본 논문은 GPS L1신호와 갈릴레오 E1 신호를 복합 신호처리를 통한 위치정확도 성능향상 연구결과를 제시하였다. GNSS 수신기에서의 신호획득 및 추적과정의 성능 향상시키기 위해 복수개의 누적기, 판별기 및 루프 필터 모듈을 적용하였고, 소프트웨어 측정 결과와 하드웨어 측정결과를 성능 비교하였다, 또한 추적과정에 대한 성능비교는 정확도와 민감도 측면에서만 다루었으며 갈릴레오 E1 신호처리를 위한 DLL(Delay Lock Loop) 판별기는 power early late 타입을 적용하여 성능을 검증하였다.
본 논문에서는 웨이블릿 잡음제거 기법 중 하나인 임계화 기법을 이용하여 관성센서 신호의 잡음을 제거하면서도 운동에 의한 신호변화는 상대적으로 왜곡이 적은 필터링기법을 제안하였다. 이는 기존 연구들이 웨이블릿의 장점을 충분히 활용하지 못하고 저역통과 필터와 같은 형태로 사용되기 때문에 급격히 변화하는 항체에 대하여는 부적합한 점을 개선하기 위한 것이다. 제안된 방법의 성능 확인을 위하여 INS-GPS 결합항법 시스템에 적용하였다.
As a preparatory study for Global Positioning System-Very Long Baseline Interferometry (GPS-VLBI) hybrid system, we examined if VLBI type observation of the GPS signal is realizable through a test experiment. The test experiment was performed between Kashima and Koganei, Japan, with 110 km baseline. The GPS L1 and L2 signals were received by commercial GPS antennas, down-converted to video-band signals by specially developed GPS down converters, and then sampled by VLBI samplers. The sampled GPS data were recorded as ordinary VLBI data by VLBI recorders. The sampling frequency was 64 MHz and the observation time was 1 minute. The recorded data were correlated by a VLBI correlator. From correlation results, we simultaneously obtained correlation fringes from all 8 satellites above a cut-off elevation which was set to 15 degree. 87.5% of L1 fringes and 12.5% of L2 fringes acquired the Signal to Noise Ratios which are sufficient to achieve the group delay precision of 0.1nsec that is typical in current geodetic VLBI. This result shows that VLBI type observation of GPS satellites will be readily realized in future GPS-VLBI hybrid system.
AM, FM, TDMB, GPS 수신용 자동차 전장 안테나를 설계하고 이를 제작하였다. AM 안테나는 페라이트 턴스타일 안테나로 설계하여 전방향 특성을 갖도록 하였다. FM, TDMB 수신용으로는 헤리컬 소자를 접은 접힌 모노폴 안테나로 설계하였다. 대역 확보를 위한 GPS 수신 안테나는 공기층 사다리꼴 마이크로스트립 패치 안테나로 설계하였다. 제작된 AM 수신용 안테나의 수신 신호 세기는 -65.7 dBm으로 기존의 외장형 폴 안테나의 -63.5 dBm과 비교하면 소형이면서도 유사한 수신 성능을 나타냄으로써 외장형 폴 안테나 및 glass 안테나 대체 품으로 적용할 수 있음을 보였다. FM 및 TDMB 수신 신호 세기는 각각의 중심 주파수에서 -55.66 dBm, -43.50 dBm 측정됨으로써 기존 안테나에 비해 5~10 dB 높은 특성이 나타났다. GPS 안테나에 대한 측정은 VSWR 2 : 1 기준으로 135 MHz의 넓은 대역 특성과 4.31 dBi의 이득이 측정되어, GPS 전 대역에서 일반 세라믹 패치 안테나의 이득보다 3~5 dB 높은 이득을 얻었다.
기존의 송전탑 좌표 측정방식은 송전탑 지상중심에서 GPS를 이용하여 좌표를 측정하고 일반적으로 측정시간은 수십 분 정도 소요되었다. 그러나 이러한 방법은 종종 거대한 철골구조물인 송전탑 간섭으로 인해 수십 미터의 좌표 오차를 발생하거나 수 시간씩 측정시간이 소요되기도 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 송전탑의 새로운 GPS 측정 방법을 제안한다. 먼저, 송전탑의 중앙을 측정하던 방법 대신, 3개의 GPS로 구성된 측정장치를 이용하여 송전탑 가장자리 4 지점의 GPS 좌표를 측정하고 그 값들을 평균하여 송전탑의 중앙을 구한다. 측정된 값이 전파간섭에 의해 상당히 벗어난 경우, 새롭게 제시하는 알고리즘이 부정확한 좌표를 걸러내고 다른 가장자리 좌표로 대체하여 송전탑의 중심을 효과적으로 계산할 수 있다. 현장 측정시험을 통해 본 논문에서 제시하는 새로운 알고리즘은 전파간섭 환경에서 송전탑 측정의 효율성과 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 논문에서는 AM, FM, TDMB, GPS 수신용 전장 안테나를 설계하고 이를 제작하였다. 소형의 샤크 안테나에 탑재하기 위한 AM 안테나는 페라이트 턴 스타일 안테나로 설계하였다. FM, TDMB 수신용으로는 헤리컬 소자를 접은 접힌 모노폴 안테나로 설계하였다. 대역확보 및 이득향상을 위한 GPS 수신 안테나는 프랙털 구조의 공기층 사다리꼴 마이크로스트립 패치 안테나로 설계하였다. 제작된 AM 수신용 안테나의 수신신호 세기는 -65.7dBm 으로 기존의 외장형 폴 안테나의 -63.5dBm 과 비교하면 소형이면서도 유사한 수신 성능을 나타냄으로써 외장형 폴 안테나 및 glass 안테나 대체품으로 적용할 수 있음을 보였다. FM 및 TDMB 수신신호 세기는 각각의 중심 주파수에서 -55.66dBm, -43.50dBm 측정됨으로써 기존 안테나에 비해 5~10dB 높은 특성이 나타났다. GPS 안테나에 대한 측정은 VSWR 2 : 1 기준으로 135 MHz의 넓은 대역특성과 4.31dBi의 이득이 측정되어, GPS 전 대역에서 일반 세라믹 패치안테나의 이득보다 3~5dB 높은 이득을 얻었다.
GPS 환경에서 다중경로 신호는 의사거리 측정 정확도의 성능을 감소시키므로 GPS에 기반한 응용에서 위치 성능 감소로 나타나며, 이는 특히 고층 건물이 많은 도심환경 및 수면에 의한 반사가 많은 해양에서 문제가 된다. 다중경로 신호는 GPS 수신기 내부 상관기에서 상관 함수의 Early-Late 간 비대칭을 유발하므로, 본 논문에서는 Late 상관 값의 비대칭 정도를 보상하여 다중경로 오차를 제거하기 위한 가중 상관기 구조를 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 구현하고, 그 성능을 평가하였다. 가중 상관기는 2개의 상관 암으로 이루어진 다중 상관기를 사용하여 상관함수의 비대칭 여부를 판단하고, 비대칭성을 감소시키기 위한 보정치를 생성한다. 이 구조는 다중 상관기에 비하여 연산 처리량 부하는 감소시키는 반면, 비슷한 다중경로 오차 제거 성능을 제공한다. 본 논문에서는 다중경로 신호 생성 블록을 포함한 GPS 신호 발생기와 가중 상관기 구조를 포함한 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 다중경로 오차 제거 성능을 검증하였다. 실험을 통하여 가중 상관기가 일반 상관기와 협대역 상관기보다 더 나은 오차 제거 성능을 보임을 확인하였다.
Lee, Sunyong;Jin, Mihyun;Choi, Heon Ho;Lee, Sang Jeong
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제5권3호
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pp.109-118
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2016
The present paper proposes a method that can estimate a roll rate of spinning vehicles utilizing GPS receivers. The proposed method analyzes a relation between received signal and correlation value and utilizes a phenomenon that received signal power that changes according to a signal incident direction affects a correlation value. That is, a roll-rate estimation method using zero crossing detection method for correlation value, which has sinusoidal periodicity according to rotations of vehicles, is proposed. A correlation value in real environments experiences a jitter so that the proposed method includes a pre-processing filter and detection threshold setting way is also considered to reduce the effect of received signal power. In order to verify the operation of the proposed method and analyze the performance, a signal generator and software-defined receiver (SDR) are designed. The signal generator generates intermediate frequency (IF) signal by taking the rotation of vehicles, antenna gain, and signal power into consideration, and a correlation value is acquired by taking the generated IF signals into consideration. Using the generated correlation value, the operation of the proposed roll rate estimation method is verified and the performance is analyzed.
This paper proposes a repeat-back jamming signal detection scheme that utilizes a combined pseudo random noise signal that is effective for processing a global positioning system (GPS) repeat-back jamming signal with the early minus late phase scheme to alleviate any existing multipath signal detection. The proposed scheme uses the combined pseudo random noise signal to treat repeat-back jamming signals like similar multipath signals and can effectively detect a repeat-back jamming signal by applying the early minus late phase scheme to a combined pseudo random noise signal. Through a Monte-Carlo simulation, the detection probability of the proposed scheme is better than the one of the conventional scheme under low jamming to signal power ratio.
In urban areas it can be difficult to utilize global navigation satellite systems (GNSS) due to signal reflections and blockages. It is thus crucial to detect reflected or blocked signals because they lead to significant degradation of GNSS positioning accuracy. In a previous study, a classifier for global positioning system (GPS) signal reception conditions was developed using three features and the support vector machine (SVM) algorithm. However, this classifier had limitations in its classification performance. Therefore, in this study, we developed an improved machine learning based method of classifying GPS signal reception conditions by including an additional feature with the existing features. Furthermore, we applied various machine learning classification algorithms. As a result, when tested with datasets collected in different environments than the training environment, the classification accuracy improved by nine percentage points compared to the existing method, reaching up to 58%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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