Cycle-Slip Detection and Correction Method Using an Adaptive Fading Kalman Filter
Sun Young Kim, Chang Ho Kang, Chan Gook Park*
위성항법시스템의 항법해 성능을 향상시키기 위한 위성항법시스템의 품질을 감시하는 연구가 국내외로 꾸준히 진행되고 있다. 본 연구팀은 이동체에서 인위적인 전파교란 신호 중 가장 위협적인 기만신호를 검출하기 위해, 이동체에 부착한 두 개의 수신기의 위치추정 결과를 이용하였다. 본 연구팀이 구현한 기만신호 검출 알고리즘의 성능은 정확한 수신기 위치추정 결과와 연관되어 있으며, 본 논문에서는 정확한 위치추정을 위해서 반송파 위상차분을 이용하여 의사거리 측정치를 스무딩 (smoothing) 하는 기법을 사용하였다. 그러나 반송파 위상차분은 수신기 추적루프의 신호추적 여부에 따라서 의사거리 오차를 발생하게 되는데 이를 사이클 슬립(cycle slip)이라 한다. 이 현상은 수신신호의 품질에 따라서 빈번히 발생할 수 있으며 정확한 위치추정을 하기 위해서는 반드시 보정해야 한다. 따라서 본 논문에서는 사이클 슬립을 검출하고 보정하기 위해서 적응 페이딩 칼만 필터를 전처리 필터로 사용하였으며, 필터의 페이딩 팩터를 검출 파라미터로 설정하였다. 이동체는 저기동 UAV로 가정하여 필터 설계시 등속 모델을 사용하였으며, 사이클 슬립은 측정치 모델에 랜덤 바이어스로 모델링 하였다. 제안한 기법의 성능은 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 분석하였고 사이클 슬립을 검출하고 완화하여 위성항법 위치추정 정확도를 유지하는 것을 확인하였다.
Keywords: cycle-slip, GPS carrier phase, pseudorange smoothing, adaptive fading Kalman filter
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