본 논문은 Universal Software Radio Peripheral (USRP) 장비를 활용한 Software-Defined Radio (SDR) 기반의 항법 위성 수신기 연구와 더불어 현재 통신 위성으로 활용되고 있는 저궤도 위성의 기회신호 항법 (Navigation via Signals Of Opportunity, Nav-SOP) 연구를 소개하고 측위 가능성을 확인하였다. 근래에 들어 저궤도(Low-Earth Orbit, LEO) 위성을 활용하는 기회신호 항법, 저궤도 위성 내의 위성항법시스템 (Global Navigation Satellite System, GNSS) 수신기 탑재 및 활용, 그리고 항법 위성과 저궤도 위성 사이의 다계층 LEO-PNT 기법 등 저궤도 위성을 측위 및 항법에 활용하는 다양한 연구 및 개발이 시작되고 있다. 이들 중 특히 SDR 장비를 활용하여 실제 저궤도 위성의 신호를 수신하여 활용하는 기회신호 항법에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 다양한 주파수 대역에 걸쳐 신호를 전송하는 기존 위성항법시스템과 한국형 위성항법시스템 (Korean Positioning System, KPS) 그리고 저궤도 위성의 기회신호를 통합하기 위해서는 유연한 방식으로 항법 신호를 처리할 수 있는 SDR 기술을 사용하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 SDR이 탑재된 USRP를 활용하여 다중 위성군/다중 주파수 Assisted-GNSS (A-GNSS) 수신기의 실시간 항법 성능을 분석하고 저궤도 위성 기반의 기회신호 항법의 가능성을 확인하였다.

A Study on the Utilization of SDR-Based GNSS Satellites and LEO Satellites

Taek Geun Lee, Seok Ho Lee, Yun Seo Choi, Yu Jin Lee, Woo Jin Ahn, Hyung Keun Lee*

This paper presents basic study results on a navigation satellite receiver employing USRP equipment integrated with Software-Defined Radio (SDR) technology. In addition, the positioning capability by utilizing Signals of Opportunity (SOP) from Low Earth Orbit (LEO) satellites is investigated. Recently, many attempts have been performed to utilize LEO satellites for navigation. These attempts include the implementation of Navigation SOP (Nav-SOP), the integration of GNSS receivers on LEO satellites, and the development of multi-layer LEO-PNT that combines GNSS and LEO capabilities. Among these, Nav-SOP, which involves receiving and using actual signals from LEO satellites through SDR technology, is especially under many active studies. To integrate signals from various frequency bands, including those from the Global Navigation Satellite System (GNSS), the Korean Positioning System (KPS), and LEO satellites, SDR technology is essential due to its flexible signal processing capability. In this paper, we evaluate the positioning capability of a multi-constellation/multi- frequency Assisted-GNSS (A-GNSS) SDR receiver. In addition, the positioning capability is checked by acquiring signals of opportunity from Low Earth Orbit (LEO) satellites and computing the position and velocity of each LEO satellite.

Keywords: GNSS, LEO, SDR, USRP

Speaker 이택근 한국항공대학교