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GNSS 재밍 신호 모니터링 네트워크 시스템을 위한 독립된 GNSS 수신기 간 시각 동기화 기법
진권규,송영진,원종훈,Jin, Gwon gyu,Song, Young jin,Won, Jong hoon 한국ITS학회 2021 한국ITS학회논문지 Vol.20 No.3
전파를 수신하여 측위를 수행하는 GNSS 수신기는 본질적으로 재밍에 취약하다. 재밍 발생 검출, 재밍 신호 종류 판별, 재밍원 위치추정 기능을 갖는 GNSS 재밍 모니터링 시스템은 안전한 자율주행 환경구축에 도움을 준다. 이를 위하여 다수의 저가 GNSS 수신기들의 배치로 구성된 GNSS 모니터링 네트워크 구축이 필요하며, 앞서 언급한 3가지 기능 구현을 위하여 네트워크 내 독립된 저가 GNSS 수신기 간 정밀 시각 동기가 요구된다. 본 논문은 신호영역 TDOA 기술 직접 사용방식의 수신기 간 시각 동기화 기법을 제안한다. 계산 효율성을 위하여 상대적으로 낮은 샘플링 주파수에도 시각 동기 정밀도를 유지하고자 블록 보간법을 추가로 활용한다. 수치적 시뮬레이션을 통하여 제안한 GNSS 수신기 간 시각 동기화 기법의 가용성을 입증한다. Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers are intrinsically vulnerable to radio frequency jamming signals due to the fundamental property of radio navigation systems. A GNSS jamming monitoring system that is capable of jamming detection, classification and localization is essential for infrastructure for autonomous driving systems. For these 3 functionalities, a GNSS jamming monitoring network consisting of a multiple of low-cost GNSS receivers distributed in a certain area is needed, and the precise time synchronizaion between multiple independent GNSS receivers in the network is an essential element. This paper presents a precise time synchronization method based on the direct use of Time Difference of Arrival (TDOA) technique in signal domain. A block interpolation method is additionally incorporated into the method in order to maintain the precision of time synchronization even with the relatively low sampling rate of the received signals for computational efficiency. The feasibility of the proposed approach is verified in the numerical simualtions.
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GNSS 재밍 신호 모니터링 네트워크 시스템을 위한 독립된 GNSS 수신기 간 시각 동기화 기법
진권규,송영진,원종훈 한국ITS학회 2021 한국ITS학회논문지 Vol.20 No.2
전파를 수신하여 측위를 수행하는 GNSS 수신기는 본질적으로 재밍에 취약하다. 재밍 발생 검출, 재밍 신호 종류 판별, 재밍원 위치추정 기능을 갖는 GNSS 재밍 모니터링 시스템은 안전한 자율주행 환경구축에 도움을 준다. 이를 위하여 다수의 저가 GNSS 수신기들의 배치로 구성된 GNSS 모니터링 네트워크 구축이 필요하며, 앞서 언급한 3가지 기능 구현을 위하여 네트워크 내 독립된 저가 GNSS 수신기 간 정밀 시각 동기가 요구된다. 본 논문은 신호영역 TDOA 기술 직접 사용방식의 수신기 간 시각 동기화 기법을 제안한다. 계산 효율성을 위하여 상대적으로 낮은 샘플링 주파수에도 시각 동기 정밀도를 유지하고자 블록 보간법을 추가로 활용한다. 수치적 시뮬레이션을 통하여 제안한 GNSS 수신기 간 시각 동기화 기법의 가용성을 입증한다. Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers are intrinsically vulnerable to radio frequency jamming signals due to the fundamental property of radio navigation systems. A GNSS jamming monitoring system that is capable of jamming detection, classification and localization is essential for infrastructure for autonomous driving systems. For these 3 functionalities, a GNSS jamming monitoring network consisting of a multiple of low-cost GNSS receivers distributed in a certain area is needed, and the precise time synchronizaion between multiple independent GNSS receivers in the network is an essential element. This paper presents a precise time synchronization method based on the direct use of Time Difference of Arrival (TDOA) technique in signal domain. A block interpolation method is additionally incorporated into the method in order to maintain the precision of time synchronization even with the relatively low sampling rate of the received signals for computational efficiency. The feasibility of the proposed approach is verified in the numerical simualtions.
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항법 시스템 오작동 시 자율주행 알고리즘 성능 테스트를 위한 차량 내 재밍 신호 데이터 발생기 구현
강민수,진권규,원종훈,Kang, Min Su,Jin, Gwon Gyu,Won, Jong Hoon 한국ITS학회 2021 한국ITS학회논문지 Vol.20 No.2
GNSS 수신기는 자율주행 자동차에 장착되어 항법 장치를 이루는 필수 요소이다. 하지만 의도적인 재밍 신호가 발생하였을 경우, GNSS 수신기 추정 위치 값의 성능 저하로 인해 사고 위험에 노출될 우려가 있다. 이를 방지하기 위한 연구가 필요하며, 그에 따라 재밍 발생 장치가 구비되어야 한다. 그러나 재밍에 관련한 법 조항에 따라 이를 불법으로 규정하고 있다. 본 논문에서는 법 조항을 준수하고, 주위 GNSS 센서에 영향을 주지 않는 차량 내 재밍 발생 장치를 구현한다. GNSS 알고리즘의 성능 평가를 위해 드라이빙 시뮬레이션을 활용하며, 간섭 환경에서 발생하는 자율주행 차량의 오작동 및 GNSS 센서에서 출력된 데이터 오차를 분석한다. A GNSS receiver installed in autonomous vehicles is the most essential device for its navigation. However, if an intentional jamming signal is generated, there is a risk of exposure to an accident risk due to deterioration of the GNSS sensor's performance. Research is required to prevent this, and accordingly, a jamming generating device must be provided. However, according to the provisions of the law related to jamming, this is illegal. In this paper, we implement an in-vehicle jamming device that complies with the provisions of the law and does not affect the surrounding GNSS sensors. Driving simulation is used to evaluate the performance of the GNSS algorithm, and the malfunction of autonomous vehicles occurring in the interference environment and data errors output from the GNSS sensor are analyzed.
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