Stellar-40 전술 등급 관성 항법 시스템

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추측항법은 관성 및 기타 센서 데이터에 의존하여 지속적인 추적을 유지함으로써 GNSS 없이 항해하는 방법입니다. 일반적으로 GNSS 면 시스템은 위치를 완전히 상실합니다. 추측항법을 사용하면 시스템은 시간이 지남에 따라 서서히 편차가 발생하는 지속적인 위치를 계산합니다. 이 편차의 속도는 IMU 외부 보조 센서의 가용성에 따라 달라집니다.

Stellar-40은 명확하게 정의된 메시지 프레임을 활용하는 당사의 독점 sbgECom 프로토콜을 사용합니다. 이러한 사전 정의된 메시지를 사용하여 시스템은 해당 정보를 제공할 수 있는 모든 외부 센서로부터 공기 데이터(airdata), 본체 속도(body velocities) 및 절대 위치 데이터를 원활하게 수집할 수 있습니다.

아니요, 필요하지 않습니다. Stellar-40의 고급 센서 융합 알고리즘은 풍속 조건을 실시간으로 자동으로 계산하고 추정하여 수동으로 입력할 필요가 없습니다.

지상 플랫폼의 경우, Stellar-40은 특히 GNSS 거부 환경에서 항법 정확도를 향상시키기 위해 다양한 지원 입력을 지원합니다. 여기에는 하드웨어 주행 거리계(휠 주행 거리계), 외부 센서(LiDAR 또는 광학 센서 등)의 속도 지원, 그리고 절대 위치 지원이 포함됩니다.

적합한 선택은 운영 환경에 따라 달라집니다. 심해 공격 드론이나 무인 지상 차량(UGV)과 같이 가혹한 진동 환경에 노출되는 플랫폼에는 감쇠 버전을 적극 권장합니다. 어떤 버전이 귀하의 용도에 적합한지 확신이 서지 않는다면, 저희 지원팀이 올바른 선택을 할 수 있도록 도와드리겠습니다.

SBAS란 무엇인가요?

위성 기반 보정 시스템(SBAS, Satellite-Based Augmentation System) 은 위성 위치 측정의 정확도, 무결성, 가용성 및 연속성을 향상시키는 GNSS 기술입니다. 당초 항공 분야를 지원하기 위해 개발된 SBAS는 현재 무인항공기(UAV), 해양 항법, 정밀 농업, GIS 매핑, 자율주행 차량, 관성 항법 시스템(INS) 등의 분야에서 귀중한 항법 보조 수단으로 자리 잡았습니다. 실시간 동적 측위(RTK)나 정밀 점 위치 측정(PPP)과 달리, SBAS는 현지 기지국이나 인터넷 연결 없이도 미터 단위의 위치 정보를 무료로 제공합니다.

독립형 GNSS GPS, 갈릴레오, 글로나스, 베이두와 같은 위성군에 속한 위성들로부터의 의사거리를 측정하여 자신의 위치를 파악합니다. 그러나 이러한 측정값은 위성 시계 드리프트, 궤도(천체력) 오차, 전리층 지연, 대류권 지연, 수신기 노이즈, 다중 경로 등 여러 오차 요인의 영향을 받습니다. SBAS는 이러한 오차 중 가장 큰 오차를 지속적으로 추정하여, 항법 결과를 획기적으로 개선하는 실시간 보정 정보를 방송합니다.

SBAS 아키텍처는 특정 지역에 분포된, 정밀 측량된 기준국 네트워크에 의존합니다. 이 기준국들은 GNSS 지속적으로 모니터링하며, 측정된 위성 거리 값을 알려진 위치와 비교하여 위성 시계, 궤도 및 전리층 오차를 추정합니다. 측정값은 마스터 제어 센터로 전송되며, 이곳에서는 모든 기준국의 데이터를 통합하여 보정 메시지와 무결성 정보를 생성합니다. 이러한 메시지는 이후 정지궤도 위성으로 업링크되어, SBAS 기능을 지원하는 GNSS 재전송됩니다. 수신기는 위치를 계산하기 전에 보정값을 적용함으로써, 의사거리 측정에 영향을 미치는 주요 오차 요인을 효과적으로 줄입니다.

수학적으로, 보정된 의사거리는 다음과 같이 표현할 수 있다:

P수정됨​ = P측정된​ − Δ시계 ​− Δ궤도​ − Δ이온​

여기서 Pmeasured 는 원래의 의사거리 측정값이며, Δclock 는 위성 시계 보정을 나타내며, Δ궤도​ 는 궤도 보정값이며, Δiono 는 전리층 지연 보정값입니다.

이러한 보정을 통해 일반적으로 독립형 GNSS 위치 측정 오차는 약 3~10미터에서 1~2미터 수준으로 줄어듭니다. 비록 이러한 정확도 수준이 RTK 달성되는 센티미터 수준의 성능보다는 낮지만, SBAS는 ‘무결성 모니터링’이라는 큰 장점을 제공합니다. SBAS는 단순히 위치 정확도를 향상시키는 데 그치지 않고, 모니터링 대상인 모든 위성의 상태를 지속적으로 평가하며, 시계 이상, 궤도 오류 또는 신호 저하로 인해 위성의 신뢰성이 떨어질 경우 사용자에게 신속하게 경고를 보냅니다. 이 기능은 사용자가 항법 솔루션의 신뢰성을 반드시 파악해야 하는 안전이 최우선인 응용 분야에서 필수적입니다.

전 세계적으로 여러 지역별 SBAS 서비스가 운영되고 있습니다. 여기에는 북미의 WAAS, 유럽의 EGNOS, 일본의 MSAS, 인도의 GAGAN, 러시아의 SDCM, 한국의 KASS, 그리고 호주와 뉴질랜드의 SouthPAN이 포함됩니다. 최신 다중 주파수 GNSS 수신기는 일반적으로 사용자의 지리적 위치에 따라 여러 SBAS 서비스를 자동으로 지원합니다.

관성 항법 시스템의 경우, SBAS는 더 정확하고 신뢰할 수 있는 GNSS 신호를 제공하여 센서 융합 성능을 향상시킵니다. 확장 칼만 필터(EKF)는 보정된 GNSS 및 속도 측정값을 사용하여 관성 센서에 의해 누적된 드리프트를 주기적으로 제한합니다. GNSS 비교할 GNSS, SBAS는 측정 노이즈와 위성 관련 편향을 줄여 더 안정적인 위치 및 속도 업데이트를 가능하게 하며, 동시에 항법 알고리즘에 유용한 무결성 정보를 제공합니다. 그러나 SBAS는 GNSS 속도를 높이지 않으며, GNSS 상황을 보상할 수는 없습니다. 신호가 중단되는 동안 전반적인 항법 성능은 여전히 주로 IMU INS 알고리즘의 효율성에 좌우됩니다.

따라서 SBAS는 높은 신뢰성과 무결성을 갖춘, 전 세계 어디서나 무료로 이용 가능한 미터급 위치 측정이 필요한 응용 분야에 탁월한 솔루션입니다. 특히 센티미터급 정확도 달성보다 견고한 항법이 더 중요한 자율주행 차량, 무인항공기(UAV), 해양 항해, 농업 및 산업 시스템에 매우 적합합니다. 측량 등급의 위치 측정이 필요한 응용 분야의 경우 RTK 여전히 선호되는 보정 기법이지만, SBAS는 기존 GNSS 보완하는 신뢰할 수 있고 널리 이용 가능한 기술로 자리 잡고 있습니다.