다중 센서 환경에서 위치탐지정확도 향상 방안 연구

Abstract

공중으로 오는 목표물의 위치를 추적하는 위치탐지 기술은 크게 능동형 위치탐지 기술과 수동형 위치탐지 기술로 구분될 수 있다. 능동형 위치 탐지는 직진성을 갖는 마이크로파를 송신하여 목표물에 반사된 신호를 측정하여 목표물의 위치를 계산하며 일반적으로 레이다로 알려져 있는 장비에 적용된다. 수동형 위치탐지는 마이크로파를 송신을 하지 않고 목표물에서 발생된 신호만을 측정/계산하여 목표물의 위치를 계산하며, 최근 능동형 레이다가 가지고 있는 자기 위치 노출의 단점을 보완하기 위해 사용되는 수동형 레이다에 적용된다. 수동형 레이다는 보통 3개 이상의 센서를 이용하여 하나의 시스템을 구성하며, 목표물로부터 발생하는 전파를 이격된 다중센서에서 수신하여 목표물의 위치를 추정하게 된다. 이렇게 다중센서를 이용하는 시스템에서는 목표물의 위치와 센서들의 위치에 따라 위치추정 정확도가 저하되는 현상이 나타나며, 이러한 현상을 GDOP 효과라 한다. 이러한 효과를 최소화하여 위치탐지정확도 성능을 향상시키기 위한 방법에 대해 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이격 배치된 센서들의 방위(AOA; Angle of Arrival) 정보를 이용하여 GDOP 효과의 발생 가능성을 추정하고, 위치 추정에서 오차 요인이 되는 센서를 제거하여 GDOP 효과로 인한 성능 저하를 최소화하는 방법에 관한 연구를 수행하였다. 목표물의 위치를 탐지하는 방법들을 연구하고, 각각의 방법들에서 사용되는 알고리즘을 검토하였으며, 각 알고리즘들이 가지고 있는 GDOP 효과를 분석하고 이를 줄이기 위한 방법을 검토하였다. 최종적으로 기존 방법과 GDOP 효과를 최소화 하는 방법을 Matlab을 통해 시뮬레이션을 수행하여 그 결과를 제시하였다.