본 논문은 근접한 주파수 대역을 갖는 다중 위성군(multi-constellation) 신호를 활용하여 사용자 위치 결정 성능을 평가하였다. 최근 무인 이동체(Unmanned Aerial Vehicle) 상용화가 진행되고 있고, 이 에 따 라 도심 환경에서의 정밀한 위치 및 자세 결정의 중요성이 부각되고 있다. 하지만 도심지에선 위성 가시선 제한으로 인해 단일 Global Navigation Satellite System (GNSS) 수신기 또는 단일 위성군 신호 만 으 로는 안정적이고 정확한 자세 및 위치 결정에 제약이 있다. 이를 극복하기 위해 단일 위성군이 아닌 다중 위성군의 신호를 활용하여, Micro-Electro-Mechanical System (MEMS) 기반 Inertial Measurement Unit (IMU), 기압 고도계, 영상센서를 결합한 도심 내 위성 가시선 제한을 보완하는 복합항법시스템에 대한 다양한 연구가 진행되어 왔다. 이러한 센서 결합에도 불구하고 단일 수신기를 도심 내 운용 시 배 치에 따라 모든 위성군의 신호가 차단되는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 결합된 센서들의 오차가 발산할 가능성이 존재한다. 본 논문에서는 복합항법시스템 적용에 앞서 GNSS 단독 성능 한계를 파 악하 기 위해, 근접한 주파수 신호를 갖는 다중 위성군을 활용하여 다중 수신기 기반 위치 결정 성능을 평가하였다.

Performance Evaluation of Receiver Positioning Using Multi-Constellation GNSS Signals with Close Frequencies

Woo Jin Ahn, Yu-Jin Lee, Hyung Keun Lee*

In this paper, we evaluate user positioning performance by utilizing multi-constellation signals with close frequency bands. With the ongoing commercialization of unmanned aerial vehicles (UAV), precise position and attitude estimation in urban environments is becoming increasingly important. However, due to restricted satellite visibility in urban environments, a single Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver or single-constellation signals cannot provide stable and accurate positioning and attitude determination. Various studies have been conducted on integrated navigation system that utilizes signals from multiple satellite groups rather than a single satellite group and supplements satellite visibility line restrictions in the urban areas by combining them with micro-electro-mechanical system (MEMS) based inertial measurement unit (IMU), barometric altimeter, and vision sensor. Despite this sensor integration, signals from all satellite groups may be blocked depending on the deployment of a single receiver in the city, and in this case, there is a possibility that errors in the integrated sensors may be emitted. In this study, we conduct an evaluation of multi-receiver-based positioning performance using multi- constellation signals with close frequencies, to identify the standalone performance limitations of GNSS prior to applying integrated navigation systems.

Keywords: GNSS, multi-constellation, multi-antenna

Speaker 안우진 한국항공대학교