본 연구는 자율주행 차량의 정밀 항법 시스템 구현을 위한 GNSS 기반 위치 측정 기법의 성능을 정량적으로 비교·분석하는 데 목적이 있다. GNSS의 대표적인 측위 방식인 단일 지점 측위(Single Point Positioning, SPP)는 외부 보정 없이 위치를 계산할 수 있어 범용성이 뛰어나지만, 수 미터 수준의 오차가 발생하여 고정밀이 요구되는 자율주행 분야에는 적합하지 않다. 이에 따라 본 연구에서는 SPP와 더불어 정밀 측위를 위한 Precise Point Positioning (PPP), Real-Time Kinematic (RTK) 기법을 동일한 기준점에서 적용하고, 각 기법의 위치 정확도를 실험적으로 비교하였다. 실험에는 u-blox사의 GNSS 수신기 EVK-M8T를 사용하였으며, 수집된 Raw 데이터를 RTKLIB을 통해 후처리하여 3차원 평균 위치 오차를 분석하였다. 실험결과 각각의 오차는 SPP는 3.8453 m, PPP는 1.4312 m, RTK는 0.3118 m가 나 왔 다. 본 연구는 측위 정확도뿐만 아니라 오픈 소스의 활용과 구현의 용이성까지 종합적으로 평가하여, RTK 기법이 자율주행에 가장 적합함을 확인하였다.

Comparison of Accuracy and Implementation Feasibility of SPP, PPP, and RTK Techniques for Autonomous Vehicle Applications Using RTKLIB

Geonho Kim, Chansik Park*

This study aims to quantitatively compare and analyze the performance of GNSS-based positioning techniques for the implementation of a precise navigation system in autonomous vehicles. Single Point Positioning (SPP), one of the most commonly used GNSS methods, offers wide applicability by enabling position estimation without external corrections. However, it typically results in several meters of error, making it unsuitable for applications such as autonomous driving that require high precision. Accordingly, this research applies not only SPP but also Precise Point Positioning (PPP) and Real-Time Kinematic (RTK) positioning techniques at the same reference point to experimentally compare the positional accuracy of each method. The experiments were conducted using the EVK-M8T GNSS receiver from u-blox, and the collected raw data were post-processed using RTKLIB to analyze the average 3D positioning error. The experimental results showed that the average 3D positioning errors for SPP, PPP, and RTK were 3.8453 m, 1.4312 m, and 0.3118 m, respectively. Based on a comprehensive evaluation of its positioning accuracy, the availability of open-source tools, and its ease of implementation, this study confirms that the RTK method is the most suitable for autonomous driving.

Keyword: GPS, PPP, RTK, accuracy

Speaker 김건호 충북대학교