GPS의 위성 고장검출은 RAIM (Receiver autonomous integrity monitoring)과 같이 수신기를 기반으로 수행되고 있다. 또한 WAAS (Wide Area Augmentation System)에서는 다중기준국에서 수신된 측정치를 기반으로 주기준국 (Master Station)에서 위성 무결성정보 (Integrity Information)를 생성한다. 이 정보는 GUS (GEO Uplink Subsystem)에서 GEO 위성으로 전송 후 사용자게 방송된다. 이처럼 위성 고장검출은 수신기의 측정치를 이용한다. 하지만 측정치는 재밍, 전리층, 대류층, 수신기 주변환경 등 다양한 요인에 의해 위협을 받는다. 더 나아가 수신기 및 기준국의 사용이 불가능한 상황이 발생할 수 있다. 이 상황에서 기존의 방법들로는 위성의 고장을 판단할 수 없다. 본 논문에서는 복수 위성간의 정보를 이용한 고장검출 알고리즘을 제안한다. 본 논문의 알고리즘은 복수의 위성을 이용하여 위성군을 설정한다. 이 위성군에서 하나의 위성만을 고장이라고 가정하고 다른 위성은 정상상태로 가정한다. 이 상황에서 위성간의 두 가지 정보를 이용해 검정 통계량을 생성한다. 하나의 정보는 항법메시지를 이용한 정보이고 다른 하나는 ISL (Inter Satellite Link)이다. 먼저 정상상태 위성 사이의 거리를 ISL로 알 수 있다. 다른 정보는 항법메시지를 통해서 위성군 사이의 변, 각도를 알 수 있다. 위성의 배치와 항법메시지를 통해 구해진 변과 각의 상관관계를 통해 하나의 변의 길이를 계산 할 수 있다. 이 계산된 변과 ISL로 측정한 변의 차를 검정통계량으로 사용한다. 위성군 중 위성이 고장 날 경우 검정통계량을 생성하기 위한 두 정보의 차가 커지게 될 것이다. 이 검정통계량을 한계치와 비교하여 위성의 고장 유무를 판단한다. 본 알고리즘은 GPS의 측정치의 영향을 받지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 GPS의 정보를 수신할 수 없는 상황에서 사용 할 수 있는 알고리즘이다. 더 나아가 지상 관제 (Ground Control)가 없는 상태에서 위성 자체적인 고장검출 (Fault Detection) 및 유지가 가능할 것으로 예측된다.

Keywords: fault detection, satellite orbit, multi satellite