GPS수신기의 다중경로 오차 제거를 위한 가중 상관기의 성능평가

Abstract

GPS 환경에서 다중경로 신호는 의사거리 측정 정확도의 성능을 감소시키므로 GPS에 기반한 응용에서 위치 성능 감소로 나타나며, 이는 특히 고층 건물이 많은 도심환경 및 수면에 의한 반사가 많은 해양에서 문제가 된다. 다중경로 신호는 GPS 수신기 내부 상관기에서 상관 함수의 Early-Late 간 비대칭을 유발하므로, 본 논문에서는 Late 상관 값의 비대칭 정도를 보상하여 다중경로 오차를 제거하기 위한 가중 상관기 구조를 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 구현하고, 그 성능을 평가하였다. 가중 상관기는 2개의 상관 암으로 이루어진 다중 상관기를 사용하여 상관함수의 비대칭 여부를 판단하고, 비대칭성을 감소시키기 위한 보정치를 생성한다. 이 구조는 다중 상관기에 비하여 연산 처리량 부하는 감소시키는 반면, 비슷한 다중경로 오차 제거 성능을 제공한다. 본 논문에서는 다중경로 신호 생성 블록을 포함한 GPS 신호 발생기와 가중 상관기 구조를 포함한 소프트웨어 GPS 수신기를 이용하여 다중경로 오차 제거 성능을 검증하였다. 실험을 통하여 가중 상관기가 일반 상관기와 협대역 상관기보다 더 나은 오차 제거 성능을 보임을 확인하였다. The effect of multipath is especially serious in urban area and sea surface where buildings and water reflect GPS signal. Multipath brings about the performance degradation on many GPS application because the presence of multipath causes the diminution of pseudorange measurement accuracy in turn position accuracy. In this paper, a multipath mitigation named weighted correlation method is implemented on software GPS receiver, in which the asymmetric correlation function is compensated by modifying the late correlation value. Asymmetry compensation is obtained as weighted sum of two correlators which have different early-late chip spaces. This structure is adopted to lessen the computation load lower keeping up performance similar to that. The performance of implemented multipath mitigation technique is evaluated using GPS signal and multipath signal generated by GPS signal generator and software GPS receiver. The test results show that the weighted correlation method gives hefter performance than the standard correlator and the narrow correlator.