KR102287852B1 - Radio positioning system and navigation method for unmanned aerial vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 한 개 이상의 기지국(100); 및 상기 기지국(100)과 무선통신을 수행하는 무인항공기(200);를 포함하는 무인항공기용 전파측위시스템(10)을 제공한다. 상기 기지국(100)은 상기 무인항공기(200)로부터 질의신호를 수신하는 제1수신부(110); 및 상기 수신한 질의신호에 대한 응답신호를 송신하는 응답신호송신부(120);를 포함하여 구성된다. 또한, 상기 무인항공기(200)는 상기 기지국(100)에 질의신호를 송신하는 질의신호송신부(210); 상기 기지국(100)으로부터 응답신호를 수신하는 제2수신부(220); 및 상기 수신한 응답신호의 수신시간을 기초로 산출된 상기 기지국(100)과의 거리를 기반으로 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 상대위치를 측정하는 위치측정부(240);를 포함하여 구성된다.
이에, 본 발명은 무인항공기의 위치측정 정확도를 향상시킬 수 있다.The present invention includes one or more base stations 100; and an unmanned aerial vehicle 200 performing wireless communication with the base station 100; provides a radio positioning system 10 for an unmanned aerial vehicle, including. The base station 100 includes a first receiver 110 for receiving a query signal from the unmanned aerial vehicle 200; and a response signal transmitter 120 for transmitting a response signal to the received query signal. In addition, the unmanned aerial vehicle 200 includes a query signal transmitter 210 for transmitting a query signal to the base station 100 ; a second receiver 220 for receiving a response signal from the base station 100; and a position measuring unit 240 for measuring the relative position of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 based on the distance from the base station 100 calculated based on the reception time of the received response signal; consists of including
Accordingly, the present invention can improve the location measurement accuracy of the unmanned aerial vehicle.

Description

무인항공기용 전파측위시스템 및 무인항공기용 항행방법{RADIO POSITIONING SYSTEM AND NAVIGATION METHOD FOR UNMANNED AERIAL VEHICLE}RADIO POSITIONING SYSTEM AND NAVIGATION METHOD FOR UNMANNED AERIAL VEHICLE

본 발명은 무인항공기용 전파측위시스템 및 무인항공기용 항행방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전파를 사용하여 무인항공기의 위치측정 정확도를 향상시키는 무인항공기용 전파측위시스템 및 무인항공기용 항행방법에 관한 것이다.The present invention relates to a radio positioning system for an unmanned aerial vehicle and a navigation method for an unmanned aerial vehicle, and more particularly, to a radio positioning system for an unmanned aerial vehicle and a navigation method for an unmanned aerial vehicle that use radio waves to improve position measurement accuracy of an unmanned aerial vehicle it's about

기존의 무인항공기는 항법정보를 얻기 위해 대부분 GPS(Global Positioning System)수신기 및 관성측정장치(IMU, Inertial Measurement Unit)를 사용하고 있다. 무인항공기는 GPS수신기를 통해 좌표를 측정할 수 있고 관성측정장치(IMU)를 통해 방향, 속도 등을 측정할 수 있다.Most existing unmanned aerial vehicles use GPS (Global Positioning System) receivers and Inertial Measurement Units (IMUs) to obtain navigation information. The unmanned aerial vehicle can measure coordinates through a GPS receiver and can measure direction and speed through an inertial measurement unit (IMU).

그러나, GPS는 신호교란(Jamming), 허위신호(Spoofing) 또는 음영(Shadow) 등에 의해 위치오차가 발생하여 무인항공기의 항행이 불가능하게 될 수 있고, 관성측정장치(IMU)는 비행시간이 길어질수록 내부 센서 오차들이 누적되어 정확도가 크게 낮아진다.However, in GPS, a position error may occur due to signal jamming, spoofing, or shadow, etc., making navigation of the unmanned aerial vehicle impossible, and the inertial measurement unit (IMU) increases as the flight time increases. Internal sensor errors are accumulated and the accuracy is greatly reduced.

또한, 기존의 무인항공기는 고도제어를 위해 기압계 또는 GPS고도계를 사용하고 있지만, 기압계 또는 GPS고도계는 해수면 기준의 절대고도를 측정하므로 무인항공기의 하방 장애물로부터의 상대 고도를 측정할 수 없어서 무인항공기가 지상 구조물과 충돌할 수 있고, 고도측정오차가 크다.In addition, the existing unmanned aerial vehicle uses a barometer or GPS altimeter for altitude control, but the barometer or GPS altimeter measures the absolute altitude based on sea level, so the relative altitude from the obstacle below the unmanned aerial vehicle cannot be measured. It can collide with ground structures, and the altitude measurement error is large.

이와 관련된 종래기술은 다음과 같다.The related prior art is as follows.

한국등록특허 제10-0742612호는 단절없는 정밀 측위 정보를 필요로 하는 차량 등에 장착되어 여러 오차 환경에 강인한 특성을 갖는 필터를 이용하여 환경에 강건한 측위 정보를 제공할 수 있는 추측 항법과 GPS를 이용한 복합 항법 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 이동체 가속도 측정수단과, 상기 이동체의 회전을 측정하기 위한 이동체 회전 측정 수단과, GPS 수신 수단과, 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.Korea Patent Registration No. 10-0742612 uses dead reckoning and GPS, which can provide robust positioning information to the environment by using a filter that is mounted on a vehicle that requires precision positioning information without interruption and has characteristics that are robust to various error environments. A complex navigation apparatus and method comprising: a moving object acceleration measuring unit; a moving unit rotation measuring unit for measuring the rotation of the moving unit; a GPS receiving unit; and a display unit.

본 발명의 목적은 전파를 사용하여 무인항공기의 위치측정 정확도를 향상시키는 무인항공기용 전파측위시스템 및 무인항공기용 항행방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a radio wave positioning system for an unmanned aerial vehicle and a navigation method for an unmanned aerial vehicle that use radio waves to improve location measurement accuracy of an unmanned aerial vehicle.

본 발명의 다른 목적은 군집항행에 적합한 무인항공기용 전파측위시스템 및 무인항공기용 항행방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a radio positioning system for unmanned aerial vehicles suitable for group navigation and a navigation method for unmanned aerial vehicles.

본 발명의 다른 목적은 저고도 항행에 적합한 무인항공기용 전파측위시스템 및 무인항공기용 항행방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a radio positioning system for an unmanned aerial vehicle suitable for low-altitude navigation and a navigation method for an unmanned aerial vehicle.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 한 개 이상의 기지국(100); 및 상기 기지국(100)과 무선통신을 수행하는 무인항공기(200);를 포함하는 무인항공기용 전파측위시스템(10)을 제공한다.The present invention in order to solve the above problems, one or more base stations 100; and an unmanned aerial vehicle 200 performing wireless communication with the base station 100; provides a radio positioning system 10 for an unmanned aerial vehicle, including.

상기 기지국(100)은 상기 무인항공기(200)로부터 질의신호를 수신하는 제1수신부(110); 및 상기 수신한 질의신호에 대한 응답신호를 송신하는 응답신호송신부(120);를 포함하여 구성된다.The base station 100 includes a first receiver 110 for receiving a query signal from the unmanned aerial vehicle 200; and a response signal transmitter 120 for transmitting a response signal to the received query signal.

상기 무인항공기(200)는 상기 기지국(100)에 질의신호를 송신하는 질의신호송신부(210); 상기 기지국(100)으로부터 응답신호를 수신하는 제2수신부(220); 및 상기 수신한 응답신호의 수신시간을 기초로 산출된 상기 기지국(100)과의 거리를 기반으로 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 상대위치를 측정하는 위치측정부(240);를 포함하여 구성된다.The unmanned aerial vehicle 200 includes a query signal transmitter 210 for transmitting a query signal to the base station 100; a second receiver 220 for receiving a response signal from the base station 100; and a position measuring unit 240 for measuring the relative position of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 based on the distance from the base station 100 calculated based on the reception time of the received response signal; consists of including

일 실시예에서, 상기 기지국(100)은 전방향으로 방위신호를 송신하는 방위신호송신부(130);를 더 포함하고, 상기 제2수신부(220)는 상기 방위신호를 수신하고, 상기 위치측정부(240)는 상기 수신한 방위신호를 기초로 산출된 상기 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 방위를 기반으로 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 상대위치를 측정한다.In one embodiment, the base station 100 further includes a azimuth signal transmitter 130 for transmitting the azimuth signal in all directions, the second receiver 220 receiving the azimuth signal, and the position measuring unit Reference numeral 240 measures the relative position of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 based on the orientation of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 calculated based on the received bearing signal.

일 실시예에서, 상기 방위신호는 버스트 기준신호 및 변조신호를 포함하고, 상기 위치측정부(240)는 상기 버스트 기준신호 및 변조신호를 기초로 상기 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 방위를 산출한다.In one embodiment, the azimuth signal includes a burst reference signal and a modulated signal, and the position measuring unit 240 is configured to control the unmanned aerial vehicle 200 for the base station 100 based on the burst reference signal and the modulated signal. Calculate the bearing.

일 실시예에서, 상기 방위신호송신부(130)는 한 개 이상의 안테나를 포함하여 구성되고, 적어도 하나의 상기 안테나는 상기 방위신호송신부(130)의 전파도달반경 및 상기 무인항공기(200)의 고도를 기초로 산출된 각도로 기울어져 설치된다.In one embodiment, the azimuth signal transmitter 130 is configured to include one or more antennas, and at least one antenna measures the radio wave arrival radius of the azimuth signal transmitter 130 and the altitude of the unmanned aerial vehicle 200 . It is installed at an angle calculated by the foundation.

일 실시예에서, 상기 무인항공기(200)는 주변 물체와의 거리를 측정하기 위한 전파를 송신하는 전파송신부(230);를 더 포함하고, 상기 제2수신부(220)는 상기 전파가 주변 물체에서 반사된 반사파를 수신하고, 상기 위치측정부(240)는 상기 수신한 반사파를 기초로 산출된 주변 물체와의 거리를 기반으로 무인항공기(200)의 상대고도를 측정한다.In an embodiment, the unmanned aerial vehicle 200 further includes a radio wave transmitter 230 for transmitting a radio wave for measuring a distance to a surrounding object, and the second receiver 220 is configured to transmit the radio wave from the surrounding object. The reflected reflected wave is received, and the position measuring unit 240 measures the relative altitude of the unmanned aerial vehicle 200 based on the distance to the surrounding object calculated based on the received reflected wave.

일 실시예에서, 상기 무인항공기(200)는 한 개 이상의 안테나를 포함하여 구성되고, 적어도 하나의 상기 안테나는 수직편파를 가지도록 형성된다.In one embodiment, the unmanned aerial vehicle 200 is configured to include one or more antennas, and at least one antenna is formed to have a vertical polarization.

일 실시예에서, 상기 질의신호 및 응답신호의 길이 또는 송신지연시간은 상기 기지국(100)의 전파도달반경 내에서 운행하는 무인항공기(200)의 개수에 따라 설정된다.In one embodiment, the length or transmission delay time of the inquiry signal and the response signal is set according to the number of unmanned aerial vehicles 200 operating within the radio wave arrival radius of the base station 100 .

일 실시예에서, 상기 기지국(100) 및 무인항공기(200)는 무인항공기(200) 전용 주파수대역에서 상기 통신을 수행한다.In an embodiment, the base station 100 and the unmanned aerial vehicle 200 perform the communication in a frequency band dedicated to the unmanned aerial vehicle 200 .

일 실시예에서, 상기 응답신호 및 질의신호에 대한 송수신과 상기 방위신호에 대한 송수신은 서로 다른 주파수대역에서 수행된다.In an embodiment, transmission and reception of the response signal and the inquiry signal and transmission/reception of the azimuth signal are performed in different frequency bands.

일 실시예에서, 상기 무인항공기(200)는 절대위치를 측정하는 GPS수신기를 더 포함하고, 상기 위치측정부(240)는 상기 절대위치가 측정되지 않거나 측정이 잘못된 경우에 상기 상대위치를 측정한다.In one embodiment, the unmanned aerial vehicle 200 further includes a GPS receiver for measuring an absolute position, and the position measuring unit 240 measures the relative position when the absolute position is not measured or the measurement is incorrect. .

일 실시예에서, 상기 무인항공기(200)는 절대위치를 측정하는 GPS수신기를 더 포함하고, 상기 위치측정부(240)는 상기 절대위치 및 상기 상대위치를 기초로 무인항공기(200)의 위치를 측정한다.In one embodiment, the unmanned aerial vehicle 200 further includes a GPS receiver for measuring an absolute position, and the position measuring unit 240 determines the position of the unmanned aerial vehicle 200 based on the absolute position and the relative position. measure

또한 상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 기지국(100)에 질의신호를 송신하고 상기 기지국(100)으로부터 응답신호를 수신하며 상기 수신한 응답신호의 수신시간을 기초로 상기 기지국(100)과의 거리를 측정하는 거리측정단계(S310); 상기 기지국(100)으로부터 전방향으로 송신된 방위신호를 수신하고 상기 수신한 방위신호를 기초로 상기 기지국(100)에 대한 방위를 측정하는 방위측정단계(S320); 상기 측정된 거리 및 방위를 기초로 상기 기지국(100)에 대한 상대위치를 측정하는 위치측정단계(S340); 및 상기 측정된 상대위치를 기초로 무인항공기(200)의 이동방향 및 이동속도 중 적어도 하나를 제어하는 제어단계(S350);를 포함하는 무인항공기용 항행방법(300)을 제공한다.In addition, in order to solve the above-described problem, the present invention transmits a query signal to the base station 100 and receives a response signal from the base station 100, and the base station 100 and the base station 100 based on the reception time of the received response signal. A distance measuring step of measuring the distance of (S310); an azimuth measurement step (S320) of receiving the azimuth signal transmitted in the omni-direction from the base station 100 and measuring the azimuth with respect to the base station 100 based on the received azimuth signal; a position measuring step of measuring a relative position with respect to the base station 100 based on the measured distance and orientation (S340); and a control step (S350) of controlling at least one of a moving direction and a moving speed of the unmanned aerial vehicle 200 based on the measured relative position.

본 발명의 실시예에 따르면, 무인항공기(200)와 기지국(100) 간에 질의신호 및 응답신호를 교환하고 무인항공기(200)가 응답신호의 수신시간을 기초로 산출된 기지국(100)과의 거리를 기반으로 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 상대위치를 측정할 수 있다. 따라서, 무인항공기의 위치측정 정확도가 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a distance from the base station 100 calculated based on the time the unmanned aerial vehicle 200 and the base station 100 exchanges an inquiry signal and a response signal, and the unmanned aerial vehicle 200 receives the response signal Based on , the relative position of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 may be measured. Accordingly, the location measurement accuracy of the unmanned aerial vehicle may be improved.

본 발명의 실시예에 따르면, 기지국(100)이 전방향으로 방위신호를 송신하고 무인항공기(200)가 방위신호를 수신하고 수신한 방위신호를 기초로 기지국(100)에 대한 방위를 산출하고 산출된 방위를 기반으로 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 상대위치를 측정할 수 있다. 따라서, 무인항공기(200)의 위치측정 정확도가 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the base station 100 transmits an azimuth signal in all directions, the unmanned aerial vehicle 200 receives the azimuth signal, and calculates and calculates the azimuth for the base station 100 based on the received azimuth signal. The relative position of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 may be measured based on the azimuth. Accordingly, the location measurement accuracy of the unmanned aerial vehicle 200 may be improved.

본 발명의 실시예에 따르면, 위치측정부(240)는 버스트 기준신호 및 변조신호를 기초로 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 방위를 산출할 수 있다. 따라서, 무인항공기(200)의 위치를 신속하고 정확하게 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the position measuring unit 240 may calculate the orientation of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 based on the burst reference signal and the modulated signal. Accordingly, the position of the unmanned aerial vehicle 200 can be quickly and accurately measured.

본 발명의 실시예에 따르면, 방위신호송신부(130)의 적어도 하나의 안테나가 방위신호송신부(130)의 전파도달반경(a) 및 무인항공기(200)의 고도(b)를 기초로 산출된 각도로 기울어져 설치될 수 있다. 따라서, 무인항공기(200)가 방위신호를 저비용으로 효과적으로 수신할 수 있고 무인항공기(200)의 위치측정 정확도가 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, at least one antenna of the azimuth signal transmitter 130 is an angle calculated based on the radio wave arrival radius (a) of the azimuth signal transmitter 130 and the altitude (b) of the unmanned aerial vehicle 200 . It can be installed tilted. Accordingly, the unmanned aerial vehicle 200 may effectively receive the azimuth signal at a low cost, and the location measurement accuracy of the unmanned aerial vehicle 200 may be improved.

본 발명의 실시예에 따르면, 위치측정부(240)가 전파송신부(230)에 의해 송신되어 주변 물체에서 반사된 반사파를 기초로 주변 물체와의 거리를 산출하고 산출된 주변 물체와의 거리를 기반으로 무인항공기(200)의 상대고도를 측정할 수 있다. 따라서, 고도측정오차가 작아지므로 고도측정 정확성이 향상되며 주변 물체와의 충돌을 방지하여 저고도 항행을 안전하게 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the position measuring unit 240 calculates the distance to the surrounding object based on the reflected wave transmitted by the radio wave transmitter 230 and reflected from the surrounding object, and based on the calculated distance to the surrounding object to measure the relative altitude of the unmanned aerial vehicle 200 . Therefore, since the altitude measurement error is reduced, the altitude measurement accuracy is improved, and it is possible to safely perform low-altitude navigation by preventing collision with surrounding objects.

본 발명의 실시예에 따르면, 무인항공기(200)의 안테나가 수직편파를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 무인항공기(200)는 질의신호 등을 수직편파로 송신할 수 있으므로 지상에 인접한 저고도 항행 시에도 질의신호 등을 기지국(100)에 안정적으로 송신하여 위치측정을 신속하고 정확하게 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the antenna of the unmanned aerial vehicle 200 may be formed to have a vertical polarization. Accordingly, since the unmanned aerial vehicle 200 can transmit the inquiry signal in a vertical polarization, it can stably transmit the inquiry signal to the base station 100 even during low-altitude navigation adjacent to the ground to quickly and accurately perform position measurement.

본 발명의 실시예에 따르면, 질의신호 및 응답신호의 길이 또는 송신지연시간이 기지국(100)의 전파도달반경 내에서 운행하는 무인항공기(200)의 개수에 따라 설정될 수 있다. 따라서, 무인항공기(200)가 군집하여 항행하더라도 각 무인항공기(200)의 위치를 정확하고 정교하게 측정할 수 있고 무인항공기(200) 간의 충돌을 효과적으로 방지할 수 있으며 하나의 기지국(100) 당 거리측위가 수행되는 무인항공기(200)의 개수가 증가할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the length or transmission delay time of the inquiry signal and the response signal may be set according to the number of unmanned aerial vehicles 200 operating within the radio wave arrival radius of the base station 100 . Therefore, even if the unmanned aerial vehicle 200 is traveling in a group, the position of each unmanned aerial vehicle 200 can be accurately and precisely measured, collisions between the unmanned aerial vehicles 200 can be effectively prevented, and the distance per base station 100 can be effectively prevented. The number of unmanned aerial vehicles 200 on which positioning is performed may increase.

본 발명의 실시예에 따르면, 기지국(100) 및 무인항공기(200)가 무인항공기(200) 전용 주파수대역에서 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 무분별한 주파수 사용에 의한 신호 간섭을 방지하여 무인항공기의 위치측정이 신속하고 정확하게 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the base station 100 and the unmanned aerial vehicle 200 may perform communication in a frequency band dedicated to the unmanned aerial vehicle 200 . Therefore, the location measurement of the unmanned aerial vehicle can be performed quickly and accurately by preventing signal interference due to indiscriminate use of frequencies.

본 발명의 실시예에 따르면, 응답신호 및 질의신호에 대한 송수신과 방위신호에 대한 송수신은 서로 다른 주파수대역에서 수행될 수 있다. 따라서, 거리측정을 위한 장비와 방위측정을 위한 장비를 분리하여 제조할 수 있으므로 구조가 단순화되어 제조비용이 절감될 수 있고, 거리측정 또는 방위측정 중에서 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있으므로 기지국(100)의 제조 및 유지 관리 비용이 절감될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, transmission/reception of a response signal and an inquiry signal and transmission/reception of a azimuth signal may be performed in different frequency bands. Therefore, since the equipment for measuring the distance and the equipment for measuring the orientation can be manufactured separately, the structure is simplified and the manufacturing cost can be reduced, and since any one of the distance measurement and the orientation measurement can be selectively used, the base station 100 manufacturing and maintenance costs can be reduced.

본 발명의 실시예에 따르면, 위치측정부(240)가 GPS수신기를 통해 절대위치가 측정되지 않거나 측정이 잘못된 경우에 기지국(100)에 대한 상대위치를 측정할 수 있다. 따라서, 무인항공기의 위치측정이 끊김없이 안정적으로 수행될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the position measuring unit 240 can measure the relative position with respect to the base station 100 when the absolute position is not measured or the measurement is incorrect through the GPS receiver. Accordingly, the location measurement of the unmanned aerial vehicle may be continuously and stably performed.

본 발명의 실시예에 따르면, 위치측정부(240)가 GPS수신기를 통해 측정된 절대위치 및 기지국(100)에 대한 상대위치를 기초로 무인항공기(200)의 위치를 측정함으로써, 무인항공기의 위치측정 정확도가 더욱 향상될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the position measuring unit 240 measures the position of the unmanned aerial vehicle 200 based on the absolute position measured through the GPS receiver and the relative position with respect to the base station 100, thereby the position of the unmanned aerial vehicle Measurement accuracy can be further improved.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the invention below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기용 전파측위시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국을 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국을 나타낸 평면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국에서 송신되는 변조신호를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 각각 도 4 및 도 5의 변조신호가 송신될 경우에 안테나의 전파방사패턴을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국에서 이중 변조신호가 송신될 경우에 안테나의 전파방사패턴을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 내부에 설치된 안테나가 기울어진 각도를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기를 나타낸 블록구성도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기(200)의 전방향 안테나 특성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 산출방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기가 수신하는 이중 변조신호를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 방위 산출방법을 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기의 항행방법을 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시례에 따른 무인항공기용 항행방법을 나타낸 순서도이다.1 is a view showing a radio positioning system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a base station according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view illustrating a base station according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams illustrating a modulated signal transmitted from a base station according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams illustrating a radio wave radiation pattern of an antenna when the modulated signal of FIGS. 4 and 5 is transmitted, respectively.
8 and 9 are diagrams illustrating a radio wave radiation pattern of an antenna when a double modulated signal is transmitted from a base station according to an embodiment of the present invention.
10 is a view illustrating an angle at which an antenna installed inside a base station is inclined according to an embodiment of the present invention.
11 is a block diagram illustrating an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing the omni-directional antenna characteristics of the unmanned aerial vehicle 200 according to an embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a distance calculation method according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram illustrating a double modulation signal received by an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram illustrating a direction calculation method according to an embodiment of the present invention.
16 is a diagram illustrating a navigation method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
17 is a flowchart illustrating a navigation method for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and various changes may be made and may be implemented in various different forms. Only the present embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention and to fully inform those of ordinary skill in the scope of the invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and all changes and equivalents included in the technical spirit and scope of the present invention as well as substituting or adding the configuration of any one embodiment and the configuration of other embodiments to each other or substitutes.

첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.The accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes and equivalents included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include water or substitutes. In the drawings, in consideration of the convenience of understanding, the size or thickness may be exaggeratedly large or small, but the protection scope of the present invention should not be construed as being limited thereto.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments or examples, and are not intended to limit the present invention. And singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the specification, terms such as includes, consists of, etc. are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist. That is, in the specification, terms such as include and consist of. It should be understood that this does not preclude the possibility of addition or existence of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

이하의 실시예들에서 개시되는 무인항공기용 전파측위시스템 및 무인항공기용 항행방법에 대해 각 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.A radio positioning system for an unmanned aerial vehicle and a navigation method for an unmanned aerial vehicle disclosed in the following embodiments will be described in more detail with reference to each drawing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기용 전파측위시스템을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a radio positioning system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 무인항공기용 전파측위시스템(10)은 기지국(100) 및 무인항공기(200)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1 , a radio positioning system 10 for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment includes a base station 100 and an unmanned aerial vehicle 200 .

기지국(100)은 한 개 이상 배치될 수 있고 무인항공기(200)와 전파를 이용하여 무선통신할 수 있다. 또한, 기지국(100)은 설치 및 운영의 편의성을 위해 이동형 형상으로 설계될 수 있다.One or more base stations 100 may be disposed and may perform wireless communication with the unmanned aerial vehicle 200 using radio waves. In addition, the base station 100 may be designed in a movable shape for convenience of installation and operation.

기지국(100)은 무인항공기(200)가 기지국(100)으로부터의 거리 및/또는 기지국(100)에 대한 방위(bearing)를 측정할 수 있도록 무인항공기(200)에 전파신호를 전송할 수 있다.The base station 100 may transmit a radio signal to the unmanned aerial vehicle 200 so that the unmanned aerial vehicle 200 can measure a distance from the base station 100 and/or a bearing with respect to the base station 100 .

여기에서, 기지국(100)에 대한 방위는 예를 들면, 기지국(100)의 위치를 기준으로 기지국(100)의 자북방향으로부터 무인기(200) 위치까지의 회전각을 의미할 수 있다.Here, the orientation with respect to the base station 100 may mean, for example, a rotation angle from the magnetic north direction of the base station 100 to the position of the unmanned aerial vehicle 200 based on the position of the base station 100 .

무인항공기(200)는 기지국(100)과 전파를 이용하여 무선통신할 수 있다. 무인항공기(200)는 기지국(100)으로부터의 전파신호를 수신하여 기지국(100)으로부터의 거리 및/또는 기지국(100)에 대한 방위를 측정할 수 있다.The unmanned aerial vehicle 200 may wirelessly communicate with the base station 100 using radio waves. The unmanned aerial vehicle 200 may receive a radio signal from the base station 100 and measure a distance from the base station 100 and/or an orientation with respect to the base station 100 .

또한, 무인항공기(200)는 하방으로 전파를 송신하고 반사파를 수신하여 지상물체로부터의 상대고도를 측정할 수 있다.In addition, the unmanned aerial vehicle 200 may measure the relative altitude from the ground object by transmitting a radio wave downward and receiving a reflected wave.

[기지국][base station]

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국을 나타낸 블록구성도이다.2 is a block diagram illustrating a base station according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 기지국(100)은 제1수신부(110), 응답신호송신부(120), 방위신호송신부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the base station 100 according to an embodiment may include a first receiver 110 , a response signal transmitter 120 , and a direction signal transmitter 130 .

[제1수신부][First Receiver]

제1수신부(110)는 무인항공기(200)로부터 질의신호를 수신할 수 있다.The first receiver 110 may receive a query signal from the unmanned aerial vehicle 200 .

[응답신호송신부][Response signal transmitter]

응답신호송신부(120)는 제1수신부(110)와 연결될 수 있고, 제1수신부(110)에서 수신한 질의신호에 대한 응답신호를 무인항공기(200)에 송신할 수 있다.The response signal transmitter 120 may be connected to the first receiver 110 , and may transmit a response signal to the query signal received by the first receiver 110 to the unmanned aerial vehicle 200 .

기지국(100)은 제1수신부(110)가 무인항공기(200)로부터 질의신호를 수신하고 응답신호송신부(120)가 무인항공기(200)에 응답신호를 송신하게 하기 위해 내부에 다이폴 전방향 안테나를 포함하여 구성될 수 있다. 이 때에, 상기 다이폴 전방향 안테나의 주엽은 전방향을 가지도록 형성될 수 있다. 기지국(100)의 질의신호 수신 및 응답신호 송신과 관련된 사항은 후술한다.The base station 100 includes a dipole omni-directional antenna inside so that the first receiver 110 receives a query signal from the unmanned aerial vehicle 200 and the response signal transmitter 120 transmits a response signal to the unmanned aerial vehicle 200 . may be included. At this time, the main lobe of the dipole omnidirectional antenna may be formed to have an omnidirectional direction. Matters related to the reception of the inquiry signal and transmission of the response signal of the base station 100 will be described later.

[방위신호송신부][Defense signal transmitter]

방위신호송신부(130)는 전방향으로 방위신호를 송신할 수 있다. 이와 관련하여, 도 3 내지 도 7을 살펴본다.The azimuth signal transmitter 130 may transmit azimuth signals in all directions. In this regard, look at FIGS. 3 to 7 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국을 나타낸 평면도이다.3 is a plan view illustrating a base station according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 기지국(100)은 예를 들면, 직경 50cm의 원반형태에 해당할 수 있다. 방위신호송신부(130)는 기지국(100)의 둘레를 따라 내측에 등각도 간격으로 배열된 안테나를 포함하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 방위신호송신부(130)는 도 3과 같이, 10도 간격으로 배치된 36개의 평면형 안테나를 포함하여 구성될 수 있다. 이 때에, 순서대로 배열된 1번부터 36번 안테나 중에서 1번 안테나가 자북(magnetic north)을 향하도록 배치될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the base station 100 according to an embodiment may correspond to, for example, a disk shape having a diameter of 50 cm. The azimuth signal transmitter 130 may be configured to include antennas arranged at equal angular intervals on the inside along the circumference of the base station 100 . For example, the orientation signal transmitter 130 may be configured to include 36 planar antennas arranged at intervals of 10 degrees, as shown in FIG. 3 . In this case, the first antenna among the first to 36 antennas arranged in order may be disposed to face magnetic north.

또한, 방위신호송신부(130)는 예를 들면, 방위신호 변조기를 포함되어 구성될 수 있다. 여기에서, 방위신호 변조기는 예를 들면, 15 Hz 의 사인파 변조신호(이하, 변조신호) 또는 15 Hz와 135 Hz 의 사인파 이중 변조신호(이하, 이중 변조신호)를 생성할 수 있다.In addition, the orientation signal transmitter 130 may be configured to include, for example, an orientation signal modulator. Here, the azimuth signal modulator may generate, for example, a sine wave modulated signal of 15 Hz (hereinafter, modulated signal) or a sine wave modulated signal of 15 Hz and 135 Hz (hereinafter, a dual modulated signal).

36개의 평면형 안테나 및 방위신호 변조기는 서로 다른 위상의 변조신호를 전방향으로 송신할 수 있다. 기지국(100)의 안테나에서 송신되는 변조신호와 관련하여 도 4 내지 도 9를 살펴본다.36 planar antennas and azimuth signal modulators can transmit modulated signals of different phases in all directions. Referring to FIGS. 4 to 9 in relation to the modulated signal transmitted from the antenna of the base station 100 .

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국에서 송신되는 변조신호를 나타낸 도면이다.4 and 5 are diagrams illustrating a modulated signal transmitted from a base station according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 기지국(100)의 방위신호송신부(130)는 예를 들면, 15 Hz의 사인파 신호를 변조하여 송신할 수 있고, 기지국(100)의 둘레를 따라 배치된 36개의 안테나 별로 서로 다른 위상의 변조신호가 송신될 수 있다.4 and 5 , the azimuth signal transmitter 130 of the base station 100 according to an embodiment may modulate and transmit, for example, a sine wave signal of 15 Hz, and transmit the perimeter of the base station 100 . Modulated signals of different phases may be transmitted for each of the 36 antennas disposed along the lines.

구체적으로, 0 초일 때에는 도 4와 같이, 1번 안테나에 포시티브 최대변조, 10번 및 28번 안테나는 제로변조, 19번 안테나에는 네가티브 최대변조가 되어 변조신호가 송신될 수 있다. 1/4 주기인 16.7ms 이후에는 도 5와 같이, 10번 안테나에 포지티브 최대변조, 19번 및 1번 안테나는 제로변조, 28번 안테나에는 네가티브 최대변조가 되어 변조신호가 송신될 수 있다.Specifically, at 0 seconds, as shown in FIG. 4 , positive maximum modulation is performed on antenna 1, zero modulation is performed on antennas 10 and 28, and negative maximum modulation is performed on antenna 19, so that a modulated signal can be transmitted. After 16.7 ms, which is a quarter period, as shown in FIG. 5 , positive maximum modulation is performed on antenna 10, zero modulation is performed on antennas 19 and 1, and negative maximum modulation is performed on antenna 28, so that a modulated signal can be transmitted.

도 6 및 도 7은 각각 도 4 및 도 5의 변조신호가 송신될 경우에 안테나의 전파방사패턴을 나타낸 도면이다.6 and 7 are diagrams illustrating a radio wave radiation pattern of an antenna when the modulated signal of FIGS. 4 and 5 is transmitted, respectively.

도 6을 참조하면, 도 4의 변조신호가 송신될 경우에(0초일 때) 1번 안테나에서는 최대전력이 방사되고 19번 안테나에서는 최소전력이 방사될 수 있다.Referring to FIG. 6 , when the modulated signal of FIG. 4 is transmitted (at 0 seconds), the maximum power may be radiated from the first antenna and the minimum power may be radiated from the 19th antenna.

도 7을 참조하면, 도 5의 변조신호가 송신될 경우에(1/4 주기인 16.7ms 경과 후) 10번 안테나에서는 최대전력이 방사되고 28번 안테나에서는 최소전력이 방사될 수 있다.Referring to FIG. 7 , when the modulated signal of FIG. 5 is transmitted (after 16.7 ms, which is a quarter cycle), the maximum power may be radiated from the 10th antenna and the minimum power may be radiated from the 28th antenna.

즉, 기지국(100)에 포함된 안테나의 방사패턴은 시간 경과에 따라 시계방향으로 회전하고, 매 66.7mS 마다 1번 안테나에서 최대전력이 방사될 수 있다. 변조신호가 36개의 안테나로 교번하면서 인접 안테나로 위상이 넘어갈 때에는 방사단절 없이 선형적인 가감쇄 현상이 발생될 수 있다.That is, the radiation pattern of the antenna included in the base station 100 rotates clockwise over time, and the maximum power may be radiated from the first antenna every 66.7 mS. When a modulated signal alternates with 36 antennas and the phase is transferred to an adjacent antenna, linear addition/decrease phenomenon may occur without radiation interruption.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국에서 이중 변조신호가 송신될 경우에 안테나의 전파방사패턴을 나타낸 도면이다.8 and 9 are diagrams illustrating a radio wave radiation pattern of an antenna when a double modulated signal is transmitted from a base station according to an embodiment of the present invention.

도 8 및 도 9를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 기지국(100)의 방위신호송신부(130)는 예를 들면, 15 Hz 와 15 Hz 보다 9배 큰 135 Hz 로 사인파를 이중 변조하여 송신할 수 있고, 기지국(100)의 둘레를 따라 배치된 36개의 안테나 별로 서로 다른 위상으로 이중 변조신호가 송신되어 방사패턴이 복잡해질 수 있다. 여기에서, 이중 변조신호는 주파수가 작은 (예컨대, 15Hz의) 변조신호(이하, 제1변조신호)와 주파수가 큰 (예컨대, 135Hz의) 변조신호(이하, 제2변조신호)가 결합된 신호에 해당할 수 있다.8 and 9, the azimuth signal transmitter 130 of the base station 100 according to another embodiment transmits by double-modulating a sine wave at, for example, 15 Hz and 135 Hz, which is 9 times greater than 15 Hz. Also, the radiation pattern may be complicated because the double modulated signal is transmitted in different phases for each of the 36 antennas disposed along the circumference of the base station 100 . Here, the double modulated signal is a signal in which a modulated signal having a low frequency (eg, of 15 Hz) (hereinafter, a first modulated signal) and a modulated signal having a high frequency (eg, of 135 Hz) (hereinafter, a second modulated signal) are combined. may correspond to

도 8 및 도 9에서, 제1변조신호의 한 주기가 도 6 및 도 7과 같이 360도를 형성하므로 해당하므로 제1변조신호보다 진동수가 9배 큰 제2변조신호의 한 주기는 40도를 형성할 수 있다. 따라서, 도 8 및 도 9의 전파방사패턴에서 하나의 마루에서 다음 마루까지의 각도차는 40도에 해당할 수 있다.8 and 9, one cycle of the first modulated signal forms 360 degrees as shown in FIGS. 6 and 7, and therefore corresponds to one cycle of the second modulated signal having a frequency 9 times greater than that of the first modulated signal is 40 degrees. can be formed Accordingly, in the radio wave radiation patterns of FIGS. 8 and 9 , the angle difference from one peak to the next may correspond to 40 degrees.

방위신호송신부(130)가 송신하는 방위신호에는 변조신호 외에 버스트 기준신호가 포함될 수 있다. 버스트 기준신호는 예를 들면 15 Hz의 버스트 자북기준신호(이하, NRB, North Reference Burst)를 포함할 수 있다. NRB의 주기 또는 진동수는 제1변조신호의 주기 또는 진동수와 동일하게 설정될 수 있다. NRB는 예를 들면, 12개의 펄스쌍(pulse pair)으로 구성될 수 있고, 제1변조신호에 대한 방사패턴의 최대값이 정동쪽을 향할 때마다 송신될 수 있다.The azimuth signal transmitted by the azimuth signal transmitter 130 may include a burst reference signal in addition to the modulated signal. The burst reference signal may include, for example, a 15 Hz burst magnetic north reference signal (hereinafter, NRB, North Reference Burst). The period or frequency of the NRB may be set to be the same as the period or frequency of the first modulated signal. The NRB may be composed of, for example, 12 pulse pairs, and may be transmitted whenever the maximum value of the radiation pattern for the first modulated signal is directed to the east.

또한, 버스트 기준신호는 예를 들면 15 Hz 보다 9 배 큰 135 Hz의 버스트 보조기준신호(이하, ARB, Auxiliary Reference Burst)를 포함할 수 있다. ARB의 주기 또는 진동수는 제2변조신호의 주기 또는 진동수와 동일하게 설정될 수 있다. ARB는 NRB와 유사한 신호로 형성될 수 있고, 예를 들면, 방사패턴의 지역적 최대값이 정동쪽을 향할 때마다 송신될 수 있다.In addition, the burst reference signal may include, for example, a burst auxiliary reference signal (hereinafter referred to as ARB, Auxiliary Reference Burst) of 135 Hz, which is 9 times greater than 15 Hz. The period or frequency of the ARB may be set to be the same as the period or frequency of the second modulated signal. The ARB may be formed of a signal similar to the NRB, and may be transmitted, for example, whenever the local maximum of the radiation pattern is directed towards the east.

버스트 기준신호와 관련하여 후술한다.The burst reference signal will be described later.

방위신호송신부(130)는 전술한 바와 같이 한 개 이상의 안테나를 포함하여 구성될 수 있고 적어도 하나의 안테나는 방위신호송신부(130)의 전파도달반경 및 무인항공기(200)의 고도를 기초로 산출된 각도로 기울어져 설치될 수 있다. 이와 관련하여 도 10을 살펴본다.The orientation signal transmitter 130 may be configured to include one or more antennas as described above, and at least one antenna is calculated based on the radio wave arrival radius of the orientation signal transmitter 130 and the altitude of the unmanned aerial vehicle 200 . It can be installed at an angle. In this regard, look at FIG. 10 .

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국 내부에 설치된 안테나가 기울어진 각도를 나타낸 도면이다.10 is a view illustrating an angle at which an antenna installed inside a base station is inclined according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 기지국(100)의 방위신호송신부(130)에 포함된 적어도 하나의 안테나는 방위신호송신부(130)의 전파도달반경(a) 및 무인항공기(200)의 고도(b)를 기초로 산출된 각도로 기울어진 상태로 기지국(100) 내부에 설치될 수 있다.Referring to FIG. 10 , at least one antenna included in the azimuth signal transmitter 130 of the base station 100 according to an embodiment includes a radio wave arrival radius a of the azimuth signal transmitter 130 and an unmanned aerial vehicle 200 . It may be installed inside the base station 100 in a tilted state at an angle calculated based on the altitude b.

여기에서, 전파도달반경(a)은 방위신호송신부(130)에서 송신하는 방위신호가 무인항공기(200)에 정상적으로 도달하는 수평거리에 해당할 수 있고 무인항공기(200)의 고도(b)는 무인항공기(200)가 통상적으로 항행하는 고도에 해당할 수 있다.Here, the radio wave arrival radius (a) may correspond to the horizontal distance at which the azimuth signal transmitted from the azimuth signal transmitter 130 normally reaches the unmanned aerial vehicle 200, and the altitude (b) of the unmanned aerial vehicle 200 is the unmanned aerial vehicle 200 . It may correspond to the altitude at which the aircraft 200 normally navigates.

예를 들면, 방위신호송신부(130)의 안테나는

Figure 112019134406136-pat00001
의 각도로 무인항공기(200)를 향해 안테나의 상부가 기지국(100) 내측으로 기울어져 설치될 수 있다. 방위신호송신부(130)의 전파도달반경(a)이 1km이고 무인항공기(200)의 고도가 일반적으로 50m라면 안테나는 수평면으로부터 3도 정도 안테나의 상부가 기지국(100) 내측으로 기울어져 설치될 수 있다.For example, the antenna of the azimuth signal transmitter 130 is
Figure 112019134406136-pat00001
The upper portion of the antenna toward the unmanned aerial vehicle 200 at an angle of may be installed inclined toward the inside of the base station 100 . If the radio wave arrival radius (a) of the azimuth signal transmitter 130 is 1 km and the altitude of the unmanned aerial vehicle 200 is generally 50 m, the antenna can be installed with the upper part of the antenna inclined to the inside of the base station 100 by about 3 degrees from the horizontal plane. there is.

이와 같이, 방위신호송신부(130)의 적어도 하나의 안테나가 방위신호송신부(130)의 전파도달반경(a) 및 무인항공기(200)의 고도(b)를 기초로 산출된 각도로 기울어져 설치됨으로써, 무인항공기(200)가 방위신호를 저비용으로 효과적으로 수신할 수 있고 무인항공기(200)의 위치측정 정확도가 향상될 수 있다.In this way, at least one antenna of the orientation signal transmitter 130 is installed inclined at an angle calculated based on the radio wave arrival radius (a) of the orientation signal transmitter 130 and the altitude (b) of the unmanned aerial vehicle 200 . , the unmanned aerial vehicle 200 can effectively receive the azimuth signal at low cost, and the positioning accuracy of the unmanned aerial vehicle 200 can be improved.

[무인항공기][Unmanned aerial vehicle]

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기를 나타낸 블록구성도이다.11 is a block diagram illustrating an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 무인항공기(200)는 질의신호송신부(210), 제2수신부(220), 전파송신부(230), 위치측정부(240) 및 제어부(250)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 11 , the unmanned aerial vehicle 200 according to an embodiment includes an inquiry signal transmitter 210 , a second receiver 220 , a radio wave transmitter 230 , a location measurement unit 240 , and a controller 250 . can be configured.

[질의신호송신부][Question signal transmitter]

질의신호송신부(210)는 기지국(100)에 질의신호를 송신할 수 있다.The inquiry signal transmitter 210 may transmit an inquiry signal to the base station 100 .

[제2수신부][Second Receiver]

제2수신부(220)는 기지국(100)으로부터 응답신호를 수신할 수 있다.The second receiver 220 may receive a response signal from the base station 100 .

질의신호 및 응답신호에 관하여 구체적인 사항은 후술한다.Specific details regarding the inquiry signal and the response signal will be described later.

무인항공기(200)는 질의신호 송신 및 응답신호 수신을 위해 무인항공기(200)의 하부에 설치되는 전방향 안테나를 포함하여 구성될 수 있다. 전방향 안테나와 관련하여 도 12를 살펴본다.The unmanned aerial vehicle 200 may be configured to include an omni-directional antenna installed under the unmanned aerial vehicle 200 for transmitting an inquiry signal and receiving a response signal. Referring to FIG. 12 in relation to the omni-directional antenna.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기(200)의 전방향 안테나 특성을 나타낸 도면이다.12 is a view showing the omni-directional antenna characteristics of the unmanned aerial vehicle 200 according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 무인항공기(200)의 전방향 안테나는 무인항공기(200)가 기울어진 상태에서도 통신이 가능하도록 원반형의 빔패턴형상을 가지도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 12 , the omnidirectional antenna of the unmanned aerial vehicle 200 according to an embodiment may be formed to have a disk-shaped beam pattern shape to enable communication even when the unmanned aerial vehicle 200 is tilted.

또한, 도 12에 도시되지 않았지만, 무인항공기(200)의 전방향 안테나는 지상에서 전파 효과가 우수한 수직편파를 가지도록 형성될 수 있다.Also, although not shown in FIG. 12 , the omni-directional antenna of the unmanned aerial vehicle 200 may be formed to have a vertical polarization having excellent propagation effect on the ground.

이와 같이, 무인항공기(200)의 안테나가 수직편파를 가지도록 형성됨으로써, 무인항공기(200)는 질의신호 등을 수직편파로 송신할 수 있으므로 지상에 인접한 저고도 항행 시에도 질의신호 등을 기지국(100)에 안정적으로 송신하여 위치측정을 신속하고 정확하게 수행할 수 있다.As described above, since the antenna of the unmanned aerial vehicle 200 is formed to have a vertical polarization, the unmanned aerial vehicle 200 can transmit an inquiry signal, etc. in a vertical polarization, so that the inquiry signal, etc. can be transmitted to the base station 100 even during low-altitude navigation adjacent to the ground. ) can be transmitted stably to perform position measurement quickly and accurately.

또한, 제2수신부(220)는 기지국(100)으로부터 방위신호를 수신할 수 있다.In addition, the second receiver 220 may receive the azimuth signal from the base station 100 .

무인항공기(200)는 제2수신부(220)에서 방위신호를 수신하게 하기 위해 전방향 안테나를 포함하여 구성될 수 있다.The unmanned aerial vehicle 200 may be configured to include an omnidirectional antenna to receive the azimuth signal from the second receiver 220 .

또한, 제2수신부(220)는 후술할 전파송신부(230)에서 송신한 전파가 주변 물체에서 반사된 반사파를 수신할 수 있다. 이와 관련된 사항은 후술한다.In addition, the second receiver 220 may receive a reflected wave transmitted by the radio wave transmitter 230 to be described later reflected from a nearby object. Matters related to this will be described later.

[전파송신부][Radio transmitter]

전파송신부(230)는 주변 물체와의 거리를 측정하기 위한 전파를 송신할 수 있다.The radio wave transmitter 230 may transmit radio waves for measuring a distance to a nearby object.

주변 물체와의 거리를 측정하기 위한 전파는 예를 들면, 77GHz W-Band 주파수 대역의 고주파 신호에 해당할 수 있다.The radio wave for measuring the distance to the surrounding object may correspond to, for example, a high-frequency signal of a 77 GHz W-Band frequency band.

이와 같이, 전파송신부(230)는 고주파를 사용함으로써, 안테나 크기를 줄일 수 있으므로 안테나의 소형화 경량화가 가능하다.In this way, the radio wave transmitter 230 can reduce the size of the antenna by using a high frequency, so that the size and weight of the antenna can be reduced.

전파송신부(230) 및 반사파를 수신하는 제2수신부(210) 일부분은 레이다에 해당할 수 있고 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식이 사용될 수 있다.A portion of the radio wave transmitter 230 and the second receiver 210 that receives the reflected wave may correspond to a radar, and a Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) method may be used.

이와 같이, 전파송신부(230) 등에 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식이 사용됨으로써, 고도측정 정확도가 향상될 수 있다.In this way, by using the frequency modulated continuous wave (FMCW) method in the radio wave transmitter 230 and the like, the altitude measurement accuracy can be improved.

[위치측정부][Position measurement unit]

위치측정부(240)는 제2수신부(220)와 연결될 수 있고, 제2수신부(220)에서 수신한 응답신호의 수신시간을 기초로 기지국(100)과의 거리를 산출할 수 있다. 이와 관련하여 도 13을 살펴본다.The position measuring unit 240 may be connected to the second receiving unit 220 , and may calculate the distance to the base station 100 based on the reception time of the response signal received by the second receiving unit 220 . In this regard, look at FIG. 13 .

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 산출방법을 나타낸 도면이다.13 is a diagram illustrating a distance calculation method according to an embodiment of the present invention.

도 13를 참조하면, 무인항공기(200, UAV)의 질의신호송신부(210)가 질의신호(INTERROGATION)를 송신하면 기지국(100, TRANSPONDER)의 제1수신부(110)가 질의신호를 수신할 수 있고 응답지연시간(REPLY DELAY) 후에 기지국(100)의 응답신호송신부(120)가 응답신호(REPLY)를 송신하면 무인항공기(200)의 제2수신부(220)가 응답신호를 수신할 수 있다.13, when the inquiry signal transmitter 210 of the unmanned aerial vehicle 200 (UAV) transmits an inquiry signal (INTERROGATION), the first receiver 110 of the base station 100, TRANSPONDER can receive the inquiry signal and When the response signal transmitter 120 of the base station 100 transmits the response signal REPLY after the response delay time REPLY DELAY, the second receiver 220 of the unmanned aerial vehicle 200 may receive the response signal.

이 때에, 위치측정부(240)는 질의신호송신부(210)가 질의신호를 송신한 시간과 제2수신부(220)가 응답신호를 수신한 시간의 시간차(ROUND-TRIP TIME) 및 응답지연시간을 이용하여 기지국(100)과 무인항공기(200) 사이의 거리를 산출할 수 있다. 예를 들면, 위치측정부(240)는 상기 시간차(ROUND-TRIP TIME) 값에서 응답지연시간(REPLY DELAY)를 뺀 값을 2로 나누고, 2로 나눈 값을 전파의 속도 값과 곱하여 기지국(100)과 무인항공기(200) 사이의 거리를 계산할 수 있다.At this time, the position measuring unit 240 calculates the time difference (ROUND-TRIP TIME) and the response delay time between the time when the inquiry signal transmitting unit 210 transmits the inquiry signal and the time at which the second receiving unit 220 receives the response signal. It is possible to calculate the distance between the base station 100 and the unmanned aerial vehicle 200 using this. For example, the position measuring unit 240 divides the value obtained by subtracting the response delay time (REPLY DELAY) from the ROUND-TRIP TIME value by 2, and multiplies the value divided by 2 by the speed value of the radio wave to the base station 100 ) and the distance between the unmanned aerial vehicle 200 may be calculated.

또한, 기지국(100) 및 무인항공기(200)는 질의신호 및 응답신호를 쌍펄스(PULSE PAIR) 신호로 송수신할 수 있다. 쌍펄스 신호는 방사되는 전파의 평균신호세기를 증가시킬 수 있고 허위 신호간섭 가능성을 감소시킬 수 있으므로 무인항공기(200)가 위치측정을 신속하고 정확하게 수행할 수 있다.In addition, the base station 100 and the unmanned aerial vehicle 200 may transmit and receive an inquiry signal and a response signal as a PULSE PAIR signal. Since the double pulse signal can increase the average signal strength of radiated radio waves and reduce the possibility of false signal interference, the unmanned aerial vehicle 200 can perform location measurement quickly and accurately.

한편, 질의신호 및 응답신호의 길이 또는 송신지연시간은 질의/응답신호의 길이(예를 들면, 도 13에서, 쌍펄스의 두 펄스 사이의 시간간격) 또는 응답지연시간(REPLY DELAY) 등에 의해 결정될 수 있다. 질의신호 및 응답신호의 길이 또는 송신지연시간이 커지면 거리측정을 빠르게 할 수 없으므로 거리측위의 해상도가 낮아지고, 주파수대가 장시간 사용 중인 상태에 놓이게 되므로 하나의 기지국(100) 당 거리측위가 수행될 수 있는 무인항공기(200)의 개수가 작아질 수 있다.On the other hand, the length or transmission delay time of the inquiry signal and the response signal may be determined by the length of the inquiry/response signal (eg, the time interval between two pulses of the pair pulse in FIG. 13) or the response delay time (REPLY DELAY). can If the length of the inquiry signal and the response signal or the transmission delay time is increased, the distance measurement cannot be performed quickly, so the resolution of the distance measurement is lowered, and since the frequency band is put in a state in which it is used for a long time, distance positioning per one base station 100 can be performed. The number of unmanned aerial vehicles 200 therein may be reduced.

따라서, 하나의 기지국(100)의 전파도달반경 내에서 운행하는 무인항공기(200)의 개수를 기반으로 질의신호 및 응답신호의 길이 또는 송신지연시간을 작게 설정해야 한다.Therefore, it is necessary to set the length of the query signal and the response signal or the transmission delay time to be small based on the number of unmanned aerial vehicles 200 operating within the radio wave arrival radius of one base station 100 .

이와 같이, 질의신호 및 응답신호의 길이 또는 송신지연시간이 기지국(100)의 전파도달반경 내에서 운행하는 무인항공기(200)의 개수에 따라 설정됨으로써, 무인항공기(200)가 군집하여 항행하더라도 각 무인항공기(200)의 위치를 정확하고 정교하게 측정할 수 있고 무인항공기(200) 간의 충돌을 효과적으로 방지할 수 있으며 하나의 기지국(100) 당 거리측위가 수행되는 무인항공기(200)의 개수가 증가할 수 있다.In this way, the length or transmission delay time of the inquiry signal and the response signal is set according to the number of unmanned aerial vehicles 200 operating within the radio wave arrival radius of the base station 100, so that even if the unmanned aerial vehicle 200 travels in a group, each It is possible to accurately and precisely measure the location of the unmanned aerial vehicle 200 and effectively prevent a collision between the unmanned aerial vehicles 200 , and the number of unmanned aerial vehicles 200 for which distance positioning is performed per one base station 100 increases. can do.

또한, 위치측정부(240)는 상기 산출된 기지국(100)과의 거리를 기반으로 기지국에 대한 무인항공기(100)의 상대위치를 측정할 수 있다.Also, the position measuring unit 240 may measure the relative position of the unmanned aerial vehicle 100 with respect to the base station based on the calculated distance from the base station 100 .

구체적으로, 위치측정부(240)는 전술한 방법으로 기지국(100)으로부터의 무인항공기(200)의 거리를 산출할 수 있고, 동일한 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 방위를 후술할 방법으로 산출하면, 하나의 기지국(100)에 대해서 무인항공기(100)의 상대위치를 정확하게 측정할 수 있다.Specifically, the position measuring unit 240 may calculate the distance of the unmanned aerial vehicle 200 from the base station 100 in the above-described method, and the orientation of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the same base station 100 will be described later. According to this method, the relative position of the unmanned aerial vehicle 100 can be accurately measured with respect to one base station 100 .

다만, 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 위치측정부(240)는 복수 개의 기지국(100)으로부터의 거리를 산출하고 삼각측량 등의 방법으로 무인항공기(200)의 위치를 측정할 수도 있다.However, it is not limited to this method. For example, the position measuring unit 240 may calculate the distances from the plurality of base stations 100 and measure the position of the unmanned aerial vehicle 200 by a method such as triangulation.

이와 같이, 무인항공기(200)와 기지국(100) 간에 질의신호 및 응답신호를 교환하고 무인항공기(200)가 응답신호의 수신시간을 기초로 산출된 기지국(100)과의 거리를 기반으로 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 상대위치를 측정함으로써, 무인항공기의 위치측정 정확도가 향상될 수 있다.In this way, an inquiry signal and a response signal are exchanged between the unmanned aerial vehicle 200 and the base station 100, and the base station ( By measuring the relative position of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to 100), the position measurement accuracy of the unmanned aerial vehicle may be improved.

위치측정부(240)는 제2수신부(220)에서 수신한 방위신호를 기초로 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 방위를 산출할 수 있다. 이와 관련하여 도 14 및 도 15를 살펴본다.The position measuring unit 240 may calculate the bearing of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 based on the bearing signal received from the second receiving unit 220 . In this regard, see FIGS. 14 and 15 .

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기가 수신하는 이중 변조신호를 나타낸 도면이다.14 is a diagram illustrating a double modulation signal received by an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 무인항공기(200)는 기지국(100)으로부터 15Hz 와 135 Hz로 이중 변조된 이중 변조신호를 수신할 수 있다. 또한, 무인항공기(200)는 버스트 기준신호를 수신할 수 있다.Referring to FIG. 14 , the unmanned aerial vehicle 200 may receive a dual-modulated signal that is dual-modulated at 15 Hz and 135 Hz from the base station 100 . Also, the unmanned aerial vehicle 200 may receive a burst reference signal.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 방위 산출방법을 나타낸 도면이다.15 is a diagram illustrating a direction calculation method according to an embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 위치측정부(240)는 제2수신부(220)로부터 수신한 방위신호에서 제1변조신호(15Hz Envelop signal), 제2변조신호(135Hz Envelop signal), 버스트 자북기준신호(North Reference Bursts, NRB) 및 버스트 보조기준신호(Auxiliary Reference Bursts, ARB)를 추출하여 방위계산에 사용할 수 있다.15 , the position measuring unit 240 includes a first modulated signal (15 Hz envelope signal), a second modulated signal (135 Hz envelope signal), and a burst magnetic north reference signal ( North Reference Bursts (NRB) and Auxiliary Reference Bursts (ARB) can be extracted and used for azimuth calculation.

구체적으로 예를 들면, 위치측정부(240)는 변조신호 및 버스트 기준신호(NRB, ARB)를 수신하여 저장할 수 있고, 버스트 기준신호를 수신한 시점과 기준시점(index, 제1변조신호 또는 제2변조신호의 부호변화점)에서의 변조신호의 위상 차이를 계산하여 방위 정보를 산출할 수 있다.Specifically, for example, the position measuring unit 240 may receive and store the modulated signal and the burst reference signal (NRB, ARB), and a time point at which the burst reference signal is received and a reference time point (index, the first modulated signal or the first modulated signal) By calculating the phase difference of the modulated signal at the sign change point of the two modulated signal), the azimuth information can be calculated.

도 14에서, 무인항공기(200)가 도면 왼쪽의 NRB를 수신하면 위치측정부(240)는 NRB를 수신한 시점(도면 왼쪽의 NRB 수신 시점)과 기준시점(index)에서의 제1변조신호 및 제2변조신호의 위상 차이를 다음의 방법으로 계산할 수 있다.In FIG. 14 , when the unmanned aerial vehicle 200 receives the NRB on the left side of the drawing, the position measuring unit 240 receives the first modulated signal at the time point at which the NRB is received (the NRB reception time point on the left side of the drawing) and the reference point (index) and The phase difference of the second modulated signal can be calculated in the following way.

위치측정부(240)는 NRB 수신시점과 기준시점(index) 사이에 6개의 ARB를 수신하였고, ARB를 40도마다 수신하므로 위상차이가 240도라고 계산할 수 있다. 또한, 위치측정부(240)는 기준시점(index)과 기준시점(index) 이후에 최초로 수신하였던 ARB의 수신시점의 제2변조신호의 위상차이가 30도(제2변조신호의 3/4 주기)라고 계산할 수 있다. 위치측정부(240)는 240도와 30도를 합산하여 무인기(200)가 기지국(100)에 대해 270도의 방위에 위치함을 산출할 수 있다.The position measurement unit 240 receives 6 ARBs between the NRB reception time and the reference time (index), and receives the ARBs every 40 degrees, so it can be calculated that the phase difference is 240 degrees. In addition, the position measuring unit 240 has a phase difference of 30 degrees (3/4 period of the second modulated signal) between the reference point (index) and the second modulated signal at the reception time of the ARB first received after the reference point (index). ) can be calculated. The position measuring unit 240 may calculate that the UAV 200 is positioned at an orientation of 270 degrees with respect to the base station 100 by adding up 240 degrees and 30 degrees.

한편, 무인항공기(200)가 기지국(100)에 대해 자북방향에 위치하면 무인항공기(200)는 기준시점(index)에 NRB를 수신할 수 있다. 이 때에는 NRB 수신시점과 기준시점(index)에서의 변조신호의 위상차이가 0도가 될 수 있다.On the other hand, if the unmanned aerial vehicle 200 is located in the magnetic north direction with respect to the base station 100 , the unmanned aerial vehicle 200 may receive the NRB at a reference point (index). In this case, the phase difference of the modulated signal at the NRB reception time and the reference point (index) may be 0 degrees.

무인항공기(200)는 제1변조신호 및 버스트 자북기준신호(NRB)만을 이용하여 위상차이를 계산할 수도 있다. 그러나, 제2변조신호 및 버스트 보조기준신호(ARB)도 이용하여 위상차이를 계산함으로써 방위를 보다 정밀하게 측정할 수 있다.The unmanned aerial vehicle 200 may calculate the phase difference using only the first modulated signal and the burst magnetic north reference signal (NRB). However, the azimuth can be measured more precisely by calculating the phase difference using the second modulated signal and the burst auxiliary reference signal (ARB).

또한, 위치측정부(240)는 상기 산출된 무인항공기(200)의 방위를 기반으로 기지국(100)에 대한 무인항공기(100)의 상대위치를 측정할 수 있다.Also, the position measuring unit 240 may measure the relative position of the unmanned aerial vehicle 100 with respect to the base station 100 based on the calculated orientation of the unmanned aerial vehicle 200 .

구체적으로, 위치측정부(240)는 전술한 바와 같이 기지국(100)으로부터의 무인항공기(200)의 거리를 산출할 수 있고, 동일한 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 방위를 산출하면 하나의 기지국(100)에 대해서 무인항공기(100)의 상대위치를 정확하게 측정할 수 있다.Specifically, the position measuring unit 240 can calculate the distance of the unmanned aerial vehicle 200 from the base station 100 as described above, and when calculating the orientation of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the same base station 100 , It is possible to accurately measure the relative position of the unmanned aerial vehicle 100 with respect to one base station 100 .

이와 같이, 기지국(100)이 전방향으로 방위신호를 송신하고 무인항공기(200)가 방위신호를 수신하고 수신한 방위신호를 기초로 기지국(100)에 대한 방위를 산출하고 산출된 방위를 기반으로 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 상대위치를 측정함으로써, 무인항공기(200)의 위치측정 정확도가 향상될 수 있다.In this way, the base station 100 transmits the azimuth signal in all directions, the unmanned aerial vehicle 200 receives the azimuth signal, calculates the azimuth for the base station 100 based on the received azimuth signal, and based on the calculated azimuth By measuring the relative position of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 , the positioning accuracy of the unmanned aerial vehicle 200 may be improved.

또한, 위치측정부(240)는 버스트 기준신호 및 변조신호를 기초로 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 방위를 산출함으로써, 무인항공기(200)의 위치를 신속하고 정확하게 측정할 수 있다.In addition, the position measuring unit 240 can quickly and accurately measure the position of the unmanned aerial vehicle 200 by calculating the orientation of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 based on the burst reference signal and the modulated signal. .

위치측정부(240)는 전파송신부(230)가 송신한 전파신호가 물체에 반사 또는 산란되어 제2수신부(220)가 수신하게 된 반사파 또는 산란파를 기초로 주변 물체와의 거리를 산출할 수 있다.The position measuring unit 240 may calculate the distance to the surrounding object based on the reflected or scattered wave received by the second receiver 220 as the radio signal transmitted by the radio wave transmitter 230 is reflected or scattered by the object. .

구체적으로 예를 들면, 위치측정부(240)는 전파송신부(230)가 전파신호를 송신한 시간과 반사파 또는 산란파가 수신된 시간차를 2로 나누고 전파속도를 곱하여 주변 물체와의 거리를 산출할 수 있다.Specifically, for example, the position measuring unit 240 divides the time difference between the time when the radio wave transmitter 230 transmits the radio signal and the time at which the reflected or scattered wave is received by 2 and multiplies the propagation speed to calculate the distance to the surrounding object. there is.

이 때에, 전파송신부(230)에 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식이 사용된 경우에는 위치측정부(240)는 퓨리에변환을 통해 신호를 검출할 수도 있다.In this case, when the frequency modulated continuous wave (FMCW) method is used for the radio wave transmitter 230 , the position measurer 240 may detect a signal through a Fourier transform.

또한, 위치측정부(240)는 상기 산출된 주변 물체와의 거리를 기반으로 무인항공기(100)의 상대고도를 측정할 수 있다.Also, the position measuring unit 240 may measure the relative altitude of the unmanned aerial vehicle 100 based on the calculated distance to the surrounding object.

구체적으로, 위치측정부(240)는 무인항공기(200) 하방의 주변 물체로부터의 상대적인 고도(이하, 상대고도)를 측정할 수 있다.Specifically, the position measuring unit 240 may measure a relative altitude (hereinafter, relative altitude) from a nearby object below the unmanned aerial vehicle 200 .

이와 같이, 위치측정부(240)가 전파송신부(230)에 의해 송신되어 주변 물체에서 반사된 반사파를 기초로 주변 물체와의 거리를 산출하고 산출된 주변 물체와의 거리를 기반으로 무인항공기(200)의 상대고도를 측정함으로써, 고도측정오차가 작아지므로 고도측정 정확성이 향상되며 주변 물체와의 충돌을 방지하여 저고도 항행을 안전하게 수행할 수 있다.In this way, the position measuring unit 240 calculates the distance to the surrounding object based on the reflected wave transmitted by the radio wave transmitter 230 and reflected from the surrounding object, and based on the calculated distance to the surrounding object, the unmanned aerial vehicle 200 ), the accuracy of altimeter measurement is improved because the altimeter error is small, and it is possible to safely perform low-altitude navigation by preventing collision with surrounding objects.

한편, 위치측정부(240)는 기지국(100)의 절대위치를 저장할 수 있고 기지국(100)의 절대위치에 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 상대위치를 적용하여 무인항공기(200)의 절대위치를 측정할 수 있다.On the other hand, the position measuring unit 240 can store the absolute position of the base station 100, and apply the relative position of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 to the absolute position of the base station 100 to the unmanned aerial vehicle 200. can measure the absolute position of

[제어부][control unit]

제어부(250)는 사용자로부터 입력받은 목표지점의 좌표를 저장할 수 있고 목표지점의 좌표와 위치측정부(240)로부터 전달받은 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 상대위치 또는 무인항공기(200)의 절대위치를 비교하여 무인항공기(200)가 목표지점에 도달하도록 무인항공기(200)의 속도, 방향 등을 제어할 수 있다.The control unit 250 may store the coordinates of the target point received from the user, and the relative position of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 or the coordinates of the target point and the unmanned aerial vehicle 200 received from the position measurement unit 240 . ), the speed, direction, etc. of the unmanned aerial vehicle 200 may be controlled so that the unmanned aerial vehicle 200 arrives at a target point by comparing the absolute positions.

또한, 제어부(250)는 사용자로부터 입력받은 목표지점의 고도를 저장할 수 있고 목표지점의 고도와 위치측정부(240)로부터 전달받은 무인항공기(200)의 상대고도를 비교하여 무인항공기(200)가 목표고도에 도달하도록 무인항공기(200)의 고도를 제어할 수 있다.In addition, the control unit 250 may store the altitude of the target point input from the user, and compare the altitude of the target point with the relative altitude of the unmanned aerial vehicle 200 received from the position measurement unit 240 to enable the unmanned aerial vehicle 200 to operate. The altitude of the unmanned aerial vehicle 200 may be controlled to reach the target altitude.

한편, 목표지점이 웨이포인트의 집합이고 하나의 웨이포인트에서 다음 웨이포인트까지의 방향, 거리 등이 입력되면, 제어부(250)는 상기 웨이포인트에 순서대로 도달하기 위해 기지국(100)에 대한 각 웨이포인트의 상대좌표를 연산하고 각 웨이포인트의 상대좌표에 도달하도록 무인항공기(200)의 속도, 방향 등을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 도 16에서 살펴본다.On the other hand, if the target point is a set of waypoints and a direction, distance, etc. from one waypoint to the next waypoint is input, the control unit 250 controls each waypoint for the base station 100 in order to arrive at the waypoint in order. The speed, direction, etc. of the unmanned aerial vehicle 200 may be controlled to calculate the relative coordinates of the points and arrive at the relative coordinates of each waypoint. In this regard, look at FIG. 16 .

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기의 항행방법을 나타낸 도면이다.16 is a diagram illustrating a navigation method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 16을 참조하면, 무인항공기(200)는 일련의 웨이포인트(WP) 집합에 순서대로 도달하기 위해, 하나의 웨이포인트(WP)에서 다음 웨이포인트(WP)까지의 방향(a), 거리(d), 고도(h)로 정의되는 웨이포인트(WP)의 좌표에 대해서 기지국(100)에 대한 각 웨이포인트(WP)의 상대좌표를 연산하고 각 웨이포인트(WP)의 상대좌표에 도달하도록 무인항공기(200)의 속도, 방향, 고도 등을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 16 , the unmanned aerial vehicle 200 sequentially arrives at a set of waypoints (WP) in a direction (a) and a distance (a) from one waypoint (WP) to the next waypoint (WP). d), calculate the relative coordinates of each waypoint (WP) with respect to the base station 100 for the coordinates of the waypoint (WP) defined by the altitude (h) and unmanned to arrive at the relative coordinates of each waypoint (WP) It is possible to control the speed, direction, altitude, etc. of the aircraft 200 .

한편, 기지국(100) 및 무인항공기(200)는 무인항공기(200) 전용 주파수대역에서 통신을 수행할 수 있다. 여기에서, 통신을 수행한다는 것은 질의신호, 응답신호 또는 방위신호 등의 송수신을 수행한다는 것을 의미할 수 있다.Meanwhile, the base station 100 and the unmanned aerial vehicle 200 may perform communication in a frequency band dedicated to the unmanned aerial vehicle 200 . Here, performing communication may mean performing transmission/reception of an inquiry signal, a response signal, or a azimuth signal.

이와 같이, 기지국(100) 및 무인항공기(200)가 무인항공기(200) 전용 주파수대역에서 통신을 수행함으로써, 무분별한 주파수 사용에 의한 신호 간섭을 방지하여 무인항공기의 위치측정이 신속하고 정확하게 수행될 수 있다.In this way, the base station 100 and the unmanned aerial vehicle 200 perform communication in a frequency band dedicated to the unmanned aerial vehicle 200, thereby preventing signal interference due to indiscriminate use of a frequency, so that the location measurement of the unmanned aerial vehicle can be performed quickly and accurately. there is.

또한, 기지국(100) 및 무인항공기(200)가 통신을 수행할 때에, 기지국(100)으로부터의 거리측정을 위해 사용되는 응답신호 및 질의신호에 대한 송수신과 기지국(100)에 대한 방위측정을 위해 사용되는 방위신호에 대한 송수신은 서로 다른 주파수대역에서 수행될 수 있다.In addition, when the base station 100 and the unmanned aerial vehicle 200 perform communication, for transmission/reception of a response signal and an inquiry signal used for distance measurement from the base station 100 and direction measurement for the base station 100 , Transmission and reception of used azimuth signals may be performed in different frequency bands.

구체적으로 예를 들면, 질의신호 및 응답신호의 송수신은 5031~5090MHz 주파수대역에서 수행될 수 있고, 방위신호의 송수신은 5091~5150MHz 주파수대역에서 수행될 수 있다. 상기 두 가지 주파수 대역은 모두 무인항공기(200) 전용 주파수대역에 해당할 수 있다.Specifically, for example, transmission and reception of an inquiry signal and a response signal may be performed in a frequency band of 5031 to 5090 MHz, and transmission and reception of a azimuth signal may be performed in a frequency band of 5091 to 5150 MHz. Both of the two frequency bands may correspond to a dedicated frequency band for the unmanned aerial vehicle 200 .

이와 같이, 응답신호 및 질의신호에 대한 송수신과 방위신호에 대한 송수신이 서로 다른 주파수대역에서 수행됨으로써, 거리측정을 위한 장비와 방위측정을 위한 장비를 분리하여 제조할 수 있으므로 구조가 단순화되어 제조비용이 절감될 수 있고, 거리측정 또는 방위측정 중에서 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있으므로 기지국(100)의 제조 및 유지 관리 비용이 절감될 수 있다.As described above, since transmission and reception of response signals and inquiry signals and transmission and reception of azimuth signals are performed in different frequency bands, the equipment for distance measurement and equipment for azimuth measurement can be manufactured separately, thereby simplifying the structure and manufacturing cost. This can be reduced, and since any one of distance measurement and azimuth measurement can be selectively used, the manufacturing and maintenance cost of the base station 100 can be reduced.

한편, 무인항공기(200)는 절대위치를 측정하는 GPS수신기를 더 포함할 수 있고 위치측정부(240)는 GPS수신기를 통해 절대위치가 측정되지 않거나 측정이 잘못된 경우에 기지국(100)에 대한 상대위치를 측정할 수 있다.On the other hand, the unmanned aerial vehicle 200 may further include a GPS receiver for measuring an absolute position, and the position measurement unit 240 is a relative position to the base station 100 when the absolute position is not measured or the measurement is incorrect through the GPS receiver. position can be measured.

이와 같이, 위치측정부(240)가 GPS수신기를 통해 절대위치가 측정되지 않거나 측정이 잘못된 경우에 기지국(100)에 대한 상대위치를 측정함으로써, 무인항공기의 위치측정이 끊김없이 안정적으로 수행될 수 있다.As such, by measuring the position relative to the base station 100 when the absolute position is not measured or the measurement is wrong through the GPS receiver, the position measurement unit 240 measures the position of the unmanned aerial vehicle stably without interruption. there is.

또한, 무인항공기(200)는 절대위치를 측정하는 GPS수신기를 더 포함할 수 있고 위치측정부(240)는 GPS수신기를 통해 측정된 절대위치 및 기지국(100)에 대한 상대위치를 기초로 무인항공기(200)의 위치를 측정할 수 있다.In addition, the unmanned aerial vehicle 200 may further include a GPS receiver for measuring an absolute position, and the position measuring unit 240 is an unmanned aerial vehicle based on the absolute position measured through the GPS receiver and a relative position with respect to the base station 100 . The position of (200) can be measured.

이와 같이, 위치측정부(240)가 GPS수신기를 통해 측정된 절대위치 및 기지국(100)에 대한 상대위치를 기초로 무인항공기(200)의 위치를 측정함으로써, 무인항공기의 위치측정 정확도가 더욱 향상될 수 있다.As such, the position measurement unit 240 measures the position of the unmanned aerial vehicle 200 based on the absolute position measured through the GPS receiver and the relative position with respect to the base station 100, thereby further improving the position measurement accuracy of the unmanned aerial vehicle. can be

이하, 무인항공기용 항행방법에 관해 도 17을 살펴본다.Hereinafter, a navigation method for an unmanned aerial vehicle will be described with reference to FIG. 17 .

도 17은 본 발명의 일 실시례에 따른 무인항공기용 항행방법을 나타낸 순서도이다.17 is a flowchart illustrating a navigation method for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, 일 실시례에 따른 무인항공기용 항행방법(300)은 거리측정단계(S310), 방위측정단계(S320), 고도측정단계(S330), 위치측정단계(S340) 및 제어단계(S350)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 17 , the navigation method 300 for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment includes a distance measuring step (S310), an orientation measuring step (S320), an altitude measuring step (S330), a position measuring step (S340), and a control step. (S350) is configured to include.

거리측정단계(S310)에서, 무인항공기(200)는 기지국(100)에 질의신호를 송신하고 기지국(100)으로부터 응답신호를 수신하며 수신한 응답신호의 수신시간을 기초로 기지국(100)과의 거리를 측정할 수 있다.In the distance measurement step (S310), the unmanned aerial vehicle 200 transmits an inquiry signal to the base station 100, receives a response signal from the base station 100, and communicates with the base station 100 based on the reception time of the received response signal. distance can be measured.

방위측정단계(S320)에서, 무인항공기(200)는 기지국(100)으로부터 전방향으로 송신된 방위신호를 수신하고 상기 수신한 방위신호를 기초로 기지국(100)에 대한 방위를 측정할 수 있다.In the azimuth measurement step S320 , the unmanned aerial vehicle 200 may receive the azimuth signal transmitted in the omni direction from the base station 100 and measure the azimuth with respect to the base station 100 based on the received azimuth signal.

고도측정단계(S330)에서, 무인항공기(200)는 주변 물체와의 거리를 측정하기 위한 전파를 송신하고 전파가 주변 물체에서 반사된 반사파를 수신하며 반사파를 기초로 주변 물체와의 거리를 산출하고 하방 물체와의 거리를 이용하여 상대고도를 측정할 수 있다.In the altitude measurement step (S330), the unmanned aerial vehicle 200 transmits a radio wave for measuring the distance to the surrounding object, receives the reflected wave reflected by the radio wave from the surrounding object, calculates the distance to the surrounding object based on the reflected wave, Relative altitude can be measured using the distance to the object below.

위치측정단계(S340)에서, 무인항공기(200)는 거리측정단계(S310)에서 측정된 기지국(100)과의 거리, 방위측정단계(S320)에서 측정된 기지국(100)에 대한 방위를 기초로 기지국(100)에 대한 상대위치를 측정할 수 있다.In the location measurement step (S340), the unmanned aerial vehicle 200 is based on the distance to the base station 100 measured in the distance measurement step S310 and the orientation to the base station 100 measured in the orientation measurement step S320. A relative position with respect to the base station 100 may be measured.

제어단계(S350)에서, 무인항공기(200)는 위치측정단계(S340)에서 측정된 상대위치를 기초로 무인항공기(200)의 이동방향 및 이동속도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.In the control step S350 , the unmanned aerial vehicle 200 may control at least one of the moving direction and the moving speed of the unmanned aerial vehicle 200 based on the relative position measured in the position measuring step S340 .

또한, 무인항공기(200)는 고도측정단계(S330)에서 측정된 상대고도를 기초로 무인항공기(200)의 고도를 제어할 수 있다.Also, the unmanned aerial vehicle 200 may control the altitude of the unmanned aerial vehicle 200 based on the relative altitude measured in the altitude measurement step S330 .

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in the present specification. It is obvious that variations can be made.

아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.In addition, although the effects of the configuration of the present invention are not explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the configuration should also be recognized.

10: 무인항공기용 전파측위시스템
100: 기지국
110: 제1수신부 120: 응답신호송신부
130: 방위신호송신부
200: 무인항공기
210: 질의신호송신부 220: 제2수신부
230: 전파송신부 240: 위치측정부
250: 제어부
300: 무인항공기용 항행방법10: Radio positioning system for unmanned aerial vehicles
100: base station
110: first receiver 120: response signal transmitter
130: defense signal transmitter
200: unmanned aerial vehicle
210: query signal transmitter 220: second receiver
230: radio wave transmitter 240: position measurement unit
250: control unit
300: navigation method for unmanned aerial vehicle

Claims (12)

한 개 이상의 기지국(100); 및
상기 기지국(100)과 무선통신을 수행하는 무인항공기(200);를 포함하고,
상기 기지국(100)은 상기 무인항공기(200)로부터 질의신호를 수신하는 제1수신부(110); 상기 수신한 질의신호에 대한 응답신호를 송신하는 응답신호송신부(120); 및 전방향으로 방위신호를 송신하는 방위신호송신부(130);를 포함하여 구성되고,
상기 무인항공기(200)는 상기 기지국(100)에 질의신호를 송신하는 질의신호송신부(210); 상기 기지국(100)으로부터 상기 응답신호 및 방위신호를 수신하는 제2수신부(220); 상기 수신한 응답신호의 수신시간을 기초로 산출된 상기 기지국(100)과의 거리와 상기 수신한 방위신호를 기초로 산출된 상기 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 방위를 기반으로 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 상대위치를 측정하는 위치측정부(240); 및 상기 측정된 상대위치를 기초로 상기 무인항공기(200)의 방향 및 속도 중에서 적어도 하나를 제어하는 제어부(250)를 포함하여 구성되고,
상기 방위신호는 버스트 기준신호 및 변조신호를 포함하고,
상기 방위신호송신부(130)는, 기지국(100)의 둘레를 따라 등각도 간격으로 배열된 복수 개의 안테나를 포함하여 구성되고 상기 복수 개의 안테나를 통해 방위 별로 서로 다른 위상의 상기 변조신호를 송신하고,
상기 위치측정부(240)는 상기 버스트 기준신호 및 변조신호를 기초로 상기 기지국(100)에 대한 무인항공기(200)의 방위를 산출하고,
적어도 하나의 상기 안테나는 상기 방위신호송신부(130)의 전파도달반경 및 상기 무인항공기(200)의 고도를 기초로 산출된 각도로 기울어져 설치되고,
상기 무인항공기(200)는 전방향 안테나를 포함하는 한 개 이상의 안테나를 포함하여 구성되고,
상기 무인항공기(200)의 안테나 중에서 적어도 하나의 안테나는 수직편파를 가지도록 형성되고,
상기 무인항공기(200)의 전방향 안테나는 원반형의 빔패턴을 가지도록 형성되고,
상기 질의신호 및 응답신호의 길이 또는 송신지연시간은 상기 기지국(100)의 전파도달반경 내에서 운행하는 무인항공기(200)의 개수에 따라 설정되고,
상기 기지국(100) 및 무인항공기(200)는 무인항공기(200) 전용 주파수대역에서 통신을 수행하고,
상기 응답신호 및 질의신호에 대한 송수신과 상기 방위신호에 대한 송수신은 서로 다른 주파수대역에서 수행되는 것을 특징으로 하는 무인항공기용 전파측위시스템(10).
one or more base stations 100; and
and an unmanned aerial vehicle 200 performing wireless communication with the base station 100;
The base station 100 includes a first receiver 110 for receiving a query signal from the unmanned aerial vehicle 200; a response signal transmitter 120 for transmitting a response signal to the received query signal; and a azimuth signal transmitter 130 for transmitting azimuth signals in all directions;
The unmanned aerial vehicle 200 includes a query signal transmitter 210 for transmitting a query signal to the base station 100; a second receiver 220 for receiving the response signal and the azimuth signal from the base station 100; The base station based on the distance to the base station 100 calculated based on the reception time of the received response signal and the orientation of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 calculated based on the received orientation signal. a position measuring unit 240 for measuring the relative position of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to (100); and a control unit 250 for controlling at least one of a direction and a speed of the unmanned aerial vehicle 200 based on the measured relative position,
The azimuth signal includes a burst reference signal and a modulated signal,
The orientation signal transmitter 130 is configured to include a plurality of antennas arranged at equal angular intervals along the circumference of the base station 100 and transmits the modulated signals of different phases for each orientation through the plurality of antennas,
The position measuring unit 240 calculates the orientation of the unmanned aerial vehicle 200 with respect to the base station 100 based on the burst reference signal and the modulated signal,
At least one antenna is installed inclined at an angle calculated based on the radio wave arrival radius of the azimuth signal transmitter 130 and the altitude of the unmanned aerial vehicle 200,
The unmanned aerial vehicle 200 is configured to include one or more antennas including an omni-directional antenna,
At least one antenna among the antennas of the unmanned aerial vehicle 200 is formed to have a vertical polarization,
The omni-directional antenna of the unmanned aerial vehicle 200 is formed to have a disk-shaped beam pattern,
The length or transmission delay time of the inquiry signal and response signal is set according to the number of unmanned aerial vehicles 200 operating within the radio wave arrival radius of the base station 100,
The base station 100 and the unmanned aerial vehicle 200 perform communication in a frequency band dedicated to the unmanned aerial vehicle 200,
The radio wave positioning system (10) for an unmanned aerial vehicle, characterized in that the transmission and reception of the response signal and the inquiry signal and the transmission and reception of the azimuth signal are performed in different frequency bands.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 무인항공기(200)는 주변 물체와의 거리를 측정하기 위한 전파를 송신하는 전파송신부(230);를 더 포함하고,
상기 제2수신부(220)는 상기 전파가 주변 물체에서 반사된 반사파를 수신하고,
상기 위치측정부(240)는 상기 수신한 반사파를 기초로 산출된 주변 물체와의 거리를 기반으로 무인항공기(200)의 상대고도를 측정하는 것을 특징으로 하는 무인항공기용 전파측위시스템(10).
According to claim 1,
The unmanned aerial vehicle 200 further includes a radio wave transmitter 230 for transmitting radio waves for measuring a distance to a nearby object;
The second receiving unit 220 receives the reflected wave from which the radio wave is reflected from a surrounding object,
The position measuring unit 240 measures the relative altitude of the unmanned aerial vehicle 200 based on the distance to the surrounding object calculated based on the received reflected wave.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 무인항공기(200)는 절대위치를 측정하는 GPS수신기를 더 포함하고,
상기 위치측정부(240)는 상기 절대위치가 측정되지 않거나 측정이 잘못된 경우에 상기 상대위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 무인항공기용 전파측위시스템(10).
According to claim 1,
The unmanned aerial vehicle 200 further includes a GPS receiver for measuring an absolute position,
The position measuring unit 240 measures the relative position when the absolute position is not measured or the measurement is incorrect.
 제1항에 있어서,
상기 무인항공기(200)는 절대위치를 측정하는 GPS수신기를 더 포함하고,
상기 위치측정부(240)는 상기 절대위치 및 상기 상대위치를 기초로 무인항공기(200)의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 무인항공기용 전파측위시스템(10).
According to claim 1,
The unmanned aerial vehicle 200 further includes a GPS receiver for measuring an absolute position,
The position measuring unit 240 measures the position of the unmanned aerial vehicle 200 based on the absolute position and the relative position.
 청구항 1, 청구항 5, 청구항 10 또는 청구항 11의 무인항공기용 전파측위시스템을 이용한 무인항공기용 항행방법으로서,
상기 기지국(100)에 상기 질의신호를 송신하고 기지국(100)으로부터 상기 응답신호를 수신하며 상기 수신한 응답신호의 수신시간을 기초로 기지국(100)과의 거리를 측정하는 거리측정단계(S310);
상기 기지국(100)으로부터 전방향으로 송신된 상기 방위신호를 수신하고 상기 수신한 방위신호를 기초로 기지국(100)에 대한 방위를 측정하는 방위측정단계(S320);
상기 측정된 거리 및 방위를 기초로 상기 기지국(100)에 대한 상대위치를 측정하는 위치측정단계(S340); 및
상기 측정된 상대위치를 기초로 상기 무인항공기(200)의 이동방향 및 이동속도 중 적어도 하나를 제어하는 제어단계(S350);를 포함하는 무인항공기용 항행방법(300).
A navigation method for an unmanned aerial vehicle using the radio wave positioning system for an unmanned aerial vehicle according to claim 1, 5, 10 or 11,
A distance measuring step of transmitting the inquiry signal to the base station 100, receiving the response signal from the base station 100, and measuring the distance to the base station 100 based on the reception time of the received response signal (S310) ;
an azimuth measurement step (S320) of receiving the azimuth signal transmitted in the omni direction from the base station 100 and measuring the azimuth with respect to the base station 100 based on the received azimuth signal;
a position measuring step of measuring a relative position with respect to the base station 100 based on the measured distance and orientation (S340); and
A navigation method (300) for an unmanned aerial vehicle including a; a control step (S350) of controlling at least one of a movement direction and a movement speed of the unmanned aerial vehicle (200) based on the measured relative position.
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