GPS‑불가능 UAV의 3차원 협동 위치추정 및 DOA 기반 프레임 정합

본 논문은 GPS가 차단된 무인항공기(UAV, 이하 Agent B)가 GPS가 장착된 UAV(Agent A)의 전역 좌표를 실시간으로 방송받고, 자체 관성항법시스템(INS) 프레임에서 도착 방향(DOA) 측정을 수행함으로써 두 프레임 사이의 회전·이동 변환을 추정하는 협동 위치추정 기법을 제시한다. **1) 문제 정의 및 가정** - 두 UAV는 3차원 공간에서 임의의 궤적을 따라 움직이며, Agent A는 전역 좌표계(G)에서 자신의 위치 \(P_A^A(k)\)를 정확히 알고 이를 이산 시간에 방송한다. - Agent B는 INS 프레임(B)에서 자신의 위치 \(P_B^B(k)\)를 측정하고, 동시에 수신된 방송을 이용해 Agent A에 대한 DOA, 즉 방위각 \(\theta(k)\)와 고도각 \(\phi(k)\)를 측정한다. - INS 프레임은 전역 프레임에 대해 일정 시간 구간 동안 고정된 회전 \(R_{BA}\in SO(3)\)와 평행이동 \(T_{BA}\in\mathbb{R}^3\)으로 모델링한다(단, 장기적으로는 드리프트가 누적될 수 있음). - 목표는 \(R_{BA}\)와 \(T_{BA}\)를 추정해 Agent B의 전역 좌표 \(P_B^A(k)=R_{BA}^\top(P_B^B(k)-T_{BA})\)를 복원하는 것이다. **2) 무잡음 경우의 선형 해법** DOA 단위벡터는 구면좌표계에서 \(\hat d(\theta,\phi)=