국가 상시관측소를 활용한 스마트폰 GNSS 측위 성능 분석 (Analysis of Smartphone GNSS Positioning Performance Using National Continuous Operating Reference Stations)

서지정보

· 발행기관 : 한국측량학회
· 수록지 정보 : 한국측량학회지 / 42권 / 1호 / 23 ~ 32페이지
· 저자명 : 김수현, 권재현

초록

안드로이드 운영체제의 발달로 스마트폰에서 GNSS (Global Navigation Satellite System) 원시 데이터 취득이 가능해짐에 따라 스마트폰 위치 성능에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존에 GPS (Global Positioning System)의 L1 주파수만을 수신했던 스마트폰은 Multi-GNSS의 L1, L5 즉 이중주파수를 수신할 수 있게 발전되었다. 이에따라 스마트폰 원시 데이터 품질 분석, 절대 및 상대 측위, 외부 하드웨어를 활용한 측위 성능 향상 등 다양한 주제의 연구가 이루어지고 있다. 다만, 기존 연구 대부분이 상대 측위를 수행함에 있어 근방에 기지점을 설치한 후 위치를 결정했기 때문에 측량 분야에 특정되었으며, 동시에 기선거리가 짧은 경우에 초점을 두고 분석이 이루어진 것으로 볼 수 있다. 따라서 일반 사용자가 추가적인 인프라 설치 없이 스마트폰만을 이용했을 때 측위 성능을 현실적으로 평가할 필요가 있다. 이에 본 연구는 이중주파수를 수신하는 스마트폰을 활용하여 정지와 이동 실험을 진행하고, 국토지리정보원 위성기준점을 기반으로 한 상대 측위 성능을 분석하였다. 특히, 스마트폰 의사거리 데이터 품질이 낮은 것을 고려해 도플러 스무딩을 적용함으로써 스마트폰 위치 오차가 최대 20% 감소하는 효과를 확인하였다. 이는 도플러 스무딩이 스마트폰 데이터의 측위 오차 감소에 큰 영향을 미친다는 것을 시사한다. 더불어, 위성기준점을 기반으로 한 본 연구의 결과는 대한민국 어디에서든 스마트폰 측위 시 약 2-3m의 정확도를 보장함을 제시한다.

영어초록

The Android operating system's advancements have empowered smartphones to acquire raw data from GNSS (Global Navigation Satellite System), fostering active research in refining positioning precision. Smartphones, now equipped to receive dual-frequency signals (L1, L5) from Multi-GNSS, have spurred investigations into data quality, absolute and relative positioning, and hardware-driven performance enhancements. While prior studies predominantly concentrated on short-range analyses with the deployment of base stations, this research aims to address the need for user-centric analysis. Utilizing smartphones with dual-frequency capabilities, the study conducted experiments in both stationary and moving scenarios. The analysis, rooted in reference points from the National Geographic Information Institute, assesses the practicality of positioning performance using a network of observation stations spaced approximately 30 km apart across Korea. To mitigate the impact of low-quality smartphone pseudorange data, the study incorporated Doppler smoothing, resulting in a confirmed reduction of positioning errors by up to 20%. This underscores the substantial influence of Doppler smoothing in minimizing errors in smartphone data. Furthermore, based on satellite reference points, the study affirms that smartphone positioning accuracy of approximately 2-3 meters is consistently maintained throughout South Korea.

참고자료

· 없음