정밀 포인트 포지셔닝

Precise Point Positioning

정밀 포인트 포지셔닝(PPP)은 매우 정밀한 위치를 계산하는 글로벌 항법위성시스템(GNSS) 포지셔닝 방식으로, 양호한 조건에서 몇 센티미터 정도의 오차가 발생한다. PPP는 조사 등급에 가까운 결과를 얻기 위해 근소비자 등급 하드웨어와 함께 사용할 수 있는 몇 가지 비교적 정교한 GNSS 위치 미세화 기법의 조합이다. PPP는 비교적 가까운 이동수신기는 물론 현장에서 임시로 고정된 베이스 수신기를 사용하는 표준 RTK 방식과 달리 단일 GNSS 수신기를 사용한다. PPP 방법은 시스템 오류를 정량화하기 위해 영구 기준 관측소를 사용하는 DGNSS 위치설정 방법과 다소 중복된다.

방법들

PPP는 두 가지 일반적인 정보 출처에 의존한다: 직접 관측 가능성과 인식 능력.[1]

직접 관측 가능은 GPS 수신기가 스스로 측정할 수 있는 데이터다. PPP에 대해 직접 관측할 수 있는 한 가지는 반송파 단계, 즉 GNSS 신호에 인코딩된 타이밍 메시지뿐만 아니라 해당 신호의 파동이 특정 순간에 "상향"되는지 "하향"되는지 여부다. 느슨하게 말하면, 위상은 주어진 GNSS 위성과 수신기 사이의 파동 수에서 소수점 뒤의 숫자로 생각할 수 있다. 위상 측정 자체로는 대략적인 위치조차 산출할 수 없지만, 일단 다른 방법들이 위치 추정치를 단일 파장(대략 20cm)에 해당하는 직경 이내로 좁히면 위상 정보가 추정치를 세분화할 수 있다. 또 다른 중요한 직접 관측 가능한 것은 다른 주파수의 GNSS 신호 간 차등 지연이다. 이는 위치 오류의 주요 원인이 우주 기후에 의해 상대적으로 예측 불가능하게 영향을 받는 전리층에서 GNSS 신호가 느려지는 방법의 변동성이기 때문에 유용하다. 전리층은 분산성이 있는데, 이는 다른 주파수의 신호가 다른 양에 의해 느려진다는 것을 의미한다. 서로 다른 주파수의 신호 간 지연 차이를 측정함으로써 수신기 소프트웨어(또는 이후 후처리)는 어떤 주파수에서도 지연을 모델링하고 제거할 수 있다. 이 과정은 근사치일 뿐이고, 비분해 지연의 원천은 남아 있지만(대류권 내에서 수증기가 이동하면서), 정확도를 크게 향상시킨다.

에페메라이드는 측지학계(International GNSS Service 및 기타 공공 및 민간 단체)가 지상국의 글로벌 네트워크를 이용해 만든 GNSS 위성의 궤도를 정밀하게 측정한 것이다. 위성항행은 주어진 시간에 위성의 위치를 알 수 있다는 원리에 따라 작동하지만 실제로는 마이크로미터로이드 충격, 태양 복사압의 변화 등을 통해 궤도를 완벽하게 예측할 수 없다. 인공위성이 방송하는 인식 자료는 인공위성이 실제로 어디에 있었는지 세심하게 관찰한 것보다 정확도가 (최대 몇 미터) 낮으며, 최대 몇 시간 전에 예측한 것이다. 따라서 GNSS 수신기 시스템이 원시 관측치를 저장하면 GNSS 메시지에 있는 것보다 더 정확한 인식기에 대해 나중에 처리할 수 있으며, 표준 실시간 계산에서 가능한 것보다 더 정확한 위치 추정치를 산출한다. 이 후처리 기술은 높은 정확도를 필요로 하는 GNSS 어플리케이션의 표준이었다. 보다 최근에는 NASA JPL의 자동정밀위치확인 서비스인 APPL과 같은 프로젝트들이 지연 시간이 매우 짧은 인터넷 상에서 개선된 인식물을 발표하기 시작했다. PPP는 이러한 스트림을 사용하여 거의 실시간으로 후 처리에서 수행되던 것과 같은 종류의 보정을 적용한다.

적용들

로봇공학, 자율항법, 농업, 건설, 광업 등 분야에서 정밀한 포지셔닝이 점점 더 많이 사용되고 있다.[2]

기존 소비자 GNSS 방식과 비교해 PPP의 주요 약점은 처리력이 더 필요하고 외부 인식기 보정 스트림이 필요하고, 완전 정확도로 수렴하는 데 시간이 다소 걸린다는 점이다. 이것은 센티미터 크기의 정밀도가 일반적으로 추가적인 복잡성의 가치가 없는 비행대 추적과 같은 애플리케이션에는 상대적으로 매력적이지 않으며, 이미 탑재 처리 능력과 빈번한 데이터 전송에 대한 가정이 있을 수 있는 로봇 공학 같은 분야에서 더 유용하다.

참조

  1. ^ Hofmann-Wellenhof, B. (2007-11-20). GNSS--global navigation satellite systems : GPS, GLONASS, Galileo, and more. Lichtenegger, Herbert,, Wasle, Elmar. Wien. ISBN 9783211730171. OCLC 768420719.
  2. ^ Madry, Scott (2015-04-22). Global navigation satellite systems and their applications. New York. ISBN 9781493926084. OCLC 908030625.