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GPS 초기위치 산출 시간단축을 위한 궤도정보 전송법

전문가 제언: ○ 이 글에서 서술하고 있는 TTFF(Time To First Fix)는 GPS 수신기에 전원을 공급하였을 때 GPS 수신기가 현재 위치를 파악하는 데 걸리는 시간이며, 상황에 따라 factory start, cold start, warm start, hot start로 구분된다. 지상의 각 서브관제국에서 GPS 위성신호를 연속적으로 관측하여 그 데이터를 메인관제국으로 송신한다.

○ 메인관제국에서는 이 데이터를 이용하여 책력 데이터(almanac data)와 천체력데이터(ephemeris data)를 작성하여 일정주기로 각 GPS 위성으로 전송하고 이것을 다시 GPS 위성신호 중 항법 메시지에 포함시켜 지상의 각 GPS 수신기로 송신시킨다. 이 중 책력데이터는 GPS 위성위치의 대략적 궤도 파라미터 정보로 몇 달마다 수정한다.

○ 이 책력데이터에 의해 GPS 수신기는 일정 시각과 위치에서 특정 위성 신호의 수신여부를 사전에 파악할 수 있어 신속하게 현재 위치를 개선할 수 있다. 각 위성별로 모든 위성의 책력데이터를 2분30초 내에 전송완료하며 계속해서 재전송하도록 되어 있다. GPS 수신기가 책력데이터를 가지고 있지 않으면 데이터전부를 수신하며 책력데이터를 가지고 있으나 최신데이터가 아니면 해당부분만 수신하게 된다.

○ 천체력데이터는 GPS 위성의 아주 정밀한 궤도와 시각보정 정보로 5시간마다 새로 수정된다. GPS 수신기는 천체력데이터에 의해 정밀하게 현재 위치를 파악할 수 있으며 각 위성별로 해당 위성의 천체력데이터를 30초 동안에 전송완료 하며 연속으로 이를 재전송하도록 되어 있다.

○ GPS 수신기에 특정위성의 최신 천체력데이터가 없으면 해당 위성의 최신 데이터를 전부 수신하게 되고 GPS 수신기의 전원을 켰을 때 천체력데이터의 중간부터 수신하면 다음 전송주기에서는 처음부터 마지막까지 전부를 수신하며 일시적으로 수신이 중단되는 경우도 다음 전송 주기에 다시 전부를 수신하게 된다. 이 글에서는 GPS TTFF의 단축을 위하여 필요한 궤도정보 취득시간단축방법을 검토하고 있다. 향후 소량의 데이터로 정밀한 궤도정보의 습득과 전송에 대한 연구가 이루어져야 효율적인 GPS 수신기 활용을 기대할 수 있을 것이다.

저자: Takeyasu Sakai
자료유형: 학술정보