• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제3권3호
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• pp.91-97
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• 2014

A direct RF sampling method refers to a technique that directly converts a passband signal to an intermediate band or a baseband without using a mixer. This method is less complicated than an existing RF receiver because a mixer is not used. It uses digital processing after sampling, and thus can flexibly process signals in a number of bands using software. In this process, it is important to select an appropriate sampling frequency so that a number of signals can be converted to an intermediate band that is easy to process. In this study, going beyond previously studied direct RF sampling frequency selection methods, conditions that need to be additionally considered during receiver design were examined, and the structure of a direct RF sampling receiver that satisfies these conditions was suggested.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제3권3호
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• pp.99-105
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• 2014

A graphic processing unit (GPU) can perform the same calculation on multiple data (SIMD: single instruction multiple data) using hundreds of to thousands of special purpose processors for graphic processing. Thus, high efficiency is expected when GPU is used for the generation and correlation of satellite navigation signals, which perform generation and processing by applying the same calculation procedure to tens of millions of discrete signal samples per second. In this study, the structure of a GPU-based GNSS simulator for the generation and processing of satellite navigation signals was designed, developed, and verified. To verify the developed satellite navigation signal generator, generated signals were applied to the OEM-V3 receiver of Novatel Inc., and the measured values were examined. To verify the satellite navigation signal processor, the performance was examined by collecting and processing actual GNSS intermediate frequency signals. The results of the verification indicated that satellite navigation signals could be generated and processed in real time using two GPUs.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.649-654
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• 2009

In this paper, an frequency tracking algorithm for weak signal tracking is proposed. The proposed frequency tracking algorithm uses a FMS (Fast Minus Slow) discriminator for frequency error estimation. This frequency tracking algorithm shows good frequency estimation performance under weak signal condition and is a computationally efficient for embedded software GNSS receiver. The software GNSS receiver implementing the proposed weak signal tracking algorithms could track GPS signal down to - 159dBm signal strength in the signal generator test and real GPS signal under dense urban condition.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권3호
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• pp.237-244
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• 2023

A signal generation simulator is an economical and useful solution in Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver design and testing. A software-defined radio approach is widely used both in receivers and simulators, and its flexible structure to adopt to new signals is ideally suited to the testing of a receiver and signal processing algorithm in the signal design phase of a new satellite-based navigation system before the deployment of satellites in space. The generation of highly accurate delayed sampled codes is essential for generating signals in the simulator, where its sampling rate should be chosen to satisfy constraints such as Nyquist criteria and integer and non-commensurate properties in order not to cause any distortion of original signals. A high sampling rate increases the accuracy of code delay, but decreases the computational efficiency as well, and vice versa. Therefore, the selected sampling rate should be as low as possible while maintaining a certain level of code delay accuracy. This paper presents the lower limits of the sampling rate for GNSS signal generation simulators. In the simulation, two distinct code generation methods depending on the sampling position are evaluated in terms of accuracy versus computational efficiency to show the lower limit of the sampling rate for several GNSS signals.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제5권1호
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• pp.11-20
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• 2016

In this paper, a system that can collect GPS L1 C/A, GLONASS G1, and BDS B1I signals with single front-end receiver was implemented using a universal software radio peripheral (USRP) and its performance was verified. To acquire the global navigation satellite system signals, hardware was configured using USRP, antenna, external low-noise amplifier, and external oscillator. In addition, a value of optimum local oscillator frequency was selected to sample signals from three systems with L1-band with a low sampling rate as much as possible. The comparison result of C/N0 between the signal collection system using the proposed method and commercial receiver using double front-end showed that the proposed system had 0.7 ~ 0.8dB higher than that of commercial receiver for GPS L1 C/A signals and 1 ~ 2 dB lower than that of commercial receiver for GLONASS G1 and BDS B1I. Through the above results, it was verified that signals collected using the three systems with a single USRP had no significant error with that of commercial receiver. In the future, it is expected that the proposed system will be combined with software-defined radio (SDR) and advanced to a receiver that has a re-configuration channel.

• 한국항행학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.311-318
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• 2009

본 논문에서는 GPS L1 신호와 Galileo E1/E5a 신호를 통합 처리하는 소프트웨어 수신 플랫폼 개발에 관한 연구를 설명한다. 급변하고 다양화 되는 GNSS시스템의 현 상황에서 소프트웨어 수신 플랫폼은 새로운 신호 처리에 대한 연구를 그 특성에 맞는 프로그램 수정만으로 가능하게 한다. 논문에서는 샘플링된 중간 주파수데이터로부터 MATLAB 툴을 이용하여 GPS L1 및 Galileo E1/E5a 신호를 통합적으로 처리하는 GPS/Galileo L1/E1/E5a 통합 수신 소프트웨어 플랫폼의 구조를 설명하고 구현된 플랫폼을 이용하여 데이터를 처리한 결과를 살펴본다. 구현된 프로그램은 기능과 역할에 따라서 모듈화 되었으며 각 모듈은 위성신호에 따라서 필요한 기능을 선택적으로 활용할 수 있도록 구성된다. 구현된 플랫폼은 GPS 신호의 경우 L1 C/A 코드를 이용한 항법해를 계산하고, Galileo E1/E5a 신호에 대해서는 항법 데이터를 추출하도록 구현되었다. GPS/Galileo 실제 위성의 신호 데이터를 이용하여 테스트 하였다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.80-85
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• 2011

본 논문에서는 소프트웨어 기반의 실시간 GPS L1 수신기에 대한 블록 상관기법을 제안한다. 최근 다양한 위성항법 환경에서 보다 효율적인 항법 수신기 개발을 위하여 소프트웨어 기반의 실시간 수신기 개발이 필요하다. 실시간 소프트웨어 수신기는 입력신호 처리부, 신호획득부, 신호추적부, 항법데이터 처리부, 항법해 계산부로 구성되고 각 처리부는 해당 기능을 수행하기 위한 단위 컴포넌트로 구성된다. 이러한 소프트웨어 환경에서의 수신기 개발을 용이하게 수행하기 위한 소프트웨어 기반의 수신기를 개발함으로써 다양한 모델을 적용하거나 새로운 컴포넌트 조합으로 다양한 시뮬레이션을 수행할 수 있다는 장점을 제공하고 있다. 본 논문에서는 이러한 소프트웨어 기반의 수신기가 실시간의 성능을 나타낼 수 있는 블록 상관기법을 제안하고 이에 대한 성능을 검증하였다.

• 지적과 국토정보
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• 제52권2호
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• pp.53-65
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• 2022

GNSS 위성측위시스템의 고도화에 따라 다채널 GNSS 수신기, 다 주파 외장안테나 및 모바일 앱(App)기반 공개형 측위해석 소프트웨어 등 사용자 부문에서도 정확성과 경제성을 반영한 하드웨어 및 운용 소프웨어의 모듈(Module)화가 구현되어 사용자의 목적에 따라 능동적 구성방식(DIY, Do it yourself)의 다채널 GNSS RTK 측위가 가능하다. 특히, Multi-GNSS 위성의 활용 인프라가 확대되고 다양한 모듈의 조합에 따른 활용·확대의 잠재성이 부각되면서 다채널 저가 GNSS 수신기 모듈의 활용에 대한 관심이 점차 높아지고 있다. 본 연구의 목적은 다양한 형태로 대중시장에 등장하고 있는 다채널 저가 GNSS 수신기를 검토하고 다채널 저가 GNSS 측위 모듈 기반 RTK 측량 시스템(이하, "다채널 GNSS RTK 모듈 측위 시스템")을 구성하여 행정안전부의 "주소정보시설 조사사업"의 활용 방안을 분석하고 활용 가능성을 평가하였다. 이를 위해 U-blox사의 F9P 칩셋, 안테나, GNSS 관측자료의 Ntrip 전송 및 RTK 측위용 해석 앱(App) 등 관련 모듈을 스마트폰을 매개로 조합, 저가형 "다채널 GNSS RTK 모듈 측위 시스템"을 구성하고 원형 궤적에 대한 동적측위 실시 및 주소정보시설을 대상으로 정적측위를 수행하였다. 실험대상지 내 고정점 5점을 대상으로 측지용 수신기 정적측량성과와 비교분석한 결과 평균 ± 1.2cm의 표준편차로 양호한 정적측량성과를 획득할 수 있었다. 또한, 드론영상 해석으로 구성한 정사영상 내 원형구조물의 외곽선에 대한 검사점과 저비용 RTK GNSS 수신기의 동적측량 궤적과 비교한 결과, 평균 ± 2.5cm의 표준편차로 매우 근접한 궤적 성과를 확인할 수 있었다. 특히, 주소정보시설에 적용한 결과, 고가의 상업용 측지형 수신기 대비 저렴한 비용으로 공간정보구축의 효용성을 검증할 수 있었으므로 지적분야에서 본 연구에서 구성한 "다채널 GNSS RTK 모듈 측위 시스템"의 다양한 활용성이 기대된다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.48-52
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• 2007

최근들어 하드웨어방식의 GPS 수신기를 소프트웨어 방식의 Software-Defined Radio(SDR)기법으로 구성하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 소프트웨어 기반의 GPS 수신기는 기존의 하드웨어 방식으로 처리하는 신호획득부와 추적부를 마이크로 프로세서를 통해 소프트웨어 기법으로 처리하는 것을 말한다. 본 논문에서는 이러한 소프트웨어 기법을 이용하여 GPS 수신기를 설계하며 PC 기반에서 시뮬레이션을 통해 신호획득부, 추적부, 메시지 복조부를 설계하고 검증한다. 또한 의사거리 오차를 도출하기 위하여 신호 획득부와 추적부에 대해 효율적인 알고리즘을 제안하고 최종적으로L1 주파수대역의 여러 위성을 통해 수신된 채널간의 상대적 지연을 통해 의사거리를 계산한다. 본 논문에서 제시된 수신기기법은 향후 개발목표인 GPS/Galileo 복합시스템의 개발요소에 포함될 것이며 규격 및 성능을 검증할 방법을 제시할 뿐만 아니라 다양한 디버깅 환경을 제공함으로써 개발단계에 매우 유용하게 적용될 것이다.