Journal of Advanced Navigation Technology (한국항행학회논문지)

The Korean Navigation Institute (한국항행학회)
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Multiple-Hypothesis RAIM Algorithm with an RRAIM Concept

RRAIM 기법을 활용한 다중 가설 사용자 무결성 감시 알고리듬

  • Yun, Ho (School of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University) ;
  • Kee, Changdon (School of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University)
  • 윤호 (서울대학교기계항공공학부, 서울대학교항공우주신기술연구소) ;
  • 기창돈 (서울대학교기계항공공학부, 서울대학교항공우주신기술연구소)
  • Received : 2012.07.31
  • Accepted : 2012.08.30
  • Published : 2012.08.31
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Abstract

This paper develops and analyzes a new multiple-hypothesis Receiver Autonomous Integrity Monitoring (RAIM) algorithm as a candidate for future standard architecture. The proposed algorithm can handle simultaneous multiple failures as well as a single failure. It uses measurement residuals and satellite observation matrices of several consecutive epochs for Failure Detection and Exclusion (FDE). The proposed algorithm redueces the Minimum Detectable Bias (MDB) via the Relative RAIM (RRAIM) scheme. Simulation results show that the proposed algorithm can detect and filter out multiple failures in tens of meters.

본 논문에서는 미래의 다중 Global Navigation Sattelite System (GNSS) 및 다중 주파수 항법신호 사용자를 위한 새로운 다중 가설 사용자 무결성 감시 기법을 제안한다. 기존의 Weighted Least Squares (WLS) 사용자 무결성 감시 (Receiver Autonomous Integrity Monitoring, RAIM) 기법은 동시에 두 개 이상의 위성이 고장 나지 않는다는 가정 하에 사용자 측정치의 무결성을 감시하므로 동시에 두 개 이상의 측정치 이상이 발생하였을 때 적절한 대응을 할 수 없다는 문제가 있다. 본 논문에서는 여러 epoch의 측정치 잔차와 위성 관측행렬의 변화량을 활용하여 단일 고장 뿐만 아니라 다중 고장을 효율적으로 검출할 수 있는 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 반송파 위상 측정치의 변화율을 활용하는 Relative RAIM (RRAIM) 기법을 적용하여 최소 검출가능 바이어스 (Minimum Detectable Bias, MDB)의 크기를 최소화하였고, 시뮬레이션 결과 수 십 m 정도 크기의 다중 고장을 검출할 수 있었다.

Keywords

References

  1. A. Ene, J. B., J. D. Powell (2007). Fault Detection and Elimination for Galileo-GPS Vertical Guidance. International Technical Meeting of the Institute Of Navigation, SanDiego, CA.
  2. Angus, J. (2006). "RAIM with Multiple Faults." Navigation 53(4).
  3. B. Pervan, S. P., J. Christie (1998). "A Multiple Hypothesis Approach to Satellite Navigation Integrity." Navigation 45(1).
  4. C. Macabiau, B. G., I. Nikiforov, L. Fillatre, B. Roturier, E. Chatre, M. Raimondi, A. Esche (2005). RAIM Performance in Presence of Multiple Range Failures. National Technical Meeting of The Institute of Navigation, SanDiego, CA.
  5. GEAS (2008). "Phase I - Panel Report." from http://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/ato/service_units/techops/navservices/gnss/library/documents/media/GEAS_PhaseI_report_FINAL_15Feb08.pdf.
  6. I. Martini, R. W., G. W. Hein (2006). Receiver Integrity Monitoring in Case of Multiple Failures. International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation, FortWorth, Tx.
  7. J. Blanch, A. E., T. Walter, P. Enge (2007). An Optimized Multiple Hypothesis RAIM Algorithm for Vertical Guidance. IONGNSS, FortWorth, Tx.
  8. Kim, J. H. (2005). A Study on GPS-RTK Corrections suitable fo Low-rate Data-link. School of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University. ph. D. thesis
  9. L. Gratton, M. J., B. Pervan (2010). "Carrier Phase Relative RAIM Algorithms and Protection Level Derivation." Journal of Navigation 63 (2).
  10. Todd Walter, P. E. (1995). Weighted RAIM for Precision Approach. ION GPS, Palm Springs, CA.
  11. V. Graas, A. S. (2007). Coasting with Relative Carrier Phase RAIM. Briefingto GEAS Panel, Palo Alto, CA.
  12. Y. C. Lee, M. P. M. (2007). Feasibility Analysis of RAIM to Provide LPV 200 Approaches with Future GPS. ION GNSS, FortWorth, Tx.