GPS 위성항법시스템에서의 정밀 측위 정보를 확보하기 위해서는 품질 검사와 신뢰성을 테스트하기 위한 무결성 점검이 필요하다. 무결성 점검의 종류는 다양하지만, 본 연구에서는 그 중 데이터 품 질 감시 (Data Quality Monitoring)과 신호 품질 감시 (Signal Quality Monitoring) 기법들이 사용되었다. 데이터 품질 감시 기법은 방송궤도력 데이터의 타당성을 점검하며, 3가지 다른 방법을 사용하였다. almanac과 방송궤도력 데이터 를 사용하여 계산된 궤도의 잔차검사, 전 에폭의 방송궤도력과 현 에폭의 방송궤도력 데이터로 계산된 약 4시간 동안의 궤도의 잔차검사, 그리고 전날 방송궤도력과 금일 방송궤도력 데이터를 사용 하여 계산된 궤도의 잔차검사를 구현했다. 각 방법별로 임계치를 정하여 진행하였으며, 오류가 있을 수도 있는 위성들이 검출되는 것이 확인되었다. 신호 품질 감시 기법은 이상신호와 전리층 영향효과를 점검하며, 2가 지 다른 방법을 사 용하였다. 평균 신호 대 잡음 비 검사와 code-carrier divergence (발산 현상) 검사를 구현했다. 특히, code-carrier divergence 검사에서는 사이클 슬립 검출이 임계값의 타당성을 개선시키는 중요한 부분으로 작용하여, turboedit method을 사용하여 고도화하였다. 마찬가지로, 1~2주 정도의 데이터로 임계치를 생성하여 무작위로 선택한 날짜의 데이터와 비교해보는 방식으로 진행되었다.

Implementation and Analysis of Data & Signal Quality Monitoring Algorithms for GPS

Ho-Jhoon Sung*, Yeong-Guk Kim, Hyung-Jin Rim, Jihyun Ha, Kwan-Dong Park

In order to secure precise positioning through GPS navigation system, integrity monitoring is highly crucial to achieve quality inspection and better reliability. There is a variety of monitoring techniques, but specifically Data Quality Monitoring (DQM) and Signal Quality Monitoring (SQM) algorithms were considered in this research. DQM verifies the validity of broadcast ephemeris data, while SQM checks the signal quality and ionospheric disturbances. Three methods were implemented for DQM: almanac & ephemeris orbit comparison, previous and current epochs’ ephemeris orbit (approx. 4 hours interval) comparison, and yesterday's and today’s ephemeris orbit comparison. The threshold values were established for each test, and it has been observed that a few satellites’ ephemeris data’s possible error can be detected. Similarly, two tests were implemented for SQM: received signal power test and code-carrier divergence test. As the cycle slip detection especially became a significant key to improving the validity of the threshold model for code-carrier divergence test, turboedit method was utilized for further enhancement. Threshold model for each test was generated using 1 to 2 weeks long data and a randomly picked DOY’s data was compared with the threshold model.

Keywords: GPS, DQM, SQM, integrity, quality check

Speaker 성호준* (주)피피솔