일반기술

위상오차 측정을 통한 디지털 위상 고정 루프

본 기술은 GPS 수신기에서 제공되는 1PPS신호의 오차와 노이즈를 보상하여 인공위성의 기준시간을 제공함으로써 정확하고 안정적인 동작이 가능하도록 한 위상 오차 측정을 통한 디지털 위상 고정루프에 관한 것이다. 일반적으로 기존 DPLL은 저궤도 위성에 사용할 경우 GPS 수신기가 초당 7Km 정도의 이동 속도를 가지므로 시간 오차가 수㎲ 라고 사양서에 제시되어 있지만 실제로 아리랑 1호기에 장착하여 운용한 결과 이보다 많은 오차가 발생하는 문제가 있다. 본 기술은 입력신호가 큰 오차값을 가지고 있더라도 동작 가능한 강인한 DPLL을 구현함으로써 지상용은 물론 위성용으로도 사용 사능한 DPLL을 제공하여 큰 오차가 유기되었을 경우 미리 필터링을 하여 DPLL의 오동작을 방지하고 오차값을 지상으로 전송하여 현재의 오차값도 사후에 보정이 가능하도록 하였다.본 기술은 GPS 1PPS 신호를 UTC에 시간동기 시키는 DPLL에서 GPS 1PPS와 프로세서 내부 1Hz 사이의 오차를 계산하는 위상에러검출기, 위상에러검출기에서 계산된 에러량을 디지털 필터기업을 이용하여 DPLL에 제공될 보상된 1PPS의 지터량을 줄이는 소프트웨어 필터, 소프트웨어 필터에서 보상된 에러만큼을 내부 1Hz를 기준으로 생성시키고 (1Sec +Δ T1)의 카운터 후에 수정된 1PPS가 출력되며 이때의 출력값을 DPLL의 입력단에 인가시키는 에러보상부분으로 이루어진 특징이 있다. 본 기술에 의하면 GPS 1PPS신호의 오차값이 큰 경우에도 안정적인 DPLL 동작이 가능하고, GPS 1PPS와 내부 1Hz값의 차이를 알 수 있으므로 사후 보정이 용이하며, GPS 1PPS신호 상태를 자세히 모니터 할 수 있고 지상에서 각 상태에 따른 동작을 제어할 수 있으며, UTC와 동기된 안정적인 시간정보를 가지고 인공위성을 운용할 수 있으며, GPS 1PPS와 내부 1Hz 오차값을 사전에 줄임으로써 기존 DPLL의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.