정지궤도 위성은 대부분의 위성이 위치하는 중궤도보다 위성이 높게 위치하기 때문에 Global Navigation Satellite System (GNSS) 수신기의 경우 지구 반대편에서의 수신이 필요하고, 지구 음영과 지상 대비 먼 거 리로 인해 신호 세기가 미약하다는 특성이 있다. 따라서 미약한 신호 세기로 인한 낮은 C/N0는 낮은 위성 가시성을 보이고, 이는 수신기의 항법해 성능을 크게 저하시킨다. GNSS Vector Tracking Loop (VTL)은 GNSS 수신기의 정교한 신호 추적 방법으로 각 위성 별 정보를 동시에 추적하고 활용하기 때문에 개별적으로 동작하는 Scalar Tracking Loop (STL) 대비 낮은 C/N0 상황에서 높은 신호 추적과 항법해 성능을 보 인다. 본 논문에서는 정지궤도 기반 신호 수신 환경 하에서 동작하는 VTL 기반 GNSS 수신기를 설계한다. 이후 구현한 VTL의 성능을 STL과 비교, 검증한다.

Implementation of VTL for GEO-based GNSS SSV Receivers

Seung-Gyu Yang, Young-Jin Song, Jong-Hoon Won*

Geostationary Orbit (GEO) satellites are located higher than the Medium Earth Orbit (MEO), so Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers on a GEO satellite receive GNSS signals from the opposite side of the Earth, and the signal strength is weak due to the occurrence of blackout zones caused by the Earth’s shadow effect and the long distance. Weak signal strength induces low C/N0 thereby showing low satellite visibility, which greatly degrades the navigation performance of the receiver. The GNSS Vector Tracking Loop (VTL) is recognized as the most advanced GNSS receiver signal tracking method that simultaneously tracks and uses information from all visible satellites in an integrated module. It provides high signal tracking and navigation performance in terms of C/N0 compared to the standard Scalar Tracking Loop (STL). This paper presents the design of VTL-based GNSS receiver for uses in GEO satellites. The performance of the implemented VTL is analyzed by comparing it with the STL receiver.

Keywords: SSV, GEO, VTL, GNSS receiver

Speaker 양승규 인하대학교