GNSS 수신기에서 일어나는 일

 

 

 

 

1. GPS → 안테나

L1/L2같은 주파수에 BPSK변조를 통해 데이터를 실어서 보낸다. 알기 쉬운 GPS측량, ublox에서 배웠던 GPS항법 메시지 구조로 데이터를 전송한다. 5개의 서브프레임으로 구성되어 있으며 각 프레임마다 TLM, HOW데이터와 CLOCK 보정정보, Ephemeris, 전리층 지연 정보, Almanac 등의 데이터가 포함되어있다.

 

 

2. 안테나 → 수신기

안테나와 수신기는 동축 케이블로 연결되어 있으며 안테나가 공중에서 잡은 위성의 무선 전파 신호(RF)는 이 케이블을 통해 수신기로 흘러간다. 수신기에 도달한 고주파 신호는 증폭기에 의해 증폭된 후 수신기가 처리하기 쉽도록 낮은 주파수로 변환된다. 그리고 컴퓨터가 처리할 수 있도록 아날로그 신호를 진폭과 위상으로 분리한 뒤 디지털 숫자로 변환한다. 분리된 데이터가 I/Q데이터이며 I는 In-Phase, Q는 Quadrature성분을 의미한다.

 

 

3. 수신기 → 컴퓨터

RS-232를 통해 연결되며 직렬 비동기식 통신을 한다. 수신기 내부에서 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸고 난 뒤의 바이너리 스트림 데이터를 전송한다. 예를 들어 ublox수신기의 UBX프로토콜과 같은 데이터를 전송하며 실시간 보정 정보의 경우에는 RTCM규격을 사용하여 전송한다.

 

 

4. 컴퓨터에서 데이터를 처리하는 방법

바이너리 스트림 형식으로 들어온 데이터를 실시간으로 받아서 파싱한다. rinex nav, obs 데이터는 사후 처리 데이터로 파일 기반인 반면, 실시간 처리는 스트림 기반으로 Binary포맷으로 전송된다.

 

 

 * NMEA 프로토콜 

수신기가 NMEA형태로 데이터를 내보낼 때는 수신기 내부에 내장된 마이크로프로세서(컴퓨터)가 이미 모든 항법 연산을 다 끝낸 상태, 원래는 바이너리 포멧으로 전송되서 컴퓨터에서 따로 연산 처리를 함 !! 

 

데이터를 받는 컴퓨터가 복잡한 GNSS연산을 하지 않고 문자열을 쪼개서 위치 좌표 숫자만 꺼내 쓰는 방식 

→ 일반 자율주행 차량, 드론에서 사용 

 

*rinex 데이터는 후처리 데이터임 !! 

실시간 처리는 Bianary로 전송하는 것을 잊지말자