최근 스마트 모빌리티 시대를 맞아 스마트폰을 단순 내비게이션 길 찾기 서비스에만 이용하는 것이 아니라 차량 원격 주행 및 모빌리티 위치 공유 서비스 등의 스마트폰 위치기반 서비스 활용도가 증가하고 있다. 하지 만 현재 스마트폰의 위치를 계산하는데 사용되는 Global Navigation Satellite System (GNSS) 칩셋은 개방된 도로 기준 5-10 m 수준의 위치 정확도를 제공하며, 건물 등의 장애물이 많은 도심지의 경우 20~100 m 이상으로 오차가 발생한다. 스마트 모빌리티 시대를 선도하는 대표적 기업 구글은 갈수록 중요해지는 스마트폰의 위치 정확도를 향상시키기 위해 지난 2022년 5월 ‘Google Smartphone Decimeter Challenge 2022’를 개최하였다. 이 에 따라 2020년부터 미국 서부 전역의 개활지 및 도심지 등의 다양한 환경에서 취득한 스마트폰 동적 데이터를 비영리적으로 배포하였으며, 이를 활용하여 다양한 환경에서의 안드로이드 동적 측위 정확도 향상에 대한 연구를 진행하였다. 스마트폰은 GNSS 측정치는 저가의 칩셋과 안테나의 탑재로 불안정하고 불연속적인 특성을 가지며, 상용 고가 수신기에서 사용되는 Real-Time Kinematics (RTK) 및 Precision Point Positioning (PPP) 등의 고정밀 측위 기법을 적용하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 스마트폰 측정 이상치 제거 및 시각 동기화를 위한 single-difference based outlier monitoring 기법과 정확하고 연속적인 속도 추정을 위한 switchable carrier-phase and doppler velocity을 사용하여 스마트폰의 위치 정확도 향상에 대한 연구를 진행하였으며, 개방된 도로 기준 1 m 이하, 도심지 기준 3 m 이하의 위치 정확도를 확보하여, 총 571팀이 참여한 2022년 대회에 서 금메달을 수상하였다.

Satellite Single Difference Based Monitoring Method for Improving Android Smartphone Position Reliability

Jeonghyeon Yun, Cheolsoon Lim, Yongjun Lee, Suyeol Kim, Yongrae Jo, Byungwoon Park*

n the recent smart mobility era, the use of smartphone location-based services such as remote vehicle driving and mobility location sharing services is increasing rather than using smartphones as a simple navigation route finding service. However, the Global Navigation Satellite System (GNSS) chipset currently used to calculate the location of smartphones has an error of more than 5-10 m in open-sky and 20-100 m in urban areas with many obstacles such as buildings. Google, a leading company leading the smart mobility era, held the 'Google Smartphone Decimeter Challenge 2022' in May 2022 to improve the location accuracy of smartphones that are becoming more and more important. Accordingly, since 2020, smartphone dynamic data acquired from various environments such as open-sky and downtown areas across the western United States has been distributed for non-profit purposes, and research is being conducted to improve the Android dynamic positioning accuracy in various environments. Smartphones have unstable and discontinuous GNSS measurements due to low-cost chipsets and antennas, and it is difficult to apply high-precision positioning technologies such as real-time kinematics (RTK) and precision point positioning (PPP) of commercial receivers. In this paper, we conducted a study on the improvement of location accuracy of smart phone using single-difference based outlier monitoring technique for smart phone measurement outlier removal and time synchronization, and switchable carrier-phase and doppler velocity for accurate and continuous velocity estimation. As a result, position accuracy of less than 1 meter on an open road and 3 meters on a downtown area was secured, and then, a total of 571 teams participated in the 2022 challenge won the gold medal. Keywords: android smartphone, google smartphone decimeter challenge, raw GNSS measurements, smart mobility

Speaker 윤정현 세종대학교