KR20220060272A - 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법 및 이를 활용한 위치측정 방법 - Google Patents

의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법 및 이를 활용한 위치측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법은, 의사거리 측정치 및 반송파 위상 측정치가 포함된 위성항법시스템 정보를 획득하는 단계; 상기 반송파 위상 측정치를 임의 시간에 대해 차분하여 반송파 위상 시간차분 측정치를 획득하는 단계; 상기 반송파 위상 시간차분 측정치를 이용하여 다중경로 오차 추정을 위한 모니터링 변수를 설정하는 단계; 상기 모니터링 변수를 이용하여 임의 시간에 대한 다중경로 오차의 변화량을 검출하고, 다중경로 오차의 추정에 활용 가능한 시간 구간을 결정하는 단계; 및 임의의 기준 시간 대비 다중경로 오차의 변화량을 이용하여 특정 시점에서의 다중경로 오차를 추정하는 단계를 포함한다. 실시예에 따르면 의사거리 측정치에 포함된 다중경로 오차를 추정하고 보상하거나 제외함으로써 신호 왜곡이 극심한 도심 환경에서도 대상의 위치를 정밀하게 결정할 수 있다.

Description

의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법 및 이를 활용한 위치측정 방법{METHOD FOR ESTIMATING MULTIPATH ERROR OF PSEUDO-RANGE MEASUREMENT AND POSITIONING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법과 이를 활용한 위치측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반송파 위상 시간차분 측정치를 활용하여 특정 시점에서 의사거리 측정치에 포함된 다중경로 오차를 추정하고, 이를 보상함으로써 대상의 위치를 정밀하게 측정할 수 있는 방법에 관한 것이다.
GNSS(Global Navigation Satellite System)는 위성으로부터 신호를 수신하여 수신기와 위성간의 거리를 계산함으로써 사용자의 현재 위치를 결정하는 위성항법시스템이다. 위성항법시스템은 주로 항공기, 선박, 자동차 등의 내비게이션 장치에 사용되고 있으며, 최근에는 스마트폰으로 제공되는 위치기반 서비스에도 활용되고 있다.
도 1의 (A)에 도시된 것처럼, 기존의 위성항법 정보에 기초한 위치 결정 알고리즘은 개활지 환경에서 왜곡 없는 직접 신호만을 수신할 경우에는 약 2~10m 오차의 정확도를 가진다. 만약 기준국으로부터 계산된 신호의 오차요소 등 보정정보를 받을 수 있다면 오차를 약 1m 이하까지도 줄일 수 있다. 반면, 도 1의 (B)에 도시된 것처럼, 도심숲 환경에서는 건물에 의한 신호의 차단이나 왜곡으로 인해 다중경로 오차(multipath error)가 발생하게 되고, 이로 인해 위치 측정의 정확도가 현저히 하락할 수 있다.
GNSS 혹은 GPS(Global Positioning System) 수신기와 같은 위성항법 정보 수신기는 가격과 기능에 따라 저가형 수신기와 고가형 수신기로 구분할 수 있다. 일반적으로 저가형 위성항법시스템 정보 수신기는 의사거리(pseudo-range) 측정치를 이용해 항법해(현재 위치)를 결정하며 비교적 저렴한 가격으로 인해 차량 내비게이션, 스마트폰 등에 사용된다. 고가형 위성항법시스템 정보 수신기는 반송파(carrier wave) 위상 측정치를 활용하여 대상의 위치를 결정하며 측량과 측지 장비 등 보다 정밀한 위치 측정이 필요한 경우에 사용된다.
의사거리 측정치는 반송파 위상 측정치와 비교하여 절대값 정보를 얻을 수 있다는 장점이 있으나, 측정치 잡음은 수 m 수준으로 큰 편이다. 반면, 반송파 위상 측정치는 도심숲 환경의 신호 왜곡에 강건하며 mm 수준의 작은 잡음 수준을 가진다는 장점이 있으나, 값을 추정하기 어려운 미지정수 항을 포함하고 있어 절대적인 크기를 알기 어렵다는 단점이 있다. 미지정수를 결정하는 방식은 다양하지만 일반적으로 상당한 시간과 복잡한 계산이 요구되며, 특히 차량과 같이 움직이는 대상의 미지정수를 결정하기 위해서는 더욱 복잡한 연산 과정이 요구된다.
따라서 기준국의 보정정보 없이 단독으로 항법을 수행하는 위성항법 정보 수신기는 주로 의사거리 측정치를 활용하여 위치를 결정하는데, 의사거리 측정치의 경우 신호 왜곡에 의해 극심한 영향을 받기 때문에 도심숲 환경에서는 측정치의 오차가 현저히 증가하게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1980727호
본 발명의 목적은 반송파 위상 측정치의 시간 차분 값을 활용하여 신호 왜곡으로 인한 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법을 제공하는 것이다. 또한, 추정된 다중경로 오차를 보상함으로써 대상의 위치를 정밀하게 측정하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법은, 의사거리 측정치 및 반송파 위상 측정치를 포함하는 위성항법시스템 정보를 획득하는 단계; 상기 반송파 위상 측정치를 임의 시간에 대해 차분하여 반송파 위상 시간차분 측정치를 획득하는 단계; 상기 반송파 위상 시간차분 측정치를 이용하여 다중경로 오차 추정을 위한 모니터링 변수를 설정하는 단계; 상기 모니터링 변수를 이용하여 임의 시간에 대한 다중경로 오차의 변화량을 검출하고, 다중경로 오차의 추정에 활용 가능한 시간 구간을 결정하는 단계; 및 임의의 기준 시간 대비 다중경로 오차의 변화량을 이용하여 특정 시점에서의 다중경로 오차를 추정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 모니터링 변수는, 반송파 위상 시간차분 측정치를 포함하는 측정치들의 조합, 상기 측정치들의 통계값 또는 확률분포를 통해 얻을 수 있는 특성값들에 기초하여 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 모니터링 변수는, DR센서로부터 수신한 DR정보, 비전센서로부터 수신한 시각정보, 전파측위센서로부터 수신한 전파측위정보, 기준국으로부터 수신한 보정정보 및 다중주파수 측정치 중 적어도 하나를 포함하는 부가정보에 더 기초하여 설정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 다중경로 오차의 추정에 활용 가능한 시간 구간은, 상기 모니터링 변수를 기준으로 상기 다중경로 오차의 수준이 소정의 값 이하로 추정되는 구간이다.
일 실시예에 따르면, 상기 시간 구간의 길이는 미리 설정되거나 실시간으로 조정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 특정 시점에서의 다중경로 오차는 다중경로 완화 필터(Multipath Mitigation Filter)를 이용하여 추정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 반송파 위상 측정치 내 미지정수의 변화를 검출하는 단계를 더 포함하되, 반송파 위상 측정치 내 미지정수의 변화가 검출된 경우, 상기 대상의 상대위치를 결정함에 있어서 상기 반송파 위상 측정치 및 이의 시간차분 측정치는 제외할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 반송파 위상 측정치 내 미지정수의 변화를 검출하는 단계를 더 포함하되, 반송파 위상 측정치 내 미지정수의 변화가 검출된 경우, 상기 미지정수 변화의 크기를 추정한 후 해당 크기에 대해 측정치를 보상하는 단계를 더 수행할 수 있다.
실시예들에 따른 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법을 구현하기 위한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 제공될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 위치측정 방법은, 의사거리 측정치 및 반송파 위상 측정치를 포함하는 위성항법시스템 정보를 수신하는 단계; 반송파 위상 시간차분 측정치를 이용하여 대상의 상대위치를 결정하는 단계; 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 단계; 상기 추정된 다중경로 오차를 보상하거나 제외하여 상기 대상의 초기위치를 결정하는 단계; 및 상기 대상의 초기위치에 상기 대상의 시간에 따른 상대위치를 누적하여 상기 대상의 절대위치를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 위치측정 방법은, 의사거리 측정치 및 반송파 위상 측정치를 포함하는 위성항법시스템 정보를 수신하는 단계; 반송파 위상 시간차분 측정치를 이용하여 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 단계; 및 상기 추정된 다중경로 오차를 보상하거나 제외하여 상기 대상의 특정 시점에서의 절대위치를 결정하는 단계를 포함한다.
제1 또는 제2 실시예에서, 상기 방법은 DR센서로부터 수신한 DR정보, 비전센서로부터 수신한 시각정보, 전파측위센서로부터 수신한 전파측위정보, 기준국으로부터 수신한 보정정보 및 다중주파수 측정치 중 적어도 하나를 포함하는 부가정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 부가정보는 상기 대상의 상대위치를 결정하는 단계, 상기 다중경로 오차를 추정하는 단계, 상기 대상의 초기위치를 결정하는 단계, 및 상기 대상의 절대위치를 결정하는 단계 중 적어도 하나의 단계에서 활용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반송파 위상 시간차분 측정치를 통해 획득한 대상의 다중경로 오차의 변화량 정보를 활용하여, 의사거리 측정치에 포함된 다중경로 오차를 추정할 수 있다. 추정된 다중경로 오차를 보상함으로써 신호 왜곡이 극심한 도심 환경에서도 대상의 위치를 정밀하게 결정할 수 있다.
도 1은 개활지 환경과 도심숲 환경에서의 위치 측정 오차를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법의 단계를 나타낸 순서도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 반송파 위상 시간차분 측정치 기반 항법 시스템에서 미지정수의 변화가 검출된 경우를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 따른 반송파 위상 시간차분 측정치 기반 항법 시스템에서 다중경로 오차의 극심 정도를 추정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 설정된 모니터링 변수를 통해 다중경로 오차의 추정에 활용 가능한 시간 구간을 결정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 종래기술에 따라 의사거리 측정치를 이용해 대상의 위치를 추적한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 따라 다중경로 오차가 보상된 의사거리 측정치를 이용해 대상의 위치를 추적한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 8은 일 실시예에 따른 위치측정 방법의 단계를 나타낸 순서도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 항법 시스템에서 대상의 상대위치를 결정하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 항법 시스템의 처리 과정을 나타낸 블록선도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 위치측정 방법의 단계를 나타낸 순서도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 명세서의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
본 발명의 실시예들 중 일부는 도면에 제시된 순서도를 참조하여 설명된다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 일련의 과정들을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수도 있으며, 상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수도 있다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 실시예를 상세하게 설명하지만, 청구하고자 하는 범위는 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법
도 2는 일 실시예에 따른 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법의 단계를 나타낸다. 상기 방법은 단일 프로세서에 의해 개별적으로 수행되거나 컴퓨터 장치 혹은 외부서버에 구비된 다수의 프로세서에 의해 단계적으로 수행될 수 있으며, 각 단계를 실행하기 위한 명령들은 컴퓨터 프로그램의 형태로 저장 매체에 저장될 수 있다. 각 단계는 반드시 시간적 순서에 따라 수행되는 것을 의미하지는 않는다.
단계(S201)에서는 의사거리 측정치 및 반송파 위상 측정치를 포함하는 위성항법시스템 정보를 획득한다. 단일 또는 복수의 GNSS 수신기 또는 GPS 수신기는 위성으로부터 위성항법시스템 정보를 수신하는데, 위성항법시스템 정보에는 반송파 위상 측정치와 의사거리 측정치가 포함된다. 또한, 위성항법시스템 정보에 포함된 도플러 측정치, 잡음비 등의 추가적인 정보가 다중경로 오차의 추정에 활용될 수 있다.
일반적으로 반송파 위상 측정치를 활용해 대상의 위치를 결정하기 위해서는 임의의 정수인 미지정수 값을 계산해야 하지만, 본 발명에의 실시예에서는 반송파 위상 측정치의 시간 차분 값을 이용하여 대상의 위치를 결정하므로 미지정수 값을 결정할 필요가 없다. 따라서 미지정수를 결정하기 위한 별도의 시스템을 구비할 필요 없이 위성항법시스템 정보만을 수신하기 위한 저가의 수신기가 이용될 수 있다.
단계(S202)에서는 상기 반송파 위상 측정치를 임의의(기준) 시간에 대해 차분하여 반송파 위상 시간차분 측정치(TDCP; Time Differenced Carrier Phase measurement)를 획득한다. 여기서 반송파 위상 시간차분 측정치는 반송파 위상 측정치의 시간변화율과 동일한 개념이다.
이하의 수학식은 의사거리 측정치와 반송파 위상 측정치를 수식으로 나타낸 것이다.
Figure pat00001
Figure pat00002
상기 수학식에서,
Figure pat00003
는 i번째 위성에 대한 의사거리 측정치,
Figure pat00004
는 i번째 위성에 대한 반송파 위상 측정치, d는 위성과 사용자 사이의 거리,
Figure pat00005
는 i번째 위성의 위치,
Figure pat00006
는 사용자(대상)의 절대 위치,
Figure pat00007
는 i번째 위성 궤도 오차,
Figure pat00008
는 i번째 위성의 시선벡터(line of sight), B는 수신기 시계오차, T는 대류층, I는 전리층, b는 위성시계, N은 미지정수,
Figure pat00009
는 반송파 파장길이, M은 의사거리 다중경로 오차, m은 반송파 위상 다중경로 오차,
Figure pat00010
는 의사거리 수신기 잡음,
Figure pat00011
는 반송파 위상 수신기 잡음을 나타낸다.
일반적으로 의사거리 측정치의 다중경로 오차 M은 최대 수백 미터까지 증가할 수 있는데 비해, 반송파 위상 멀티패스 오차 m은 최대 4~5 cm 정도로 훨씬 작은 수준을 나타낸다. 또한, 반송파 위상 수신기 잡음
Figure pat00012
는 의사거리 수신기 잡음
Figure pat00013
에 비해 훨씬 작은 수준을 나타낸다.
수학식 2를 시간에 대해 차분하면 다음과 같이 반송파 위상 시간차분 측정치(TDCP)를 계산할 수 있다(
Figure pat00014
를 가정한다).
Figure pat00015
상기 수학식 3에서 시간차분을 통해 미지정수를 포함한 항이 소거된다. 이렇게 획득한 TDCP 값은 후술하는 과정을 통해 모니터링 변수를 설정하거나 대상의 상대위치를 결정하는데 이용된다.
일 실시예에 따르면, 반송파 위상 측정치 내 미지정수의 변화를 검출하는 단계가 더 수행될 수 있다. 반송파 위상 시간차분 측정치를 사용하기 위해서는 시간에 따른 미지정수의 연속성이 보장되어야 하는데, 이는 미지정수 항이 시간 변화에 무관하게 일정한 값을 갖는다는 것을 전제로 시간차분에 의해 소거되기 때문이다. 따라서 미지정수가 변화하는 측정치 불연속 현상(cycle slip)이 발생하게 되면 바이어스 형태의 오차가 존재하게 되며, 지속적인 위치 정확도의 저하를 초래한다.
미지정수의 변화가 검출될 경우(즉, 측정치 불연속 현상(cycle slip)이 발생할 경우) 해당 측정치를 이후 상대위치 결정 과정에서 제외하고 나머지 위성들에 대한 측정치만으로 상대위치를 결정하거나, 미지정수 변화의 크기를 추정하여 보상 후 해당 측정치를 사용할 수 있다. 이에 따라 위치 추정 알고리즘의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 3의 그래프를 참조하면, 미지정수의 변화로 인해 반송파 위상 측정치가 불연속하게 되는 현상이 발생하는데(k+1), 미지정수 변화의 크기를 추정하여 이를 보상한 후 해당 측정치를 사용할 수 있다. 이 경우 가시위성 증가에 따른 항법 성능 향상을 기대할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미지정수 변화의 크기를 추정하기 위해 부가센서로부터 수신한 다양한 부가정보들이 활용될 수 있다. 예컨대, 가속도계, 각속도계, 주행거리계, 고도계, 지자기계 등의 DR센서로부터 획득한 DR정보, 카메라, Lidar, Radar 등의 비전센서로부터 획득한 시각정보, 전파측위센서로부터 획득한 전파측위정보(LTE, WIFI), 기준국으로부터 수신한 보정정보(SBAS, Network-RTK, PPP) 등이 이용될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 단일주파수뿐만 아니라 다중주파수(이중, 삼중주파수) 측정치를 활용할 수도 있으며, 이 경우 주파수 간의 특성에 따라 측정치의 차이가 발생(예를 들어, 전리층 오차 크기 차이 등)하는데, 이러한 원리를 이용하여 여러 주파수 측정치를 조합함으로써 이상 측정치를 검출해낼 수 있다.
단계(S203)에서는, 상기 단계(S202)에서 획득한 반송파 위상 시간차분 측정치(TDCP)를 이용하여 다중경로 오차 추정을 위한 모니터링 변수를 설정한다.
모니터링 변수는 다중경로 오차의 수준을 나타내는 지표로서, 예컨대 반송파 위상 시간차분 측정치와 의사거리 시간차분 측정치의 차이 값을 모니터링 변수로 설정할 경우, 의사거리 측정치에 포함된 다중경로 오차가 클수록 두 측정치의 차이도 커지므로 모니터링 변수의 변화를 통해 다중경로 오차의 극심 정도를 알아낼 수 있을 것이다.
이와 같이, 측정치들을 조합하거나(반송파 위상 시간차분 측정치, CNO, Doppler), 상기 측정치들의 통계값(Moving Window의 평균, 표준편차) 또는 확률분포(Skew Normal Distribution, Pareto Distribution, 히스토그램의 분포 등)를 통해 확인할 수 있는 특성값들이 모니터링 변수로 설정될 수 있다. 상기 모니터링 변수는 하나 또는 다수의 변수로 구성될 수 있고, 다중경로 오차의 추정을 위한 측정치로도 활용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 모니터링 변수는 반송파 위상 시간차분 측정치와 의사거리 시간차분 측정치의 차이값인 측정치 조합으로부터 Moving Window의 표준편차값 또는 히스토그램의 빈도수로 나타낼 수 있다. Moving Window의 표준편차값을 활용하는 경우 모니터링 변수 MV는 다음과 같이 수학식 4로 나타낼 수 있다.
Figure pat00016
한편, 상기 언급된 부가정보를 활용하여 모니터링 변수를 설정할 수도 있다. 예컨대, 가속도계, 각속도계, 주행거리계, 고도계, 지자기계 등의 DR센서로부터 획득한 DR정보, 비전센서로부터 획득한 시각정보, 전파측위센서로부터 획득한 전파측위정보(LTE, WIFI), 기준국으로부터 수신한 보정정보(SBAS, Network-RTK, PPP 등)와 같은 부가정보를 활용하거나, 이중/삼중 주파수 측정치를 활용하면 모니터링 변수의 오차 요인을 감소시킬 수 있으므로, 다중경로 오차 추정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
단계(S204)에서는 단계(S203)에서 설정한 모니터링 변수를 이용하여 임의 시간에 대한 다중경로 오차의 변화량을 검출하고, 다중경로 오차의 추정에 활용 가능한 시간 구간을 결정한다.
여기서 다중경로 오차의 추정에 활용 가능한 시간 구간(이하, 추정 구간이라 한다)은 다중경로 오차의 수준이 소정의 값 이하로 나타나는 구간을 의미한다. 즉, 모니터링 변수를 기준으로 측정치의 변화를 추적하면 다중경로 오차가 심각하게 발생하는 구간과 그렇지 아니한 구간을 구분할 수 있는데, 오차가 미리 정해진 수준보다 낮은 구간을 선택함으로써 특정 시점에서의 의사거리 측정치에 존재하는 다중경로 오차를 추정할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 측정치 조합의 값과 모니터링 변수의 값을 나타내고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 측정치들을 조합하거나 상기 측정치들의 통계값을 모니터링 변수로 설정할 수 있으며, 상기 모니터링 변수를 통해 다중경로 오차의 극심 정도를 추정할 수 있다. 이 경우 다중경로 오차의 극심 정도를 나타내는 측정치가 큰 부분에 대해 모니터링 변수 또한 임계값(Threshold)을 초과하며 극심 정도의 구분이 가능함을 알 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따라 설정된 모니터링 변수를 통해 다중경로 오차의 추정에 활용 가능한 시간 구간을 결정하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다. 도 5의 그래프는 임의의 기준 시간에서의 다중경로 오차가 없는 경우를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 모니터링 변수를 반송파 위상 시간차분 측정치와 의사거리 시간차분 측정치의 차이값인 측정치 조합의 히스토그램 빈도수로 설정할 경우 다중경로 오차가 극심하지 않은 구간(즉, 빈도수가 가장 높은 구간)을 모니터링 변수를 통해 바로 파악할 수 있으며, 이를 통해 다중경로 오차가 극심한 구간을 다중경로 오차 추정 과정에서 제외할 수 있도록 한다.
상기 추정 구간의 길이는 미리 설정되거나 실시간으로 조정될 수 있다. 예컨대, 추정 구간이 늘어날 때마다 지속적으로 다중경로 오차를 추정하거나(이 경우 오차 요소의 누적으로 성능이 하락할 수 있음), 추정 구간의 합이 50초가 될 때마다 한 번씩 다중경로 오차를 추정하고 보상하거나, 추정 구간의 합이 25초가 되면 다중경로 오차를 추정하고 그 이후로는 50초가 될 때마다 한 번씩 다중경로 오차를 추정하고 보상할 수 있다.
구분된 추정 구간은 여러 단계에 걸쳐 활용될 수 있는데, 단계의 구분 없이 모든 측정치를 활용하거나, 단계 구분 없이 활용 가능한 추정 구간을 모두 사용하거나, 활용 가능한 추정 구간이 일정 길이 이상일 때에만 사용하거나, 구간의 길이를 기준으로 여러 단계로 구분하여 활용 가능한 추정 구간을 계단식으로 사용할 수도 있다.
이와 같이 추정 구간을 여러 단계에 걸쳐 사용할 경우, 이전 단계의 추정 구간에 의한 다중경로 오차 추정치가 이후 모니터링 변수의 오차 요소를 제거할 수 있다.
단계(S205)에서는 추정 구간(즉, 다중경로 오차의 추정에 활용 가능한 시간 구간)에서의 임의의 기준 시간 대비 다중경로 오차의 변화량을 이용하여 특정 시점에서의 다중경로 오차를 추정한다.
전술한 바와 같이, 다중경로 오차가 극심하지 않은 구간(즉, 오차가 미리 정해진 수준보다 낮은 구간)을 선택하고 이 구간에 존재하는 기준 시간 대비 다중경로 오차의 변화량을 사용하면 특정 시점에서의 다중경로 오차를 추정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 다중경로 오차의 추정 과정에서 해치 필터(Hatch Filter) 또는 칼만 필터(Kalman Filter)와 같은 다중경로 완화 필터(Multipath Mitigation Filter)가 이용될 수 있다. 상기 특정 시점에서의 다중경로 오차가 포함된 의사거리, 반송파 위상 측정치
Figure pat00017
와 다중경로 오차가 극심하지 않은 구간에서의 의사거리, 반송파 위상 측정치
Figure pat00018
를 이용하여 측정치
Figure pat00019
를 획득할 수 있으며, 상기 측정치를 활용하여 특정 시점에서의 다중경로 오차가 보상된 의사거리 측정치
Figure pat00020
를 얻을 수 있다. 이 경우 측정치
Figure pat00021
와
Figure pat00022
는 다음과 같이 수학식 5와 수학식 6으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00023
Figure pat00024
이와 같이 다중경로 오차를 추정 및 보상함으로써 의사거리 측정치에 포함된 다중경로 오차를 감소시킬 수 있다. 실시예에 따른 방법은 반송파 위상 시간 차분 측정치를 활용하므로 사용자가 신호 왜곡이 극심한 도심 환경에 있더라도 일정한 성능의 다중경로 오차 추정이 가능하며, 다중경로 오차는 모든 시간에서의 측정치에 대해 일정한 수준을 유지할 수 있다.
도 6는 종래기술에 따라 의사거리 측정치를 이용해 대상의 위치를 추적한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 다중경로 오차가 보상된 의사거리 측정치를 이용해 대상의 위치를 추적한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6에 도시된 것처럼, 다중경로 오차의 보상 없이 의사거리 측정치를 이용할 경우(Raw PR Meas.) 오차와 잡음 수준이 심각하다는 것을 알 수 있다. 이에 비해, 다중경로 오차를 추정하여 보상할 경우(Multipath Esti.), 도 7에 도시된 것처럼 실제 대상의 위치 정보와 거의 일치하는 결과를 얻을 수 있다.
이하에서는 전술한 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법을 활용하여 대상의 절대위치를 결정하는 방법을 설명하기로 한다.
다중경로 오차 추정을 통한 위치측정 방법
(제1 실시예)
도 8은 제1 실시예에 따른 위치측정 방법의 단계를 나타낸다. 상기 방법은 적어도 하나의 프로세서에 의해 수행되거나, 적어도 하나의 프로세서를 구비한 처리장치와 위성항법정보 수신 안테나를 포함하는 위성항법 시스템에 의해 구현될 수 있다. 각 단계를 실행하기 위한 명령들은 컴퓨터 프로그램의 형태로 저장 매체에 저장될 수 있으며, 각 단계는 반드시 시간적 순서에 따라 수행되는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 아래에서 단계(S703)가 수행된 이후에 단계(S704)가 수행되어야 하는 것은 아니며, 단계(S704)가 단계(S703)에 선행하여 수행되거나 두 단계가 병렬적으로 수행될 수도 있다.
단계(S701)에서는, GNSS 수신기 또는 GPS 수신기를 통해 위성항법시스템 정보를 수신한다. 상기 위성항법시스템 정보에는 반송파 위상 측정치와 의사거리 측정치가 포함된다.
단계(S702)에서는 부가센서로부터 부가정보를 수신한다. 기본적으로 실시예에 따른 알고리즘은 위성항법시스템 정보만으로도 다중경로 오차를 추정하고 정밀 위치를 결정할 수 있지만, 부가적인 정보를 활용하여 오차 추정 및 위치 결정의 정확도를 향상시킬 수 있다. 부가정보에는 예컨대 가속도계, 각속도계, 주행거리계, 고도계, 지자기계 등의 DR센서로부터 획득한 DR정보, 카메라, Lidar, Radar 등의 비전센서로부터 획득한 시각정보, 전파측위센서로부터 획득한 전파측위정보(LTE, WIFI), 기준국으로부터 수신한 보정정보(SBAS, Network-RTK, PPP) 등이 포함될 수 있다.
단계(S703)에서는 반송파 위상 시간차분 측정치를 이용하여 대상의 상대위치를 결정한다. 전술한 수학식 1 내지 3을 이용해 반송파 위상 시간차분 측정치(TDCP)를 구할 수 있고, 이를 이용하여 다음과 같이 항법 방정식을 얻을 수 있다.
Figure pat00025
Figure pat00026
수학식 7에서
Figure pat00027
로 나타낼 수 있다. 수학식 8는 위성간 차분을 이용한 방정식이다. 위첨자 R은 기준위성을 의미하며, 해당 수식은
Figure pat00028
꼴로 이루어져 있다. 수학식 7 또는 수학식 8로부터 다음과 같이 상대위치를 결정하기 위한 방정식을 구할 수 있다.
Figure pat00029
도 8은 실시예에 따른 항법 시스템에서 대상의 상대위치를 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이 시간 t1에서의 대상 위치와 t2에서의 대상 위치 간의 차이, 즉 이동거리에 해당하는 값을 계산할 수 있다.
이에 따르면, 추가적인 보정정보 시스템의 도움 없이 단일주파수, 단일위성군 정보를 이용한 저가형 위성항법 수신기만으로도 cm 수준의 오차를 갖는 정밀한 상대위치 계산이 가능하다. 또한, 기준국으로부터 보정정보를 수신하거나 다중주파수정보 또는 다중위성정보를 수신하여 위치 결정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기준국의 보정정보(SBAS, Network-RTK, PPP 등)를 사용하여 위치정확도를 향상시킬 수 있다. 반송파 위상 시간차분 측정치 기반 상대위치의 오차는 위성항법 오차요소의 변화량에 영향을 받고 그 중 전리층, 대류층 오차 변화량이 가장 주된 오차 요인으로 작용하는데, 기준국의 보정정보를 사용할 경우 이에 따른 오차를 제거할 수 있어 보다 정밀한 위치 측정이 가능하다.
나아가, 다중주파수 측정치를 활용한다면 기준국의 보정정보 없이도 전리층 오차를 추정하여 제거할 수 있으므로 상대위치의 정확도가 향상될 수 있으며, 다중위성군(미국 GPS, 중국 BeiDou, 유럽 GALILEO, 러시아 GLONASS 등)을 활용하여 가시위성의 개수를 늘리면 DOP(Dilution of Precision; 가시위성 배치의 고른 정도로 설명될 수 있음)이 감소하여 위치정확도가 향상될 수 있다(이 경우 측정치간 주파수 차이가 고려되어야 함).
이러한 부가정보의 활용은 단지 선택사항으로서, 본 발명의 실시예들은 기본적으로 보정정보 시스템의 도움 없이 단일주파수, 단일위성군 정보를 이용한 저가형 위성항법 수신기만으로도 cm 수준의 오차를 갖는 정밀한 상대위치 계산이 가능하다.
이와 같이 반송파 위상 측정치를 임의의 시간에 대하여 차분한 값을 이용함으로써 미지정수를 결정하지 않고도 대상의 상대적인 위치 변화를 알 수 있다. 상대위치를 결정하기 전에 측정치 불연속 현상(cycle slip)을 검출하고 미지정수 변화의 크기를 보상함으로써 측위 결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있음은 전술한 바와 같다.
단계(S704)에서는 반송파 위상 시간차분 측정치와 부가정보를 이용하여 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정한다. 단계(S704)에서는, 도 2를 참조하여 설명한 각 단계들(S201~S205)과 유사한 과정을 통해 다중경로 오차를 추정할 수 있다. 다시 말해, 측정치의 조합, 통계값, 확률분포 등을 이용해 시간에 따른 다중경로 오차의 변화량을 검출하기 위한 모니터링 변수를 설정하고, 다중경로 오차가 극심하지 않은 구간을 선택하여 특정 시점에서의 의사거리 측정치에 존재하는 다중경로 오차를 추정해낼 수 있다.
단계(S705)에서는 단계(S704)에서 추정된 다중경로 오차를 보상하거나 제외하여 대상의 초기위치를 정확하게 결정할 수 있다. 초기위치의 결정에는 상대적인 위치 변화량이 아닌 절대적인 위치정보가 필요하기 때문에 위성에서 대상까지의 절대적인 거리를 나타내는 의사거리 측정치를 이용하게 되는데, 일반적으로 도심 환경에서는 구조물에 의한 신호 왜곡으로 인해 의사거리 측정치의 오차가 수백 m까지도 증가할 수 있다. 따라서, 반송파 위상 시간차분 측정치(TDCP)를 이용하여 대상의 상대위치 변화를 정밀하게 측정하더라도 초기위치 정보가 부정확할 경우 절대위치를 정확하게 구하기 어렵다. 본 발명의 실시예에 따르면, TDCP를 활용하여 특정 시점에서의 다중경로 오차를 추정할 수 있고, 이를 보상하여 의사거리 측정치를 재구성하면 도심 환경에서도 정밀한 초기위치 결정이 가능하다.
단계(S706)에서는 단계(S705)에서 결정된 대상의 초기위치에 시간에 따른 상대위치를 누적하여 대상의 절대위치를 결정한다.
실시예에 따르면, 반송파 위상 시간차분 측정치를 이용하여 계산한 상대위치(
Figure pat00030
)를 초기위치(
Figure pat00031
)로부터 누적하여 절대위치를 결정할 수 있다. 대상의 절대위치를 구하는 방정식은 다음의 수학식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00032
추가적으로, DR센서(가속도계, 각속도계, 주행거리계, 고도계, 지자기센서 등), 비전센서(카메라, Lidar, Radar 등), 전파측위센서(LTE, WIFI 등)와 같은 다양한 부가센서로부터 수신한 부가정보와 결합하여 절대위치 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
실시예에 따른 위치측정 방법은, TDCP에 기초하여 대상의 상대위치 또는 절대위치에 대한 신뢰수준을 결정하기 위한 단계를 더 포함할 수 있다. 신뢰수준이란 반복적인 시행에 따른 결과가 오차 범위 내 동일한 결과가 나올 확률을 의미하며, 계산 결과가 임계치 이상의 신뢰수준을 갖는 시간에 대해 사용자에게 위험상황을 경고함으로써 사용자에 대한 안전을 보장할 수 있다. 예컨대, 위성항법 수신기의 단독 무결성 감시(RAIM; Receiver Autonomous Integrity Monitoring) 알고리즘으로 반송파 위상 시간차분 측정치 기반의 RRAIM(Relative RAIM) 방식이 적용될 수 있는데, 이는 주로 항공기 사용자의 수직이착륙 유도에 이용되는 방식이다. RRAIM 방식은 가시위성이 부족한 환경에서도 충분한 성능을 가질 수 있다는 장점이 있다. 따라서 건물에 의한 가림과 다양한 방해요인으로 인해 가시위성이 부족한 도심 환경에서도 신뢰성 있는 동작이 가능하므로 위치 측정의 정밀도뿐만 아니라 신뢰수준까지도 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 위치결정 과정과 유사한 방식으로, 초기 신뢰수준으로부터 상대위치 측정치의 신뢰수준을 단순히 누적하여 절대 신뢰수준을 결정할 수 있다. 이 경우에도 부가정보와 결합하여 신뢰수준을 향상시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 칼만 필터(GPS 정보와 INS를 결합하여 통합항법시스템을 구성하는데 주로 활용되는 필터)를 이용해 가속도계 또는 각속도계 기반 추정 위치정보를 위성항법시스템 정보와 결합하여 최적의 신뢰수준을 계산할 수 있다.
도 10은 실시예에 따른 반송파 위상 시간차분 측정치 기반 항법 시스템의 처리 과정을 나타낸 블록선도로서, TDCP/INS 복합항법 시스템의 구조를 나타내고 있다. 도 10은 반송파 위상시간 차분 측정치와 부가정보로 INS 정보를 결합하는 경우를 도식적으로 나타낸다. INS 기반의 부가정보를 통해 반송파 위상 시간차분 측정치 내 미지정수 검출 및 보상을 수행하며, 이를 통과한 측정치를 INS와 결합하는 경우에는 칼만 필터를 활용할 수 있다. 이를 통해 최종적으로 정밀 상대위치 및 신뢰수준을 결정할 수 있다.
종래의 반송파 위상 측정치 기반 위성항법 시스템의 경우 미지정수를 결정하는데 많은 시간과 비용이 소요되어 경제적인 이유로 차량 내비게이션이나 스마트폰 위치기반 서비스에 활용되기 어려웠으나, 본 발명의 실시예에 따르면 반송파 시간차분 측정치를 사용함으로써 미지정수를 결정할 필요가 없으며 이에 따라 저가형 위성항법시스템 정보 수신기를 활용하여 항법해를 구할 수 있다.
또한, 위성항법시스템 측정치를 직접 이용하여 절대위치를 결정하는 기존의 방식에서는 가시위성 변화에 따른 항법해 점프(불연속 궤적) 현상이 발생할 수 있는데, 실시예에 따르면 반송파 위성 측정치를 직접 이용하는 대신 시간차분 측정치를 활용함으로써 이러한 항법해 점프 현상을 방지할 수 있다.
(제2 실시예)
도 11은 제2 실시예에 따른 위치측정 방법의 단계를 나타낸다. 상기 방법은 적어도 하나의 프로세서를 구비한 처리장치와 위성항법정보 수신 안테나를 포함하는 위성항법 시스템에 의해 구현될 수 있으며, 각 단계를 실행하기 위한 명령들은 컴퓨터 프로그램의 형태로 저장 매체에 저장될 수 있다. 또한, 각 단계는 반드시 시간적 순서에 따라 수행되는 것을 의미하지는 않는다.
본 실시예에 따른 위치측정 방법은, 기본적으로 도 7을 참조하여 설명한 제1 실시예에 따른 위치측정 방법과 유사하지만, 초기위치에 상대위치를 누적하여 절대위치를 결정하는 방식이 아닌, 추정된 다중경로 오차를 보상하여 특정 시간에서의 절대위치를 계산함으로써 전체 궤적을 추적하는 방식이다.
도 11을 참조하면, 먼저 의사거리 측정치 및 반송파 위상 측정치를 포함하는 위성항법시스템 정보를 수신하는 단계(S901) 및 부가센서로부터 부가정보를 수신하는 단계(S902)가 수행된다. 이는 도 7을 참조하여 설명한 제1 실시예에서 단계들(S701~S702)과 유사하므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
단계(903)에서, 반송파 위상 시간차분 측정치와 부가정보를 이용하여 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정한다. 다중경로 오차를 추정하는 방법은 도 7을 참조하여 설명한 제1 실시예에서 단계(S704)와 유사한 과정을 거친다. 즉, 다중경로 오차의 변화량을 검출하기 위한 모니터링 변수를 설정하고, 다중경로 오차가 극심하지 않은 구간을 선택하여 특정 시점에서의 의사거리 측정치에 존재하는 다중경로 오차를 추정한다.
단계(S904)에서, 추정된 다중경로 오차를 보상하거나 제외하여 대상의 특정 시점에서의 절대위치를 결정한다. 다중경로 완화 필터(예컨대, 해치 필터(Hatch Filter) 또는 칼만 필터(Kalman Filter) 등)를 활용하여 의사거리 측정치에 포함된 다중경로 오차를 보상할 수 있고, 오차가 제거된 의사거리 측정치에 기초하여 특정 시점에서의 대상의 절대위치를 결정할 수 있다.
단계(S905)에서, 각 시점에서의 절대위치 정보에 기초하여 대상의 전체 궤적을 결정한다. 제1 실시예에서는 초기위치(t=0)에서의 에폭(epoch)만을 사용하고 나머지 경로는 TDCP를 활용한 상대위치를 누적하여 결정하였으나, 제2 실시예에서는 모든 시간대에서의 에폭(epoch)을 사용함으로써 의사거리 측정치만으로 대상의 절대위치 및 이동경로를 결정할 수 있다.
제2 실시예에서도 제1 실시예와 마찬가지로 DR정보, 시각정보, 전파측위정보, 기준국 보정정보 등의 부가적인 정보를 활용하여 각 단계의 성능을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 부가정보들은 대상의 상대위치 및/또는 절대위치를 결정할 때, 다중경로 오차를 추정할 때, 반송파 위상 측정치의 변화를 검출할 때 활용될 수 있다.
실시예들에 따른 다중경로 오차 추정 방법 및 위치측정 방법들은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 설명한 실시예들에 따르면, 의사거리 측정치에 포함된 다중경로 오차를 추정하고 보상함으로써 신호 왜곡이 극심한 도심 환경에서도 대상의 위치를 정밀하게 결정할 수 있다. 본 발명의 실시예를 통해 얻을 수 있는 구체적인 효과들은 다음과 같다.
- 반송파 위상 시간차분 측정치를 활용하여 정밀 상대 위치를 추정하고 이를 누적하여 절대위치를 추정하는 방식을 통해 도심숲 환경에서 기존의 GPS 수신기가 가지는 신호왜곡 오차를 방지하고 연속적인 정밀 절대위치를 가질 수 있다. 따라서 저가의 GPS 수신기 기반 도심 환경에 강건한 정밀 항법 시스템이 제공된다.
- 일반 GPS 수신기가 활용하는 반송파 위상 측정치는 기준국 보정정보 데이터 없이도 최대 4~5cm 정도의 크기를 가진다. 따라서 이를 활용한 실시예의 측위 방법은 기본적으로 기준국 보정정보 데이터 없이도 cm 수준의 상대항법 정확도를 가질 수 있다. 만약 기준국 보정정보를 활용한다면 보다 높은 정확도를 가질 수 있다.
- 일반적으로 반송파 위상 측정치를 직접 사용하는 경우, 미지정수를 결정하는데 많은 시간과 비용이 필요하다. 본 발명은 반송파 시간차분 측정치를 사용하기 때문에 미지정수를 결정할 필요가 없으며 이에 따라 저가형 GPS 수신기를 활용할 수 있으며 항법해 결정에 소요되는 시간을 단축하고 및 비용을 절감할 수 있다.
- 본 발명은 측정치의 시간차분 값을 활용하기 때문에, 종래의 절대항법 시스템과 달리 가시위성 변화에 따른 항법해 점프(불연속 궤적) 현상을 방지할 수 있으며, RRAIM 방법을 도입하여 가시위성이 부족한 도심 환경에서도 위치결정 알고리즘의 무결성을 감시할 수 있다.
- 본 발명은 GPS 수신기를 단독으로 이용하여 위치를 결정할 수 있으나, 여러 부가센서와 함께 통합 항법 시스템을 구축하는데 용이하기 때문에 위치정확도 및 무결성 감시 성능의 향상을 기대할 수 있다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

  1. 프로세서에 의해 수행되는 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법으로서,
    의사거리 측정치 및 반송파 위상 측정치를 포함하는 위성항법시스템 정보를 획득하는 단계;
    상기 반송파 위상 측정치를 임의 시간에 대해 차분하여 반송파 위상 시간차분 측정치를 획득하는 단계;
    상기 반송파 위상 시간차분 측정치를 이용하여 다중경로 오차 추정을 위한 모니터링 변수를 설정하는 단계;
    상기 모니터링 변수를 이용하여 임의 시간에 대한 다중경로 오차의 변화량을 검출하고, 다중경로 오차의 추정에 활용 가능한 시간 구간을 결정하는 단계; 및
    임의의 기준 시간 대비 다중경로 오차의 변화량을 이용하여 특정 시점에서의 다중경로 오차를 추정하는 단계를 포함하는, 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링 변수는, 반송파 위상 시간차분 측정치를 포함하는 측정치들의 조합, 상기 측정치들의 통계값 또는 확률분포를 통해 얻을 수 있는 특성값들에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모니터링 변수는, DR센서로부터 수신한 DR정보, 비전센서로부터 수신한 시각정보, 전파측위센서로부터 수신한 전파측위정보, 기준국으로부터 수신한 보정정보 및 다중주파수 측정치 중 적어도 하나를 포함하는 부가정보에 더 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는, 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다중경로 오차의 추정에 활용 가능한 시간 구간은, 상기 모니터링 변수를 기준으로 상기 다중경로 오차의 수준이 소정의 값 이하로 추정되는 구간인 것을 특징으로 하는, 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 시간 구간의 길이는 미리 설정되거나 실시간으로 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는, 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 특정 시점에서의 다중경로 오차는 다중경로 완화 필터(Multipath Mitigation Filter)를 이용하여 추정되는 것을 특징으로 하는, 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방법은, 반송파 위상 측정치 내 미지정수의 변화를 검출하는 단계를 더 포함하되,
    반송파 위상 측정치 내 미지정수의 변화가 검출된 경우, 상기 다중경로 오차를 추정함에 있어서 상기 반송파 위상 측정치 및 이의 시간차분 측정치는 제외하는 것을 특징으로 하는, 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 방법은, 반송파 위상 측정치 내 미지정수의 변화를 검출하는 단계를 더 포함하되,
    반송파 위상 측정치 내 미지정수의 변화가 검출된 경우, 상기 미지정수 변화의 크기를 추정한 후 해당 크기에 대해 측정치를 보상하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는, 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 방법을 구현하기 위한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  10. 프로세서에 의해 수행되는 위치측정 방법으로서,
    의사거리 측정치 및 반송파 위상 측정치를 포함하는 위성항법시스템 정보를 수신하는 단계;
    반송파 위상 시간차분 측정치를 이용하여 대상의 상대위치를 결정하는 단계;
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 단계;
    상기 추정된 다중경로 오차를 보상하거나 제외하여 상기 대상의 초기위치를 결정하는 단계; 및
    상기 대상의 초기위치에 상기 대상의 시간에 따른 상대위치를 누적하여 상기 대상의 절대위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치측정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방법은, DR센서로부터 수신한 DR정보, 비전센서로부터 수신한 시각정보, 전파측위센서로부터 수신한 전파측위정보, 기준국으로부터 수신한 보정정보 및 다중주파수 측정치 중 적어도 하나를 포함하는 부가정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 부가정보는, 상기 대상의 상대위치를 결정하는 단계, 상기 다중경로 오차를 추정하는 단계, 상기 대상의 초기위치를 결정하는 단계, 및 상기 대상의 절대위치를 결정하는 단계 중 적어도 하나의 단계에서 활용될 수 있는 것을 특징으로 하는, 위치측정 방법.
  12. 프로세서에 의해 수행되는 위치측정 방법으로서,
    의사거리 측정치 및 반송파 위상 측정치를 포함하는 위성항법시스템 정보를 수신하는 단계;
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 의사거리 측정치의 다중경로 오차를 추정하는 단계; 및
    상기 추정된 다중경로 오차를 보상하거나 제외하여 대상의 특정 시점에서의 절대위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치측정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 방법은, DR센서로부터 수신한 DR정보, 비전센서로부터 수신한 시각정보, 전파측위센서로부터 수신한 전파측위정보, 기준국으로부터 수신한 보정정보 및 다중주파수 측정치 중 적어도 하나를 포함하는 부가정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 부가정보는, 상기 대상의 상대위치를 결정하는 단계, 상기 다중경로 오차를 추정하는 단계, 및 상기 대상의 절대위치를 결정하는 단계 중 적어도 하나의 단계에서 활용될 수 있는 것을 특징으로 하는, 위치측정 방법.
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