국 수신기가 적용된다.
기준국 수신기(40)는 RF신호 합성기(30)로부터 수신된 신호로부터 위성과의 의사거리를 포함하는 원시정보를 산출하여 출력한다. 여기서 원시정보는 의사거리, 도플러, 반송파 위상이 포함된다.
원시정보 측정잡음 분석부(50)는 의사거리 측정잡음 계산을 수행하는 계산기가 탑재되어 있다.
또한, 원시정보 측정잡음 분석부(50)는 탑재된 계산기를 이용하여 기준국 수 신기(40)에서 출력되는 원시정보와 간섭신호 발생기(20) 및 모의 위성신호 생성부(10)에 인가한 제어신호에 대응한 간섭신호 정보와 모의 위성신호 상태정보를 이용하여 측정잡음 크기를 계산하고, 계산 결과를 분석정보 수집 저장장치(60)에 저장한다. 바람직하게는 원시정보 측정잡음 분석부(50)는 기준국 수신기(40)의 측정잡음을 백색가우시안 잡음으로 추정하여 기준국 수신기(40)의 측정잡음을 산출한다. 또한, 기준국 수신기(40)의 클럭모델을 미리 알고 있는 경우, 클럭모델로부터 추정된 클럭오차를 이용하여 기준국 수신기(40)의 측정잡음을 산출한다.
여기서 측정잡음은 기준국 수신기(40)가 간섭신호가 합성된 모의 위성신호로부터 원시정보를 산출시 산출과정에서 자체적으로 발생되는 잡음을 말한다.
이러한 원시정보 측정잡음 분석부(50)는 인가하고자 하는 간섭신호가 간섭신호 발생기(20)로부터 RF신호 합성기(30)로 인가될 수 있도록 간섭신호 발생기(20)를 제어한다. 이때 원시정보 측정잡음 분석부(50)는 기준국 수신기(40)에 인가할 간섭신호의 복조 방식과 크기를 제어하는 정보를 간섭신호 발생기(20)에 전송한다.
원시정보 측정잡음 분석부(50)는 모의 위성신호 생성부(10)에 대해 모의 위성신호 생성과 관련된 환경설정정보를 제어한다.
여기서 위성신호 환경설정정보는 모의 시간, 위성의 궤도정보, 위성의 건강상태, 위성시계 오차 모델, 이온층/대류층 지연모델, 다중경로 오차, 기준국 수신기 위치가 적용된다.
이러한 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정 장치는 먼저, 원시정보 측정잡음 분석부(50)에 의해 신호생성 개시정보가 모의 위성신호 생성부(10)와 간섭신호 발생기(20)에 전송되면, 모의 위성신호 생성부(10)와 간섭신호 발생기(20)는 원시정보 측정잡음 분석부(50)로부터의 제어 정보에 따라 각각 RF 신호를 송출하고, 각각의 RF 신호는 RF 신호 합성기(30)를 거쳐 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기(40)에 전송된다. 원시정보 측정잡음 분석부(50)는 기준국 수신기(40)가 RF 신호를 수신해 신호처리한 원시정보(의사거리, 도플러, 반송파 위상)와 모의 위성신호 생성부(10)의 위성신호 상태 정보(위성궤도, 이온층/대류층 지연, 위성시계 오차)를 수집하여 기준국 수신기(40)의 의사거리 측정잡음을 계산ㆍ분석하고, 그 결과를 분석정보 수집 저장 장치(60)에 전송하여 저장처리한다.
이러한 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 과정을 도 2를 참조하여 설명한다.
먼저, 원시정보 측정잡음분석부(50)가 모의 위성신호 생성부(10)에 대해 모의 위성신호 생성을 위한 환경설정(단계 110)과, 간섭신호 생성(단계 120)을 수행한다(단계 110). 여기서 환경설정정보는 모의 시간, 위성의 궤도정보, 위성의 건강상태, 위성시계 오차 모델, 이온층/대류층 지연모델, 다중경로 오차, 기준국 수신기 위치에 관한 정보를 말한다.
다음은 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기(40)와 모의 위성신호 생성 부(10)로부터 수집한 원시정보(의사거리, 도플러, 반송파 위상)와 위성신호 상태 정보(위성궤도, 이온층/대류층 지연, 위성시계 오차)를 수집한다(단계 130). 여기서 위성신호 상태정보에는 특정 시각의 위성위치, 다중 경로 오차가 더 포함될 수 있다.
단계 130 이후에는 기준국 수신기(40)가 클럭 모델을 보유하고 있는지를 판단한다(단계 140). 단계 140에서 기준군 수신기가 클럭 모델을 보유하고 있으면 칼만필터를 적용한다(단계 150). 이와는 다르게, 단계 140에서 기준군 수신기가 클럭 모델을 보유하고 있지 않다고 판단되면 최소자승법을 적용한다(단계 160).
단계 150 또는 160 이후에는 의사거리 측정잡음을 산출한다(단계 170).
여기서 의사거리 측정잡음시 적용되는 시스템 방정식과 잡음 분산은 기준국 수신기(40)가 취득한 GNSS 위성의 개수와 원시정보 측정잡음 분석장치(50)에 의해 계산된 측정잡음 크기를 매 계산주기 마다 반영하여 재 설정되고, 측정잡음 계산 흐름은 초기계산 이후부터 단계 130과 단계 170 사이를 반복 순환한다.
이러한 본 발명에 따른 측정잡음을 산출하는 방식과 앞서 설명된 종래기술에 의한 방법을 비교하기 총 6개의 위성신호에 대해 의사거리 측정잡음을 산출한 결과가 도 3 내지 도 8에 함께 비교되어 도시되어 있다. 또한, 도 9 내지 14에는 도플러 측정잡음에 대해서도 본 발명에 따른 측정잡음을 산출하는 방식과 앞서 설명된 종래기술에 의한 방법을 비교한 시험결과가 함께 비교되어 도시되어 있다. 위 실험은 동일한 환경에서 동일한 GNSS 위성신호에 대해 본 발명에 따른 방법과 종래 기술인 시간차분 측정기법을 적용한 경우에 의사거리 측정잡음 계산 결과를 나타낸다.
이러한 도 3 내지 도 14에 도시된 측정결과가 아래의 표 2에 정리되어 있다.
- 본 기술과 종래 기술의 의사거리 측정잡음 계산 결과 분석 비교표
본 기술 종래기술
측정잡음평균 측정잡음 편차 측정잡음 평균 측정잡음 편차
08번 위성 0.0108 m 0.0577 m -1.5763 m 0.1001 m
11번 위성 0.0021 m 0.0360 m -1.5850 m 0.0593 m
15번 위성 -0.0012 m 0.0241 m -1.5883 m 0.0797 m
17번 위성 -0.0157 m 0.0238 m -1.6028 m 0.0741 m
24번 위성 -0.0065 m 0.0364 m -1.5936 m 0.0700 m
10번 위성 0.0105 m 0.0381 m -1.5766 m 0.0632 m
위 표 2를 통해 알 수 있는 바와 같이 총 6개의 위성신호에 대해 수행된 실험결과로부터 본 발명을 통해 제안된 방법이 종래 기술에 의한 방법 보다 측정잡음 산출 정확도가 훨씬 향상됨을 알 수 있다. 즉, 본 발명에서 계산된 측정잡음이 백색 가우시안 잡음 특성을 갖는다는 점에서 종래 기술의 문제점을 해결한 방법임을 알 수 있다. 또한, 도플러 원시정보의 측정잡음 계산 결과로부터 본 발명이 의사거리 측정잡음 계산 뿐만 아니라 도플러 측정잡음 계산에서도 효과적임을 알 수 있다.
이러한 본 산출장치는 기준국 수신기의 설계ㆍ개발 단계에서 뿐만 아니라 기 개발된 기준국 수신기가 서비스하고자 하는 측위 정확도를 만족시킬 수 있는지 분석하는데에 이용될 수 있다.
지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정 장치 및 방법에 의하면, 의사거리 정보를 포함한 원시정보의 측정 잡음을 더욱 정밀하게 산출할 수 있다.

Claims (6)

  1. 위성전파항법 보강 시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음을 산출하는 장치에 있어서,
    위성궤도, 이온층/대류층 지연, 위성시계 오차 정보를 포함하는 모의 위성신호를 생성하여 출력하는 모의 위성신호 생성부와;
    상기 모의 위성신호를 수신하여 위성과의 의사거리를 포함하는 원시정보를 산출하여 출력하는 기준국 수신기와;
    상기 모의 위성신호 생성부의 상기 모의 위성신호 생성을 제어하고, 상기 기준국 수신기에서 출력되는 원시정보와 상기 모의 위성신호 생성부에서 출력되는 상기 모의 위성신호에 관한 위성신호 상태정보를 이용하여 상기 기준국 수신기의 상기 원시정보 산출시 적용된 측정잡음을 산출하는 원시정보 측정잡음 분석부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 분석장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원시정보 측정잡음 분석부의 제어신호에 따라 간섭신호를 생성하는 간섭신호 발생기와;
    상기 위성신호 모의 생성부에서 출력되는 모의 위성신호와 상기 간섭신호를 합성하여 상기 기준국 수신기로 출력하는 RF신호 합성기;를 더 구비하는 것을 특징 으로 하는 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 분석장치.
  3. 위성전파항법 보강 시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음을 산출하는 방법에 있어서,
    가. 위성궤도, 이온층/대류층 지연, 위성시계 오차 정보를 포함하는 모의 위성신호를 생성하여 기준국 수신기에 출력하는 단계와;
    나. 상기 모의 위성신호를 수신한 기준국 수신기에서 상기 모의 위성신호에 따라 산출되어 출력되는 의사거리, 반송파 위상을 포함하는 원시정보를 수집하는 단계와;
    다. 상기 원시정보와 미리 알고 있는 상기 모의 위성신호 정보를 이용하여 상기 기준국 수신기의 측정잡음을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성전파항법 보강 시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가단계에서는 미리 알고 있는 간섭신호를 상기 모의 위성신호에 합성하여 인가하는 것을 특징으로 하는 위성전파항법 보강 시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음을 계산하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 다단계에서는 상기 기준국 수신기의 측정잡음이 백색가우시안 잡음으로 추정하여 상기 기준국 수신기의 측정잡음을 산출하는 것을 특징 으로 하는 위성전파항법 보강 시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 기준국 수신기의 클럭모델을 미리 알고 있는 경우, 상기 클럭모델로부터 추정된 클럭오차를 이용하여 상기 기준국 수신기의 측정잡음을 산출하는 것을 특징으로 하는 위성전파항법 보강 시스템용 기준국 수신기의 원시정보 측정잡음 산출 방법.
KR1020070044705A 2007-05-08 2007-05-08 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보측정잡음 산출 장치 및 방법 KR100884611B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070044705A KR100884611B1 (ko) 2007-05-08 2007-05-08 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보측정잡음 산출 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070044705A KR100884611B1 (ko) 2007-05-08 2007-05-08 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보측정잡음 산출 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080099074A true KR20080099074A (ko) 2008-11-12
KR100884611B1 KR100884611B1 (ko) 2009-02-20

Family

ID=40286271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070044705A KR100884611B1 (ko) 2007-05-08 2007-05-08 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보측정잡음 산출 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100884611B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012105752A3 (en) * 2011-01-31 2012-09-27 Agency For Defense Development Apparatus and system for simulating navigation signal in jamming environment
KR101453227B1 (ko) * 2010-09-13 2014-10-22 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 위성 항법 보강 시스템 및 위성 항법 보강 방법
KR101975438B1 (ko) * 2018-11-22 2019-05-07 한국해양과학기술원 Gnss를 이용한 동기식 실내 항법 시스템 및 방법
KR20190070696A (ko) * 2017-12-13 2019-06-21 한국해양과학기술원 Dgnss 중파에서 상태 공간 정보를 이용한 항만 항법을 위한 정밀단독측위-실시간 서비스 시스템
KR101975437B1 (ko) * 2018-11-20 2019-08-28 한국해양과학기술원 Gnss를 이용한 비동기식 실내 항법 시스템 및 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4060038B2 (ja) 2001-01-29 2008-03-12 三菱電機株式会社 ノイズ評価方法、ノイズ評価装置、ｇｐｓ受信装置の配置方法及び電子機器並びに車輌
JP2004150901A (ja) * 2002-10-29 2004-05-27 Communication Research Laboratory 測位誤差シミュレーションシステム、測位誤差評価方法、測位誤差シミュレーションを行うためのプログラム、及びそのプログラムを格納する記憶媒体
JP2004309307A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Hitachi Ltd 人工衛星シミュレーション装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101453227B1 (ko) * 2010-09-13 2014-10-22 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 위성 항법 보강 시스템 및 위성 항법 보강 방법
WO2012105752A3 (en) * 2011-01-31 2012-09-27 Agency For Defense Development Apparatus and system for simulating navigation signal in jamming environment
KR20190070696A (ko) * 2017-12-13 2019-06-21 한국해양과학기술원 Dgnss 중파에서 상태 공간 정보를 이용한 항만 항법을 위한 정밀단독측위-실시간 서비스 시스템
KR101975437B1 (ko) * 2018-11-20 2019-08-28 한국해양과학기술원 Gnss를 이용한 비동기식 실내 항법 시스템 및 방법
WO2020105829A1 (ko) * 2018-11-20 2020-05-28 한국해양과학기술원 Gnss를 이용한 비동기식 실내 항법 시스템 및 방법
KR101975438B1 (ko) * 2018-11-22 2019-05-07 한국해양과학기술원 Gnss를 이용한 동기식 실내 항법 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100884611B1 (ko) 2009-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3130943B1 (en) Navigation satellite system positioning involving the generation of tropospheric correction information
RU2318222C2 (ru) Способ и система навигации в реальном масштабе времени, использующие три несущих радиосигнала, передаваемых спутником, и ионосферные коррекции
Kumar et al. A novel GNSS positioning technique for improved accuracy in urban canyon scenarios using 3D city model
US8570214B2 (en) Position calculating method and position calculating device
CN102193095B (zh) 全球导航卫星系统接收器的定位方法
US20190041527A1 (en) Gps-based navigation system using a nonlinear discrete-time tracking filter
CN103842846A (zh) 一种用于低功耗和低成本gnss接收机的系统，方法和计算机程序
CN1707981B (zh) 用以判定无线链接质量的方法
CN110988934B (zh) 多模式接收机星基增强技术装置及处理方法
KR101433908B1 (ko) Gnss 데이터 품질 평가 방법 및 시스템
KR100884611B1 (ko) 위성전파항법 보강시스템용 기준국 수신기의 원시정보측정잡음 산출 장치 및 방법
CN107728125A (zh) 一种电离层闪烁的卫星信号模拟系统及使用方法
KR101152399B1 (ko) 위성전파항법 보강시스템의 기준국 장치 및 이에 적용되는 의사거리 보정정보에 대한 거리오차 추정값 산출방법
CN116413747A (zh) 一种基于gnss的监测仪闭环仿真测试方法和系统
Zhao et al. Generation of DFMC SBAS corrections for BDS-3 satellites and improved positioning performances
RU2486544C2 (ru) Способ определения координат потребителя в системах глонасс/gps и устройство для его реализации
CN105699991A (zh) 一种基于跳变点阈值判决的自适应载波精度算法
CN116203603A (zh) 一种面向复杂环境低成本的ppp随机模型自适应调整方法
Tamazin High resolution signal processing techniques for enhancing GPS receiver performance
KR100964003B1 (ko) 위성전파항법 수신시스템의 원시정보 측정잡음 산출 장치및 방법
KR100980093B1 (ko) 위성전파항법 보강 시스템
Paziewski et al. Application of SBAS pseudorange and carries phase signals to precise instantaneous single-frequency positioning
JP7471618B1 (ja) 衛星航法システムにおける測位誤差の原因の比較試験方法
Wang et al. A new method to make ionospheric delay corrections in SBAS for GPS and Compass dual constellations
Wang et al. An Improved Method on Ionospheric Delay Calculation in Multi-constellation Satellite Navigation Systems

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130204

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140204

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150122

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151228

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170103

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190102

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 12