KR102537326B1 - Apparatus and method for predicting rts correction considering gnss broadcast ephemeris at iod change - Google Patents

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Abstract

GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치 및 방법이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 방법은, (a) GNSS 항법메시지와 연계된 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점을 고려하여 상기 항법메시지 및 RTS 보정정보를 수집하는 단계, (b) 상기 항법메시지 및 상기 RTS 보정정보에 기초하여 신호 예측 모델의 구축을 위한 입력 데이터를 가공하는 단계, (c) 상기 가공된 입력 데이터에 기초하여 상기 신호 예측 모델을 생성하는 단계 및 (d) 상기 RTS 보정정보의 단절이 발생하면, 상기 신호 예측 모델에 기초하여 상기 단절된 RTS 보정정보를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.An apparatus and method for predicting RTS correction information considering IOD change of a GNSS navigation message are disclosed. An RTS correction information prediction method considering IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention includes: (a) associated with a GNSS navigation message Collecting the navigation message and RTS correction information in consideration of the update time of IOD (Issue of Data), (b) processing input data for building a signal prediction model based on the navigation message and the RTS correction information (c) generating the signal prediction model based on the processed input data; and (d) predicting the disconnected RTS correction information based on the signal prediction model when the RTS correction information is disconnected. steps may be included.

Description

GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PREDICTING RTS CORRECTION CONSIDERING GNSS BROADCAST EPHEMERIS AT IOD CHANGE}Apparatus and method for predicting RTS correction information considering IOD change of GNSS navigation message

본원은 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치 및 방법에 관한 것이다. 예를 들면, 본원은 IOD 변화 시점에서 GNSS 항법메시지 정보와 결합한 IGS RTS 보정정보 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for predicting RTS correction information considering IOD change of a GNSS navigation message. For example, the present invention relates to a method and apparatus for predicting IGS RTS correction information combined with GNSS navigation message information at an IOD change time point.

선박 및 항공, 측지 분야 등에서는 사용자의 정밀한 위치를 필요로 하는데, 현재 GNSS(global navigation satellite system)를 이용하는 방법이 주로 사용되고 있다. GNSS 수신기의 위치는 GNSS 위성신호를 송신하는 항법위성의 위치와 GNSS 수신기까지의 거리 정보를 이용하여 추정한다.Ships, aviation, and geodetic fields require precise location of a user, and currently, a method using a global navigation satellite system (GNSS) is mainly used. The position of the GNSS receiver is estimated using the position of the navigation satellite transmitting the GNSS satellite signal and the distance information to the GNSS receiver.

구체적으로, GNSS 항법위성의 위치정보는 GNSS 신호에 포함된 항법메시지를 통하여 전송된다. 항법위성에 탑재된 원자시계 오차가 GNSS 수신기까지의 거리정보에 영향을 주기 때문에 항법메시지에는 원자시계의 오차에 관한 정보도 포함되어 있다. 항법메시지는 GNSS를 운영하는 지상관제소에서 생성하여 항법위성에 전송하는데, 지상 송신국과 항법위성 사이의 통신이 제한적이기 때문에 일정한 시간 동안은 동일한 항법메시지를 방송한다. 미국 GPS (Global Positioning System) 항법위성의 경우 2시간마다 항법메시지를 갱신하며, 유럽의 Galileo 및 중국의 BeiDou 등도 유사하게 운용된다.Specifically, location information of GNSS navigation satellites is transmitted through a navigation message included in a GNSS signal. Because the error of the atomic clock mounted on the navigation satellite affects the distance information to the GNSS receiver, the navigation message also includes information about the error of the atomic clock. The navigation message is generated by the ground control center that operates the GNSS and transmitted to the navigation satellite. Since communication between the ground transmission station and the navigation satellite is limited, the same navigation message is broadcast for a certain period of time. US GPS (Global Positioning System) navigation satellites update navigation messages every 2 hours, and Europe's Galileo and China's BeiDou operate similarly.

또한, GPS 항법메시지의 위치정보는 케플러 궤도요소의 형태로 전송되는데, 이를 이용하면 적은 분량의 데이터로 장시간 위성의 운동을 나타낼 수 있다. 시계정보는 다항식 계수의 형태로 전송된다.In addition, the location information of the GPS navigation message is transmitted in the form of a Kepler orbital element, and if this is used, the motion of the satellite can be expressed for a long time with a small amount of data. Clock information is transmitted in the form of polynomial coefficients.

한편, 항법메시지가 갱신될 때 궤도와 시계정보를 표현하는 케플러 궤도요소 및 다항식 계수가 변하는데, 이로 인해 갱신 시점에서 궤도와 시계정보의 불연속성이 발생한다. GPS의 경우 갱신되는 항법메시지마다 다른 IOD(Issue of Data)를 부여함으로써 각 항법메시지를 구분한다.On the other hand, when the navigation message is updated, Kepler orbit elements and polynomial coefficients expressing orbit and clock information are changed, which causes a discontinuity in orbit and clock information at the update time. In the case of GPS, each navigation message is distinguished by assigning a different IOD (Issue of Data) to each updated navigation message.

달리 말해, 항법메시지에서 전송되는 위치 및 시계정보는 일정 시간마다 갱신되기 때문에 정확도가 높지 않으며, GPS 항법메시지의 궤도 오차는 1-2 m 수준으로 알려져 있다. 이러한 낮은 정확도로는 미터 수준의 수신기 위치측정만 가능하며, 높은 위치측정 정확도를 얻기 위해서는 높은 정확도의 항법위성 위치 및 시계정보가 필요하다.In other words, since the location and clock information transmitted in the navigation message is updated at regular intervals, the accuracy is not high, and the orbit error of the GPS navigation message is known to be on the order of 1-2 m. With such low accuracy, only meter-level receiver positioning is possible, and high-accuracy navigation satellite position and clock information is required to obtain high positioning accuracy.

이와 관련하여, IGS(International GNSS Service, 국제 위성항법시스템 관리국)에서 생성하는 항법위성 위치 및 시계정보 중 IGS가 실시간으로 생성하여 인터넷으로 제공하는 정보를 RTS(Real-Time Service) 보정정보라고 한다. 이러한 RTS 보정정보의 갱신 주기는 궤도가 60초, 시계가 10초로 항법메시지에 비해 매우 빠르다.In this regard, among navigation satellite location and clock information generated by the International GNSS Service (IGS), information generated by the IGS in real time and provided over the Internet is referred to as RTS (Real-Time Service) correction information. The update cycle of the RTS correction information is 60 seconds for the orbit and 10 seconds for the clock, which is very fast compared to the navigation message.

구체적으로, RTS 보정정보는 항법위성 위치의 절대값 대신 항법메시지에서 전송하는 위치정보에 대한 보정값을 제공한다. 즉, 항법메시지에서 전송하는 위치에 RTS 보정정보를 더하면 cm 급의 정확도를 가지는 항법위성 위치를 얻을 수 있으며, 항법위성 시계 보정정보의 정확도도 이와 유사하다.Specifically, the RTS correction information provides a correction value for location information transmitted in a navigation message instead of an absolute value of a location of a navigation satellite. That is, if RTS correction information is added to the location transmitted in the navigation message, the navigation satellite location with cm-level accuracy can be obtained, and the accuracy of the navigation satellite clock correction information is similar to this.

전술한 바와 같이, 항법메시지와 RTS 보정정보의 갱신 주기가 다르기 때문에, RTS 보정정보에는 적용되는 항법메시지의 IOD 정보가 같이 제공된다. 따라서, 갱신된 항법메시지를 수신하였다고 해도 수신된 RTS 보정정보가 갱신 이전 IOD 정보를 가지고 있으면, 갱신 이전에 수신된 항법메시지에 RTS 보정정보를 적용해야 정확한 항법위성 위치 및 시계정보를 계산할 수 있다. 이러한 이유로 RTS 보정정보는 항법메시지 갱신 주기인 2시간마다 급격한 불연속성을 가지게 된다.As described above, since the renewal cycles of the navigation message and the RTS correction information are different, the IOD information of the applied navigation message is provided together with the RTS correction information. Therefore, even if the updated navigation message is received, if the received RTS correction information has the IOD information before the update, the RTS correction information must be applied to the navigation message received before the update to calculate accurate navigation satellite position and clock information. For this reason, the RTS correction information has a rapid discontinuity every 2 hours, which is the navigation message update period.

RTS는 실시간으로 수신할 수 있으므로 실시간 정밀위치가 필요한 분야에서 많이 사용되고 있지만, 인터넷 환경이나 IGS 기관에서의 전송 문제, 수신하고 있는 하드웨어의 문제 등으로 인해 신호가 단절될 수 있다. RTS 신호가 단절되면 항법메시지만으로 위치결정을 해야하므로 수신기 위치정확도가 급격히 감소한다.Since RTS can be received in real time, it is widely used in fields where real-time precise location is required, but the signal may be disconnected due to transmission problems in the Internet environment or IGS institutions, or problems in receiving hardware. If the RTS signal is disconnected, the positioning accuracy of the receiver is rapidly reduced because it has to determine the position only with the navigation message.

RTS 신호 단절에 대비하여 신호단절 기간 동안 RTS 보정정보를 예측하는 연구가 많이 수행되었다. 예측기법으로 다항식, 조화함수, 머신러닝 등 다양한 방법이 시도되었으나, 이러한 종래의 예측 방법들은 공통적으로 신호 단절 전 RTS 보정정보를 분석하여 RTS 예측 모델을 생성하였다.In preparation for RTS signal disconnection, many studies have been conducted to predict RTS correction information during the signal disconnection period. Various methods such as polynomials, harmonic functions, and machine learning have been tried as prediction techniques, but these conventional prediction methods commonly analyze RTS correction information before signal disconnection to create an RTS prediction model.

이와 관련하여, RTS 보정정보 분석에 사용되는 모델은 공통적으로 연속적인 시계열 신호를 가정하고 있다. 즉, 항법메시지가 갱신되지 않는 구간에서 예측 모델을 생성하고 예측하도록 구현되기 때문에, 종래의 예측 방법의 경우 항법메시지가 갱신된 시점부터는 새로운 예측 모델을 생성하여야 하고, 예측 모델을 생성하기 위해선 일정 시간동안 수신된 RTS 보정정보가 필요하다는 문제가 있었다.In this regard, the model used for RTS correction information analysis commonly assumes a continuous time-series signal. That is, since a prediction model is generated and predicted in a section where the navigation message is not updated, in the case of the conventional prediction method, a new prediction model must be created from the time the navigation message is updated. There was a problem that RTS correction information received during

따라서, 종래의 예측 방법들은 RTS 신호가 단절된 시점이 항법메시지 갱신 시점 직전이라면, 갱신 이후부터는 예측 모델을 사용할 수 없기 때문에 RTS 보정정보의 예측이 불가능하다는 한계가 있었다.Therefore, in the conventional prediction methods, if the time point at which the RTS signal is disconnected is immediately before the navigation message update time, there is a limit in that it is impossible to predict RTS correction information since the prediction model cannot be used after the update.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1419339호에 개시되어 있다.The background technology of the present application is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1419339.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 항법메시지의 IOD 변화 시점과 근접하여 IGS RTS 보정정보의 신호가 단절되는 경우 RTS 보정정보의 예측이 불가능한 종래 예측 기법의 한계를 극복한 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and GNSS navigation overcomes the limitations of the conventional prediction technique in which RTS correction information cannot be predicted when the IGS RTS correction information signal is disconnected due to proximity to the IOD change time of the navigation message. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for predicting RTS correction information considering IOD change of a message.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problem to be achieved by the embodiments of the present application is not limited to the technical problems described above, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 방법은, (a) GNSS 항법메시지와 연계된 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점을 고려하여 상기 항법메시지 및 RTS 보정정보를 수집하는 단계, (b) 상기 항법메시지 및 상기 RTS 보정정보에 기초하여 신호 예측 모델의 구축을 위한 입력 데이터를 가공하는 단계, (c) 상기 가공된 입력 데이터에 기초하여 상기 신호 예측 모델을 생성하는 단계 및 (d) 상기 RTS 보정정보의 단절이 발생하면, 상기 신호 예측 모델에 기초하여 상기 단절된 RTS 보정정보를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.As a technical means for achieving the above technical problem, the RTS correction information prediction method considering the IOD change of the GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention includes (a) IOD (Issue of Data) associated with the GNSS navigation message Collecting the navigation message and RTS correction information in consideration of update time, (b) processing input data for building a signal prediction model based on the navigation message and the RTS correction information, (c) processing the input data generating the signal prediction model based on the received input data; and (d) predicting the disconnected RTS correction information based on the signal prediction model when the RTS correction information is disconnected.

또한, 상기 (a) 단계는, (a1) 상기 갱신 시점 이전에 수신된 항법메시지인 제1항법메시지 및 상기 갱신 시점 이후에 수신된 항법메시지인 제2항법메시지를 구분하여 저장하는 단계 및 (a2) 상기 갱신 시점 이전에 수신된 RTS 보정정보인 제1 RTS 정보 및 상기 갱신 시점 이후에 수신된 RTS 보정정보인 제2 RTS 정보를 구분하여 저장하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step (a) includes (a1) dividing and storing a first navigation message, which is a navigation message received before the update point in time, and a second navigation message, which is a navigation message received after the update point in time, and (a2) ) dividing and storing first RTS information, which is RTS correction information received before the update point in time, and second RTS information, which is RTS correction information received after the update point in time.

또한, 상기 (b) 단계에 의해 상기 입력 데이터는, 상기 갱신 시점 이전 구간은 상기 제1 RTS 정보에 대응하고, 상기 갱신 시점 이후 구간은 상기 제 2 RTS 정보와 상기 제1항법메시지 및 상기 제2항법메시지의 궤도 차이에 기초하여 도출되는 보정된 RTS 정보에 대응하는 시계열 데이터로 가공될 수 있다.Further, in the step (b), the input data corresponds to the first RTS information in a section before the update point, and the second RTS information, the first navigation message, and the second RTS information in a section after the update point in time. It can be processed into time-series data corresponding to the corrected RTS information derived based on the trajectory difference of the navigation message.

또한, 상기 보정된 RTS 정보는, 상기 갱신 시점을 기준으로 상기 제1 RTS 정보와 연속하도록 도출될 수 있다.Also, the corrected RTS information may be derived to be continuous with the first RTS information based on the update time point.

또한, 상기 (b) 단계는, 하기 수학식 1에 기초하여 상기 보정된 RTS 정보를 도출할 수 있다.In the step (b), the corrected RTS information may be derived based on Equation 1 below.

또한, 상기 (b) 단계는, 하기 수학식 2에 기초하여 상기 궤도 차이를 도출할 수 있다.In the step (b), the trajectory difference may be derived based on Equation 2 below.

또한, 상기 신호 예측 모델은 시계열 예측 모델일 수 있다.Also, the signal prediction model may be a time series prediction model.

또한, 상기 (c) 단계는, 상기 가공된 입력 데이터에 기초하여 피팅 알고리즘을 통해 상기 시계열 예측 모델의 계수를 계산할 수 있다.In the step (c), coefficients of the time series prediction model may be calculated through a fitting algorithm based on the processed input data.

또한, 상기 (d) 단계는, 상기 신호 예측 모델의 출력 데이터에 상기 궤도 차이를 반영하여 상기 단절된 RTS 보정정보에 대응하는 예측 RTS 보정정보를 도출할 수 있다.In the step (d), the predicted RTS correction information corresponding to the disconnected RTS correction information may be derived by reflecting the trajectory difference in the output data of the signal prediction model.

한편, 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치는, GNSS 항법메시지와 연계된 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점을 고려하여 상기 항법메시지 및 RTS 보정정보를 수집하는 수신부, 상기 항법메시지 및 상기 RTS 보정정보에 기초하여 신호 예측 모델의 구축을 위한 입력 데이터를 가공하는 형상부, 상기 가공된 입력 데이터에 기초하여 상기 신호 예측 모델을 생성하는 적합부 및 상기 RTS 보정정보의 단절이 발생하면, 상기 신호 예측 모델에 기초하여 상기 단절된 RTS 보정정보를 예측하는 추정부를 포함할 수 있다.On the other hand, the apparatus for predicting RTS correction information in consideration of the IOD change of the GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention considers the renewal time of the IOD (Issue of Data) associated with the GNSS navigation message to calculate the navigation message and the RTS correction information A receiving unit that collects, a shaping unit that processes input data for constructing a signal prediction model based on the navigation message and the RTS correction information, a fitting unit that generates the signal prediction model based on the processed input data, and the RTS When the correction information is disconnected, an estimator for predicting the disconnected RTS correction information based on the signal prediction model may be included.

또한, 상기 수신부는, 상기 갱신 시점 이전에 수신된 항법메시지인 제1항법메시지 및 상기 갱신 시점 이후에 수신된 항법메시지인 제2항법메시지를 구분하여 저장하고, 상기 갱신 시점 이전에 수신된 RTS 보정정보인 제1 RTS 정보 및 상기 갱신 시점 이후에 수신된 RTS 보정정보인 제2 RTS 정보를 구분하여 저장할 수 있다.In addition, the receiver separates and stores the first navigation message, which is a navigation message received before the update point in time, and the second navigation message, which is a navigation message received after the update point in time, and corrects the RTS received before the update point in time. First RTS information, which is information, and second RTS information, which is RTS correction information received after the update time point, may be separately stored.

또한, 상기 형상부는, 상기 갱신 시점 이전 구간은 상기 제1 RTS 정보에 대응하고, 상기 갱신 시점 이후 구간은 상기 제 2 RTS 정보와 상기 제1항법메시지 및 상기 제2항법메시지의 궤도 차이에 기초하여 도출되는 보정된 RTS 정보에 대응하는 시계열 데이터로 상기 입력 데이터를 가공할 수 있다.In addition, the shape unit determines that a section before the update time corresponds to the first RTS information, and a section after the update time is based on the second RTS information and a trajectory difference between the first navigation message and the second navigation message. The input data may be processed into time-series data corresponding to the derived corrected RTS information.

또한, 상기 형상부는, 하기 수학식 1에 기초하여 상기 보정된 RTS 정보를 도출할 수 있다.Also, the shape unit may derive the corrected RTS information based on Equation 1 below.

또한, 상기 형상부는, 하기 수학식 2에 기초하여 상기 궤도 차이를 도출할 수 있다.In addition, the shape unit may derive the trajectory difference based on Equation 2 below.

또한, 상기 적합부는, 상기 가공된 입력 데이터에 기초하여 피팅 알고리즘을 통해 상기 시계열 예측 모델의 계수를 계산할 수 있다.In addition, the fitting unit may calculate coefficients of the time series prediction model through a fitting algorithm based on the processed input data.

또한, 상기 추정부는, 상기 신호 예측 모델의 출력 데이터에 상기 궤도 차이를 반영하여 상기 단절된 RTS 보정정보에 대응하는 예측 RTS 보정정보를 도출할 수 있다.In addition, the estimator may derive predicted RTS correction information corresponding to the disconnected RTS correction information by reflecting the trajectory difference in output data of the signal prediction model.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as intended to limit the present disclosure. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 항법메시지의 IOD 변화 시점과 근접하여 IGS RTS 보정정보의 신호가 단절되는 경우 RTS 보정정보의 예측이 불가능한 종래 예측 기법의 한계를 극복한 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to the above-described means for solving the problem of the present application, when the IGS RTS correction information signal is disconnected close to the time point of the IOD change of the navigation message, the IOD change of the GNSS navigation message overcomes the limitations of the conventional prediction technique in which the RTS correction information cannot be predicted. It is possible to provide an apparatus and method for predicting RTS correction information considering .

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 갱신된 GNSS 항법메시지와 갱신 이전의 GNSS 항법메시지로 계산된 각 위성궤도의 차이값을 RTS 궤도 보정정보에 적용함으로써 IOD 변화 이후 시점에서도 연속적인 RTS 신호를 획득할 수 있고, 연속적인 RTS 신호에 기반한 시계열 예측이 이루어질 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, by applying the difference value of each satellite orbit calculated by the updated GNSS navigation message and the GNSS navigation message before the update to the RTS orbit correction information, a continuous RTS signal is obtained even after the IOD change and time series prediction based on continuous RTS signals.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, IOD 갱신 시점과 근접하여 RTS 보정 신호의 단절이 발생하여도 RTS 신호의 예측이 이루어질 수 있으므로 위치추정 정확도가 지속적으로 유지될 수 있다.According to the above-described problem solving means of the present application, even if the disconnection of the RTS correction signal occurs close to the IOD update time point, since the RTS signal can be predicted, the location estimation accuracy can be continuously maintained.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the effects described above, and other effects may exist.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 GNSS 항법메시지의 IOD(Issue of Data)의 갱신에 의한 RTS 보정정보의 불연속적 변화를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 수신부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 형상부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 형상부에 의해 가공되는 입력 데이터를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 적합부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 추정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 신호 예측 모델의 유형에 따른 RTS 보정정보의 예측 결과의 오차를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 방법에 대한 동작 흐름도이다.
1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for predicting RTS correction information considering an IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram exemplarily illustrating a discontinuous change of RTS correction information by updating IOD (Issue of Data) of a GNSS navigation message.
FIG. 3 is a diagram for explaining a receiving unit of an RTS correction information prediction apparatus considering an IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining the shape of the RTS correction information predicting device considering the IOD change of the GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustratively illustrating input data processed by a shape unit of an RTS correction information predicting device in consideration of an IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining an appropriate part of an apparatus for predicting RTS correction information considering an IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram for explaining an estimator of an apparatus for predicting RTS correction information considering an IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B are graphs showing a comparison of errors in prediction results of RTS correction information according to types of signal prediction models.
9 is an operational flowchart of a method for predicting RTS correction information considering IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice with reference to the accompanying drawings. However, the present disclosure may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly describe the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout the present specification, when a part is said to be “connected” to another part, it is not only “directly connected”, but also “electrically connected” or “indirectly connected” with another element in between. "Including cases where

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the present specification, when a member is referred to as being “on,” “above,” “on top of,” “below,” “below,” or “below” another member, this means that a member is located in relation to another member. This includes not only the case of contact but also the case of another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the present specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

본원은 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치 및 방법에 관한 것이다. 예를 들면, 본원은 IOD 변화 시점에서 GNSS 항법메시지 정보와 결합한 IGS RTS 보정정보 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for predicting RTS correction information considering IOD change of a GNSS navigation message. For example, the present invention relates to a method and apparatus for predicting IGS RTS correction information combined with GNSS navigation message information at an IOD change time point.

보다 자세하게는 본원은 IOD 변화 시점에서 갱신된 GNSS 항법메시지와 갱신 이전의 GNSS 항법메시지로 계산된 각 위성궤도의 차이를 RTS 보정정보에 적용하여 연속적인 RTS 신호를 획득한 후, RTS 신호 예측모델을 생성하고 RTS 신호의 단절 시 이를 예측하는 방법 및 장치에 관한 것이다.In more detail, the present application obtains a continuous RTS signal by applying the difference between each satellite orbit calculated with the GNSS navigation message updated at the time of IOD change and the GNSS navigation message before the update to the RTS correction information, and then obtains the RTS signal prediction model. It relates to a method and apparatus for generating and predicting when an RTS signal is disconnected.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for predicting RTS correction information considering an IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치(100)(이하, '예측 장치(100)'라 한다.)는 수신부(110), 형상부(120), 적합부(130) 및 추정부(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an RTS correction information prediction device 100 (hereinafter, referred to as 'prediction device 100') considering the IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention includes a receiver 110, a shape It may include a unit 120 , a fitting unit 130 and an estimating unit 140 .

본원의 실시예에 관한 설명에서 예측 장치(100)는 GNSS 항법 시스템(global navigation satellite system)과 연계된 항법 위성(미도시), 관제소 서버(미도시) 등과 네트워크를 통해 통신하는 것일 수 있다. 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), wifi 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.In the description of the embodiment of the present application, the prediction device 100 may communicate with a navigation satellite (not shown), a control center server (not shown), and the like associated with a GNSS navigation system (global navigation satellite system) through a network. A network refers to a connection structure capable of exchanging information between nodes such as terminals and servers, and examples of such networks include a 3rd Generation Partnership Project (3GPP) network, a Long Term Evolution (LTE) network, and 5G Network, WIMAX (World Interoperability for Microwave Access) network, Internet (Internet), LAN (Local Area Network), Wireless LAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network), PAN (Personal Area Network), wifi network, A Bluetooth network, a satellite broadcasting network, an analog broadcasting network, a Digital Multimedia Broadcasting (DMB) network, etc. are included, but are not limited thereto.

한편, 본원에서 개시하는 예측 장치(100)는 소정의 사용자 단말(미도시)의 위치 정보를 GNSS 항법 시스템을 통해 보다 정밀하게 획득할 수 있도록 사용자 단말(미도시)에 탑재되는 것일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the prediction device 100 disclosed herein may be mounted on a user terminal (not shown) to more accurately obtain location information of a predetermined user terminal (not shown) through a GNSS navigation system. but not limited to

사용자 단말(미도시)은 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치일 수 있다.User terminals (not shown) include, for example, a smart phone, a smart pad, a tablet PC, and the like and PCS (Personal Communication System), GSM (Global System for Mobile communication), PDC (Personal Digital Cellular), PHS (Personal Handyphone System), PDA (Personal Digital Assistant), IMT (International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA (Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA (W-Code Division Multiple Access), Wibro (Wireless Broadband Internet) It may be any kind of wireless communication device such as a terminal.

이하에서는 먼저 GNSS를 이용한 정밀 위치 추정 프로세스와 이에 활용되는 RTS 보정정보에 대하여 먼저 설명하도록 한다.Hereinafter, a precise position estimation process using GNSS and RTS correction information used therein will be described first.

IGS RTS 보정정보는 RTCM SSR(state space representation) 형식으로 제공되는데, 사용자는 NTRIP(networked transport of RTCM via internet protocol) 방식으로 이러한 RTS 보정정보를 제공받을 수 있다.IGS RTS correction information is provided in the form of RTCM SSR (state space representation), and the user can receive such RTS correction information in a networked transport of RTCM via internet protocol (NTRIP) method.

이러한 RTS 보정정보는 GNSS 위성의 궤도 보정정보와 시계 보정정보로 구분되며, 사용자는 원하는 기관에서 산출한 데이터를 선택적으로 사용할 수 있다. 예시적으로, 다양한 기관에서 제공하는 여러 산출물 중 IGS03은 GLONASS 위성의 보정정보를 포함할 수 있으며, 궤도 보정정보 및 시계 보정정보는 통상적으로 m 단위로 제공되며, 궤도 보정정보는 60초, 시계 보정정보는 10초 간격으로 새롭게 전송(갱신)될 수 있다. 예시적으로 궤도 보정정보의 정확도는 약 0.05m(RMS) 수준이다.This RTS correction information is divided into GNSS satellite orbit correction information and clock correction information, and the user can selectively use data calculated by a desired institution. Illustratively, among various products provided by various organizations, IGS03 may include correction information of GLONASS satellites, orbit correction information and clock correction information are usually provided in units of m, orbit correction information is 60 seconds, and clock correction information is provided. Information may be newly transmitted (updated) at intervals of 10 seconds. For example, the accuracy of the orbit correction information is about 0.05 m (RMS) level.

한편, RTS 궤도 보정정보는 항법메시지에서 계산된 궤도의 좌표와는 달리 R (radial), A (along-track), 그리고 C (cross-track) 방향으로 제공된다. 따라서 항법메시지에 적용하기 위해서는 ECEF(earth-centered earth-fixed) 좌표계로의 변환이 선행되어야 한다.Meanwhile, the RTS trajectory correction information is provided in R (radial), A (along-track), and C (cross-track) directions, unlike the coordinates of the trajectory calculated in the navigation message. Therefore, conversion to ECEF (earth-centered earth-fixed) coordinate system must be preceded in order to be applied to the navigation message.

또한, 보정정보가 적용되는 좌표계 원점은 각 데이터의 유형에 따라 APC(antenna phase center) 또는 위성 질량 중심(CoM; center of mass)로 설정될 수 있으며, 예시적으로 IGS03 데이터의 보정정보는 APC를 기준으로 할 수 있다.In addition, the origin of the coordinate system to which correction information is applied may be set to APC (antenna phase center) or satellite center of mass (CoM) according to each type of data. can be based on

한편, GNSS에서 전송되는 항법메시지와 RTS 보정정보에는 IOD(issue of data) 정보가 포함될 수 있다. IOD는 전송된 메시지에 대한 발행 번호를 의미하며, IOD 정보는 궤도에 대한 IOD 값인 IODE(IOD ephemeris) 및 시계에 대한 IOD 값인 IODC(IOD clock)로 구분될 수 있으며, 예를 들어, 2시간마다 항법메시지가 갱신되면서 값이 변화할 수 있다. 달리 말해, 항법메시지의 갱신 주기(예를 들면, 2시간 등)는 전술한 RTS 보정정보의 갱신 주기(예를 들면, 궤도 보정정보의 경우 60초, 시계 보정정보의 경우 10초 등) 대비 상대적으로 매우 긴 값으로 설정될 수 있으며, IOD가 변화하는 시점에서 항법메시지로 계산된 위성 궤도와 RTS 보정정보가 불연속적으로 변화하게 된다.Meanwhile, issue of data (IOD) information may be included in the navigation message and RTS correction information transmitted by the GNSS. IOD means the issue number for the transmitted message, and the IOD information can be divided into IOD ephemeris (IODE), which is an IOD value for orbit, and IOD clock (IOD clock), which is an IOD value for clock, for example, every 2 hours. The value may change as the navigation message is updated. In other words, the renewal period of the navigation message (eg, 2 hours) is relative to the aforementioned update period of the RTS correction information (eg, 60 seconds for trajectory correction information, 10 seconds for clock correction information, etc.) It can be set to a very long value, and the satellite trajectory calculated by the navigation message and the RTS correction information change discontinuously at the time when the IOD changes.

이와 관련하여, IOD가 변화하는 시점에서 RTS 신호 단절이 발생하는 경우 보정정보 예측이 매우 어렵기 때문에 종래의 연구들은 단순히 IOD가 변화하지 않는 시점에서 예측을 시험하는 방식을 주로 채택하였다.In this regard, since it is very difficult to predict correction information when an RTS signal is disconnected at a time when the IOD changes, conventional studies have mainly adopted a method of simply testing prediction at a time when the IOD does not change.

또한, RTS 궤도 보정정보에는 전술한 IOD 정보가 포함될 수 있다. 보정정보에 포함된 IOD 값은 보정정보가 적용되는 항법메시지를 지정하는데, 보정정보의 IOD가 항법메시지의 IODE와 일치할 때 보정정보를 적용하여야 한다. 즉, 항법메시지의 IOD가 갱신되었지만 보정정보의 IODE는 갱신되지 않았다면, 보정정보는 과거의 항법메시지에 적용하여야 한다. 항법메시지 시계의 IOD인 IODC는 IODE와 중복되므로, RTS 궤도 보정정보에만 IOD가 전송되며, RTS 궤도와 시계는 같은 IOD를 사용하게 된다.In addition, the above-described IOD information may be included in the RTS trajectory correction information. The IOD value included in the correction information specifies the navigation message to which the correction information is applied. When the IOD of the correction information matches the IODE of the navigation message, the correction information should be applied. That is, if the IOD of the navigation message is updated but the IODE of the correction information is not updated, the correction information should be applied to the previous navigation message. Since the IODC, the IOD of the navigation message clock, overlaps with the IODE, the IOD is transmitted only for the RTS trajectory correction information, and the RTS trajectory and clock use the same IOD.

도 2는 GNSS 항법메시지의 IOD(Issue of Data)의 갱신에 의한 RTS 보정정보의 불연속적 변화를 예시적으로 나타낸 도면이다.2 is a diagram exemplarily illustrating a discontinuous change of RTS correction information by updating IOD (Issue of Data) of a GNSS navigation message.

도 2를 참조하면, 궤도 보정정보는 연속적으로 변화하다가 매 갱신 주기마다 IOD가 갱신되면서 보정값이 크게 변화한다. 즉, 항법메시지의 갱신 주기(예를 들면, 2시간 주기 등)마다 불연속적인 변화가 발생할 수 있다. 이 때, 보정값의 변화 크기는 일정하지 않고 IOD 변화 시점과 궤도 방향에 따라 변화량이 다르다.Referring to FIG. 2, the orbit correction information continuously changes, and the correction value greatly changes as the IOD is updated at every update period. That is, a discontinuous change may occur at every renewal period (for example, a 2-hour period, etc.) of the navigation message. At this time, the change amount of the correction value is not constant, and the change amount is different according to the IOD change time and trajectory direction.

시계 보정정보의 경우에는 IOD 변화 시점에서 변화가 발생할 수도 있지만, 궤도 보정정보 대비 상대적으로 변화가 없거나 변화량이 매우 작을 수도 있다. 이렇듯, IOD가 변화하는 시점에서 궤도 및 시계 보정정보가 단절되었을 경우 보정정보를 예측하기가 어렵게 된다.In the case of the clock correction information, a change may occur at the time of the IOD change, but there may be relatively no change or a very small amount of change compared to the trajectory correction information. As such, when the orbit and clock correction information are disconnected at the time when the IOD changes, it becomes difficult to predict the correction information.

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 수신부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a diagram for explaining a receiving unit of an RTS correction information prediction apparatus considering an IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 수신부(110)는 GNSS 항법메시지와 연계된 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점을 고려하여 항법메시지(1) 및 RTS 보정정보(2)를 수신(수집)할 수 있다. 예시적으로, 수신부(110)는 GNSS 수신기를 통해 GNSS 항법메시지(1)를 수신하고, 인터넷을 통해 IGS에서 제공하는 RTS 보정정보(2)를 수신하는 것일 수 있다. 이러한 수신부(110)의 정보 획득 방식은 당 분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 3 , the receiving unit 110 may receive (collect) a navigation message 1 and RTS correction information 2 in consideration of an issue of data (IOD) update point associated with a GNSS navigation message. Exemplarily, the receiving unit 110 may receive the GNSS navigation message 1 through the GNSS receiver and RTS correction information 2 provided by the IGS through the Internet. Since the information acquisition method of the receiving unit 110 is obvious to those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 수신부(110)는 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이전에 수신된 항법메시지인 제1항법메시지(3) 및 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이후에 수신된 항법메시지인 제2항법메시지(4)를 구분하여 저장할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present application, the receiving unit 110 receives the first navigation message 3, which is a navigation message received before the IOD (Issue of Data) update point, and the IOD (Issue of Data) update point after the update point. The second navigation message 4, which is the received navigation message, can be classified and stored.

또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 수신부(110)는 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이전에 수신된 RTS 보정정보인 제1 RTS 정보(5) 및 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이후에 수신된 RTS 보정정보인 제2 RTS 정보(6)를 구분하여 저장할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present application, the receiving unit 110 may receive first RTS information 5, which is RTS correction information received before an issue of data (IOD) update time and after an issue of data (IOD) update time. The second RTS information (6), which is the RTS correction information received at , can be separately stored.

달리 말해, 예측 장치(100)는 IOD(Issue of Data)의 갱신 이전의 제1항법메시지(3)와 IOD(Issue of Data)의 갱신 이후의 제2항법메시지(4)를 모두 저장할 수 있으며, RTS 보정정보(2)의 경우에도 마찬가지로 IOD(Issue of Data)의 갱신 이전의 제1 RTS 정보(5)와 IOD(Issue of Data)의 갱신 이후의 제2 RTS 정보(6)를 모두 저장할 수 있다.In other words, the prediction device 100 may store both the first navigation message 3 before the update of IOD (Issue of Data) and the second navigation message 4 after the update of IOD (Issue of Data), Similarly, in the case of RTS correction information (2), first RTS information (5) before IOD (Issue of Data) update and second RTS information (6) after IOD (Issue of Data) update can both be stored. .

도 4는 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 형상부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for explaining the shape of the RTS correction information predicting device considering the IOD change of the GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 형상부(120)는 항법메시지(1) 및 RTS 보정정보(2)에 기초하여 신호 예측 모델의 구축을 위한 입력 데이터(12)를 가공할 수 있다. 즉, 형상부(120)는 RTS 보정정보에 대한 신호 예측 모델을 형상화하기 위한 모델의 입력 데이터(12)를 생성하는 구성일 수 있다.Referring to FIG. 4 , the shaping unit 120 may process input data 12 for constructing a signal prediction model based on the navigation message 1 and RTS correction information 2 . That is, the shaping unit 120 may be a component that generates input data 12 of a model for shaping a signal prediction model for RTS correction information.

이와 관련하여, 앞서 설명한 바와 같이 IOD가 변화하는 시점에서 RTS 보정정보와 항법메시지 모두 불연속적으로 변화하게 되고, 불연속적인 데이터로는 시계열 예측이 불가능하므로 IOD 변화 직후에 수신된 짧은 기간의 데이터만으로 예측해야 하지만, 수신된 데이터의 수가 적으면 예측성능이 크게 떨어지게 된다.In this regard, as described above, both the RTS correction information and the navigation message change discontinuously at the time the IOD changes, and since time series prediction is impossible with discontinuous data, prediction is made only with the short-term data received immediately after the IOD change. However, if the number of received data is small, the predictive performance is significantly degraded.

이를 고려하여, 본원에서 개시하는 예측 장치(100)는 IOD의 변화(갱신) 시점에 대응하여 RTS 보정정보와 항법메시지를 결합하여 계산된 위성 궤도가 연속적으로 변화하도록 가공하여 사용함으로써 IOD 변화 시점에서도 연속된 신호를 획득할 수 있으며 이를 기초로 시계열적인 신호예측이 가능한 신호 예측 모델을 구축할 수 있다.In consideration of this, the prediction apparatus 100 disclosed herein combines RTS correction information and navigation messages in response to the IOD change (update) time, and processes and uses the calculated satellite trajectory to continuously change, even at the time of IOD change. Continuous signals can be obtained, and based on this, a signal prediction model capable of time-series signal prediction can be constructed.

구체적으로, 형상부(120)는 입력 데이터(12)가 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이전 구간은 제1 RTS 정보(5)에 대응하고, IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이후 구간은 제 2 RTS 정보(6)와 제1항법메시지(3) 및 제2항법메시지(4)의 궤도 차이에 기초하여 도출되는 보정된 RTS 정보(11)에 대응하는 시계열 데이터를 포함하도록 수신부(110)에 의해 수집된 항법메시지(1) 및 RTS 보정정보(2)를 가공할 수 있다.Specifically, in the shape unit 120, the interval before the update of IOD (Issue of Data) corresponds to the first RTS information 5, and the interval after the update of IOD (Issue of Data) corresponds to the input data 12. Receiver 110 to include time-series data corresponding to corrected RTS information 11 derived based on the difference between the second RTS information 6 and the trajectories of the first navigation message 3 and the second navigation message 4 The collected navigation message (1) and RTS correction information (2) can be processed.

도 5는 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 형상부에 의해 가공되는 입력 데이터를 예시적으로 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustratively illustrating input data processed by a shape unit of an RTS correction information predicting device in consideration of an IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 형상부(120)는 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점을 기준으로 제1 RTS 정보와 연속하도록 보정된 RTS 정보(11)를 도출할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the shaping unit 120 may derive corrected RTS information 11 to continue with the first RTS information based on an issue of data (IOD) renewal time point.

구체적으로, 도 5에서 점선은 항법메시지(1)로부터 계산된 위성 궤도의 변화를 나타내며, 실선은 항법메시지(1)에 RTS 보정정보(2)를 적용하였을 때 궤도의 변화를 나타낸다. 또한,

Figure 112021076334448-pat00001
시점은 항법메시지(1)가 갱신되기 이전 시점,
Figure 112021076334448-pat00002
시점은 항법메시지(1)가 갱신된 시점,
Figure 112021076334448-pat00003
은 항법메시지(1)가 갱신된 이후 시점을 각각 나타낸다. NAV의 하첨자 1과 2는 각각 IOD 변화 이전과 이후에 각각 수신된 항법메시지(달리 말해, 제1항법메시지(3) 및 제2항법메시지(4) 등)를 의미할 수 있다.Specifically, in FIG. 5, the dotted line represents the change in the satellite orbit calculated from the navigation message (1), and the solid line represents the change in orbit when the RTS correction information (2) is applied to the navigation message (1). also,
Figure 112021076334448-pat00001
The point in time is the time before the navigation message (1) is updated,
Figure 112021076334448-pat00002
The point in time is when the navigation message (1) is updated,
Figure 112021076334448-pat00003
Denotes a point in time after the navigation message 1 is updated. Subscripts 1 and 2 of the NAV may mean navigation messages received before and after the IOD change (in other words, the first navigation message 3 and the second navigation message 4, etc.), respectively.

도 5를 참조하면,

Figure 112021076334448-pat00004
시점에서 갱신된 항법메시지로 계산한 궤도(
Figure 112021076334448-pat00005
)와 갱신 이전 항법메시지로 계산한 궤도(
Figure 112021076334448-pat00006
)에 불연속적인 변화가 발생하는 것을 확인할 수 있으며, 이 때 갱신된 항법메시지(
Figure 112021076334448-pat00007
)와 갱신된 RTS 보정정보가 결합되면, 갱신 이전 항법메시지(
Figure 112021076334448-pat00008
)에 갱신 이전 RTS 보정정보를 결합한 신호와 연속적으로 변화할 수 있게 된다. 이는 갱신된 RTS 보정정보에 갱신 이전 RTS 보정정보에 갱신 전/후 항법메시지의 차이를 반영하는 방식으로 갱신 이전 RTS 보정정보와 연속적인 신호를 얻을 수 있음을 의미한다.Referring to Figure 5,
Figure 112021076334448-pat00004
The trajectory calculated from the navigation message updated at the point in time (
Figure 112021076334448-pat00005
) and the trajectory calculated by the navigation message before update (
Figure 112021076334448-pat00006
), it can be confirmed that a discontinuous change occurs, and at this time, the updated navigation message (
Figure 112021076334448-pat00007
) and the updated RTS correction information are combined, the navigation message before the update (
Figure 112021076334448-pat00008
) can be continuously changed with the signal combining the RTS correction information before updating. This means that the RTS correction information before the update and the continuous signal can be obtained by reflecting the difference between the navigation message before and after the update in the updated RTS correction information.

이와 관련하여, 본원에서 개시하는 신호 예측 모델은 시계열 데이터(시퀀스 데이터)의 예측을 가능케 하는 다양한 기법에 기반한 모델일 수 있으며, IOD의 변화 시점에서 RTS 보정신호가 단절되는 경우, 신호 예측 모델의 입력 데이터(12)는 서로 다른 두 파트(형태)로 이루어질 수 있다. 먼저, IOD의 갱신 이전의 제1 RTS 정보(5)는 수신된 값 그대로 모델의 입력 데이터(12)에 포함되되, IOD 갱신 이후의 제2 RTS 정보(6)는 갱신 이전의 제1 RTS 정보(5)의 값과 연속성을 유지할 수 있는 형태인 보정된 RTS 정보(11)로 변환되어 모델의 입력 데이터(12)에 반영될 수 있다.In this regard, the signal prediction model disclosed herein may be a model based on various techniques that enable prediction of time series data (sequence data), and when the RTS correction signal is disconnected at the time of IOD change, the input of the signal prediction model The data 12 may consist of two different parts (forms). First, the first RTS information 5 before the update of the IOD is included in the input data 12 of the model as the received value, and the second RTS information 6 after the update of the IOD is the first RTS information before the update ( It can be converted into the corrected RTS information 11, which is a form capable of maintaining continuity with the value of 5), and reflected in the input data 12 of the model.

달리 말해, 보정된 RTS 정보(11)는 IOD 변화 직후에 발생하는 RTS 보정정보의 불연속적인 변화를 보정하도록 도출될 수 있다.In other words, the corrected RTS information 11 can be derived to correct a discontinuous change in the RTS correction information occurring immediately after the IOD change.

구체적으로, 형상부(120)는 하기 수학식 1에 기초하여 보정된 RTS 정보(11)를 도출할 수 있다.Specifically, the shape unit 120 may derive corrected RTS information 11 based on Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112021076334448-pat00009
Figure 112021076334448-pat00009

상기 수학식 1에서, t1은 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이후의 임의의 시간이고, r(t1)은 보정된 RTS 정보(11)이고, RTS(t1)는 제2 RTS 정보(6)이고, δNAV(t1)는 제1항법메시지(3)와 제2항법메시지(4)의 궤도 차이일 수 있다.In Equation 1, t 1 is an arbitrary time after the update of IOD (Issue of Data), r (t 1 ) is corrected RTS information 11, and RTS (t 1 ) is second RTS information (6), and δNAV(t 1 ) may be the difference between the trajectories of the first navigation message (3) and the second navigation message (4).

또한, 형상부(120)는 하기 수학식 2에 기초하여 제1항법메시지(3)와 제2항법메시지(4)의 궤도 차이를 도출할 수 있다.In addition, the shape unit 120 may derive a trajectory difference between the first navigation message 3 and the second navigation message 4 based on Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112021076334448-pat00010
Figure 112021076334448-pat00010

상기 수학식 2에서, NAV2(t1)은 제2항법메시지(4)에 기초하여 계산된 위성의 궤도이고, NAV1(t1)는 제1항법메시지(3)에 기초하여 계산된 위성의 궤도일 수 있다.In Equation 2, NAV 2 (t 1 ) is the orbit of the satellite calculated based on the second navigation message (4), and NAV 1 (t 1 ) is the satellite calculated based on the first navigation message (3). may be the orbit of

도 6은 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 적합부를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining an appropriate part of an apparatus for predicting RTS correction information considering an IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 적합부(130)는 형상부(120)에 의해 가공된 입력 데이터(12)에 기초하여 신호 예측 모델을 생성할 수 있다. 구체적으로, 적합부(130)는 신호 예측 모델로서 시계열 예측 모델을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the fitting unit 130 may generate a signal prediction model based on the input data 12 processed by the shaping unit 120 . Specifically, the fitting unit 130 may generate a time series prediction model as a signal prediction model.

또한, 적합부(130)는 형상부(120)에 의해 가공된 입력 데이터에 기초하여 피팅(학습) 알고리즘(21)을 통해 시계열 예측 모델의 모델 계수(22)를 계산할 수 있다. 달리 말해, 적합부(130)는 신호 예측 모델(시계열 예측 모델)의 입력 데이터(12)로부터 모델 계수(22)를 계산하는 구성일 수 있다.In addition, the fitting unit 130 may calculate the model coefficient 22 of the time series prediction model through the fitting (learning) algorithm 21 based on the input data processed by the shape unit 120 . In other words, the fitting unit 130 may be a component that calculates the model coefficient 22 from the input data 12 of the signal prediction model (time series prediction model).

본원의 일 실시예에 따르면, 신호 예측 모델은 IOD 변화 시점에서 RTS 보정정보를 예측하기 위해 구축되는 다항식 모델일 수 있으며, 적합부(130)는 예시적으로 시계열 예측 모델에 보정된 RTS 정보(11)를 입력하여 피팅 알고리즘(21)을 통해 모델 계수(22)를 계산할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the signal prediction model may be a polynomial model constructed to predict the RTS correction information at the time of IOD change, and the fitting unit 130 exemplarily corrects the RTS information 11 to the time series prediction model. ) to calculate the model coefficient 22 through the fitting algorithm 21.

한편, 모델 계수(22)의 계산 방식은 시계열 예측 모델의 유형에 따라 상이하게 결정될 수 있으며, 시계열 예측 모델로서 다항식 모델을 사용하는 경우, 모델 계수(22)는 최소 자승법을 통해 계산할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the calculation method of the model coefficient 22 may be determined differently depending on the type of time series prediction model, and when a polynomial model is used as a time series prediction model, the model coefficient 22 may be calculated through the least squares method. but not limited to

한편, 예측 장치(100)의 다항식 모델은 시간을 입력으로 하여 궤도 및 시계 보정정보의 값을 추정할 때 사용되도록 구축될 수 있는데, 다항식의 차수 및 피팅 기간에 대한 최적화가 필요하며, 본원의 구현예에 따라 다항식 모델의 차수 및 피팅 기간은 다양한 값으로 결정될 수 있으며, 이러한 다항식 모델과 연계된 파라미터의 변화에 따른 예측 성능의 변화는 도 8a 및 도 8b를 참조하여 후술하도록 한다.On the other hand, the polynomial model of the prediction device 100 may be constructed to be used when estimating the value of orbit and clock correction information with time as an input, and optimization of the order and fitting period of the polynomial is required. Depending on an example, the degree and fitting period of the polynomial model may be determined with various values, and the change in prediction performance according to the change in the parameter associated with the polynomial model will be described later with reference to FIGS. 8A and 8B.

도 7은 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치의 추정부를 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for explaining an estimator of an apparatus for predicting RTS correction information considering an IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 추정부(140)는 수신된 RTS 보정정보(2)의 단절이 발생하면, 생성된 신호 예측 모델에 기초하여 단절된 RTS 보정정보를 예측할 수 있다.Referring to FIG. 7 , when disconnection of the received RTS correction information 2 occurs, the estimator 140 may predict the disconnected RTS correction information based on the generated signal prediction model.

구체적으로, 추정부(140)는 신호 예측 모델의 모델 출력 데이터(31)에 제1항법메시지(3)와 제2항법메시지(4)로부터 도출되는 궤도 차이를 반영하여 단절된 RTS 보정정보에 대응하는 예측 RTS 보정정보(32)를 도출할 수 있다.Specifically, the estimator 140 reflects the difference between the trajectories derived from the first navigation message 3 and the second navigation message 4 in the model output data 31 of the signal prediction model to correspond to the disconnected RTS correction information. Predictive RTS correction information 32 can be derived.

달리 말해, 추정부(140)는 적합부(130)에서 계산된 모델의 입력 데이터(12)와 모델 계수(22)로부터 모델의 예측값인 모델 출력 데이터(31)를 도출하고, 모델 출력 데이터(31)를 RTS 보정정보에 부합하는 형태로 변환하여 예측 RTS 보정정보(32)를 출력하는 구성일 수 있다.In other words, the estimator 140 derives the model output data 31, which is the predicted value of the model, from the model input data 12 and the model coefficient 22 calculated in the fitting unit 130, and the model output data 31 ) into a form conforming to the RTS correction information and outputting the predicted RTS correction information 32.

이 때, 예측 RTS 보정정보(32)는 RTS 궤도 보정정보에 대한 예측값 및 RTS 시계 보정정보에 대한 예측값이 포함될 수 있다.In this case, the predicted RTS correction information 32 may include a predicted value for RTS trajectory correction information and a predicted value for RTS clock correction information.

한편, 모델의 예측값인 모델 출력 데이터(31)는 전술한 수학식 1을 통해 이해될 수 있는 바와 같이, RTS 보정정보에 대하여 IOD의 갱신 전후 항법메시지 간의 궤도 차이가 적용된 형태이므로, IOD의 갱신 전후 항법메시지 간의 궤도 차이를 다시 더하는 과정을 추가로 수행하여 예측 RTS 보정정보(32)로 최종적으로 획득될 수 있다.On the other hand, the model output data 31, which is the predicted value of the model, is a form in which the trajectory difference between the navigation messages before and after the IOD update is applied to the RTS correction information, as can be understood through the above-mentioned Equation 1, so before and after the IOD update. By additionally performing a process of adding the trajectory difference between navigation messages again, the predicted RTS correction information 32 can be finally obtained.

이하에서는, 신호 예측 모델로서 다항식 모델을 사용하는 경우, 다항식 모델과 연계된 다항식의 차수 및 피팅 기간에 대한 최적화 과정을 설명하도록 한다.Hereinafter, when a polynomial model is used as a signal prediction model, an optimization process for the degree and fitting period of the polynomial associated with the polynomial model will be described.

다항식 모델은 시간을 입력으로 하여 궤도 및 시계 보정정보의 값을 추정할 때 사용할 수 있는데, 다항식의 차수 및 피팅 기간에 대한 최적화가 필요하며, RTS 궤도 보정정보를 다항식으로 모델링하는 경우 주로 1차 내지 3차를 적용하며, 시계 보정정보는 0차 또는 1차를 사용한다. 시계 보정정보는 시간이 지남에 따라 누적되는 확률적 변화가 포함되어 있으며, 일부 백색 잡음 특성도 가지고 있으므로 예측 시 주로 다항식보다는 최근값을 사용한다(0차 다항식). 또한, 다항식 모델과 관련하여 다항식 차수뿐만 아니라 각 차수별로 피팅할 데이터의 길이(피팅 기간)에 대한 최적화 역시 필요하다.The polynomial model can be used when estimating the value of orbit and clock correction information with time as an input. Optimization of the order of the polynomial and the fitting period is required. The 3rd order is applied, and the 0th or 1st order is used for the clock correction information. Since the clock correction information includes stochastic changes accumulated over time and also has some white noise characteristics, the latest value is mainly used rather than the polynomial (0th order polynomial). In addition, in relation to the polynomial model, it is also necessary to optimize not only the polynomial order but also the length (fitting period) of data to be fitted for each order.

본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 기법과 연계된 일 실험예에서는 다항식 모델 최적화에 사용된 데이터가 2020년 8월 12일부터 16일까지의 기간 동안 수집되었으며, 먼저 최적 피팅 기간을 결정하기 위해 피팅 기간은 5분 간격으로 최대 20분으로 설정되었으며, 보정정보의 신호 손실은 IOD의 변화(갱신) 직후 3분 뒤에 발생하는 것으로 가정하고, 신호 손실이 발생한 직후부터 예측을 실시하였다. 또한, 2시간 주기로 항법메시지가 갱신되는 경우, IOD는 하루에 12번 변화하며, 모든 IOD 변화 시점에서 예측 기간을 15분으로 하여 피팅 및 예측을 수행하였다.In an experimental example linked to the RTS correction information prediction method considering the IOD change of the GNSS navigation message according to an embodiment of the present application, data used for polynomial model optimization was collected during the period from August 12 to 16, 2020 , First, to determine the optimal fitting period, the fitting period was set at 5-minute intervals to a maximum of 20 minutes, and it was assumed that the signal loss of the correction information occurred 3 minutes immediately after the change (update) of the IOD, and immediately after the signal loss occurred. predictions were made from In addition, when the navigation message is updated every 2 hours, the IOD changes 12 times a day, and fitting and prediction are performed with a prediction period of 15 minutes at all IOD change points.

이 때, 궤도 보정정보와 시계 보정정보의 수신 간격(주기)은 각각 60초 및 10초이므로 궤도 데이터는 15개, 시계는 90개가 예측되었다.At this time, since the reception intervals (cycles) of the orbit correction information and the clock correction information were 60 seconds and 10 seconds, respectively, 15 orbit data and 90 clock data were predicted.

전술한 시험방법에서 도출된 피팅 길이 및 다항식 차수에 따른 궤도 보정정보의 예측오차 평균값을 살펴보면, 먼저 차수가 1차인 경우 R 방향은 피팅 길이가 길수록 예측오차가 감소한 반면, A 방향은 피팅 길이가 10분을 초과할 때 예측오차가 오히려 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 차수가 2차인 경우는 피팅 길이가 20분일 때, 차수가 3차인 경우는 피팅 길이가 15분일 때 예측오차가 가장 낮은 것으로 나타났다.Looking at the average value of the prediction error of the trajectory correction information according to the fitting length and polynomial order derived from the above test method, first, when the fitting length is 1 order, the prediction error in the R direction decreases as the fitting length increases, whereas in the A direction, the fitting length is 10 It was found that the prediction error rather increased when the number of minutes was exceeded. In addition, the prediction error was found to be the lowest when the fitting length was 20 minutes in the case of order 2, and when the fitting length was 15 minutes in the case of order 3.

또한, 모든 차수를 종합 고려하였을 때 최적의 피팅 길이는 15분이며, 해당 피팅 길이에서 1차 다항식 모델이 오차가 가장 작게 나타났다. 최적 변수에 대해 1차 다항식 모델의 예측오차는 R 방향 궤도가 0.010m, A 방향은 0.052m, C 방향은 0.026m 수준으로 나타났으며, 시계 보정정보의 경우 최근값을 사용할 때 예측오차는 0.033m 수준으로 나타났다.In addition, when all orders were comprehensively considered, the optimal fitting length was 15 minutes, and the first-order polynomial model showed the smallest error at the corresponding fitting length. The prediction error of the first-order polynomial model for the optimal variable was 0.010m for the R-direction trajectory, 0.052m for the A-direction, and 0.026m for the C-direction. m level.

종합하면, 본원의 일 실시예에 따른 다항식 모델 기반의 신호 예측 모델의 다항식의 차수 및 피팅 길이(기간) 중 적어도 하나는 항법메시지(1)의 갱신 주기 및 RTS 보정정보(2)의 수신(갱신) 주기에 기초하여 최적화되는 것일 수 있다.In summary, at least one of the order of the polynomial and the fitting length (period) of the signal prediction model based on the polynomial model according to an embodiment of the present application is the update period of the navigation message (1) and the reception (update) of the RTS correction information (2). ) may be optimized based on the period.

이하에서는 예측 장치(100)에 의해 제공되는 예측 RTS 보정정보(32)에 기초한 정밀위치결정(precise point positioning, PPP) 성능 분석 결과에 대한 실험예를 설명하도록 한다.Hereinafter, an experimental example of a result of analyzing performance of precision point positioning (PPP) based on the predicted RTS correction information 32 provided by the prediction apparatus 100 will be described.

본 실험예에서는 1차 다항식 모델로 예측된 예측 RTS 보정정보(32)를 GNSS 항법메시지(1)에 적용한 후 gLAB(GNSS-lab tool)을 사용하여 PPP를 수행하였다.In this experimental example, after applying the predicted RTS correction information (32) predicted by the first-order polynomial model to the GNSS navigation message (1), PPP was performed using gLAB (GNSS-lab tool).

여기서, gLAB은 GNSS 궤도정확도 분석 및 위치추정 용도로 통상적으로 사용되는 상용 프로그램을 의미할 수 있다.Here, gLAB may mean a commercial program commonly used for GNSS trajectory accuracy analysis and location estimation.

또한, 전리층 오차를 제거하기 위해 이중주파수를 사용하였으며, 반송파 관측값의 가중치는 코드의 100배로 설정하고, 30초 간격으로 제공되는 관측데이터를 사용하였다.In addition, dual frequencies were used to eliminate ionospheric errors, and the weight of the carrier observation value was set to 100 times the code, and observation data provided at 30-second intervals were used.

예측값의 PPP 성능 분석을 위해 같은 기간에 수신된 RTS 원 신호의 PPP 성능과 비교하였다. 총 3개의 서로 다른 모델 변수(차수, 피팅 및 예측 구간의 길이 등)를 가지는 다항식 모델을 추정에 사용하였다.To analyze the PPP performance of the predicted value, the PPP performance of the RTS original signal received during the same period was compared. A polynomial model with a total of three different model variables (order, fit, length of prediction interval, etc.) was used for estimation.

먼저 Case 1은 15분의 피팅 길이의 1차 다항식 모델이며, Case 2는 15분의 피팅 길이의 2차 다항식 모델이며, Case 1과 Case 2에서는 공통적으로 최근 IOD와 이전 IOD 데이터를 모두 사용하였으며, 전술한 수학식 2를 통해 도출되는 항법메시지 간의 궤도 차이를 보정된 RTS에 더하는 방식으로 예측 RTS 보정정보를 획득하였고, Case 3은 종래 연구들과 같이 IOD가 변화한 직후 수신된 RTS 데이터만 사용하여 1차 다항식 모델로 예측을 수행하였다. 또한, 신호 손실이 IOD가 변화한 시점에서 3분 이후에 발생하는 것을 가정하였으므로 Case 3의 입력 피팅 데이터 길이는 총 3분이다.First, Case 1 is a first-order polynomial model with a fitting length of 15 minutes, and Case 2 is a second-order polynomial model with a fitting length of 15 minutes. The predicted RTS correction information was obtained by adding the trajectory difference between the navigation messages derived through Equation 2 above to the corrected RTS, and Case 3 uses only the RTS data received immediately after the IOD changes, as in previous studies. Prediction was performed with a first-order polynomial model. Also, since it is assumed that signal loss occurs 3 minutes after the IOD changes, the length of the input fitting data in Case 3 is 3 minutes in total.

도 8a 및 도 8b는 신호 예측 모델의 유형에 따른 RTS 보정정보의 예측 결과의 오차를 비교하여 나타낸 그래프이다.8A and 8B are graphs showing a comparison of errors in prediction results of RTS correction information according to types of signal prediction models.

도 8a 도 8b는 각 케이스(Case 1 내지 Case 3)별로 PPP를 수행하고, 수평 및 수직 위치오차를 각각 계산하여 나타낸 것으로, 예측은 14,580초부터 15,480초까지 총 15분간 진행되었으며, 수직오차는 오차의 크기를 비교하기 위해 절대값을 취하여 나타내었다.8A and 8B show that PPP is performed for each case (Case 1 to Case 3) and horizontal and vertical position errors are calculated, respectively. Prediction was carried out for a total of 15 minutes from 14,580 seconds to 15,480 seconds, and vertical error is error In order to compare the size of , the absolute value was taken and expressed.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 갱신 후의 현재 IOD 정보만 사용한 Case 3의 경우 예측 길이가 길어질수록 위치오차가 급증하는 것으로 나타나며, 이는 IOD 변화 직후에 RTS 신호 손실이 발생하는 경우 수신된 RTS 신호만으로 예측할 시 일반적인 PPP 성능 이하를 보일 수 있음을 의미한다. 반면, Case 1의 경우는 수평 및 수직오차가 예측 구간이 길어지더라도 RTS 원 신호의 위치오차와 유사한 것을 볼 수 있다. 2차 다항식 모델을 사용한 Case 2의 경우는 Case 1과 3의 중간 정도의 성능을 보였다.Referring to FIGS. 8A and 8B , in Case 3 using only the current IOD information after updating, the position error increases rapidly as the prediction length increases. This means that it may show less than typical PPP performance when forecasting. On the other hand, in the case of Case 1, it can be seen that the horizontal and vertical errors are similar to the position errors of the RTS original signal even if the prediction interval becomes longer. Case 2, which used a second-order polynomial model, showed intermediate performance between Cases 1 and 3.

또한, RTS 예측오차가 필터 공분산 및 추정값에 영향을 주기 때문에 15,480초 이후 오차가 큰 경우 예측 구간을 벗어나더라도 RTS 원 신호와 PPP 성능이 동일하지 않으며, 추가 수렴 기간이 필요하게 된다.In addition, since the RTS prediction error affects the filter covariance and the estimated value, if the error is large after 15,480 seconds, the RTS original signal and PPP performance are not the same even if it is out of the prediction interval, and an additional convergence period is required.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.Hereinafter, based on the details described above, the operation flow of the present application will be briefly reviewed.

도 9는 본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 방법에 대한 동작 흐름도이다.9 is an operational flowchart of a method for predicting RTS correction information considering IOD change of a GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 방법은 앞서 설명된 예측 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 예측 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The method of predicting RTS correction information in consideration of the IOD change of the GNSS navigation message shown in FIG. 9 can be performed by the prediction device 100 described above. Therefore, even if omitted below, the description of the prediction device 100 can be equally applied to the description of the RTS correction information prediction method considering the IOD change of the GNSS navigation message.

도 9를 참조하면, 단계 S11에서 수신부(110)는 (a) GNSS 항법메시지와 연계된 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점을 고려하여 항법메시지(1) 및 RTS 보정정보(2)를 수신(수집)할 수 있다.Referring to FIG. 9, in step S11, the receiving unit 110 (a) receives the navigation message (1) and the RTS correction information (2) in consideration of the renewal time of the IOD (Issue of Data) associated with the GNSS navigation message ( can be collected).

구체적으로, 단계 S11에서 수신부(110)는 (a1) IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이전에 수신된 항법메시지인 제1항법메시지(3) 및 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이후에 수신된 항법메시지인 제2항법메시지(4)를 구분하여 저장할 수 있다.Specifically, in step S11, the receiving unit 110 receives (a1) the first navigation message 3, which is a navigation message received before the IOD (Issue of Data) update point, and the IOD (Issue of Data) update point after the update point. The second navigation message 4, which is a navigation message, may be classified and stored.

또한, 단계 S11에서 수신부(110)는 (a2) IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이전에 수신된 RTS 보정정보인 제1 RTS 정보(5) 및 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이후에 수신된 RTS 보정정보인 제2 RTS 정보(6)를 구분하여 저장할 수 있다.In addition, in step S11, the receiving unit 110 receives (a2) first RTS information 5, which is the RTS correction information received before the IOD (Issue of Data) update time and after the IOD (Issue of Data) update time. The second RTS information 6, which is the corrected RTS information, may be separately stored.

다음으로, 단계 S12에서 형상부(120)는 (b) 수집된 항법메시지(1) 및 RTS 보정정보(2)에 기초하여 신호 예측 모델의 구축을 위한 입력 데이터를 가공할 수 있다.Next, in step S12, the shaping unit 120 may process input data for constructing a signal prediction model based on (b) the collected navigation message (1) and RTS correction information (2).

구체적으로, 단계 S12에서 형상부(120)는 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이전 구간은 제1 RTS 정보(5)에 대응하고, IOD(Issue of Data)의 갱신 시점 이후 구간은 제 2 RTS 정보(6)와 제1항법메시지(3) 및 제2항법메시지(4)의 궤도 차이에 기초하여 도출되는 보정된 RTS 정보(11)에 대응하는 시계열 데이터를 포함하도록 입력 데이터(12)를 가공할 수 있다.Specifically, in step S12, the shaping unit 120 determines that the interval before the IOD (Issue of Data) update corresponds to the first RTS information 5, and the interval after the IOD (Issue of Data) update corresponds to the second RTS Input data (12) is processed to include time-series data corresponding to information (6) and corrected RTS information (11) derived based on the trajectory difference between the first navigation message (3) and the second navigation message (4). can do.

다음으로, 단계 S13에서 적합부(130)는 (c) 단계 S12에서 가공된 입력 데이터(12)에 기초하여 신호 예측 모델을 생성할 수 있다.Next, in step S13, the fitting unit 130 may generate a signal prediction model based on the input data 12 processed in step S12 (c).

구체적으로, 단계 S13에서 적합부(130)는 가공된 입력 데이터(12)에 기초하여 피팅 알고리즘(21)을 통해 시계열 예측 모델의 계수를 계산할 수 있다.Specifically, in step S13 , the fitting unit 130 may calculate coefficients of the time series prediction model through the fitting algorithm 21 based on the processed input data 12 .

다음으로, 단계 S14에서 추정부(140)는 (d) 수신되는 RTS 보정정보(2)의 단절이 발생하면, 단계 S13을 통해 생성된 신호 예측 모델에 기초하여 단절된 RTS 보정정보를 예측할 수 있다.Next, in step S14, the estimator 140 can predict (d) the disconnected RTS correction information based on the signal prediction model generated through step S13 when disconnection of the received RTS correction information 2 occurs.

구체적으로, 단계 S14에서 추정부(140)는 신호 예측 모델의 모델 출력 데이터(31)에 제1항법메시지(3)와 제2항법메시지(4)에 기초하여 도출되는 궤도 차이를 반영하여 단절된 RTS 보정정보에 대응하는 예측 RTS 보정정보(32)를 도출할 수 있다.Specifically, in step S14, the estimator 140 reflects the trajectory difference derived based on the first navigation message 3 and the second navigation message 4 in the model output data 31 of the signal prediction model, and then the disconnected RTS. The predicted RTS correction information 32 corresponding to the correction information may be derived.

상술한 설명에서, 단계 S11 내지 S14는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the foregoing description, steps S11 to S14 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, depending on an embodiment of the present invention. Also, some steps may be omitted if necessary, and the order of steps may be changed.

본원의 일 실시예에 따른 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The RTS correction information prediction method considering the IOD change of the GNSS navigation message according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the medium may be those specially designed and configured for the present invention or those known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware devices described above may be configured to act as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

또한, 전술한 GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the above-described method for predicting RTS correction information considering the IOD change of the GNSS navigation message may be implemented in the form of a computer program or application stored in a recording medium and executed by a computer.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof should be construed as being included in the scope of the present application.

100: GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치
110: 수신부
120: 형상부
130: 적합부
140: 추정부
1: GNSS 항법메시지
2: RTS 보정정보
11: 보정된 RTS 정보
12: 입력 데이터
32: 예측 RTS 보정정보
100: RTS correction information prediction device considering IOD change of GNSS navigation message
110: receiver
120: shape part
130: conforming part
140: estimation unit
1: GNSS navigation messages
2: RTS correction information
11: Corrected RTS information
12: input data
32: Predictive RTS correction information

Claims (15)

GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 방법으로서,
(a) GNSS 항법메시지와 연계된 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점을 고려하여 상기 항법메시지 및 RTS 보정정보를 수집하는 단계;
(b) 상기 항법메시지 및 상기 RTS 보정정보에 기초하여 신호 예측 모델의 구축을 위한 입력 데이터를 가공하는 단계;
(c) 상기 가공된 입력 데이터에 기초하여 상기 신호 예측 모델을 생성하는 단계; 및
(d) 상기 RTS 보정정보의 단절이 발생하면, 상기 신호 예측 모델에 기초하여 상기 단절된 RTS 보정정보를 예측하는 단계,
를 포함하고,
상기 (a) 단계는,
(a1) 상기 갱신 시점 이전에 수신된 항법메시지인 제1항법메시지 및 상기 갱신 시점 이후에 수신된 항법메시지인 제2항법메시지를 구분하여 저장하는 단계; 및
(a2) 상기 갱신 시점 이전에 수신된 RTS 보정정보인 제1 RTS 정보 및 상기 갱신 시점 이후에 수신된 RTS 보정정보인 제2 RTS 정보를 구분하여 저장하는 단계,
를 포함하고,
상기 입력 데이터는, 상기 IOD의 갱신 시점을 기준으로 연속적으로 변화하도록 가공된 위성 궤도에 대한 신호를 포함하는 것인, RTS 보정정보 예측 방법.
As a method of predicting RTS correction information considering IOD change of GNSS navigation message,
(a) collecting the navigation message and RTS correction information in consideration of the renewal time of IOD (Issue of Data) associated with the GNSS navigation message;
(b) processing input data for constructing a signal prediction model based on the navigation message and the RTS correction information;
(c) generating the signal prediction model based on the processed input data; and
(d) if the RTS correction information is disconnected, predicting the disconnected RTS correction information based on the signal prediction model;
including,
In step (a),
(a1) dividing and storing a first navigation message, which is a navigation message received before the update point in time, and a second navigation message, which is a navigation message received after the update point in time; and
(a2) dividing and storing first RTS information, which is RTS correction information received before the update point in time, and second RTS information, which is RTS correction information received after the update point in time;
including,
The RTS correction information prediction method of claim 1 , wherein the input data includes a signal for a satellite orbit processed to continuously change based on an update time of the IOD.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에 의해 상기 입력 데이터는,
상기 갱신 시점 이전 구간은 상기 제1 RTS 정보에 대응하고, 상기 갱신 시점 이후 구간은 상기 제 2 RTS 정보와 상기 제1항법메시지 및 상기 제2항법메시지의 궤도 차이에 기초하여 도출되는 보정된 RTS 정보에 대응하는 시계열 데이터로 가공되는 것인, RTS 보정정보 예측 방법.
According to claim 1,
By the step (b), the input data,
The section before the update time corresponds to the first RTS information, and the section after the update time corresponds to corrected RTS information derived based on the second RTS information and the trajectory difference between the first navigation message and the second navigation message. To be processed into time series data corresponding to, RTS correction information prediction method.
제3항에 있어서,
상기 보정된 RTS 정보는,
상기 갱신 시점을 기준으로 상기 제1 RTS 정보와 연속하도록 도출되는 것인, RTS 보정정보 예측 방법.
According to claim 3,
The corrected RTS information,
Based on the update time point, the RTS correction information prediction method is derived to be continuous with the first RTS information.
제3항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
하기 수학식 1에 기초하여 상기 보정된 RTS 정보를 도출하되,
[수학식 1]
Figure 112021076334448-pat00011

여기서, t1은 상기 갱신 시점 이후의 임의의 시간이고, r(t1)은 상기 보정된 RTS 정보이고, RTS(t1)은 상기 제2 RTS 정보이고,
Figure 112021076334448-pat00012
NAV(t1)는 상기 궤도 차이인 것인, RTS 보정정보 예측 방법.
According to claim 3,
In step (b),
The corrected RTS information is derived based on Equation 1 below,
[Equation 1]
Figure 112021076334448-pat00011

Here, t 1 is an arbitrary time after the update point, r(t 1 ) is the corrected RTS information, RTS(t 1 ) is the second RTS information,
Figure 112021076334448-pat00012
NAV (t 1 ) is the trajectory difference, RTS correction information prediction method.
제5항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
하기 수학식 2에 기초하여 상기 궤도 차이를 도출하되,
[수학식 2]
Figure 112021076334448-pat00013

여기서, NAV2(t1)은 상기 제2항법메시지에 기초하여 계산된 위성의 궤도이고, 상기 NAV1(t1)는 상기 제1항법메시지에 기초하여 계산된 위성의 궤도인 것인, RTS 보정정보 예측 방법.
According to claim 5,
In step (b),
The trajectory difference is derived based on Equation 2 below,
[Equation 2]
Figure 112021076334448-pat00013

Here, NAV 2 (t 1 ) is the orbit of the satellite calculated based on the second navigation message, and the NAV 1 (t 1 ) is the orbit of the satellite calculated based on the first navigation message. Correction information prediction method.
제1항에 있어서,
상기 신호 예측 모델은 시계열 예측 모델이고,
상기 (c) 단계는,
상기 가공된 입력 데이터에 기초하여 피팅 알고리즘을 통해 상기 시계열 예측 모델의 계수를 계산하는 것인, RTS 보정정보 예측 방법.
According to claim 1,
The signal prediction model is a time series prediction model,
In step (c),
Calculating coefficients of the time series prediction model through a fitting algorithm based on the processed input data, RTS correction information prediction method.
제3항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
상기 신호 예측 모델의 출력 데이터에 상기 궤도 차이를 반영하여 상기 단절된 RTS 보정정보에 대응하는 예측 RTS 보정정보를 도출하는 것인, RTS 보정정보 예측 방법.
According to claim 3,
In step (d),
and deriving predicted RTS correction information corresponding to the disconnected RTS correction information by reflecting the trajectory difference in output data of the signal prediction model.
GNSS 항법메시지의 IOD 변화를 고려한 RTS 보정정보 예측 장치로서,
GNSS 항법메시지와 연계된 IOD(Issue of Data)의 갱신 시점을 고려하여 상기 항법메시지 및 RTS 보정정보를 수집하는 수신부;
상기 항법메시지 및 상기 RTS 보정정보에 기초하여 신호 예측 모델의 구축을 위한 입력 데이터를 가공하는 형상부;
상기 가공된 입력 데이터에 기초하여 상기 신호 예측 모델을 생성하는 적합부; 및
상기 RTS 보정정보의 단절이 발생하면, 상기 신호 예측 모델에 기초하여 상기 단절된 RTS 보정정보를 예측하는 추정부,
를 포함하고,
상기 수신부는,
상기 갱신 시점 이전에 수신된 항법메시지인 제1항법메시지 및 상기 갱신 시점 이후에 수신된 항법메시지인 제2항법메시지를 구분하여 저장하고, 상기 갱신 시점 이전에 수신된 RTS 보정정보인 제1 RTS 정보 및 상기 갱신 시점 이후에 수신된 RTS 보정정보인 제2 RTS 정보를 구분하여 저장하고,
상기 입력 데이터는, 상기 IOD의 갱신 시점을 기준으로 연속적으로 변화하도록 가공된 위성 궤도에 대한 신호를 포함하는 것인, RTS 보정정보 예측 장치.
An apparatus for predicting RTS correction information considering the IOD change of a GNSS navigation message,
a receiving unit that collects the navigation message and RTS correction information in consideration of an update time of IOD (Issue of Data) associated with the GNSS navigation message;
a shape unit processing input data for constructing a signal prediction model based on the navigation message and the RTS correction information;
an adapting unit generating the signal prediction model based on the processed input data; and
If the RTS correction information is disconnected, an estimator predicting the disconnected RTS correction information based on the signal prediction model;
including,
the receiver,
The first RTS information, which is the RTS correction information received before the update point, and the second navigation message, which is the navigation message received after the update point, are separated and stored. And dividing and storing second RTS information, which is RTS correction information received after the update time,
The input data includes a signal for a satellite orbit processed to continuously change based on the update time of the IOD, the RTS correction information prediction apparatus.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 형상부는,
상기 갱신 시점 이전 구간은 상기 제1 RTS 정보에 대응하고, 상기 갱신 시점 이후 구간은 상기 제 2 RTS 정보와 상기 제1항법메시지 및 상기 제2항법메시지의 궤도 차이에 기초하여 도출되는 보정된 RTS 정보에 대응하는 시계열 데이터로 상기 입력 데이터를 가공하는 것인, RTS 보정정보 예측 장치.
According to claim 9,
The shape part,
The section before the update time corresponds to the first RTS information, and the section after the update time corresponds to corrected RTS information derived based on the second RTS information and the trajectory difference between the first navigation message and the second navigation message. Processing the input data into time series data corresponding to RTS correction information prediction apparatus.
제11항에 있어서,
상기 보정된 RTS 정보는,
상기 갱신 시점을 기준으로 상기 제1 RTS 정보와 연속하도록 도출되는 것인, RTS 보정정보 예측 장치.
According to claim 11,
The corrected RTS information,
The apparatus for predicting RTS correction information, which is derived to be continuous with the first RTS information based on the update time point.
제11항에 있어서,
상기 형상부는,
하기 수학식 1에 기초하여 상기 보정된 RTS 정보를 도출하되,
[수학식 1]
Figure 112021076334448-pat00014

여기서, t1은 상기 갱신 시점 이후의 임의의 시간이고, r(t1)은 상기 보정된 RTS 정보이고, RTS(t1)은 상기 제2 RTS 정보이고,
Figure 112021076334448-pat00015
NAV(t1)는 상기 궤도 차이인 것인, RTS 보정정보 예측 장치.
According to claim 11,
The shape part,
The corrected RTS information is derived based on Equation 1 below,
[Equation 1]
Figure 112021076334448-pat00014

Here, t 1 is an arbitrary time after the update point, r(t 1 ) is the corrected RTS information, RTS(t 1 ) is the second RTS information,
Figure 112021076334448-pat00015
NAV (t 1 ) is the trajectory difference, RTS correction information prediction apparatus.
제13항에 있어서,
상기 형상부는,
하기 수학식 2에 기초하여 상기 궤도 차이를 도출하되,
[수학식 2]
Figure 112021076334448-pat00016

여기서, NAV2(t1)은 상기 제2항법메시지에 기초하여 계산된 위성의 궤도이고, 상기 NAV1(t1)는 상기 제1항법메시지에 기초하여 계산된 위성의 궤도인 것인, RTS 보정정보 예측 장치.
According to claim 13,
The shape part,
The trajectory difference is derived based on Equation 2 below,
[Equation 2]
Figure 112021076334448-pat00016

Here, NAV 2 (t 1 ) is the orbit of the satellite calculated based on the second navigation message, and the NAV 1 (t 1 ) is the orbit of the satellite calculated based on the first navigation message. Correction information prediction device.
제9항에 있어서,
상기 신호 예측 모델은 시계열 예측 모델이고,
상기 적합부는,
상기 가공된 입력 데이터에 기초하여 피팅 알고리즘을 통해 상기 시계열 예측 모델의 계수를 계산하고,
상기 추정부는,
상기 신호 예측 모델의 출력 데이터에 상기 궤도 차이를 반영하여 상기 단절된 RTS 보정정보에 대응하는 예측 RTS 보정정보를 도출하는 것인, RTS 보정정보 예측 장치.
According to claim 9,
The signal prediction model is a time series prediction model,
The suitable part,
Calculating coefficients of the time series prediction model through a fitting algorithm based on the processed input data;
The estimator,
And deriving predicted RTS correction information corresponding to the disconnected RTS correction information by reflecting the trajectory difference in output data of the signal prediction model.
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