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표제지

국문초록

목차

Ⅰ. 서론 12

1. 연구 배경 12

2. 연구 목적 및 방법 15

Ⅱ. 위성 측정치 17

1. GNSS 17

2. 코드 측정치 19

3. 반송파 측정치 20

4. 도플러 측정치 21

Ⅲ. 사이클 슬립 검출기법 22

1. 사이클 슬립 22

2. 이중주파수 측정치의 사이클 슬립 검출기법 24

1) MWWL 24

2) DFCP 25

3) TECR 26

3. 단일주파수 측정치의 사이클 슬립 검출기법 29

1) DACSD 30

2) TDCP 31

Ⅳ. 드론 비행에 적합한 임곗값 형성 34

1. 사이클 슬립 검출기법 결과값의 표준편차 34

2. overbounding 기법 35

3. 임곗값 설정 35

Ⅴ. 실험 결과 및 분석 37

1. 실험 플랫폼 37

2. 실험 경로 및 환경 40

3. 저가형 드론 비행에 적합한 사이클 슬립 검출 방식 42

1) 임곗값을 통한 사이클 슬립 검출 수준 비교 42

2) 미검출 확률 및 미검출에 대한 보완 63

Ⅵ. 결론 70

참고문헌 71

ABSTRACT 73

표목차

표 5.1. 드론 테스트베드의 성능 및 탑재 물품의 품번 40

표 5.2. GPS, Galileo, Beidou 위성군의 L1, L2 주파수 별 파장 길이 및 특정 사이클 슬립의 결과값 63

그림목차

그림 2.1. GNSS에 속하는 GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo의 특성 18

그림 2.2. 코드 및 반송파 측정치 19

그림 3.1. 사이클 슬립이 발생할 때의 반송파와 코드 측정치 22

그림 3.2. 드론의 비행 여부에 따른 사이클 슬립 발생 빈도 차이 23

그림 3.3. 비행 데이터의 사용 가능한 이중주파수 및 단일주파수 측정치 수 30

그림 5.1. 드론 플랫폼과 탑재된 여러 부품 38

그림 5.2. 드론 플랫폼에 탑재한 Ublox사의 ZED-F9P 수신기 39

그림 5.3. 드론 플랫폼에 탑재한 Trimble사의 AV-17 안테나 39

그림 5.4. 홍익대학교 4차산업혁명캠퍼스 운동장 실험사진 41

그림 5.5. 드론의 비행 실험 경로. 이륙 및 제자리 비행 후 왕복 직선운동 과정을 수행 41

그림 5.6. MWWL 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 43

그림 5.7. DFCP 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 44

그림 5.8. TECR 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 45

그림 5.9. DACSD 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 46

그림 5.10. TDCP 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 47

그림 5.11. MWWL 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 표준편차 48

그림 5.12. DFCP 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 표준편차 49

그림 5.13. TECR 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 표준편차 50

그림 5.14. DACSD 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 표준편차 51

그림 5.15. TDCP 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 표준편차 52

그림 5.16. 정규화 및 overbounding한 MWWL 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 히스토그램 분포 53

그림 5.17. 정규화 및 overbounding한 DFCP 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 히스토그램 분포 54

그림 5.18. 정규화 및 overbounding한 TECR 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 히스토그램 분포 55

그림 5.19. 정규화 및 overbounding한 DACSD 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 히스토그램 분포 56

그림 5.20. 정규화 및 overbounding한 TDCP 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 히스토그램 분포 57

그림 5.21. MWWL 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 및 임곗값 58

그림 5.22. DFCP 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 및 임곗값 59

그림 5.23. TECR 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 및 임곗값 60

그림 5.24. DACSD 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 및 임곗값 61

그림 5.25. TDCP 사이클 슬립 검출기법의 비행 테스트 결과값 및 임곗값 62

그림 5.26. (L1, L2)＝(39, 30) 크기의 사이클 슬립에 대한 미검출률 계산 방식 64

그림 5.27. (L1, L2)＝(39, 30) 크기의 사이클 슬립에 대한 DFCP의 미검출률, 결과값 및 임곗값 65

그림 5.28. (L1, L2)＝(13, 10) 크기의 사이클 슬립에 대한 DFCP의 미검출률, 결과값 및 임곗값 67

그림 5.29. (L1, L2)＝(77, 60) 크기의 사이클 슬립에 대한 DFCP의 미검출률, 결과값 및 임곗값 68

그림 5.30. (L1, L2)＝(1, 1) 크기의 사이클 슬립에 대한 DFCP의 미검출률, 결과값 및 임곗값 69

초록보기

 드론은 지상에서 이동하는 물체와 달리, 상공에서 이동하므로 비행의 안정성이 더욱 중요하다. 드론의 안정적 비행을 위해서는 정밀한 포지셔닝이 필수적이며 대표적 방법으로 위성항법시스템 (Global Navigation Satellite System, GNSS) 신호를 사용하는 Real-time Kinematic (RTK) 가 있다. RTK는 위성의 반송파를 활용하므로, 반송파에 포함된 미지정수를 도출해야 한다. 특히 미지정수의 갑작스러운 변화인 사이클 슬립에 대한 검출은 필수적이다. 사이클 슬립은 하드웨어의 성능 및 주변 환경에 따라 빈도를 달리한다. 본 논문에서는 저가형 수신기를 장착한 소형 드론 플랫폼에 적합한 사이클 슬립 알고리즘을 확인하고자 하였다. 따라서 이중주파수 및 일부 단일주파수 측정치의 사이클 슬립 검출기법을 비행 데이터에 기반하여 평가하였다. 또한 비행 데이터를 이용해 고도각에 따라 다른 임곗값을 설정하여 사이클 슬립 검출 정확도를 높였다. 이를 통해 저가형 드론에 적합한 사이클 슬립 알고리즘을 구성하였다. 구성한 알고리즘에서 일부 미검출 가능성이 있는 사이클 슬립에 대해 미검출률을 확인 후 보완하였다.

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