Real-Time Kinematic (RTK) is a phase-based differential GNSS technique and uses additional observations from permanent reference stations to mitigate or eliminate effects like atmospheric delays or satellite clocks and orbit errors. In particular, as the position accuracy required in the fields of autonomous vehicles and drones is gradually increasing, the demand for RTK-based precise navigation that can provide cm-level position is increasing. Recently, with the rapid growth of the open-source software market, the use of open-source software for building navigation system of unmanned vehicles, which is difficult to mount an expensive GNSS receivers, is gradually increasing. RTKLIB is an open-source software package that can perform RTK positioning and is widely used for research and education purposes. However, since the performance and stability of RTK algorithm of RTKLIB is inevitably inferior to that of commercial GNSS receivers, users need to verify whether RTKLIB can satisfy the navigation performance requirements of unmanned vehicles. Therefore, in this paper, the performance evaluation of the RTK positioning algorithm of RTKLIB was performed using GNSS observation data acquired in a dynamic environment. Therefore, in this paper, the RTK positioning performance of RTKLIB was evaluated using GNSS observation data acquired in a dynamic environment. Our results show that the current RTK algorithm of RTKLIB is not suitable for precise navigation of unmanned vehicles.
기존 라디오파를 이용한 RTCM 방식에서는 전파의 직진성으로 인한 수신 장애가 많이 발생하였다. 이런 문제를 극복하기 위해 라디오 모뎀을 사용하지 않고 휴대폰에 내장된 CDMA 방식을 이용하여 이동전화국 기지국을 통한 오차 보정량을 전송하여 RTK-GPS의 문제점을 해결하고자 하였다. 연구 결과 기존 RTCM 방식과 같은 건물 차폐에 따른 신호 차단의 영향은 없었으며, 제적 작업 시에도 라디오 모뎀의 송수신의 장애로 인한 데이터 손실을 막을 수가 있었다. 마지막으로 10km이상의 거리에서도 작업을 수행하였다. 그 결과 이동전화국 기지국을 이용하였기 때문에 신호의 송수신에는 문제가 없었지만, 공간적 상관성의 문제로 인해 그 값을 쓸 수가 없었다. 따라서, 최근 증가하고 있는 GPS 측량 기법 중에서 현장에서 손쉽게 성과 값을 구하는 실시간 이동측량(RTK GPS Real Time Kinematic GPS)의 문제점을 보완하고 그 효율성을 제고하였다.
장기선 네트워크 RTK(Real-Time Kinematic) 측량, 정밀단독측위(precise point positioning) 및 전리층/대류권 지연 모니터링등 GPS를 이용한 실시간 데이터 처리를 위해서는 IGS(International GNSS Service)에서 제공하는 정밀궤도 수준의 정확도가 시간지연 없이 확보되어야 한다. 본 연구는 준 실시간 위성궤도결정을 위한 선행연구로서 일반적인 위성궤도 결정 방법, 특히 동역학적 방법에 대한 이론적 고찰과 가속도 적분을 위한 지구기준/관성좌표계 변환 방법에 대한 테스트를 수행하였다. IAU 1976/1980 세차/장동모델은 IAU 2000A 모델과 0.05mas 수준의 허용범위 내 차이를 보였다. IAU 2000A 모델은 기본적으로 복잡한 장동모델로 인해 변환행렬 계산에 많은 시간이 소요된다. IAU 2000A 모델에 기존 변환 방법을 사용하는 경우가 NRO(non-rotating origin) 방법에 비해 2배정도 빠른 결과를 보인 반면 회전행렬의 실질적인 차이는 없는 것으로 나타났다.
This paper proposes a method utilizing Differential Global Position System (DGPS) with Real-Time Kinematic (RTK) and pre-built Geo-graphic Information System (GIS) to detect lane departure of a vehicle. The position of a vehicle measured by DGPS with RTK has 18 cm-level accuracy. The preconditioned GIS data giving accurate position information of the traffic lanes is used to set up coordinate system and to enable fast calculation of the relative position of the vehicle within the traffic lanes. This relative position can be used for safe driving by preventing the vehicle from departing lane carelessly. The proposed system can be a key component in functions such as vehicle guidance, driver alert and assistance, and the smart highway that eventually enables autonomous driving supporting system. Experimental results show the ability of the system to meet the accuracy and robustness to detect lane departure of a vehicle at high speed.
한국천문연구원 GPS 그룹은 iRTK(inverted Real Time Kinematic)기 법을 이용한 준실시각 정밀측위 시스템을 개발한 바 있다. 이 연구는 중저가형 L1 반송파 수신기를 이용하여 측위 정확도를 향상시키기 위해 시스템의 자료처리능력을 개선시켰다. 이를 위해 시스템 자료 처리부에 확장 칼만 필터 방법을 적용하여 측위 정확도를 검증하였다. 실험은 30m 초단기선에서부터 20km 단기선까지 이루어졌다. 10km이내 기선에서 1분 관측시간으로 1m 수준을, 약 20km 기선에서 2분 관측으로 1m 수준의 측위결과를 얻을 수 있었다. 이는 이전의 3m 수준에 비해 약 70%정도 향상된 것이다. 이 시스템을 이용하면 지적물 위치파악이나 물류시스템과 같은 준실시각 정밀측위 분야에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
iRTK 시스템을 개발하고 측위정확도 검증을 위해 중저가 수신기를 이용한 실험을 수행하였다. 각기 다른 네 가지 기선에 대해 iRTK 시스템을 이용한 측위실험이 이루어겼고, 1-3m수준의 측위정확도를 얻을 수 있었다. 제안하는 iRTK 기법은 기존의 RTK와 적용범위 및 정확도는 유사하지만, 중앙처리센터에서 일괄적으로 사용자의 위치를 계산하는 점이 다르며 유무선 인터넷을 이용하므로 통신범위에 제약을 받지 않는 장점이 있다. 그러나 유효응용범위가 5km미만인 단점도 있다. 따라서 향후 iRTK시스템의 효율적인 전국서비스에 대비한 보완책의 한 방안으로 VRS의 도입을 검토하였다.
Kim, Gimin;Jeon, TaeHyeong;Song, Jaeyoung;Park, Sul Gee;Park, Sang Hyun
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제11권4호
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pp.269-277
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2022
In this paper, we overview the system development status of the national maritime precise point positioning-real-time kinematic (PPP-RTK) service in Korea, also known as the Precise POsitioning and INTegrity monitoring (POINT) system. The development of the POINT service began in 2020, and the open service is scheduled to start in 2025. The architecture of the POINT system is composed of three provider-side facilities-a reference station, monitoring station, and central control station-and one user-side receiver platform. Here, we propose the detailed functionality of each component considering unidirectional broadcasting of augmentation data. To meet the centimeter-level user positioning accuracy in maritime coverage, new reference stations were installed. Each reference station operates with a dual receiver and dual antenna to reduce the risk of malfunctioning, which can deteriorate the availability of the POINT service. The initial experimental results of a testbed from corrections generated from the testbed network, including newly installed reference stations, are presented. The results show that the horizontal and vertical accuracies satisfy 2.63 cm and 5.77 cm, respectively. For the purpose of (near) real-time broadcasting of POINT correction data, we designed a correction message format including satellite orbit, satellite clock, satellite signal bias, ionospheric delay, tropospheric delay, and coordinate transformation parameters. The (near) real-time experimental setup utilizing (near) real-time processing of testbed network data and the designed message format are proposed for future testing and verification of the system.
Lim, Cheolsoon;Lee, Yebin;Cha, Yunho;Park, Byungwoon;Park, Sul Gee;Park, Sang Hyun
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제11권4호
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pp.251-261
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2022
The Centimeter Level Augmentation Service (CLAS) is the Precise Point Positioning (PPP) - Real Time Kinematic (RTK) correction service utilizing the Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) L6 (1278.65 MHz) signal to broadcast the Global Navigation Satellite System (GNSS) error corrections. Compact State-Space Representation (CSSR) corrections for mitigating GNSS measurement error sources such as satellite orbit, clock, code and phase biases, tropospheric error, ionospheric error are estimated from the ground segment of QZSS CLAS using the code and carrier-phase measurements collected in the Japan's GNSS Earth Observation Network (GEONET). Since the CLAS service begun on November 1, 2018, users with dedicated receivers can perform cm-level precise positioning using CSSR corrections. In this paper, CLAS-based VRS-RTK performance evaluation was performed using Global Positioning System (GPS) observables collected from the refence station, TSK2, located in Japan. As a result of performing GPS-only RTK positioning using the open-source software CLASLIB and RTKLIB, it took about 15 minutes to resolve the carrier-phase ambiguities, and the RTK fix rate was only about 41%. Also, the Root Mean Squares (RMS) values of position errors (fixed only) are about 4cm horizontally and 7 cm vertically.
해상파일 항타 공사를 위한 자동제어 기술은 해상에서 파일을 설계 도서상의 위치 좌표에 신속하고 정확하게 시방기준의 기울기와 방위로 항타 관입하여 시공품질 달성 및 시공 유지관리의 편리함을 제공할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 해상 파일 항타를 위한 위치 자동제어에 RTK GPS 측량기법으로 정밀시공을 요구하는 파일을 이용한 해상구조물에 적용하여 해상준설공사, 파일 시설물 등의 해상 정밀시공관리 분야에 적용할 수 있는 3차원위치정확도를 결정함으로써 해상시공관리를 위한 보다 경제성 있는 RTK GPS 측량의 활용 방향을 제시하고자 하였다. 실시간 측정 정확도가 4cm 이내로 해상위치를 측정할 수 있으므로 시방기준에 비해 시공오차를 60% 감소시킬 수 있었고, GPS에 의한 해상 자동 위치제어 기술을 적용한 결과 해상공사 기간을 기존 공법 대비 30%를 단축하고, 해상공사 비용을 35% 절감할 수 있었다.
인공위성을 이용한 범 지구 위치결정시스템인 GPS(Global Positioning System)는 수 밀리의 정밀도로 정적, 동적 위치측정이 가능한 시스템으로 교량, 건축물, 댐 등 각종 구조물의 미세한 변위를 측정하는데 이용되고 있다. 최근 국내에서도 대형구조물의 변위 측정에 GPS를 활용하려는 시도가 부분적으로 이루어지고 있으나 초보적인 단계이며 체계적인 연구가 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 RTK(Real Time Kinematic) GPS로 구조물의 변위를 실시간 측정하고 모니터링 할 수 있는 시스템을 개발하였다. 먼저 예비실험으로 반송파의 차분에 의해서 증폭되는 수신기의 측정잡음 오차, 다중경로 오차, GDOP(Geometric Dilution of Precision)가 RTK GPS의 위치정확도에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고, RTK GPS를 이용하여 마포대교를 관측한 결과, 수 센티미터 정도 발생하는 구조물의 변위를 3차원으로 정밀 관측할 수 있었으며, 본 연구에서 개발한 모니터링프로그램을 이용하여 구조물의 거동을 실시간으로 모니터링 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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