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졸업생 논문
제목 디지털 전장 환경에서 새로운 위치인식 기법 / 신동수 (박사)
작성자 관리자
내용

최근 현대전은 정밀 측위를 바탕으로 정밀 타격체계 및 미사일 방어체계가 중요한 역할로 자리 매김하고 있다. 하지만 전장 환경 특성상 산악지형 및 도심지역에서의 지형지물로 인한 Large/Small Scale Fading, 주파수 간섭 등 다양한 간섭 원인으로 인한 오차를 가지는 위치정보를 얻게 된다. 이는 부정확한 위치 파악으로 병력 지원의 지연 및 유도탄 오폭 등 작전 실패 원인이 되기도 한다. 본 논문은 디지털 전장 환경에서 간섭완화와 정밀한 사용자 위치 산출, 그리고 그 위치오차를 보정하기 위한 전∙후처리 통합 알고리즘을 제안한다. 제안한 측위 알고리즘의 전처리 부는 수신부에 Wavelet Denoising Filter 를 적용하여 GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호에 대한 간섭을 완화시켜 Input GNSS(Global Navigation Satellite System) Data 의 신뢰성을 증대시킨다. 이 후, GPS(Global Positioning System)∙QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)∙Wi-Fi 밀결합 측위 시스템에서 Wi-Fi Input 과 함께 위치좌표를 산출한다. GPS∙QZSS 통합 시스템의 경우, GPS 와 상호 운용성이 높은 QZSS L1 신호를 동시에 수신하여 도심지역에서 항상 QZSS 위성을 1 개 이상 관측 가능하게 한다. 이로 인해 가용성 면에서 측위 성공률을 향상시킬 수 있다. 또한 측위 정밀도 향상을 위해 Wi-Fi 를 결합, Wi-Fi 의 RSSI(Received Signal Strength Indication) 값을 수신하여 Path-loss 산출하여 거리 측정치 면에서 GPS∙QZSS와 통합하여 GPS∙QZSS∙Wi-Fi 밀결합 측위 시스템을 구축하였다. 이 후, 추가적 측위 정밀도 향상을 위해, 후처리 부로서 방향 벡터 알고리즘을 제안하고 적용하여 계산된 위치좌표에 대한 방향성을 부여하였다. 본 논문의 실험결과로서 전처리 부인 Wavelet Denoising Filter 의 경우, Wavelet Denoising 을 적용하지 않은 GPS∙QZSS∙Wi-Fi 밀결합 측위 시스템 대비 수신된 GNSS 신호의 BER(Bit Error Rate) 성능 향상을 보였다. 밀결합 측위 시스템의 경우, GPS 단독 측위 성능인 평균 위치 오차 23.4m 보다 14.44m 의 오차 보정 효과를 얻어 8.96m 의 결과를 보였으며 이를 통해 기존 시스템 대비 신뢰성 있는 측위 시스템 모델을 구현하였다. 방향 벡터 적용 후처리 알고리즘의 경우, GPS 단독 측위 성능 대비 17.53m 의 오차 보정 효과를 보여 평균 측위 오차 5.87m 를 달성하여 신뢰성을 보장하는 측위 결과를 얻었다. 본 논문에서 제안한 알고리즘을 통해 향후 디지털 전장 환경에서 신뢰성 있는 위치 정보를 획득하여 유도무기 체계를 통한 정밀 타격시스템 및 미사일 방어체계에서의 정밀 위치파악 등 위치기반 군 작전을 성공적으로 수행할 수 있으며, 민간 분야에서도 사용자에게 보다 정밀한 위치 정보를 제공할 수 있다. 그 기대효과로서 주변 지역 정보제공, In/outdoor-tracking, 광고 및 상거래 응용 서비스, 긴급 재난 시 정확한 위치 추적 서비스, 자율주행 자동차 응용 서비스 등 다양한 위치기반 서비스 제공이 가능하다. 

첨부파일 디지털 전장 환경에서 새로운 위치인식 기법.PDF