자율주행 자동차 및 자율 비행 드론 등의 무인이동체가 개활지뿐만 아니라 도심 환경속에서도 서비스를 진행하기 위해선 정확한 위치뿐만 아니라 높은 신뢰성을 갖는 위치를 결정할 수 있는 기술이 필수적이다. 사용자의 항행 안전을 보장할 수 있는 대표적인 보강항법시스템으로 Satellite-Based Augmentation System (SBAS)가 있다. 정지궤도 위성을 활용하는 SBAS 시스템은 고층 건물에 의해 신호가 차단될 수 있는 도심 환경에서 자율주행 자동차 및 드론 등 비 항공용 사용자의 항행 안전을 보장하기에는 한계가 있다. 이러한 SBAS의 백업시스템으로 활용할 수 있는 방법으로 수신기 단독으로 사용 자의 무결성을 감시 기법인 Receiver Autonomous Integrity Monitoring (RAIM)이 존재한다. 여러가지 RAIM 기법들 중 Global Navigation Satellite System (GNSS) 수신기의 시간 차분 반송파 위상 측정치를 활용하는 기법을 Relative RAIM (RRAIM)이 라 한다. 본 연구에서는 단일주파수기반 RRAIM 기법을 이용하여 도심 환경에서의 무결성 감시 성능을 분석하였다. 시뮬레 이션을 통해 개활지를 비행하는 무인 이동체가 도심지에 수직 착륙하는 시나리오를 가정하였으며 도심지에 착륙시 최초 로 가시 위성이 줄어들 때를 RRAIM 시작 시기로 설정하였다. 단일주파수 수신기의 경우 단독으로 전리층 지연을 제거할 수 없으므로 시간 차분 된 전리층 지연 값을 bounding 할 수 있는 모델을 통해 보호수준을 계산하였다.

Integrity Monitoring Simulation in Urban Scenario by Using Single Frequency RRAIM

Hojoon Jeong, Jungbeom Kim, Bugyeom Kim, Changdon Kee*

In urban environments, precise navigation is difficult. There are several reasons but most of all SBAS satellite signals can be blocked by high-rise building. Also multipath error due to reflected signal is extreme in urban environment. In this study, integrity monitoring was conducted in urban environments using single frequency RRAIM techniques to perform precision navigation. It is impossible to remove the Ionospheric delay without using a dual frequency receiver where no correction information is received. Therefore, in this paper, we study about a method to model time-differential Ionospheric errors based on single frequency receiver. In the simulation, the unmanned vehicle initially flies over an open area while receiving SBAS correction information and then lands in an urban area. After the disappearance of the first visible satellite, the RRAIM technique is in operation. The user’s position and vertical protection level are calculated as a result of the simulation

Speaker 정호준 서울대학교