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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 심덕선
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 중앙대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
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GPS는 미국에서 운용하는 위성항법시스템으로 1995년 FOC 선언 후 사용되기 시작한 이래 응용범위가 매우 다양해졌고 2000년 이후 현대화 계획이 진행 중에 있다. GPS 현대화 계획은 모든 사용자에 대해 정확도와 편리함을 향상하는 것을 목표로 하며, 새로운 지상국, 새로운 위성 및 네 개의 추가적인 GPS 신호 대역(L2C, L5, M, L1C)을 포함한다. GPS 현대화 계획으로 Block IIF 위성부터 주파수 1176.45 MHz의 L5 신호를 제공하고 있다. L5 신호는 안정적인 항법 서비스를 제공하고, L1 신호와 동시에 사용 시 전리층 오차를 제거하여 높은 측위 정밀도를 제공한다.
L5 신호의 PRN 코드 주파수는 L1 신호 C/A 코드 주파수의 10배인 10.23 MHz이고, 10,230개의 칩이 1 ㎳를 주기로 한다. L5 신호의 코드 길이는 L1 신호 코드 길이보다 10배가 더 길어 L5 신호의 획득시간도 L1 신호보다 더 길어진다. 같은 GPS 위성에서 전송하는 L1, L5 신호는 코드 시작 시점의 코드 위상이 동기화되어 있다는 특성이 있다. 이런 특성을 이용하면, L1 신호 획득결과를 이용하여 L5 신호 획득을 더 신속하게 할 수 있다. L5 신호는 데이터 채널인 I 채널, 파일럿 채널인 Q 채널로 구성되고, 각 채널은 뉴만-호프만(Neuman-Hoffman,NH) 코드를 사용한다. 50 bps인 항법 데이터가 FEC 복호기를 통과하여 100 sps의 심벌이 되어 I 채널 코드와 더해진다. I 채널 PRN 코드에는 10 ㎳ 주기의 NH10코드와 데이터 심벌이 더해진다. 또 항법 데이터가 실리지 않는 Q 채널의 PRN 코드에는 NH20코드가 결합하며 20 ㎳ 주기가 된다. 그래서 NH 코드의 위상(시작점)을 찾는 것은 항법 데이터 bit/심벌 동기에 사용할 수 있고, NH 코드의 위상을 찾는 것은 복조 하는데 필수적이다.
본 논문에서는 L1 신호를 이용하여 L5 신호를 빨리 획득하는 방법과 L5 신호 획득 결과를 이용한 NH 코드 위상을 검색하는 방법 제안한다. 소프트웨어를 이용하여 GPS 신호를 생성하고, 시뮬레이션을 통해 L5 신호 획득, NH 코드 위상검색 방법들을 비교해 본다.
L5 신호의 PRN 코드 주파수는 L1 신호 C/A 코드 주파수의 10배인 10.23 MHz이고, 10,230개의 칩이 1 ㎳를 주기로 한다. L5 신호의 코드 길이는 L1 신호 코드 길이보다 10배가 더 길어 L5 신호의 획득시간도 L1 신호보다 더 길어진다. 같은 GPS 위성에서 전송하는 L1, L5 신호는 코드 시작 시점의 코드 위상이 동기화되어 있다는 특성이 있다. 이런 특성을 이용하면, L1 신호 획득결과를 이용하여 L5 신호 획득을 더 신속하게 할 수 있다. L5 신호는 데이터 채널인 I 채널, 파일럿 채널인 Q 채널로 구성되고, 각 채널은 뉴만-호프만(Neuman-Hoffman,NH) 코드를 사용한다. 50 bps인 항법 데이터가 FEC 복호기를 통과하여 100 sps의 심벌이 되어 I 채널 코드와 더해진다. I 채널 PRN 코드에는 10 ㎳ 주기의 NH10코드와 데이터 심벌이 더해진다. 또 항법 데이터가 실리지 않는 Q 채널의 PRN 코드에는 NH20코드가 결합하며 20 ㎳ 주기가 된다. 그래서 NH 코드의 위상(시작점)을 찾는 것은 항법 데이터 bit/심벌 동기에 사용할 수 있고, NH 코드의 위상을 찾는 것은 복조 하는데 필수적이다.
본 논문에서는 L1 신호를 이용하여 L5 신호를 빨리 획득하는 방법과 L5 신호 획득 결과를 이용한 NH 코드 위상을 검색하는 방법 제안한다. 소프트웨어를 이용하여 GPS 신호를 생성하고, 시뮬레이션을 통해 L5 신호 획득, NH 코드 위상검색 방법들을 비교해 본다.
목차
제1장 서론 11.1. GPS 개요 11.2. GPS 현대화 31.3. 연구 배경 및 목적 4제2장 L1 신호 구조 및 획득 62.1. L1 신호 구조 62.2. L1 신호 획득 8제3장 L5 신호 구조 103.1. 항법 데이터 103.1.1. 순환 중복 검사 (CRC) 113.1.2. 순방향 오류 수정 부호기 (FEC Encoder) 113.2. PRN 코드 123.3. 뉴만-호프만(NH) 코드 143.4. 반송파, 변조 15제4장 L1 신호를 이용한 L5 신호 획득 16제5장 L5 PRN, NH 코드 위상 검색 185.1. L5 PRN, NH 코드 위상 검색 방법 185.2. 데이터 심벌 반전의 영향 분석 195.3. NH 코드 위상 검색 계산 22제6장 시뮬레이션 결과 246.1. L1, L5 신호 생성, 획득 246.1.1. L1, L5 신호 생성, 획득 조건 246.1.2. L5 신호 획득 256.2. L1을 이용한 L5 신호 획득 266.3. NH10 코드 위상 검색 286.3.1. 시간 상관 286.3.2. FFT를 이용한 상관 286.4. NH20 코드 위상 검색 296.4.1. 시간 상관 296.4.2. FFT를 이용한 상관 296.5. 검출 확률 31제7장 결론 34참고문헌 35부록 1. GPS L1 신호 C/A 코드 생성 초깃값 36부록 2. GPS L5 신호 C/A 코드 생성 초깃값 39국문초록 42ABSTRACT 43
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