위성항법시스템 (GNSS)을 이용하여 사용자의 위치를 계산할 때 위성의 좌표는 중요하다. 이 좌표는 일반적으로 방송궤도력 (Ephemeris)을 이용해 추정하여 사용한다. 방송궤도력은 위성 궤도를 예측하여 생성되는 값으로 현재의 실제 위성좌표를 나타내고 있지 않는다. 따라서 위성의 급작스러운 기동에 의한 고장이나 방송궤도력의 수정 오류와 같은 고장이 발생한 경우 사용자에게 큰 오차를 발생시킨다. 이를 대비하기 위해 지상 기준국 (Ground Reference Station)에서 위성의 방송궤도력 고장을 모니터링하는 기법이 운용 중이다. 하지만 기존의 기법은 지상 기준국에서 지상 측정치 (Ground Measurement)를 이용한다. 이 측정치는 전파오차, 수신기 주변 환경 오차와 같은 다양한 오차를 포함한다. 따라서 지상 기준국에서는 이 오차를 추정하여 제거해 주지만 이때 추정 오차가 포함된다. 이런 이유로 결국 고장 검출 기법의 성능 감소가 발생한다. 또한 지상 기준국에서 위성의 고장 검출하기 위해서 거리값을 이용하는데 이는 기하학적 배치와 위성의 고장 방향성에 따라 검출 성능이 감소될 수 있다. 이 두 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 위성간 거리 측정치 (ISL)과 삼각형 법칙을 이용한 위성 궤도 고장 검출 기법을 제안하고자 한다. 제안하는 기법의 검정 통계량 (Test Statistic)을 계산하고 민감도 (Sensitivity) 분석을 수행한다. 이를 통해 본 기법의 특성을 파악한다. 다음 통계적 이론을 바탕으로 한계치 (Threshold) 및 Minimum Detectable Error (MDE)를 계산한다. 이렇게 계산된 값들을 시뮬레이션을 통해 검증한다. 마지막으로 기존 기법 대비 제안 기법의 Sensitivity 및 MDE 정량적 비교를 통해 우수성을 확인한다.

Keywords: ISL, MDE, ephemeris, fault detection

Speaker JinHyeok Jang