plane03a.gif GPS Week Number Rollover(WNRO) 문제

 

1. Rollover가 생기는 이유

Z-Count

GPS 위성은 PRN (pseudorandom noise) 코드를 어떻게 발생시키냐에 따라 GPS 시간을 전달하고 계산한다. P 코드는 2개의 짧은 코드인 X1과 X 2를 결합해서 생성된다. 각 위성에서 X1 epoch은 시간을 정확하게 세고 통신하기 위한 편리한 단위이다. 시간을 이러한 방식으로 나타내는 것을 Z-count라 부르며 이것은 총 29 bit 숫자로 주어지고 Time of week 와 GPS week 2개의 부분으로 구성되어 있다.

Time of Week와 GPS week

Time of week(TOW)는19 bit 이진수로 나타내며 이것은 임의의 시점이 각 주의 시작점으로부터 얼마나 경과되었는지를 X1 epoch의 개수로 나타낸 것이다. TOW의 범위는 0 에서 한주가 끝나는 EOW (End of week)에서는 403,199 값을 가진다. 각주의 끝점에서 0으로 그 값이 다시 재지정된다. 지상에서 P 코드 신호를 빠르게 포착하는 것을 돕기 위해 Handover word(HOW) 안에는 17 bit로 구성된 축약된 TOW 가 실려있다. 이 값의 범위는 0 - 100,799이며 이 값에 4를 곱하면 다음 하위프레임의 시작에 해당하는 실제 X1 epoch 값을 계산할 수 있다. Z-count의 10 bit 이진수로 표현되는 GPS week는 1980년 1월 6일 0시으로부터 몇 주가 경과했는가를 나타내는 주 단위의 숫자이다. 그래서 TOW 와 GPS week가 합쳐져서 29 bit Z-count를 형성한다.

현재 GPS week는 항법메세지의 하위 프레임에 포함되어 있는데 10 bit 만이 GPS week 를 표현하는데 사용됨으로 가장 큰 week-number 는 1023(2^10 - 1)이 되고 1023이 지나면 week-number 1024는 프로그램의 modular 연산 때문에 0의 값을 가지게 된다. 1999년 8월 15일에 시작해서 21일에 끝나는 GPS week-number 1023 의 그 다음 주 week number 는 0 이됨으로 수신기는1980년 1월 6일이 시작하는 걸로 오판한다. 항법 메세지에는 년과 주 사이클이 포함되어 있지 않으므로 GPS 수신기는 현재의 GPS week cycle을 알아야 한다. 두번째 사이클은 1999년 8월 22일부터 2019년 4월 7일까지이다(GPS WORLD, 1998. 11).

2. 수신기에 미치는 영향

수신기가 적절히 프로그램 되어있지 않다면 수신기에 두 가지 큰 영향을 주게 된다. 첫째, GPS 수신기가 WNRO 이전의 높은 숫자의 week-number 의 데이터를 WNRO 이후의 낮은 week-number의 데이터로 틀리게 해석할 수도 있다. 이는 위성 위치계산 오류와 상당히 큰 위치오차를 초래할 수 있다. 둘째, 1980년 이래로 Week를 기초로 한 날짜로 제시되는 수신기들은 잘못된 날짜를 생성할 가능성이 있다. 현재 시장에 나와있는 대부분 수신기는 이 문제에 영향을 받지 않는다. 약간의 오래된 수신기에 한해서 그 문제가 발생하며 각 회사의 모델마다 각각 다른 대처방안이 필요하다.

트림블(Trrimble) 제품

트림블이 1978년 사업 시작 후 거의 만대에 가까운 수신기를 수출했다. 이는 수천 개 버젼의 소프트웨어, 펌 웨어와 함께 수백 개의 GPS 제품으로 구성되어 있다. 현제 트림블 제품 생산 라인은 버젼이 변하기 쉬운 소프트웨어, 펌 웨어를 포함하는 GPS 제품 중 150종 이상 포함하고 있다. 그리고 트림블 제품을 세 분류로 나누었다.

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