GPS 공칭 정밀도 ~5m인데 연속 측위 편차는 9cm — 수신기 내부 스무딩 가설 검토
GPS says ~5m accuracy but the fixes agree to 9 cm. Anyone else seen this?
u-blox GPS 수신기를 장착한 소형 로버가 1 Hz로 측위를 수행할 때, position_covariance에 보고되는 수평 1-시그마 오차는 약 5m이다. 그러나 실제 연속 측위값 간 이동량(second difference) 중앙값은 약 0.1m, 최대치도 약 1m에 불과해 백색 가우시안 잡음(white Gaussian noise)을 가정할 때 예상되는 약 14m와 비교하면 약 160배 차이가 난다. 글쓴이는 수신기가 내부적으로 스무딩을 수행해 연속 측위값이 강하게 상관되어 있는 것이 원인이라는 가설을 제시한다. 즉 보고되는 공분산(covariance)은 멀티패스(multipath)를 포함한 절대 오차에 대해서는 유효하지만, 독립 백색 잡음을 전제하는 칼만 필터(Kalman filter)의 가정과는 맞지 않는다는 분석이다. 이 구조적 불일치가 NIS(Normalized Innovation Squared) 값이 0에 수렴하는 현상을 설명한다고 밝혔다.
큐레이터수신기 내부 스무딩으로 인한 시간 상관이 글쓴이 가설대로라면, robot_localization 등 백색 잡음을 전제하는 ROS 융합 패키지에서 제조사 보고 공분산을 그대로 쓰는 것은 필터 일관성을 실질적으로 훼손할 수 있으므로, 자신의 하드웨어·환경에서 second difference 분포를 직접 측정해 잡음 모델을 검증하는 것이 권장된다.
