| 1차년도 |
의사위성 시스템 개발
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* 국제기구 및 외국의 관련자료 수집/분석의사위성 기술은 미국의 연구기관들이 주도하여 개발하고 있는데 대표적인 기관으로는 Stanford University가 있다. 외국에서 수행되었던 대표적 실험에는 다음과 같은 것들이 있다.- 의사위성을 이용한 항공기 자동착륙 실험- 의사위성을 이용한 트랙터 무인 운전특히, 의사위성을 이용한 항공기 자동착륙 실험의 경우는 관련 자료의 수집/분석이 절실히 요구된다. * 의사위성 설계의사위성 송출 신호 구조 설계, L1반송파 생성 부분 설계, C/A-code 생성 칩 설계, 반송파 위상과 C/A-code 합성 부분 설계, 초기버전 의사위성 설계 등이 1차년도 의사위성 설계의 세부 내용이다. 좀 더 상세히 설명하면, 의사위성이 송출하는 신호의 구조를 설계, 의사위성에 사용할 L1 반송파를 생성하는 PLL 회로를 TCXO 및 칩을 이용하여 설계, 의사위성의 PRN을 입력하면 그에 해당하는 C/A-code를 생성할 수 있는 칩을 설계, 생성된 디지털 신호를 반송파에 실어 송출 하는 부분에 대한 설계, 각 부분을 통합하여 초기버전 의사위성 설계도 작성* GPS와 의사위성을 결합한 항법 알고리즘 개발- GPS위성을 이용하는 항법알고리즘과 의사위성을 이용하는 항법 알고리즘의 차이 파악, GPS와 의사위성을 효율적으로 통합하는 항법 알고리즘 개발- 알고리즘 개발 시 가장 중요한 문제 중의 하나는 동기/비동기 문제이다. 이는 위사위성의 독자 항법까지 고려할 때 신중하고 깊은 연구가 필요.- 의사위성 세팅 및 작동, 의사위성 배치 최적화 알고리즘 개발, 수신기가 의사위성신호를 추적하도록 하는 수신기내 firmware 수정, 의사위성 신호를 이용한 반송파 위상 측정, RS-232C를 통한 GPS 수신기와의 입출력 인터페이스 모듈 개발, GPS 수신기의 실시간 출력 프로토콜 해석 모듈 개발, GPS 수신기 모니터링 모듈 설계 및 개발
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
본 과제에서 의사위성을 개발하는데에 사용된 기술 중 핵심적인 것은 아래와 같다.
1. 근원거리 문제(Near-far Problem) 해결 : CDMA 통신 방식의 가장 큰 문제점인 근원거리 문제를 해결하기 위하여 본 과제에서 개발한 의사위성의 경우 펄싱(Pulsing)기법을 사용하였다.
2. 비동기 시스템에서 수신기간의 샘플링 시각 동기 : 비동기 의사위성 시스템의 경우, 의사위성 시계오차를 제거하기 위해 이중차분 기법을 사용하는데 이때, 두 수신기간의 샘플링 시각 동기를 위해 본 과제에서는 항법데이터의 프레임에 샘플링 시각을 동기시켜 이 문제를 해결하였다.
3. 의사위성을 수신하기 위한 수신기 개발 : 의사위성을 수신하기 위해 지정한 PRN번호의 의사위성을 수신가능하도록 했으며, 보다 정밀한 코드 및 반송파 추적루프를 구현하였다.
또 하나 지적하고 싶은 것은 본 과제에서 개발한 의사위성의 가격대 성능비가 매우 뛰어나다는 것이다. 현재 판매되고 있는 의사위성의 가격이 대당 만불 정도임을 감안할 때, 본 의사위성의 경우 매우 유리한 위치에 있다.
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| 사회 경제적 파급효과 |
본 과제는 3년 과제로 계획되어 진행되며 올해는 그 첫해인 1차년도이다. 올해는 시스템을 개발하는 측면의 연구가 강하므로 사회,경제적 파급효과를 기대하는 것은 약간은 무리로 보여진다. 그러나 2,3차년도에 관련 시스템을 구축하기 위한 개발단계로서 각종 시스템을 개발하였으며, 이러한 시스템을 단순히 판매하는 것만으로도 부가가치의 창출이 가능하다 판단된다. 특히 의사위성은 세계적으로 판매하는 곳이 한, 두곳 밖에는 없기 때문에 그 경쟁력 측면에서도 뒤지지 않을 것으로 판단된다.
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| 활용방안 |
본 과제에서는 의사위성과 수신기 등의 의사위성 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템을 응용하는 연구는 2,3차년도에 진행될 예정이지만, 현재 개발된 시스템 만으로도 그 사용 가치는 매우 많다. 특히, 현재 GPS를 사용하는데에 문제가 생기는 부분들, 예를 들면 도심지 내지는 산악지형, 실내 및 기타 GPS위성의 가시성에 문제가 있는 지역에서는 의사위성을 이용하여 가시 위성의 개수를 늘여주는 것이 가능하다. 특히 이는 ITS나 LBS 등과 결합할 때 그 활용 범위가 크게 넓어질 것으로 예상된다.
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