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영어

The United States will proceed with the effort to modernize the GPS system, and one of its main content is to provide L5 signal. L5 will be transmitted in a radio band reserved exclusively for aviation safety services. And, L5, in combination with L1, will improve the position accuracy via ionospheric correction and robustness via signal redundancy. However, The acquisition processing time of L5 takes longer than that of L1 as the code length of L5 is 10 times longer than that of L1. To reduce this acquisition processing time, a higher number of correlators in the aquisition module should be used. However, there is a problem that this causes increase in the complexity of the correlator configuration and the computation power. So, in this paper, we propose L5 signal tracking scheme using tracking results in the GPS L1/L5 receiver. The proposed scheme could reduce the hardware complexity as the GPS L5 signal acquisition module is not needed, and provide fast and stable tracking of L5 signal by aiding L1 tracking results such as PRN, the code phase synchronization, and the Doppler frequency. The feasibility of the proposed scheme is demonstrated through simulation results.

한국어

미국은 GPS 현대화 계획을 추진하고 있으며 그 주요 내용 중의 하나가 L5 신호를 제공하는 것이다. 1176.45MHz 대역의 L5 주파수 는 항공기의 안전운항을 위해 할당한 주파수 대역을 사용하여 안정적인 항법 서비스를 제공할 수 있고, L1 주파수와 동시에 사용 시 이온층 오차를 제거하여 보다 높은 측위 정밀도를 제공할 수 있다. 그러나, L5 신호의 코드길이는 L1 신호에 비해 10배가 더 길기 때문에 L5 신호의 획득시간도 L1 신호에 비해 더 길어진다. 이러한 단점을 개선하기 위해서는 신호획득에 사용되는 상관기 갯수를 늘려야 하는데, 이는 상관기 구조가 복잡해지고 연산량이 많아지는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문은 GPS L1/L5 겸용 수신 기에서 L1 신호처리 결과를 이용하여 L5 신호추적하는 방법을 제안한 것으로, L5 신호획득 과정을 사용하지 않으므로 L5 신호획득 을 위한 별도의 하드웨어가 필요하지 않다. 제안된 방법은 동일한 GPS 위성에서 전송하는 L1/L5 신호는 코드시작시점의 코드위상 이 동기가 되어 있다는 특성을 이용하여 L1 신호의 메시지 비트가 시작하는 시점에 L5 코드의 시작시점을 동기시킨다. 그리고, GPS L1 신호를 처리하여 산출된 도플러 주파수 변이값을 이용하여 캐리어 주파수간의 관계식을 통해 GPS L5 도플러 주파수 변이값을 계산한다. 이렇게 계산된 L5 신호의 코드시작시점과 도플러 주파수 변이값을 이용하면 L5 신호획득을 위한 별도의 상관기 모듈을 사용하지 않고 L5 신호를 추적 할 수 있다. 본 논문에서 제안한 방법은 시뮬레이션 결과를 통해 이론적 분석의 타당성을 입증한다.