스마트폰 GNSS 정밀 측위에서 사이클 슬립이 위치 정확도 저하의 주요 요인으로 작용한다. 특히, 도심지와 같이 사이클 슬립의 빈도가 높은 환경에서는 이를 정확히 검출하는 것이 더욱 중요하다. 일반 적으로 사이클 슬립 검출을 위해서 주로 이중 주파수를 이용한 기법이 활용되지만, 일부 안드로이드 스마트폰은 이중 주파수 관측을 제한적으로 제공하므로 단일 주파수 기반의 검출 방법이 요구된다. 본 연구에서는 Samsung Galaxy S21+와 (주)피피솔의 APOLO 로거를 이용하여 개활지와 도심지에서 취득한 데이터와 시뮬레이션을 바탕으로 도플러 기반 사이클 슬립 검출 기법의 특성을 분석하였다. 실 험 결과에 따르면, 개활지에서는 수 사이클 수준까지 90% 이상의 정확도로 검출이 가능하였지만, 도심지에서는 도플러 관측의 왜곡으로 인하여 90% 미만으로 낮아지며, 임계값에 따라 20% 이상 떨어졌 다. 또한, 사이클 슬립 검출 임계값은 목표 정확도와 관측 환경에 따라 유연하게 설정될 수 있음을 확인하였다.

Characterization of Doppler-Based Cycle Slip Detection Methods for Smartphone GNSS

Bong-Gyu Park*, Jong-Sung Lee, Miso Kim, Kwan-Dong Park

Cycle slips are a major source of positioning errors in smartphone GNSS precise positioning. In challenging environments such as urban areas, where the frequency of cycle slips is high, accurate detection becomes even more critical. While dual-frequency methods are commonly employed for reliable detection, many Android smartphones provide limited dual-frequency observations, requiring single- frequency approaches. In this study, we analyzed the characteristics of Doppler-based cycle slip detection using data collected by the Samsung Galaxy S21+ and the APOLO logger from PPsol under open- sky and urban conditions, along with simulation experiments. The results show that, in open-sky environments, cycle slips can be detected with over 90% accuracy for several cycles, whereas in urban environments the accuracy drops below 90% and can decrease by more than 20% depending on the detection threshold due to distorted Doppler observations. Furthermore, it was confirmed that the detection threshold should be flexibly determined according to the target accuracy and observation environment.

Keywords: smartphone, GNSS, cycle slip, Doppler

Speaker 박봉규* 인하대학교