[표지] 1
요약문 2
목차 5
1. 연구개발과제의 개요 10
가. 연구개발 목적 10
나. 연구개발 대상의 국내·외 현황 및 문제점과 전망 11
다. 연구개발 추진 필요성 13
라. 정부 정책과의 부합성 15
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 16
가. 핵심 성과별 연구 개발 추진 전략 및 방법 16
1) 전체 연구 개발 흐름도 16
2) 핵심 성과별 연구 개발 추진 전략 및 방법 17
3) 연구 추진 체계 및 추진 일정 20
나. TDCP 기반 정밀 항법 알고리즘 설계 22
1) 개활지 환경에서 TDCP 알고리즘 설계 22
2) 도심지 환경에서 TDCP 알고리즘 설계 30
3) SBAS/TDCP 알고리즘 설계 35
다. SBAS/RRAIM 항법 무결성 알고리즘 49
1) 이중주파수 기반 RRAIM 알고리즘 설계 50
2) 개활지 환경에서 단일주파수 기반 SBAS/RRAIM 알고리즘 설계 63
3) 도심지 환경에서 단일주파수 기반 SBAS/RRAIM 알고리즘 설계 66
라. 시뮬레이션 73
1) 위성항법 측정치 생성 시뮬레이션 73
2) 도심 환경 모델링 87
3) 드론의 운동 궤적 생성 90
4) MATLAB GUI 소프트웨어 결과 97
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 102
4. 목표 미달 시 원인분석(해당 시 작성합니다) 113
5. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 114
6. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 115
별첨 자료[개인신상정보 삭제] 120
[뒷표지] 128
표 1. 개활지 환경 TDCP/INS CEP 오차(수평/수직) 30
표 2. 도심지 환경 TDCP/INS CEP 오차(수평/수직) 35
표 3. 도심지 위성 상황 예시 36
표 4. SBAS/TDCP 알고리즘 항법 해 일반 식 43
표 5. 개활지 환경 SBAS/TDCP CEP 오차(수평/수직) 46
표 6. 도심지 환경 SBAS/TDCP CEP 오차(수평/수직) 48
표 7. 극도심지 환경 SBAS/TDCP CEP 오차(수평/수직) 49
표 8. CAO RNP 요구조건 50
표 9. ARAIM과 RAIM 특징 비교 51
표 10. 이중주파수 기반 반송파 위상 측정치의 drift 오차 공분산 59
표 11. 단일주파수 기반 반송파 위상 측정치의 drift 오차 공분산 64
표 12. 각 위성 시스템의 좌표계와 시간계 74
표 13. 각 기관별 MGEX 규격 75
표 14. 위성군별 상용 수신기와 궤도 오차의 평균 및 최대 오차 86
표 15. 의사거리 측정치 기반 Stand-alone 오차 87
표 16. 드론 궤적 생성시 각 단계 별 input 입력 및 final state 95
그림 1. 도심 환경에서 다중경로오차에 의한 항법 성능 저하 10
그림 2. 전체 연구개발 흐름도 16
그림 3. 추진 전략 1(SBAS/TDCP 기반 정밀 항법 알고리즘 설계 연구 흐름도) 17
그림 4. 추진 전략 2(SBAS/RRAIM 기반 무결성 감시 알고리즘 설계 연구 흐름도) 18
그림 5. 추진 전략 3(SBAS/TDCP/RRAIM 통합 시뮬레이션 소프트웨어 제작 연구 흐름도) 19
그림 6. 시간에 따른 반송파 위상측정치 24
그림 7. 상대 위치들의 상관관계 25
그림 8. INS와 GPS의 측정치 업데이트 주기 27
그림 9. TDCP/INS 복합항법 블록선도 28
그림 10. 개활지 환경에서 GPS 가시 위성 29
그림 11. 개활지 환경 TDCP/INS 추정 궤적 29
그림 12. 개활지 환경 TDCP/INS 위치 오차(수평/수직) 30
그림 13. 개활지 환경 TDCP/INS ENU 오차 성분 30
그림 14. 도심지에서 반송파 시간 차분 측정치 활용 시 발생하는 다중 경로 오차 31
그림 15. 수신기 correlator에 다중 경로 오차가 미치는 영향 32
그림 16. 도심지 특성을 고려한 TDCP/INS 복합 항법 32
그림 17. 도심지에 착륙하는 드론 궤적 33
그림 18. GPS 단일 위성군 사용시 도심에서 가시위성 변화와 착륙위치에서 skyplot 33
그림 19. 도심 환경에서 GPS 단일 위성군 TDCP/INS 위치 오차(수평/수직) 34
그림 20. 다중위성군 사용시 도심에서 가시위성 변화와 착륙위치에서 skyplot 34
그림 21. 도심 환경에서 다중 위성군 TDCP/INS 위치 오차(수평 수직) 35
그림 22. 도심지 위성 신호 수집 발생 예시 36
그림 23. 도심지 멀티패스 상황 37
그림 24. SBAS/TDCP의 시간 따른 반송파 위상 측정치 40
그림 25. SBAS/TDCP 결합 항법 위치 알고리즘 42
그림 26. SBAS/TDCP 일반 해의 미소항 크기 44
그림 27. SBAS/TDCP 일반해와 간략화된 식 비교 45
그림 28. 개활지 SBAS/TDCP 수평, 수직 위치 오차 46
그림 29. 도심지에서 감소하는 가시 위성 수 47
그림 30. SBAS/TDCP 수평, 수직 위치 오차 48
그림 31. 극도심지에서 감소하는 가시 위성 수 48
그림 32. 극도심지 환경 SBAS/TDCP 수평, 수직 위치 오차 49
그림 33. SBAS Integrity Requirement allocation 52
그림 34. RRAIM 상대항법 위치 알고리즘 55
그림 35. RRAIM integrity requirement allocation 56
그림 36. RRAIM 수직 보호수준과 LPV-200 alert limit 60
그림 37. RRAIM 보호수준과 LPV-200 Alert limit 61
그림 38. RRAIM 보호수준과 가시위성 변화 61
그림 39. 변화하는 위성을 제거하고 산출한 RRAIM 보호수준 62
그림 40. 전리층 변화 예측 히스토그램 64
그림 41. 개활지 환경에서 일정한 가시 위성 수 65
그림 42. 단일 주파수 기반 RRAIM 수직 보호수준과 FRP 표준 문서 요구조건 65
그림 43. 도심환경에서 RRAIM 사용 가능 가시위성 66
그림 44. 도심환경에서 TDCP기반 RRAIM 사용 가능 가시위성 67
그림 45. 멀티패스 공분산 결과 70
그림 46. 도심 환경 가시위성 변화 72
그림 47. 도심환경 SBAS/TDCP/RRAIM 보호수준 72
그림 48. 위성항법 측정치 생성 시뮬레이션 모듈 73
그림 49. IGS 기관과 NGA 기관 궤도 정확도 75
그림 50. 위성과 사용자 사이 거리 76
그림 51. 위성 시계 오차와 수신기 시계 오차 77
그림 52. 종관기상관측소 분포도 78
그림 53. 대류층 지연 오차 79
그림 54. IONEX TEC grid point 80
그림 55. 전리층 지연 오차 80
그림 56. 다중 경로 오차 81
그림 57. 측정치 잡음 82
그림 58. 측정치 생성 모식도 82
그림 59. 시뮬레이션 측정치 생성 83
그림 60. 오차 성분이 제거된 측정치 84
그림 61. 상용 수신기와 GPS 궤도 오차 84
그림 62. 상용 수신기와 GLONASS 궤도 오차 85
그림 63. 상용 수신기와 Galileo 궤도 오차 85
그림 64. 상용 수신기와 Beidou 궤도 오차 85
그림 65. 의사거리 측정치 기반 Stand-alone 위치 해 86
그림 66. 3dbuildings 사의 도심지 빌딩 데이터베이스 87
그림 67. 3D 도시 모델 88
그림 68. 도심지 빌딩에 의한 위성의 가시성 감소 89
그림 69. 쿼드콥터의 기준 좌표계 90
그림 70. 몸체좌표계와 항법 좌표계의 관계 91
그림 71. 드론의 비행 원리 93
그림 72. Open-loop system control 93
그림 73. 궤적 생성 개요 94
그림 74. 궤적 생성 단계 94
그림 75. 시간에 따른 드론의 위치 속도 자세 state 96
그림 76. MATLAB GUI를 이용한 소프트웨어 시작 화면 97
그림 77. GUI configuration 세팅 98
그림 78. MATLAB GUI를 이용한 소프트웨어 실행 화면 1 99
그림 79. MATLAB GUI를 이용한 소프트웨어 실행 화면 2 100
그림 80. MATLAB GUI를 이용한 소프트웨어 실행 화면 3 101