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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박병운
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 세종대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수8
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드론의 민간분야 활용범위가 점차 확대됨에 따라 무인기 활용을 높이기 위한 관련 법 개정 요구 또한 커지고 있다. 궁극적으로 드론 및 무인기를 Dynamic 환경에서 사용하기 위해서는 유인기에 상응하는 엄격한 항행요구조건을 만족할 수 있어야 한다. 이를 위하여 드론에 적용할 수 있는 기술들 중 적용방법 및 비용 면에서 GPS 보강항법이 가장 현실적이라고 판단된다. 하지만 현재 상용 드론에 탑재되고 있는 저가형 항법모듈의 성능은 SBAS를 이용한 필수 항행 조건 중 일부만 충족시키는 경우가 많다. 또한 지구정지궤도 위성을 이용하는 SBAS 위성 신호를 수신할 수 있는 범위가 제한적이므로 도심 및 산악환경이 많은 우리나라의 지형적 특성을 고려했을 때, SBAS 위성 신호를 수신하지 못하는 경우가 매우 빈번할 것으로 예상된다.
따라서 본 논문에서는 드론 운용범위 확대를 위하여 SBAS 위성 신호 차폐지역에 위치한 드론을 가정하여 기준국 서버에서 별도의 통신채널을 이용하여 SBAS 보정정보를 송출하는 시스템을 제안하였다. 그리고 제안한 시스템을 실제로 구현하고, 정적 환경에서 검증을 수행하였다. 동일한 저가형 GPS 수신기에 대하여 SBAS 보정정보 적용을 통한 DGPS 측위 결과와, 본 논문에서 구현한 프로그램을 이용하여 생성한 RTCM 보정정보를 적용 후 계산된 DGPS 측위 결과는 수평 약 8cm, 수직 약 10cm 정도의 성능 차이를 보임으로써 그 성능이 매우 유사함을 확인할 수 있었다. 또한 별도로 수평, 수직방향의 보호수준을 산출하여 저가형 항법 모듈이 계산하는 위치해의 무결성을 확인할 수 있도록 하였다. 별도로 계산한 수평, 수직방향의 보호수준 역시 상용 수신기에서 계산하는 보호수준 대비 2m 이내의 성능차이를 보임으로써 실시간 소프트웨어에 적용된 알고리즘의 적절성을 검증하였다.
따라서 본 논문에서는 드론 운용범위 확대를 위하여 SBAS 위성 신호 차폐지역에 위치한 드론을 가정하여 기준국 서버에서 별도의 통신채널을 이용하여 SBAS 보정정보를 송출하는 시스템을 제안하였다. 그리고 제안한 시스템을 실제로 구현하고, 정적 환경에서 검증을 수행하였다. 동일한 저가형 GPS 수신기에 대하여 SBAS 보정정보 적용을 통한 DGPS 측위 결과와, 본 논문에서 구현한 프로그램을 이용하여 생성한 RTCM 보정정보를 적용 후 계산된 DGPS 측위 결과는 수평 약 8cm, 수직 약 10cm 정도의 성능 차이를 보임으로써 그 성능이 매우 유사함을 확인할 수 있었다. 또한 별도로 수평, 수직방향의 보호수준을 산출하여 저가형 항법 모듈이 계산하는 위치해의 무결성을 확인할 수 있도록 하였다. 별도로 계산한 수평, 수직방향의 보호수준 역시 상용 수신기에서 계산하는 보호수준 대비 2m 이내의 성능차이를 보임으로써 실시간 소프트웨어에 적용된 알고리즘의 적절성을 검증하였다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구배경 및 목적 11.2 연구 내용 3제 2 장 SBAS 보강시스템 개요 52.1 SBAS 개요 52.2 SBAS 신호 수신 환경 72.3 SBAS 보강정보 형식 및 내용 13제 3 장 SBAS 보강정보 생성 및 사용자 적용 알고리즘 193.1 SBAS 보정정보 193.1.1 의사거리 보정정보 193.1.1.1 메시지 형식 및 규격 193.1.1.2 의사거리 보정정보 계산방법 213.1.1.3 의사거리와 위성궤도 및 시계오차 보정정보에 대한 오차 모델링 243.1.1.3.1 의사거리 보정정보에 대한 정확도 저하 253.1.1.3.2 RRC 보정정보에 대한 정확도 저하 263.1.1.3.3 위성궤도 및 시계오차 보정정보에 대한 정확도 저하 273.1.1.3.4 정밀접근과 비정밀접근 시 보정정보 유효시간에 대한 정확도 저하 273.1.2 위성궤도 및 시계오차 보정정보 283.1.2.1 메시지 형식 및 규격 283.1.2.2 위성 궤도 및 시계오차 계산방법 303.1.3 전리층 보정정보 333.1.3.1 IPP 333.1.3.2 전리층 격자점 353.1.3.3 메시지 형식 및 규격 363.1.3.4 전리층 지연 값 계산방법 383.1.3.5 전리층 보정정보 오차 모델링 413.1.4 대류층 보정정보 423.1.4.1 대류층 보정정보 계산방법 423.1.4.2 대류층 보정정보 오차 모델링 453.2 보호수준 453.2.1 보호수준의 개념 453.2.2 보호수준 계산방법 47제 4 장 RTCM 보정정보 변환 알고리즘 494.1 RTCM 보정정보 메시지 프로토콜 494.1.1 Message Type 1 524.1.2 Message Type 3 534.2 SBAS 보정정보의 RTCM 포맷 변환 방안 53제 5 장 알고리즘 검증 실험 및 결과분석 565.1 알고리즘 검증 실험 565.1.1 실험환경 및 시스템 구성 개요 565.2 SBAS 보정정보 생성 알고리즘 검증 595.2.1 위성 궤도력을 이용한 알고리즘 검증 605.2.2 NMEA를 이용한 알고리즘 적용 가능성 분석 615.3 정적 테스트를 이용한 알고리즘 검증 635.3.1 정확도 검증 635.3.2 보호수준 검증 65제 6 장 결 론 676.1 결 론 676.2 향후 연구 과제 67참 고 문 헌 69약 어 72Abstract 74
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