최근에 GPS가 차량항법시스템으로 큰 역할을 해왔지만, 가로수와 고층빌딩 등이 산재한 도심지에서는 가시위성의 수의 제한으로 연속적으로 정확하게 차량의 동적위치를 결정할 수 없는 실정이다. 이런 GPS의 단점을 보완하기 위해 1996년 완전히 가동된 러시아의 위성항법시스템인 GLONASS를 도입하여 GPS의 보조항법시스템으로 사용하고자 하는 연구가 활발하다. 그래서 본 연구에서는 Real-time code differential positioning 기법으로 차량의 동적위치를 결정하여, Real-time DGG(DGPS/DGLONASS)가 차분측위해의 획득율과 수평위치 정밀도저하율(HDOP ; Horizontal Dilution of Precision)에서 Real-time DGPS보다 훨씬 우수한 값을 얻었으며, 이를 통해 GPS와 GLONASS의 결합이 정확한 차량의 동적위치결정에 기여하고 있음을 알 수 있었다.
실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS는 실시간으로 높은 정밀도의 위치결정을 가능케 해준다. 만약 미지정수를 구하기 위하여 정수해를 사용한다면 수 mm의 정확도를 얻을 수 있고, 실 수해를 얻는다면 수십 cm 의 정확도를 얻을수 있다. 본 연구에서는 통일 측점에 대해 기존의 재래식 측량기법(Total Station), 정적(Static) 상대측위 GPS기법과 현장 Calibration에 의한 실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS기법에 의해 측량을 수행하여 각 기법별 측정의 정확도 등을 비교 분석하여 현장 Calibration에 의한 실시간 동적 (Real Time Kinematic) GPS기법의 정확도를 분석고자 한다. 국소지역에서 기존의 실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS방식을 보완한 현장 Calibration에 의한 실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS 측량을 수행한 결과, 미지정수해의 고정해를 얻지 못하는 경우를 제외하고는 모두 6cm 이하의 오차가 나타났고, Control Point의 측점수를 3개와 4개로 변화시켜 실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS 측량을 수행한 결과 두 측정치의 차이는 최대 3cm로 나타났다. 최종적으로 국소지역에서도 현장 Calibration에 의한 실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS기법이 사용가능함을 알 수 있었다.
반송파 위상을 이용하는 고정밀도의 실시간 동적 GPS측량을 위해 OTF초기화에 따른 위치결정 정확도는 20km의 기선거리 범위 내에서는 5분 이상의 초기화로 1cm이내의 정확도로 기선을 결정할 수 있었으며, 위성의 기하학적인 배치상태가 측위 정확도에 미치는 영향은 크므로 PDOP과 RDOP은 4.0 이하를 유지할 수 있는 시간대를 계획하는 것이 좋다고 판단된다. 실시간 동적 GPS측량을 위한 초기 조건과 관측 시간대를 고려한 다음, 후처리에 의한 연속 동적 GPS측량과 실시간 동적 GPS측량을 수행하였다. 본 연구를 위해 실시간으로 GPS 관측 자료를 저장할 수 있는 프로그램을 개발하여 결과값을 동시에 저장하고 controller를 통해 관측 당시의 위성 상태를 모니터링 할 수 있는 시스템을 제안하였다. 그 결과 측량시 발생할 수 있는 오차 요소에 대한 보정이 가능하여 정확도 향상에 기여함을 알 수 있었다.
실시간 측위 정확도 향상을 위해 많은 방법들이 수행되고 있다. 그 중에 하나가 위상 데이터를 처리함으로써 정밀한 위치 해를 제공해 주는 Inverted RTK(Real-time kinematic)이다. Inverted RTK 측위를 위해서는 최소 1~2분 정도의 1Hz 관측 데이터와 부가적으로 여러 상시 관측소 및 통신 시스템 그리고 데이터 프로세싱 서버가 필요하다. 실시간 응용을 위해서 L1 코드와 반송파 위상 데이터가 동시에 사용되었으며 모호 정수 추정을 위해 칼만 필터를 사용하였다. 또한 이중 차분된 참 모호 정수는 FARA(Fast Ambiguity Resolution Approach)를 이용하여 결정하였다. 본 연구에서는 다양한 기선에 대한 필드 테스트 수행 결과를 제시하였다.
GPS L1 반송파 위상을 이용한 실시각 정밀측위 알고리즘(Real-time Phase DAta Processor: RPDAP)을 개발하고, 이를 기존의 L1 RTK(Real Time Kinematic) 측위정밀도와 비교하였다. 기존의 L1 RTK 기법은 관측환경에 매우 민감한 반면, RPDAP은 공통관측위성의 검색에 있어서 고도각이 낮거나 신호세기가 약한 위성을 제외함으로써 안정적인 결과를 산출할 수 있었다. RPDAP은 저가의 수신기를 이용하여 GPS 위상자료 측위기법을 실시각 응용분야에 적용하기 위한 것으로, 본 연구를 통한 L1 RTK기법과의 정밀도 비교·분석을 통해 RPDAP 알고리즘의 장·단점을 검토하고 향후 실용화를 위한 개선방안에 대해 논의하고자 한다. 향후 RPDAP과 함께 이동체의 고정밀 항법이나 개인위치추적 등에 RPDAP을 활용할 계획이다.
최근 다양한 산업분야에서 실시간으로 정밀한 이동체의 위치에 대한 요구가 증가함에 따라 GNSS(Global Navigation Satellite System)를 이용한 실시간 이동 측위에 대한 연구 및 활용이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 Network-RTK(VRS)를 실시간 이동 측위에 적용하기 위해, 수 cm 수준의 정확도를 보이며 실시간 이동 측위에 널리 사용되고 있는 RTK를 기준으로 Network-RTK(VRS)의 이동 측위 정확도를 분석하였다. 그 결과, Network-RTK(VRS)는 모호정수가 고정된 상태에서 수평 방향으로 2cm, 수직 방향으로 7cm의RMS를 보였으며, 가시 위성 개수가 줄어들어 모호정수를 상실한 구간에서는 수 m의 RMS를 갖는 것으로 확인되었다. 또한 Network-RTK(VRS) 이동 측위 시 수신기 내부에서 실시간으로 제공되는 위치 인자를 분석한 결과, quality 값이 0.1m 이하일 때 수평 10cm, 수직 20cm 이내의 위치 정확도를 보였으나, quality 값이 0.1m 를 초과할 경우에는 수m의 현저하게 떨어진 정확도를 보였다. 따라서 Network-RTK(VRS)를 정밀한 실시간 이동 측위에 적용하기 위해서는, 위치 정확도의 정보를 포함한 quality 값들을 확인하면서 측위를 실시해야 할 것 이다.
The ambiguity resolution is an essential task for the precise carrier phase differential GPS. In practice, however, there are still many problems in resolving the ambiguity in kinematic mode, especially in the urban areas. The multipath in received signal, the frequent change in visible satellites, and the cyclic slips make the ambiguity resolution very difficult task in real-time operation. In this paper, we consider a differential positioning with the float ambiguity that is free from the integer constraint. The float ambiguity estimation if carried out by the Kalman filter. The float and fixed ambiguities are combined together to determine the position in real-time kinematic mode.
한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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pp.191-196
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2006
In GPS Positioning, the error of satellite orbit will affect user's position accuracy directly, it is important to determine the satellite orbit precise. The real-time orbit is needed in kinematic GPS positioning, the precise GPS orbit from IGS would be delayed long time, so orbit prediction is key to real-time kinematic positioning. We analyze the GPS predicted ephemeris, on the base of comparison of EKF and UKF, a new orbit prediction method is put forward based on UKF in this paper, the result shows that UKF improves the orbit predicted precision and stability. It offers a new method for others satellites orbit determination as Galileo, and so on.
Precise Point Positioning-Real Time Kinematic (PPP-RTK) refers to a technology that combines PPP with network-RTK in which a user does not directly receive observed data from a reference station but receives State-Space Representation (SSR) messages corrected for error components from a central processing station through Networked Transport of RTCM via Internet Protocol (NTRIP) or Digital Multimedia Broadcasting (DMB) for purposes of positioning. SSR messages, which refer to corrections used in PPP-RTK, are generated by a central processing station using real-time observed data collected from reference stations and account for corrections needed due to the ionosphere, troposphere, satellite orbital errors, satellite time offsets, and satellite biases. This study used a type of SSR message provided in South Korea, known as Korea-SSR (K-SSR), to implement a PPP-RTK algorithm based on code-pseudorange measurements and validated its accuracy within the reference station network. In order to validate the accuracy of the implemented algorithm outside of the network, the K-SSR was extrapolated and applied to positioning in reference stations in Changchun, China (CHAN) and Japan (AIRA). This also entailed a quantitative evaluation that measured improvements in accuracy in comparison with point positioning. The results of the study showed that positioning applied with extrapolated K-SSR correction data was more accurate in both AIRA and CHAN than point positioning with improvements of approximately 20~50%.
Kim, Hee Sung;Choi, Kwang Ho;Lee, Je Young;Lim, Joon Hoo;Chun, Se Bum;Lee, Hyung Keun
Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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제2권1호
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pp.19-31
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2013
It is well known that the accident of vehicles carrying hazardous materials incurs huge losses economically and socially. To detect and respond rapidly against the accident of a vehicle carrying hazardous materials, it is essential to estimate the relative navigation information between the forward tractor module and the backward trailer module of the vehicle reliably and accurately. In this paper, a precise relative positioning system based on GPS is designed, implemented, and evaluated as a prerequisite to design an effective relative navigation system for the vehicle carrying hazardous materials. An experiment using field-collected 10 Hz real GPS measurements showed that the designed relative positioning system achieves 22 cm accuracy within 15 epochs by float solutions. Also, it was found that cm-level integer solutions can be generated reliably after the quick convergence of float solutions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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