해양정밀 임무수행용 DGPS/INS 강결합 통합항법 설계 및 성능분석

Abstract

정밀 임무수행을 위한 항법기술은 미터 수준의 측위 정확도를 센티미터 수준의 측위 정확도로 향상시키는 정확도 향상 기술과 함께 해사 안전을 위해 반드시 필요한 항법 무결성을 보장할 수 있는 기술이어야 하며, 육상 측지·측량분야에서 이용하는 기준국 반경 10킬로미터 권역 또는 기준국 네트워크 권역 내부에서만 측위 정확도를 보장하는 기존의 반송파 위상 기반 RTK 기술을 극복한 광역화 기술이다. 이러한 항법기술은 복합항법으로, 해양용 멀티소스를 결합하여 위치, 속도, 시각정보를 생성하는 융합 필터링 기술이다. 이 때, 복합항법 기술은 각 멀티소스에서 발생하는 고장을 탐지하고 배제함으로써 신뢰성 있는 PNT 서비스가 선상에서 끊김없이 연속적으로 제공될 수 있도록 한다. 본 논문에서는 복합항법의 멀티소스중 1m급의 정확도를 갖는 DGPS/INS 강결합 통합항법시스템을 설계하였다. DGPS/INS 통합항법을 설계함으로써, 기존의 GPS/INS 통합항법시스템의 성능보다 향상되었다. 또한, 강결합 통합항법 시스템으로 설계하여 가시위성의 개수에 영향을 받는 약결합 방식에 비해 강인하게 설계하였다. 설계한 시스템의 성능검증을 위하여 시뮬레이션과 정적실험을 수행하였으며, 분석하였다.반경 10킬로미터 권역 또는 기준국 네트워크 권역 내부에서만 측위 정확도를 보장하는 기존의 반송파 위상 기반 RTK 기술을 극복한 광역화 기술이다. 이러한 항법기술은 복합항법으로, 해양용 멀티소스를 결합하여 위치, 속도, 시각정보를 생성하는 융합 필터링 기술이다. 이 때, 복합항법 기술은 각 멀티소스에서 발생하는 고장을 탐지하고 배제함으로써 신뢰성 있는 PNT 서비스가 선상에서 끊김없이 연속적으로 제공될 수 있도록 한다. 본 논문에서는 복합항법의 멀티소스중 1m급의 정확도를 갖는 DGPS/INS 강결합 통합항법시스템을 설계하였다. DGPS/INS 통합항법을 설계함으로써, 기존의 GPS/INS 통합항법시스템의 성능보다 향상되었다. 또한, 강결합 통합항법 시스템으로 설계하여 가시위성의 개수에 영향을 받는 약결합 방식에 비해 강인하게 설계하였다. 설계한 시스템의 성능검증을 위하여 시뮬레이션과 정적실험을 수행하였으며, 분석하였다.