기존의 pseudolite나 repeater 기반의 Global Positioning System (GPS)을 활용한 실내 항법에서는 멀티패스의 영향이 매우 크고, 추가적인 항법 필터가 필수적이었다. 본 논문에서는 이러한 한계를 극복한 두 개의 GPS 신호중계기를 활용한 새로 운 단 방향 실내 위치 결정 시스템을 제안한다. 본 시스템은 멀티패스의 영향을 받지 않으며 추가적인 항법 필터가 필요 없 어 상용 GPS 수신기를 곧바로 활용할 수 있다. 제안된 시스템에서, 실내 유저는 시각 동기된 두 중계기로부터 중첩된 GPS 신호를 수신 받는다. 중첩된 두 자기상관함수 상에서 유저 수신기의 prompt 값이 결정되고, 이를 통해 이론적 의사거 리와 위치해를 계산할 수 있다. 본 논문에서는 제안한 시스템의 이론적 의사거리와 위치해가 두 중계기의 의사거리와 위치 의 내분점으로 표현됨을 확인하였고, 시뮬레이션 결과로 이를 검증하였다. 즉, 두 중계기 사이의 단 방향 위치 결정이 가능 함을 의미하며 이는 터널이나 지하 쇼핑센터와 같은 움직임이 제한된 실내 공간에서 활용 가능할 것으로 예상된다.

Theoretical Position and Pseudorange Analysis of One-Way Indoor Positioning System Based on Overlapping Autocorrelation Functions

Minhuck Park, Jin-Hee Han, O-jong Kim, Am Cho, Changdon Kee*

In conventional Global Positioning System (GPS) pseudolite or repeater based indoor positioning, multipath error has been very large and an additional navigation filter has been essential to estimate user position. In this study, we propose a new one-way indoor positioning system using two GPS transmitters to overcome these limitations. This system is not affected by multipath error and does not require additional navigation filters. Therefore, a commercial GPS receiver can be used directly indoors. In the proposed system, a user receives overlapping GPS signals transmitted by two time synchronized GPS transmitters. The prompt value of the receiver is determined on the overlapping autocorrelation functions. We confirm that the theoretical pseudorange and position can be calculated as the internally dividing point of pseudoranges and positions of two transmitters. This result is verified by simulation results. In other words, it means that one-way positioning between two repeaters is possible, which is expected to be used indoors where movement is restricted, such as a tunnel and indoor shopping center.

Speaker 박민혁 서울대학교