GPS 백업 및 대체 항법을 위한 지상파 신호의 일변효과 보상 방안 (Diurnal Effect Compensation Algorithm for a Backup and Substitute Navigation System of GPS)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 33권 / 12호 / 1225 ~ 1232페이지
· 저자명 : 이영규, 이창복, 양성훈, 이종구, 공현동

초록

본 논문에서는 현재 미국과 유럽에서 GPS와 같은 위성을 이용한 전역 항법 시스템의 백업 및 대체 항법 시스템으로 사용하기 위해 활발히 연구되어지고 있는 Loran-C와 같은 지상파 신호를 사용하였을 때, 이의 성능에 큰 영향을 미치는 요소 중 하나인 일변효과를 보상해 줄 수 있는 방안에 대해서 논한다. 일변효과를 보상해 주기 위해 먼저 최소제곱주파수분석(LSSA) 방법을 사용하여 신호에 포함되어 있는 개별적인 주기 성분을 찾아내고 이러한 신호에 대한 진폭 및 위상을 추정하여 보상 신호를 생성하여 본래 신호에서 빼줌으로써 이를 보상해 준다. 본 논문에서는 이를 위한 간단한 알고리즘을 제안하고 이의 성능을 모의실험을 통해서 분석하였다. 모의실험 결과 신호대잡음비(SNR)가 0 dB인 상대적으로 열악한 수신 환경에 있어서 진폭 및 위상에 대해 각각 5 % 및 0.17 % 이내의 오류를 가지고 추정할 수 있음을 고찰하였다. 또한 실측한 Loran-C 데이터를 사용하여 보상 후 얻을 수 있는 성능 향상에 대해서도 분석하였으며, 이 결과 5 분의 이동 평균 간격을 사용하였을 때 대략 22 %의 성능 향상을 얻을 수 있음을 고찰하였다.

영어초록

In this paper, we describe a compensation method of diurnal effect which is one of the factors giving large
effect on the performance when using ground-wave signals like Loran-C for a backup and substitute navigation
system of global satellite navigation system such as GPS, and currently many researches of the topics are doing
in USA and in Europe. In order to compensate diurnal effect, we find periodic frequency components by using
the Least Square Spectral Analysis (LSSA) method at first and then compensate the effect by subtracting the
estimated compensation signal, obtained by using the estimated amplitude and phase of the individual frequency
component, from the original signal. In this paper, we propose a simple compensation algorithm and analysis the
performance through simulations. From the results, it is observed that the amplitude and phase can be estimated
with under 5 % and 0.17 % in a somewhat poor receiving situation with 0 dB Signal to Noise Ratio (SNR).
Also, we analyze the obtainable performance improvement after compensation by using the measured Loran-C
data. From the results, it is observed that we can get about 22 % performance improvement when a moving
average with 5 minutes interval is employed.

참고자료

· 없음