A-GNSS(Assisted GNSS)

1. A-GNSS(Assisted GNSS)

Assisted GPS(줄여서 A-GPS)는 GPS 시작 속도를 향상시키고, TTFF(Time To First Fix, 처음 인공위성과 데이터 링크가 고정되기까지 소요된 시간)를 줄이기 위한 위성 기반 위치 획득 체계이다. A-GPS는 GPS가 내장된 휴대 전화 혹은 스마트폰에서 주로 사용되며, 미 연방 통신 위원회에 의해 911 응급 통화시 위치를 빠르게 전달하기 위한 목적으로 개발되었다.

 

 

1) 동작원리

S-GPS의 시스템은 현재 위치를 계산하기 위해서 위성의 궤도 정보가 필요하다. 위성 신호의 데이터 속도는 50bps로 매우 느려 일반적으로 시간이 오래 걸린다. S-GPS는 직접 위성에서 이페머리스와 알마낙 등의 궤도 정보를 50bps로 다운로드한다. S-GPS는 대략 30-40초 뒤에 첫 번째 위치를 잡을 수 있다. 모든 데이터를 받기 위해서는 12.5분이 걸린다. 그리고 위성 신호는 이 정보의 취득 중에 에러가 발생하는 경우 사용할 수 없다. 이 경우 S-GPS 시스템은 처음부터 다시 시작해야 한다. Standalone GPS(줄여서 S-GPS)는 GPS 위성의 무선 신호를 이용하여 독립적으로 동작한다. 

A-GPS는 다음의 수단을 이용하여 S-GPS의 문제점을 해결한다.

모바일 단말기와 같이 저가형 안테나 및 수신기로 이루어진 관측 장비의 경우 위 성신호 강도가 약하거나 가시 위성이 많지 않은 경우에 초기 위치를 결정하기까지 수 분의 시간이 소요되는 경우가 있다. A-GNSS 기술은 위성신호 수신이 원활하지않은 지역에서 서버의 보조정보를 수신하여 단말기의 위치결정 정확도를 향상시키고 초기위치결정 시간을 단축하기 위해 개발된 측위기법으로 중앙 서버에서 기준시간, ephemeris, almanac 등 위치 결정을 위한 보조 정보를 생성하고, 단말기와 양방향 통신으로 단말기의 정확한 좌표를 계산한다. A-GNSS를 위한 보정정보의 종류 및 통신 프로토콜의 표준은 별도의 국제 표준 단체에서 정의하고 있다. 모바일 단말기의 A-GPS 기술 적용을 위한 표준 프로토콜을 시작으로 점차 개선되고 있으며 최근에는 GLONASS, Galileo, Beidou 등이 추가된 A-GNSS으로 표준 프로토콜이 개정되었다. 

 

2) 운영모드

GPS 보조의 수단은 두 가지로 분류된다.

 

① MSB(Mobile Station-Based:이동국 기반) - MSB 모드에서 A-GPS의 작동, A-GPS 기기는 A-GPS 보조서버에서 이페머리스, 기준위치, 기준시간 다른 기타 보조 데이터를 받는다. 이러한 데이터의 도움으로 A-GPS 기기는 보이는 위성에서 직접 신호를 받아 위치를 계산한다.

• 이 정보를 이용하여 GPS의 궤도 정보(Almanac)와 천체력 데이터(Ephemeris)를 GPS 수신기에 제공할 수 있으며, 어떤 경우에는 GPS 수신기가 보다 빨리 위성과의 데이터 링크를 고정하도록 해준다.
• 무선네트워크를 통해 정확한 시간을 얻을 수 있다.

② MSA(Mobile Station-Assisted:이동국 지원받음) - MSA 모드에서 A-GPS의 작동, A-GPS 이용이 가능한 기기는 A-GPS 보조서버에서 취득 지원, 기준 시간 및 다른 옵션 보조 데이터를 받는다. 이러한 데이터의 도움으로 A-GPS 기기는 보이는 위성에서 신호를 받고 A-GPS 서버로 데이터를 보낸다. A-GPS 서버는 위치를 계산하고 다시 A-GPS 장치로 보낸다.

• 차후 위치 정보 처리를 위해 대략적인 시간의 정보와 함께 GPS 신호의 스냅샷을 서버에 보관해 둘 수 있다.
• 보조 서버는 양호한 위성 신호 수신이 가능하며, 많은 양의 계산을 수행할 수 있다. 따라서 GPS 수신기가 수신한 약한 신호들도 비교하여 분석 가능하다.
• 기지국을 통한 정확하고, 이미 확정되어 있는 좌표를 이용함으로써 해당 지역 전리층의 상황과 같은 GPS 신호에 영향을 주는 정보를 GPS 수신기 단독으로 사용할 때보다 쉽게 획득할 수 있다. 이를 통해 보다 정확한 위치 계산이 가능하다.