지상에 위치한 Global Navigation Satellite System (GNSS) 수신기는 통상적으로 하나의 수신 안테나를 사용하여 항법을 수행한다. 그러나 비행체를 위한 수신기는 비행체의 회전으로 인해 안테나가 음영지역에 위치하 거나 충격을 받을 경우 안테나 수신 성능에 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이를 보완하기 위해 비행체의 여러 표면에 안테나를 다중으로 배치하여 안정성을 높일 수 있다. 또한 비행체에 부착된 안테나는 비행 시 천정 방향을 보도록 설계되므로, 비행체의 이동 중이나 설치 상태에서는 자세에 따라 수평면을 향할 수 있다. 만약 사용자가 이러한 환경에서도 항법해를 획득하고자 할 경우, 항법해는 통상적인 성능에서 벗어날 가능성이 존재한다. 따라서 본 논문에서는 GNSS 수신기가 수평 설치된 다중 안테나의 신호를 수신할 때의 통합 항법 방식을 제시하고 항법 성능을 분석하였다. 수신기는 다중 안테나의 신호에 포함된 모든 위성을 동시에 획득 하고 추적하며, 2개 이상의 안테나에서 동일 위성이 관측될 경우 신호를 선별하여 통합 항법을 수행한다. 항법 성능 분석을 위한 시험 시에는 특히 지상보다 해상 환경이 열악함을 감안하여 해상에서 시험을 수행하였 으며, 그 결과 안테나가 수평 설치된 경우에도 다중 안테나를 동시에 활용한다면 항법 정확도에 큰 변화가 없음을 확인하였다.

Analysis of Navigation Performance at Marine Environment of Horizontally installed Multi-Antenna GNSS Receiver

Mihyun Jin*, Sujin Kwak, Gyeback Jeon, Sung-Jin Yoon, Taegyu Lee

Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver located on the ground typically perform navigation using only one receiving antenna. However, the receiver of the aircraft may have a problem in signal reception when the aircraft rotates or is impacted. Therefore, it is possible to increase stability by arranging multiple antennas on various surfaces of the aircraft to compensate for this. Additionally, the antenna attached to the aircraft is designed to look in the zenith direction when flying. This means that the antenna can be directed to the horizontal plane depending on the position of the aircraft during the movement or installation. If the user wants to acquire a navigation solution even in such an environment, there is a possibility that the navigation solution will deviate from its normal performance. Therefore, in this paper, an integrated navigation technique when the GNSS receiver receives signal from multiple antennas installed horizontally is presented and its navigation performance is analyzed. The receiver simultaneously acquires and tracks all satellites signal of multiple antennas, and when the same satellite is observed from two or more antennas, it selects the signal and performs integrated navigation. In addition, since the marine environment is inferior to the ground, the test was carried out on a ship at ocean. As a result, it was confirmed that even when the multiple antennas were horizontally installed, there was no significant change in navigation accuracy of GNSS receiver.

Keywords: GNSS receiver, marine environment, multiple antennas, horizontally arrangement

Speaker 진미현* 단암시스템즈