KR0130642B1 - 두개의 위성을 이용한 이동체 추적시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

위성을 이용한 이동체 추적 시스템에 관한 것으로, 이동체의 위치를 추적하기 위해 2개의 위성을 이용, 상기 위성들의 위치와, 상기 두 위성의 빔에 의해 상기 지상 이동체가 동시에 검출되는 교차 지점을 검출 계산하여, 상기 이동체의 위치를 정확히 추적할 수 있는 두 개의 위성을 이용한 이동체 추적 시스템 및 그 방법을 특징으로 하고 있습니다.

Description

두 개의 위성을 이용한 이동체 추적 시스템 및 그 방법

제1도는 본 발명에 따른 시스템 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 위성의 지상 스캔도.

제3도는 본 발명에 따른 위성의 스캔 방식도.

제4도는 본 발명에 따른 2개의 위성을 통한 대상 검색도.

제5도는 본 발명에 따라 이동체의 위치 계산 방법을 나타내는 도면.

제6도는 본 발명에 따른 이동체의 회로 블럭도.

본 발명은 위성을 이용한 이동체 추적 시스템에 관한 것으로, 특히 위성을 통해 차량이나 개인등과 같은 이동체 위치를 추적하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

현재까지 물체나 사람의 위치를 정확하고 신속하게 파악하고자 하는 많은 시도가 있어왔다. 택시, 트럭, 컨테이너 회사에게 있어 자기회사의 자동차가 현재 어디있는가 또는 어느곳으로 가고 있는가에 대한 정보는 차량관리를 하는데 있어 매우 중요하다. 또한 자동차가 도난 당했을 때 도난차의 위치를 안다면 보다 쉽게 회수할 수 있다. 찾는 사람의 위치를 안다면 그 또한 유용하게 사용될 수 있다. 이같이 움직이는 물체, 즉 이동체의 위치에 대한 정보는 매우 유용하게 사용될 수 있다.

어떤 회사가 자신의 자원관리를 하고자 할 때 그 자원이 본사와 멀리 떨어져 있다면 사람이 그곳까지 가거나 또한 상주하지 않고 데이터를 갖고 싶을 경우가 있을 것이다.

위와 같은 응용을 위해 많은 노력이 있었고 가장 대표적인 것은 무선신호를 이용한 지상 네트웍이다. 이 방법은 송신소에서 신호를 발사한 후 찾고자 하는 물체에서 이 신호를 수신, 다시 자신의 위치를 알리는 신호를 송신하면 중앙통제소에서는 도달시간을 계산하여 물체의 위치를 파악하는 방법이다. 이러한 방법은 신속하고 정확하게 위치를 파악할 수 있는 장점은 있으나 담당할 수 있는 영역이 제한되어 있다. 따라서 넓은 지역을 움직이는 물체는 서비스 영역 밖으로 나갈 경우 추적이 불가능하다.

다른 방법은 위성을 사용하는 방식이 있다. 그런데 위성을 사용하는 경우는 넓은 지역을 담당 할 수 있는 장점이 있으나, 이동체에 탑재되는 시스템의 가격이 비싸고 부피가 큰 단점이 발생하였다.

따라서 본 발명은, 위성을 이동체 추적 시스템을 구현시, 전술한 바와 같은 단점을 해소하기 위한 보다 간편하고 부피가 작으며 동시에 제작비가 저렴하게 드는 이동체를 가지는 위성을 이용한 이동체 추적 시스템 및 방법의 제공을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은 이동체와 위성간의 단순한 주파수신호 송수신 동작만으로, 상기 이동체의 위치를 추적하는 위성을 이용한 이동체 추적 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.

이에 본 발명은, 위성과 주파수신호 송수신 동작을 수행하고 위치 확인이 필요한 이동체와, 상기 이동체로부터 송신되는 주파수신호를 수신 받으며 확정된 위치를 가지는 두 개의 위성과, 상기 수신 받은 주파수신호를 수신 받는 지상 중앙통제소로 이루어지는 시스템을 구성하고, 상기 구성된 시스템에서, 상기 위성 각각의 위치와, 상기 이동체로부터 송신되는 주파수신호가 검출되는 지점으로 상기 이동체 위치를 추적하는 두 개의 위성을 이용한 이동체 추적 시스템 및 그 방법을 제안한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명한다.

시스템의 구성은 제1도에 도시된 바와 같이, 위성, 사용자 송수신기, 지상 중앙통제소로 구성된다. 먼저, 회사등에서는 찾고자 하는 차량의 번호, 혹은 그에 상응하는 정보를 중앙통제소에 연락한다. 그러면, 상기 중앙통제소에서는 제2주파수신호(f2)를 위성에 송신하며, 상기 송신되는 f2에는 찾고자 하는 차량이나 사람의 식별고유번호 ID번호(idenfification No.)가 포함된다. 상기 위성은 상기 수신 받은 f2를 단지 제1주파수신호(f1)로 변환하는 역할만 한다. 상기 위성은 f2에서 변환된 f1을 빔을 통해 송출하고, 지상의 각 차량이나 사람과 같은 이동체는 상기 f1주파수 송수신 장치(이를 '이동유니트'라 칭한다)를 구비하고 있으며, 이를 통해 상기 위성에서 송출된 f1을 수신한다. 상기 이동체가 상기 수신된 f1에 자신의 ID가 포함됨을 확인하면, 다시 f1을 통해 상기 위성으로 자신의 ID 가 확인되었음을 송신하게 된다. 이때, 상기 위성은 빔을 통해 ID를 확인한 상기 이동체로부터 송신되는 f1을 수신 받게 된다. 그리고 상기 위성은 다시 주파수 변환후 중앙통제소로 이의 사실을 송신하게 된다.

이때 중앙통제소는 이동체로 부터의 전파가 도달하는 시간으로 이동체 위치를 파악하는 것이 아니라, 일정한 시간 간격으로 위성 안테나를 스캐닝하여 이동체 위치를 알아내게 되며, 상기 위성안테나 스캐닝 방법은 정확한 회전을 위해 위상배열 안테나와 같은 전기적인 방법을 사용한다.

이를 상세히 살펴보면, 먼저 위성에서는 첨부된 제2도에서와 같이 소정시간 T1에 소정 a 지점을 지나며 소정시간 T2 에는 소정 a'지점을 통과하는 바와 같이 긴막대 모양의 빔을 일정한 속도로 회전하도록 하며, 본 명세서에서는 상기 빔을 제1빔이라 칭하고 있으며, 이는 f1을 이동체로 송신한다. 이때 상기 제1빔이 지나가는 지역의 이동체는 상기 f1을 통해 호출 신호를 수신 받게 된다.

첨부된 제3도에서는 상기 제1빔이 f1을 송신하며 T2에 소정 b지점에 있는 동안, 상기 위성으로부터 또 다른 빔, 즉 제2빔이 T2에 a지점을 통과하는 상태를 나타낸다. 상기 제3도를 참조하면, 상기 제2빔은 상기 제1빔과 일정한 시간차를 가지며 스캐닝 동작을 하게 되고, 상기 제1빔에서 송신된 호출 신호를 수신 받아 자신의 ID를 확인한 이동체로부터 송신되는 f1을 수신한다. 상기 위성은 상기 이동체에서 수신된 f1을 f2로 변환시킨 후 이를 지상 중앙통제소로 중계한다. 즉, 빔은 정해진 시간에 정해진 위치를 지나므로 이동체가 검출되는 지점을 파악할 수 있게 되는 것이다. 그러나 한 개의 위성으로는 이동체가 검출되는 지점만 파악 가능할 수밖에 없으므로, 상기 위성과 동일한 동작을 수행하는 제2의 위성이 필요하게 된다. 이를 첨부된 제4도 및 제5도를 참조하여 설명하면, 두 개의 위성 각각이 제2빔을 통해 이동체로부터 송신되는 f1을 수신하는 지점, 즉, 두 제2빔에 의해 이동체가 검출되는 지점을 파악한다. 이는 동일한 지점이 되므로, 상기 이동체가 검출되는 지점과 상기 두 위성의 위치를 알면 상기 이동체의 위치는 소정 계산을 통해 추적되게 된다. 상기 계산 결과는 첨부된 제5도에 도시된 바와 같은 변수에 의해 도출된다.

제5도를 참조하면, 상기 제1위성과 상기 제2위성 사이의 거리 값 Y3과, 상기 교차점과 상기 제1위성에서 상기 Y3과의 예각 Q1과, 상기 교차점과 상기 제2위성에서 상기 Y3과의 예각 Q2를 전술한 동작을 통해 알 수 있게 된다. 따라서, 상기 Q1과 Q2, 그리고 상기 Y3을 변수로 하는 소정 계산 과정에 의해 Y1값과, Y2값이 도출되고, 상기 도출된 값을 통해 상기 이동체의 위치를 알 수 있게 된다.

한편, 상기 이동유니트의 내부 블록 구성은 첨부된 제6도에 도시되어 있으며, 이는 상기 위성과 주파수신호를 송수신하는 동작이 수행된다. 이의 개략적 구성을 살펴보면, 마이콤30의 제어하에 송수신 주파수신호를 선택하는 T/R 스위치10과, 상기 위성에서 송신된 f1주파수를 복조하는 복조기20, 상기 유니트 ID를 변조하는 변조기40으로 이루어진다. 따라서, 본 발명에 적용되는 이동체는, 이동체의 위치 계산 및 추적에 관련된 별도의 시스템 및 프로그램이 장착될 필요가 없고, 단지 상기 위성과 주파수를 송수신 하기만 하면 되므로 구성이 간단하며, 제작비가 저렴하고 부피가 작아져 사람 등이 소지 할 수도 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 위성의 위치와, 추적하고자 하는 이동체가 상기 위성의 빔에 의해 검출되는 지점을 알게되면, 상기 이동체의 위치를 정확히 추적할 수 있게 된다.

즉, 종래 사용되는 위성을 그대로 사용할 수 있다는 점과, 이동체에 장착되는 이동유니트 또한 간단한 구성으로 제조된다는 점에서 이동체 추적시스템의 구성비용 절감 및 이동유니트의 휴대 간편성을 이룰 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 위성을 이용한 이동체 위치 확인 시스템에 있어서, 정해진 위치를 가지며, 위치 확인이 필요한 물체 고유의 식별번호(ID)에 관한 데이터를 가지는 제2주파수신호(f2)를 수신·받음과 동시에 이를 제1주파수신호(f1)로 대응 변환시켜 일정한 속도로 회전하는 제1빔을 통해 송출하며, 상기 송출된 제1주파수신호(f1)이 응답하여 수신되는 제1주파수신호(f1)를 상기 제1빔과 일정한 시간차를 가지며 회전하는 제2빔을 통해 수신 받는 제1위성 및 제2위성과, 상기 제1위성 및 제2위성에서 송출되는 제1주파수신호(f1)에 응답하여 제1주파수신호(f1)를 상기 위성들로 송신하는 이동유니트를 갖추는 이동체와, 상기 이동체 추적에 대응되는 소정 명령이 있는 경우, 상기 제2주파수신호(f2)를 상기 제1위성 및 제2위성과 동시에 송수신하며, 상기 송수신동작을 통해 상기 제1위성 및 제2위성 각각의 위치와, 상기 제1위성 제2빔과 상기 제2위성 제2빔을 통해 상기 이동체로부터 송신되는 제1주파수(f1)가 동시에 검출되는 교차점을 변수로 하여 소정 계산 과정을 통해 상기 이동체의 위치를 판단하는 지상 중앙통제소로 이루어짐을 특징으로 하는 이동체 추적 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동유니트는, 위치 확인이 필요한 물체 고유의 식별번호(ID)에 관한 데이터를 가지는 제2주파수신호(f2)가 대응 변환된 제1주파수신호(f1)를 수신 받아 이를 복조하여 인지하고, 상기 제1주파수신호(f1)에 응답하여 상기 이동유니트 고유 식별 번호를 포함한 제1주파수신호(f1)를 변조하여 상기 위성으로 송신하도록 하는 수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 이동체 추적 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 지상 중앙통제소는, 상기 제1위성 및 제2위성 각각의 위치와, 상기 제1위성 제2빔과 상기 제2위성 제2빔을 통해 상기 이동체가 동시에 검출되는 교차점을 변수로 하여 상기 이동체의 위치를 판단하기 위해, 상기 제1위성과 상기 제2위성 사이의 거리 Y3과, 상기 교차점과 상기 제1위성에서 상기 Y3과의 예각 Q1과, 상기 교차점과 상기 제2위성에서 상기 Y3과의 예각 Q2를 검출한 후, 상기 Q1과 Q2, 그리고 상기 Y3을 변수로 하는 소정 계산 동작에 의해 상기 제1위성과 상기 교차점과의 거리 Y1값과, 상기 제2위성과 상기 교차점과의 거리 Y2값을 도출하여, 상기 도출된 값을 통해 상기 이동체의 위치를 추적하는 동작 수행을 특징으로 하는 이동체 추적 시스템.
4. 위성을 이용하여 물체 위치를 확인하는 방법에 있어서, 위치 확인이 필요한 물체 고유의 식별번호(ID)에 관한 데이터를 가지는 제2주파수신호(f2)를 수신 받음과 동시에 제1주파수신호(f1)로 대응 변환시켜 일정한 속도로 회전하는 제1빔을 통해 송신하며, 상기 송신된 제1주파수신호(f1)에 응답하여 수신되는 제1주파수신호(f1)를 상기 제1빔과 일정한 시간차를 가지며 회전하는 제2빔을 통해 수신 받는 제1위성 및 제2위성과, 상기 제2주파수신호(f2)를 상기 제1위성 및 제2위성으로 동시에 송신하는 지상 중앙통제소와, 이동체에 탐재되며, 상기 제1위성 및 제2위성에서 송신되는 제1주파수신호(f1)에 응답하여 제1주파수신호(f1)를 상기 위성들로 송신하는 이동유니트를 갖추는 시스템을 구성하고, 상기 제1위성 및 제2위성 각각의 위치와, 상기 제1위성 제2빔과 상기 제2위성 제2빔을 통해 상기 이동유니트로부터 송신되는 제1주파수신호(f1)가 동시에 검출되는 교차점을 검출하는 제1과정과, 상기 제1과정에서, 상기 제1위성과 상기 제2위성 사이의 거리 값 Y3과, 상기 교차점과 상기 제1위성에서 상기 Y3과의 예각 Q1과, 상기 교차점과 상기 제2위성에서 상기 Y3과의 예각 Q2를 검출하는 제2과정과, 상기 제2과정에서, 상기 Q1과 상기 Y3을 변수로 하여 소정 계산 과정을 통해 상기 제1위성과 상기 교차점과의 거리 Y1과, 상기 Q2와 상기 Y3을 변수로 하여 소정 계산 과정을 통해 상기 제2위성과 상기 교차점과의 거리 Y2를 도출하는 제3과정과, 제3과정에서, 상기 도출된 Y1,과, Y2와, 상기 위성의 각 위치를 통해 상기 이동체의 위치를 판단하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동체 위치를 추적하는 방법.