시분할다중접속 네트워크 기반의 공중 중계 기반 융합 측위 기법 및 성능 향상 연구

Abstract

본 논문은 상대항법의 성능을 개선하기 위해 공중 중계 기반 측위 기법을 시분할다중접속 네트워크에 적용하는 융합 측위 기법을 제안한다. 공중 중계 기반의 측위 기법을 시분할다중접속 환경에서 운용하기 위해서는 새로운 슬롯 할당, 중계국 선택, 항법신호 손실 시 대체 방안 등의 문제가 해결되어야 한다. 공중 중계 기반 융합 측위기법의 서브프레임 구조는 항법신호를 방송 및 중계하는 구간과 데이터와 PPLI(Precise Participant Location Identification) 메시지를 송신하는 데이터송신 구간으로 구분되며, 방송 및 중계 구간을 연속적으로 할당함으로써 메시지 수신 동안 수신기 이동에 의한 영향을 최소화하였다. 또한, 각 기준국에서 수신한 메시지 정보를 바탕으로 추정된 공중 단말과 중심국과의 거리 정보를 이용해 서비스 지역에 고르게 분포하는 공중 단말을 중계국으로 선정한다. 마지막으로 항법신호의 손실로 인해 측위가 불가능한 경우를 대비하여 데이터송신 구간에서 수신되는 PPLI 메시지를 선택하고 이를 추정에 활용하는 방안을 제안하였다. 본 논문에서는 모의실험을 통해 제안하는 공중 중계 기반 융합 측위 기법이 상대항법 보다 높은 정확도를 보임을 확인하였다. In this paper, we propose networked airborne relay-based positioning scheme (N-ARPS) based on time division multiple access (TDMA) networks to improve the performance of relative navigation (RelNav). To integrate the ARPS into TDMA, there are three problems such as slot allocation, selection of airborne relays, and method for signal loss to be solved. A subframe of N-ARPS is designed to assign the slots for broadcast and relay of navigation signals consecutively to minimize the effect of mobility. The selection algorithm determines the optimum set of airborne relays by selecting evenly distributed nodes depending on their distances to the master station. Finally, we uses precise position location information (PPLI) messages, which are received in data transmission period, to estimate a user position when the navigation signals are missing. The simulation results indicate that N-ARPS significantly improves user accuracy over RelNav.