단일 송신 모듈 기반 항법시스템은 위성항법시스템을 사용할 수 없는 환경에서의 대체항법과 같은 백업시스템 또는 실내항법과 같은 독립적인 항법시스템을 목적으로 한다. 단일 송신 모듈 기반 항법시스템은 하 나의 송신 모듈에 연결된 안테나 배열에서 송신된 신호를 기반으로 측위를 수행하며, Dilution of Precision (DOP) 특성이 좋지 않아 정밀한 반송파 위상 측정치로 측위를 수행할 필요가 있다. 반송파 위상 측정치만 활용하여 위치결정을 수행하기 위해서는 미지정수 결정이 필수적이다. 위 시스템의 중요한 특징으로는 미지정수 결정에 필요한 후보군 수가 기하학적으로 제한된다는 점이지만, 호버링과 같이 사용자가 정지되어 있는 경우 또는 3차원 공간 상에서 사용자의 위치가 기하학적으로 대칭이 발생되는 경우에 미지정수 결정에 있어서 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 이러한 미지정수 결정 성능 향상을 위해 안테나 배열의 회전 과 같은 기하학적인 동적 변화를 주었을 때의 미지정수 결정 성능에 대해 시뮬레이션 기반으로 분석을 수행하였다. 단일 송신 모듈의 회전 속도 변화에 따른 3차원 공간에서 사용자의 미지정수 결정 능력을 비교하 였으며, 즉각적인 미지정수 결정이 가능한지 여부를 확인하였다.

Improving Ambiguity Resolution Performance of Single Transmitter-Based Navigation System

Sunhwan Gwon, Pilkyo Jeong, O-Jong Kim*

A single-transmitter module-based navigation system is designed as a backup system in environments where satellite navigation systems are unavailable, such as indoor or alternative navigation systems. This system utilizes signals transmitted from an antenna array connected to a single transmitter module for positioning, relying on precise phase measurements of the carrier wave due to the suboptimal Dilution of Precision (DOP) characteristics. To perform position determination using only phase measurements, integer ambiguity resolution is essential. One important characteristic of this system is that the number of candidate solutions for integer ambiguity resolution is geometrically bounded. However, difficulties arise in resolving integer ambiguities when the user is stationary, as in hovering, or when there are geometric symmetries in the user's position within 3-dimensional space. In this study, we analyze the performance of integer ambiguity resolution through simulation-based analysis when introducing geometric dynamic changes such as antenna array rotation to improve the performance of resolving integer ambiguities. We compare the ability to resolve integer ambiguities for users in 3-dimensional space according to variations in rotation speed of the single-transmitter module and investigate whether immediate integer ambiguity resolution is achievable.

Keywords: single transmitter-based positioning system, ambiguity resolution

Speaker 권순환 세종대학교