정밀한 항법을 위해서 Global Navigation Satellite System (GNSS) 반송파 신호 기반 측위인 Real-Time Kinematics (RTK), Precise Point Positioning (PPP) 및 PPP-RTK 기법이 연구되고 있다. 특히 대표적인 정밀 항법 기술인 RTK는 드론, 자율 농업, 측량 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 수요가 증가함에 따라 다중 위성군 및 다중 주파수를 지원하는 저가형 수신기 및 안테나가 시중에 판매되고 있다. GNSS 정밀 측위 기법은 보정정보를 통해 사용자 측정치의 오차 요소를 제거하고 미지정수를 고정하거나 수렴함으로써 수 cm 수준의 정밀한 위치 정보를 제공할 수 있다. 하지만 보정정보를 통해 제거되지 않는 다중경 로 오차 및 안테나 위상 중심 오차와 같은 수신기 관련 오차는 적절한 모델링을 통해 보상하는 과정이 필수적이다. 특히 안테나 위상 중심 오차의 경우 안테나 모델마다 각각의 오차 특성을 가지고 있기 때문 에 International GNSS Service (IGS) 에서 안테나 모델에 대한 안테나 위상 중심 오차와 안테나 위상 중심 변동 값을 제공하고 있다. 그러나, 저가형 안테나에 대한 안테나 위상 중심 오차 및 변동 값은 제공사 에서 간략히 제공하고 있거나 제공되지 않고 있다. 따라서 이번 연구에서는 안테나 위상 중심 오차 및 변동의 모델링 기법을 제시하고, 오차 유무에 따른 저가형 안테나 사용자에 대한 영향을 실측 데이터를 기반하여 분석하였다.

A Technique for Improving Precise Positioning Accuracy of Low-cost Antenna User using Antenna Phase Center Error Modeling

Yongrae Jo, Byungwoon Park*

For precise positioning, Global Navigation Satellite System (GNSS) carrier-phase based positioning such as Real-Time Kinematics (RTK), Precise Point Positioning (PPP), and PPP-RTK techniques are being studied. RTK, a representative precise positioning method, is used in various fields such as drones, autonomous agriculture, and surveying, and as demand increases, low-cost receiver and antennas that support multi GNSS constellations and multiple frequencies are being released on the market. The GNSS precise positioning technique can provide several centimeter-level accuracies by removing error components of user measurements through corrections and fixing or converging integer ambiguities. However, it is essential to compensate user-related errors through appropriate modeling such as multipath errors and Antenna Phase Center (APC) errors that are not removed by corrections. In particular, since each antenna type has its own error characteristics in the case of APC error, the International GNSS Service (IGS) provides phase center offset (PCO) and phase center variation (PCV) values for antenna types. However, PCO and PCV for low-cost GNSS antennas are either briefly provided or not provided by the manufactures. Therefore, in this study, a modeling method for PCO and PCV is presented, and the effect of the presence or absence of error on low-cost antenna users was analyzed based on actual measurement data. Keywords: GNSS, antenna phase center, low-cost GNSS antenna, precise positioning

Speaker 조용래 세종대학교