이동체의 수신 환경을 고려한 GNSS 신호 생성기 개발

Abstract

GNSS 신호는 구조가 개방되어 있을 뿐만 아니라 수신 신호 세기가 미약하여 전파교란에 취약하다. 이에 따라 전파교란에 대한 영향 분석 및 대응 기법에 대한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 실제 전파교란 환경과 유사한 환경에서의 전파교란 영향 분석을 위하여 6가지 전술 환경에 대한 전파 전파 모델과 이동체의 수신환경을 고려한 동체 차단 모델을 설계 하였다. 전파전파 모델은 도심지역, 농촌지역, 수풀지역, 해안지역, 황무지, 눈/얼음 지역에 대해서 Two-ray 모델을 이용하여 설계 하였다. 동체 차단 모델은 안테나가 이동체에 의하여 받는 영향과 사용자가 직접 입력한 안테나 패턴을 이용하여 모델링하였다. 전파교란이 없는 정상 환경과 전파교란 환경에 대하여 이동체의 수신환경을 고려한 GNSS 신호 생성기의 출력은 상용수신기(NordNav)를 이용하여 검증 하였다. 정상 환경에서는 사용자의 항법 성능이 상용 H/W 신호 생성 시뮬레이터(STR4500)과 유사한 것을 확인하였다. 전파교란 환경에서는 이동체 위치에 따른 동체 차단 효과 및 전파교란 신호에 의한 GNSS 신호 획득 및 추적 손실이 정확히 반영됨을 확인 하였다. GNSS signal is vulnerable to jamming signal because of well-known signal structure and weak signal power. For these reasons, the need for analysis of jamming effects and anti-jamming techniques of is increasing. In this paper, a GNSS signal generator is designed which includes a radio wave propagation model for six kind of tactical environments and a body masking model for the reception environment of a vehicle. The radio wave propagation model for downtown, rural, forest, coastline, waste land and snow or ice area is designed using two-ray model. The body masking model is designed the effect which the antenna is affected by the reception environment of a vehicle and radiation pattern from a user configuration. The performance of generated signals from the GNSS signal generator considering reception environment of a vehicle is evaluated by a commercial GPS L1 receiver(NordNav) in normal and jamming environment. Also, the generated GNSS signal is compared to a commercial GPS L1 H/W based RF signal generator(STR4500). The results show that the designed GNSS signal generator in a normal environment compared to the same navigation performance. In jamming environment, it is shown that the body masking effect and GNSS signal acquisition and tracking loss in compliance with the jamming signal are precisely working in the reception environment of a vehicle.