KR100397325B1 - Land position-tracking system - Google Patents

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KR100397325B1
KR100397325B1 KR10-1999-0062200A KR19990062200A KR100397325B1 KR 100397325 B1 KR100397325 B1 KR 100397325B1 KR 19990062200 A KR19990062200 A KR 19990062200A KR 100397325 B1 KR100397325 B1 KR 100397325B1
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Abstract

본 발명은 위치신호를 송신한 무선송신장치의 위치를 복수개의 기지국에서 측정된 지연시간을 이용하여 추적하는 지상형 위치추적시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a terrestrial location tracking system for tracking the location of a wireless transmission device that transmits a location signal using delay times measured by a plurality of base stations.

본 발명은 무선송신장치의 지리적 위치를 추적하는 시스템에 있어서, 위치추적을 위한 특정한 형태의 위치신호와 자신의 식별을 위한 고유번호를 포함하는 전파를 기지국으로 송신하는 하나이상의 무선송신장치; 상기 무선송신장치의 송신 전파를 수신받아 각 무선송신장치의 고유번호별로 상기 위치신호의 도착시간과 지연시간을 검출하는 지연시간검출수단과, 기지국의 송/수신 동작을 전반적으로 제어하고, 기지국 식별을 위한 고유번호와 상기 도착시간과 상기 지연시간 및 상기 무선송신장치의 고유번호를 포함하는 지연정보데이터를 생성하는 제어수단과, 상기 생성된 지연정보데이터를 위치추적센터로 송신하는 데이터네트워크 인터페이스 수단으로 이루어진 복수개의 기지국; 미리 알고있는 좌표상에 설치된 상기 복수개의 기지국의 위치좌표를 기준으로, 각 기지국에서 보내온 상기 지연정보데이터를 처리하고 각 기지국 중심의 상대 지연거리를 구하여 상기 무선송신장치의 실제 위치를 추적하는 위치추적센터로 구성되어서, 위치추적을 할 수 있는 위치신호를 송신하는 별도의 무선송신장치를 제작하거나 기존의 디지털 셀룰러 폰이나 PCS에 위치신호를 전송할 수 있도록 소프트웨어를 추가하여 사용할 수 있으므로 비교적 저렴한 비용으로 기간 통신망을 이용하여 위치추적을 실시할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a system for tracking a geographical position of a wireless transmitter, comprising: at least one wireless transmitter for transmitting a radio wave including a specific type of position signal for position tracking and a unique number for identification thereof; Delay time detection means for receiving the transmission wave of the radio transmitter and detecting the arrival time and the delay time of the position signal for each unique number of each radio transmitter, and overall control of the transmission and reception operations of the base station, and base station identification Control means for generating delay information data including a unique number for the terminal, the arrival time, the delay time, and a unique number of the radio transmitting apparatus, and a data network interface means for transmitting the generated delay information data to a location tracking center. A plurality of base stations; Position tracking for processing the delay information data sent from each base station based on the position coordinates of the plurality of base stations installed on the previously known coordinates, and obtaining a relative delay distance at the center of each base station to track the actual position of the radio transmitter. It is composed of a center, so it is possible to manufacture a separate wireless transmitter that transmits a location signal for location tracking or to add software to transmit a location signal to an existing digital cellular phone or PCS. Location tracking can be performed using a communication network.

Description

지상형 위치추적시스템{LAND POSITION-TRACKING SYSTEM}Ground Position Tracking System {LAND POSITION-TRACKING SYSTEM}

본 발명은 위치신호를 송신한 무선송신장치의 위치를 복수개의 기지국에서 측정된 지연시간을 이용하여 추적하는 지상형 위치 추적 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a terrestrial position tracking system that tracks the position of a wireless transmitter that transmits a position signal using delay times measured by a plurality of base stations.

종래의 위치추적시스템은 여러 가지 방식이 제안되어 왔다. 이를 열거하면, GPS 위성을 이용한 위치추적시스템, 고지향성 안테나를 이용한 점진적 발신지 위치추적시스템, 도로상에 많은 송수신기를 설치하여 도로를 통과하는 차량의 위치를 감지하는 비콘 방식의 위치추적시스템, PCS 혹은 셀룰러폰 등의 기지국에 수신된 전파를 분석하여 개략적인 위치를 판별하는 지역 추적 방식, 휴대전화의 기지국에서 일정시간 간격으로 동기된 위치계산을 위한 신호를 송신하고 이 신호를 수신한 휴대용 수신기에 수신된 신호 지연 및 신호 발신 기지국의 정보를 이용하여 자기 위치를 계산하는 위치추적방식 등이다.Conventional location tracking systems have been proposed in various ways. These include: location tracking system using GPS satellites, progressive source location tracking system using high-directional antennas, beacon location tracking system that detects the location of vehicles passing through the road by installing many transceivers on the road, PCS or Local tracking method that analyzes the radio wave received at base station such as cellular phone to determine the approximate location, and transmits the signal for calculating the synchronized position at regular intervals from base station of mobile phone and receives the received signal at portable receiver Location tracking method that calculates its own location using the signal delay and the information of the base station.

상기의 위치추적시스템에서 사용하는 방식들은, 수신기를 휴대한 사람의 위치를 추적하는 방식이기 때문에, 긴급한 상황이 발생했을 경우 대응방안으로 부적절한 문제점들이 있다.Since the methods used in the location tracking system are methods for tracking the location of the person carrying the receiver, there are inadequate problems as a countermeasure when an emergency situation occurs.

그중 가장 많이 사용되는 GPS 신호 수신방식의 경우 옥내, 터널, 빌딩밀집지역 등의 장애물 지역, 숲 속 등의 지역에서 위치를 추적할 수 없는 단점이 있으며, 빠른 위치 추적을 위하여 항시 많은 전력을 소비해야하는 단점이 있다.GPS signal reception method, which is used most frequently, cannot track location in obstacle areas such as indoors, tunnels, dense buildings, and forests, and requires a lot of power at all times for fast location tracking. There are disadvantages.

또, 긴급 상황 발생시 GPS 수신기 휴대자가 대응하지 못하면 활용도가 매우 떨어지는 단점이 있으며 고지향성 안테나를 이용한 점진적인 위치추적 방식은 고지향성 안테나를 장착한 수신기를 가지고 계속하여 전파의 방향 및 강도를 추적하여 접근하는 방식으로 추적시간이 매우 오래 걸리는 단점 및 시스템의 비용이 비싸지는 문제점이 있다.In addition, if the GPS receiver does not respond in case of emergency, the utilization of the GPS receiver is very poor. The gradual position tracking method using the high-directional antenna has a receiver equipped with the high-directional antenna to continuously track and approach the radio wave. In this manner, there is a disadvantage that the tracking time is very long and the system is expensive.

비콘을 이용하는 위치추적시스템은 도로상에 일정한 간격으로 송수신 장치를 설치하여야 하므로 많은 비용이 필요하며 도로를 벗어난 지역에서 위치추적이 곤란한 문제가 있고, 기지국으로부터의 신호를 휴대 전화 등의 수신기에서 수신하여 지연시간을 계산하는 방식은 위치추적의 장애 요소를 줄일 수 있으나, 휴대전화의 가격이 상당히 상승하는 문제점이 계속 존재하고 휴대전화이외의 활용을 위해서는 추가적인 시스템 설치비용이 상당히 많이 소요될 수밖에 없으며, 또 다수 기지국의 파일롯 신호 수신시의 기준시간 부정확성에 따른 거리 오차 발생 등의 문제점들이 있다.The location tracking system using beacons requires a large amount of transmission and reception devices at regular intervals on the road. Therefore, the location tracking system requires a lot of cost, and it is difficult to track the location in the off-road area. The method of calculating the delay time can reduce the obstacles of location tracking, but the price of mobile phones continues to increase considerably, and additional system installation costs are inevitably high for many applications other than mobile phones. There are problems such as a distance error caused by reference time inaccuracy when receiving a pilot signal from a base station.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 무선송신장치에서 특정한 신호를 송신하고 복수의 기지국에서 상기 특정한 신호를 수신받는 데 걸린 지연시간을 이용하여 상기 무선송신장치의 위치좌표를 계산하는 지상형 위치추적시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and calculates the position coordinates of the wireless transmitter by using a delay time for transmitting a specific signal in the wireless transmitter and receiving the specific signal in a plurality of base stations. The purpose is to provide a ground location tracking system.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지상형 위치추적시스템은, 무선송신장치의 지리적 위치를 추적하는 시스템에 있어서, 위치추적을 위한 특정한 형태의 위치신호와 자신의 식별을 위한 고유번호를 포함하는 전파를 기지국으로 송신하는 하나이상의 무선송신장치;상기 무선송신장치의 송신 전파를 수신받아 각 무선송신장치의 고유번호별로 상기 위치신호의 도착시간과 지연시간을 검출하는 지연시간검출수단과, 기지국의 송/수신 동작을 전반적으로 제어하고, 기지국 식별을 위한 고유번호와 상기 도착시간과 상기 지연시간 및 상기 무선송신장치의 고유번호를 포함하는 지연정보데이터를 생성하는 제어수단과, 상기 생성된 지연정보데이터를 위치추적센터로 송신하는 데이터네트워크 인터페이스 수단으로 이루어진 복수개의 기지국;미리 알고있는 좌표상에 설치된 상기 복수개의 기지국의 위치좌표를 기준으로, 각 기지국에서 보내온 상기 지연정보데이터를 처리하고, 각 기지국 중심의 상대 지연거리를 구하여 상기 무선송신장치의 실제 위치를 추적하는 위치추적센터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the terrestrial location tracking system of the present invention is a system for tracking the geographical location of a wireless transmission apparatus, the radio wave including a specific type of location signal for location tracking and a unique number for identification thereof. At least one radio transmitting apparatus for transmitting the radio wave to a base station; delay time detecting means for receiving the transmission wave of the radio transmitting apparatus and detecting the arrival time and the delay time of the position signal according to a unique number of each radio transmitting apparatus, and transmission of the base station; Control means for controlling the reception operation as a whole, and generating delay information data including a unique number for identifying a base station, the arrival time, the delay time, and a unique number of the radio transmitter, and the generated delay information data. A plurality of base stations comprising data network interface means for transmitting the data to a location tracking center; A location tracking center that processes the delay information data sent from each base station based on the position coordinates of the plurality of base stations installed on the coordinates of the plurality of base stations, obtains a relative delay distance of each base station center, and tracks the actual position of the radio transmitter; Characterized in that it comprises a.

도 1은 본 발명에 따른 지상형 위치추적시스템의 구성을 나타낸 도면1 is a view showing the configuration of a terrestrial position tracking system according to the present invention

도 2는 도 1의 무선송신장치의 구성을 나타낸 블록도2 is a block diagram showing the configuration of the radio transmitting apparatus of FIG.

도 3은 도 2의 무선송신장치의 작용을 설명하기 위한 흐름도3 is a flowchart illustrating the operation of the radio transmitter of FIG.

도 4는 도 1의 기지국의 구성을 나타낸 블록도4 is a block diagram showing the configuration of a base station of FIG.

도 5는 도 4의 기지국의 작용을 설명하기 위한 흐름도5 is a flowchart illustrating the operation of the base station of FIG.

도 6은 도 1의 위치추적센터의 구성을 나타낸 블록도6 is a block diagram showing the configuration of the location tracking center of FIG.

도 7은 위치신호가 무선송신장치로부터 기지국에 도달했을 때의 지연 시간을 설명하기 위한 도면7 is a diagram for explaining a delay time when a position signal arrives at a base station from a radio transmitter.

도 8은 3개의 상대 지연거리를 이용한 무선송신장치의 위치 산정법을 설명하기 위한 도면8 is a diagram for explaining a position estimation method of a wireless transmission apparatus using three relative delay distances.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 무선송신장치 20a,20b,20c : 기지국10: radio transmitter 20a, 20b, 20c: base station

30 : 위치추적센터30: location tracking center

이하에서, 본 발명의 지상형 위치추적시스템에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the ground position tracking system of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 위치추적시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing a location tracking system of the present invention.

도 1에서, 위치추적시스템은 무선송신장치(10), 기지국(20a, 20b, 20c), 위치추적센터(30)로 구성된다.In FIG. 1, the location tracking system is composed of a radio transmitter 10, base stations 20a, 20b, 20c, and a location tracking center 30.

무선송신장치(10)는 임의의 시간에 기지국에서 전파 수신이 가능한 지역내의 임의의 위치에서, 위치추적을 위한 특정한 형태의 위치신호와 자신의 식별을 위한 고유번호를 포함하는 전파를 송신하는 송신수단을 구비한다. 무선송신장치의 사용대역은 VHF/UHF 대역을 사용한다.The radio transmitter 10 transmits a radio wave including a specific type of location signal for location tracking and a unique number for its identification at an arbitrary location in an area where radio reception is possible at a base station at any time. It is provided. The band used for the radio transmitter uses the VHF / UHF band.

여기서, 상기 위치신호는 다수의 기지국에서 수신되었을 때 신호의 개시점 및 신호의 종료점을 알 수 있도록 사전에 정의된 형태를 갖으며 일정 시간동안 지속적으로 송신된다. 또한, 위치신호의 개시 시점 혹은 종료 시점에 무선송신장치의 고유번호를 추가하여 어떤 수신 기지국에서 전파가 수신되더라도 어떤 무선송신장치의 위치신호인지를 구별할 수 있도록 한다.Here, the location signal has a predefined shape so as to know the start point of the signal and the end point of the signal when it is received from a plurality of base stations and is continuously transmitted for a predetermined time. In addition, a unique number of the radio transmitter is added at the start or end of the position signal so that it is possible to distinguish which radio signal is the position signal of a radio transmitter even if a radio wave is received at a receiver base station.

기지국(20a, 20b, 20c)은 상기 무선송신장치(10)에서 송신한 전파를 수신받아 분석하여 특정 무선송신장치로부터 송신된 위치신호를 검출하고, 그 위치신호 의 수신시각을 측정하고, 무선송신장치의 송신시점으로부터 기지국의 수신시점까지의 전파 전달 지연 시간을 계산한다.The base station 20a, 20b, 20c receives and analyzes the radio wave transmitted from the radio transmitter 10, detects the position signal transmitted from a specific radio transmitter, measures the reception time of the position signal, and transmits radio. Compute the propagation delay time from the transmission of the device to the reception of the base station.

각 기지국(20a, 20b, 20c)은 단지 무선송신장치(10)의 위치신호와 고유번호만을 일정한 자체 지연 조건에서 수신한다. 상기 수신된 위치신호와 고유번호에 의존하여, 해당 무선송신장치의 위치를 추적하기 위한 하나이상의 파라메터를 포함한 지연정보데이터를 생성하여 기준 시간대별로 상기 위치추적센터(30)로 보낸다.Each base station 20a, 20b, 20c receives only the position signal and the unique number of the radio transmitter 10 under a constant self delay condition. Depending on the received location signal and the unique number, the delay information data including one or more parameters for tracking the location of the radio transmitter is generated and sent to the location tracking center 30 for each reference time zone.

여기서, 상기 지연정보데이터는 상기 지연시간과, 무선송신장치의 고유번호 및 수신한 기지국의 고유번호를 포함한다.Here, the delay information data includes the delay time, a unique number of the radio transmitter and a unique number of the received base station.

한편, 상기 지연정보데이터의 정확성을 높이기 위해서는 무선송신장치(10) 및 기지국(20a, 20b, 20c)의 반송 주파수를 가능한 한 높이는 것이 좋지만, 경제성을 감안하여 현재 사용하고 있는 800MHz 대의 셀룰러폰이나 1900MHz 대의 PCS와 같은 주파수를 사용하면 이론상으로는 20cm에서 40cm 정도의 정확성을 얻게 된다. 그렇지만, 셀룰러폰이나 PCS에서는 실제 전자회로의 내부 신호 검출에 필요한 오차 및 발진기의 오차 정밀도가 있게 되므로, 약 40m 내외의 전파지연오차가 발생하게 된다. 이러한 오차를 최대한 줄이기 위해 본 명세에서는 수신부 지연시간 검출기능을 추가 할 것을 제안하며, 이에 대해서는 하기에 설명될 것이다.On the other hand, in order to increase the accuracy of the delay information data, it is preferable to increase the carrier frequencies of the radio transmitter 10 and the base stations 20a, 20b, and 20c as much as possible. If you use the same frequency as the PCS, you will theoretically get 20cm to 40cm accuracy. However, in a cellular phone or a PCS, there is an error precision of an oscillator and an error necessary for detecting an internal signal of an actual electronic circuit, and thus a propagation delay error of about 40 m is generated. In order to minimize such errors, the present specification proposes to add a receiver delay time detection function, which will be described below.

위치추적센터(30)는 미리 알고있는 좌표상에 설치된 상기 복수개의 기지국의 위치좌표를 기준으로, 각 기지국에서 보내온 상기 지연정보데이터를 처리하여 상기 무선송신장치의 실제 위치를 추적한다.The location tracking center 30 processes the delay information data sent from each base station based on the location coordinates of the plurality of base stations installed on the previously known coordinates to track the actual location of the radio transmitter.

이를 위한 상기 위치추적센터(30)는 복수개의 기지국(20a, 20b, 20c, ...)으로부터 기간통신망(무선 기간 통신망)을 통해 수신받은 각각의 지연정보데이터를 이용하여, 사전에 구성된 각 기지국의 위치정보데이터베이스로부터 상기 위치신호를 수신받은 기지국의 위치좌표를 근간으로 하여 상기 위치신호를 송신한 무선송신장치의 위치좌표를 계산해 낸다.For this purpose, the location tracking center 30 uses each delay information data received from a plurality of base stations 20a, 20b, 20c, ... through a period communication network (wireless period communication network), and each base station configured in advance. Based on the position coordinates of the base station receiving the position signal from the position information database, the position coordinates of the wireless transmission apparatus that has transmitted the position signal are calculated.

즉, 지연정보데이터에 포함된 기지국 고유번호와 무선송신장치의 고유번호로부터 위치신호를 수신한 기지국과 위치신호를 송신한 무선송신장치를 구별해내고, 각 기지국이 하나의 무선송신장치와 상대적으로 얼마만큼 떨어져 위치해 있는지에 대한 상대적 거리를 상기 지연시간데이터를 이용하여 계산해 낸다. 이제 상대적 거리 데이터를 상기 기지국의 위치좌표에 적용하면 하나의 무선송신장치의 위치를 계산해 낼 수 있는 것이다.That is, the base station receives the location signal from the base station unique number included in the delay information data and the unique number of the radio transmitter, and the radio transmitter that transmits the position signal is distinguished, and each base station is relatively one radio transmitter. The relative distance of how far apart is located using the delay time data. Now, when the relative distance data is applied to the position coordinates of the base station, the position of one radio transmitter can be calculated.

이렇게, 다수의 기지국으로부터 획득한 지연정보데이터를 이용하여 무선송신장치의 정확한 위치를 추적할 수 있으며, 컴퓨터 모니터의 각 기지국들의 위치좌표를 디스플레이한 수치 지도상에 추적된 무선송신장치의 위치를 표시하게 된다. 또 추적된 무선송신장치의 위치좌표를 수치로 출력하여 이 결과를 여러 가지 응용분야에 활용 할 수 있다.In this way, it is possible to track the exact position of the radio transmitter using the delay information data obtained from a plurality of base stations, and display the position of the radio transmitter tracked on the numerical map displaying the position coordinates of the base stations of the computer monitor. Done. In addition, the positional coordinates of the tracked radio transmitter can be output as numerical values, which can be used for various applications.

여기서 고려할 점은, 수신된 지연정보 데이터에 의하여 무선송신장치(10)가 언제 전파를 발신했는지 알 수 없고, 또 기지국 자체의 신호 검출을 위한 회로자체의 지연시간, 주변 기후 및 기온, 습도 등의 조건에 따라 상당한 오차를 포함하게 되므로, 지연정보데이터를 통해 직접적으로 전파 발신지까지의 거리를 직접 계산하는 것은 불가능하다는 것이다.Consideration here is that when the radio transmitter 10 transmits radio waves according to the received delay information data, the delay time of the circuit itself for detecting the signal of the base station itself, the surrounding climate and temperature, humidity, etc. It is impossible to directly calculate the distance to the radio wave source directly from the delay information data because it includes a significant error depending on the conditions.

그러나, 본 발명에서는 이러한 오차정보의 크기나 무선송신장치(10)에서 언제 전파를 송신했는지에 관계없이, 최소 3개의 기지국(20a, 20b, 20c)으로부터 수신된 지연정보데이터를 이용하여, 등가오차를 포함하는 3개 이상의 거리정보로부터 위치를 산출하는 방식을 제안한다. 이 제안은 하기 도 7내지 도 8에 설명된 바와 같이, 이론적으로 매우 정확한 위치를 산출할 수 있다.However, in the present invention, regardless of the magnitude of such error information or when the radio wave transmission device 10 transmits radio waves, the equivalent error is obtained by using delay information data received from at least three base stations 20a, 20b, and 20c. We propose a method of calculating a position from three or more distance information including a. This proposal can yield a theoretically very accurate position, as described in Figures 7-8 below.

도 2는 도 1의 무선송신장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 2의 무선송신장치의 작용을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the radio transmitter of FIG. 1, and FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the radio transmitter of FIG.

도 2를 참조하면, 무선송신장치(10)는 무선망과 직접 접속되는 호출신호수신부(11a)와 신호송신부(11b)로 구성된 송수신모듈(11)과, 사용자인터페이스(12)와, 제어부(13)와, 고유번호발생부(14)와, 위치신호발생부(15) 및 안테나부(15)로 구성된다.Referring to FIG. 2, the wireless transmitter 10 includes a transceiver module 11 including a call signal receiver 11a and a signal transmitter 11b directly connected to a wireless network, a user interface 12, and a controller 13. ), A unique number generator (14), a position signal generator (15) and an antenna (15).

호출신호 수신부(11a)는 제3자의 요청에 의해 원격지에서 무선송신장치(10)를 호출하는 경우 호출신호를 받아, 이 호출신호를 제어부(13)로 전달하여 무선송신장치(10)를 가동시키도록 한다.The call signal receiver 11a receives a call signal when calling the wireless transmitter 10 from a remote place by a third party's request, and transmits the call signal to the controller 13 to activate the wireless transmitter 10. To do that.

사용자인터페이스(12)는 사용자가 직접 조작하는 부분으로서 사용자로부터 장치의 위치추적 기동 명령을 받아 제어부(13)로 명령을 전달하여 무선송신장치(10)를 가동시키도록 한다.The user interface 12 is a part directly manipulated by the user to receive the position tracking start command of the device from the user and transmits the command to the control unit 13 to operate the radio transmitter 10.

제어부(13)는 송수신모듈(11)에 연결되는 장치로서 무선송신장치(10)의 전반적인 시스템 운용에 관련된 소프트웨어를 포함하고 있으며, 사용자 인터페이스(12) 혹은 호출신호수신부(11a)로부터 기동명령을 받아 장치 전반적인 가동을 개시하고, 무선송신장치의 각 구성을 구동하는 하드웨어를 제어한다.The control unit 13 is a device connected to the transmission / reception module 11 and includes software related to overall system operation of the wireless transmission device 10. The control unit 13 receives a start command from the user interface 12 or the call signal receiving unit 11a. The overall operation of the apparatus is started, and the hardware for driving each component of the radio transmitter is controlled.

고유번호발생부(14)는 무선송신장치(10)를 식별하기 위한 고유번호를 보관하고 있거나 혹은 상기 제어부(13)의 명령에 따라 무선송신장치의 고유번호를 발생한다. 또, 바람직하게는 상기 고유번호발생부(14)에는 이외에도 필요한 장치의 각종 정보를 보관할 수 있도록 구성되어 향후 장치의 기능을 확장하여 사용할 경우에 추가적인 필요한 데이터를 보관하고 생성할 수 있다.The unique number generator 14 stores a unique number for identifying the wireless transmitter 10 or generates a unique number of the wireless transmitter according to a command of the controller 13. In addition, the unique number generation unit 14 is preferably configured to store a variety of information of the required device in addition to it can store and generate additional necessary data when using the function of the device in the future.

위치신호발생부(15)는 상기 제어부(13)로부터 명령을 받아 위치추적을 위한 특정한 형태의 위치신호를 발생시켜 신호송신부(11b)로 전달하고, 또한 제어부(13)로부터 받은 무선송신장치 고유번호를 신호송신부(11b)로 전달한다.The position signal generator 15 receives a command from the controller 13 to generate a specific position signal for position tracking and transmits the signal to the signal transmitter 11b, and also receives a unique number of the radio transmitter from the controller 13. The signal is transmitted to the signal transmitter 11b.

신호송신부(11b)는 위치신호발생부(15)로부터 제공된 위치신호와 고유번호를 무선신호로 변환하여 안테나(16)를 통해 송신한다.The signal transmitter 11b converts the position signal and the unique number provided from the position signal generator 15 into a radio signal and transmits it through the antenna 16.

한편, 상기 고유번호는 위치신호발생부(15)를 거치지 않고 직접 신호송신부(11b)로 제공될 수 도 있다.Meanwhile, the unique number may be provided directly to the signal transmitter 11b without passing through the position signal generator 15.

더 바람직하게는, 상기 무선송신장치(10)는 사용자가 휴대하거나 차량에 탑재하는 등의 개인이동무선송신장치로서, 이 무선송신장치(10)의 하드웨어/소프트웨어는 기존의 호출기, 휴대전화, 셀룰러폰과 같은 이동통신단말기에 간단히 설치되거나 적용된다.More preferably, the radio transmitter 10 is a personal mobile radio transmitter such as carried by a user or mounted in a vehicle. The hardware / software of the radio transmitter 10 is a conventional pager, cellular phone, or cellular device. It is simply installed or applied to a mobile communication terminal such as a phone.

또한, 휴대자가 사용하기 쉽게 제작되어 비상시 사용이 간단하면서도 즉시성 있는 위치추적을 가능하도록 구현되며, 기존의 무선통신망을 이용하여 통신할 수 있도록 제작하여 신규한 시설비용이 소요되지 않아 경제적인 이익이 있음은 물론이다.In addition, it is manufactured to be easy to use by the mobile user, so that it is simple to use in case of emergency and instant location is realized, and it is manufactured to communicate by using the existing wireless communication network. Of course.

도 3을 참조하면, 무선송신장치(10)의 제어부(13)는 대기상태로 있다가 사용자의 조작 있음이 판단되거나(101), 또는 호출신호를 수신했을 때 위치신호를 전송하고 있는 중이 아님을 판단하게 되면(102, 112), 무선송신장치(10)를 구동시키고 위치신호발생부(15)를 통해 위치신호를 발생시키도록 제어한다(105).Referring to FIG. 3, the control unit 13 of the wireless transmission apparatus 10 is in a standby state and determines that there is a user's operation (101), or is not transmitting a position signal when a call signal is received. If it is determined (102, 112), the radio transmitter 10 is driven and controlled to generate a position signal through the position signal generator 15 (105).

상기 발생된 위치신호는 전송되어 지정된 일정시간 동안 지속되다가 전송이 완료되면(106, 107), 고유번호발생부(14)로부터 출력된 무선송신장치의 고유번호를 전송한다(108).The generated position signal is transmitted and continues for a predetermined time, and when the transmission is completed (106, 107), and transmits the unique number of the radio transmitter from the unique number generator 14 (108).

만일, 위치신호와 고유번호 전송횟수가 다수로 지정되었을 경우 지정된 횟수만큼 위치신호와 고유번호를 발생 및 전송하는 과정(105 내지 108, 111)을 반복하게 된다(109, 111).If the number of times of location signal and unique number transmission is specified, the process of generating and transmitting the location signal and unique number 105 to 108 and 111 is repeated (109, 111).

한편, 위치신호와 고유번호를 다수 전송하고 있는 도중에, 제3자의 요청에 의한 호출신호를 수신하게 되면(102), 원격지로부터 위치추적을 할 필요가 없어지므로 무선송신장치(10)가 위치신호전송 중인지를 판단하여(112), 전송중이라면 위치신호 전송을 중단토록 한다(113). 이렇게 함으로써, 위치추적 무선망 트래픽을 효율적으로 운용할 수 있다.On the other hand, when receiving a call signal by a third party's request while transmitting a large number of location signals and unique numbers (102), since the location tracking from a remote location is not necessary, the radio transmitter 10 transmits the location signal. If it is determined that the transmission is in operation 112, the transmission of the position signal is stopped (113). By doing so, location tracking wireless network traffic can be efficiently operated.

상기 단계109의 지정횟수만큼의 위치신호와 고유번호 전송 과정이 완료되거나, 상기 단계113의 위치신호 전송이 중단되면, 무선송신장치(10)의 제어부(13)는 자체의 위치신호 발생을 초기화하고 장치의 동작을 다시 대기상태에 진입하여 동작을 중단시킨다.When the process of transmitting the position signal and the unique number of the designated number of times in step 109 is completed, or when the position signal transmission in the step 113 is stopped, the control unit 13 of the wireless transmitter 10 initializes its own position signal generation. The device enters the standby state again to stop the operation.

도 4는 도 1의 기지국의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 5는 도 4의 기지국의 작용을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a block diagram illustrating the configuration of the base station of FIG. 1, and FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the base station of FIG. 4.

도 4를 참조하면, 기지국(20a)은 지연시간검출부(21), 고유번호판별부(26), 수신장치제어부(27) 및 데이터네트웍접속부(28)로 구성된다.Referring to FIG. 4, the base station 20a includes a delay time detector 21, a unique number discrimination unit 26, a receiver control unit 27, and a data network connection unit 28. As shown in FIG.

지연시간검출부(21)는 안테나(21)로부터 수신된 무선신호를 증폭하고 무선신호에 포함된 위치신호를 복조하여 검출하는 신호 수신부(22)와, 검출된 위치신호로부터 전파가 기지국까지 도착된 시간을 측정하여 추출하고, 회로자체의 처리지연시간을 측정하기 위한 자체지연신호를 발생시키는 지연시간판별부(23)와, 상기 지연시간판별부(23)에서 발생된 자체지연신호를 이용하여 가상의 송신무선신호를 발생하여 상기 신호수신부(22)에 송신하는 자기지연판별부(24)로 구성된다. 더 바람직하게는 상기 지연시간검출부(21)는 다수의 다른 기지국(20a, 20b, 20c)들 간의 시간동기를 정확히 맞추기 위하여 GPS기준시간부(25)를 더 포함할 수 있다.The delay time detector 21 amplifies the radio signal received from the antenna 21 and demodulates and detects the position signal included in the radio signal, and the time when the radio wave arrives from the detected position signal to the base station. The delay time determination unit 23 generates a self-delay signal for measuring the processing delay time of the circuit itself, and uses a self delay signal generated by the delay time determination unit 23. It consists of a magnetic delay discrimination unit 24 for generating a transmission radio signal and transmitting it to the signal reception unit 22. More preferably, the delay time detector 21 may further include a GPS reference time unit 25 to precisely synchronize time synchronization between a plurality of other base stations 20a, 20b, and 20c.

고유번호판별부(26)는 신호수신부(22)의 검출된 신호로부터 상기 무선송신장치의 고유번호를 분석하여 해당 위치신호를 송신한 해당 무선송신장치(10)를 판별한다.The unique number discriminating unit 26 analyzes the unique number of the radio transmitting apparatus from the detected signal of the signal receiving unit 22 to determine the radio transmitting apparatus 10 which transmitted the position signal.

수신장치제어부(27)는 기지국(20a)의 운용을 위한 소프트웨어를 포함하고 있으면서 기지국(20a)의 각종 하드웨어를 제어하고, 데이터통신망을 통해 위치추적센터(30)에 전달할 데이터 즉, 무선송신장치의 고유번호와 기지국에서 측정한 상대 지연시간 및 기지국의 고유번호를 포함한 지연정보데이터를 생성한다.The receiving device controller 27 includes software for operating the base station 20a, controls various hardware of the base station 20a, and transmits the data to be transmitted to the location tracking center 30 through the data communication network, that is, the wireless transmission device. Generate delay information data including the unique number, the relative delay time measured by the base station, and the unique number of the base station.

데이터통신망인터페이스부(28)는 수신장치제어부(27)로부터 전달받은 지연정보데이터를 기준 시간대 별로 데이터통신망(30)으로 전송한다. 여기서, 상기 지연정보데이터는 수신장치제어부(27)를 통해 패킷화되어 전송될 수도 있다.The data communication network interface unit 28 transmits the delay information data received from the receiving device control unit 27 to the data communication network 30 for each reference time zone. Here, the delay information data may be packetized and transmitted through the reception device controller 27.

도 5를 참조하면, 기지국(20a)은 최초 가동시 시스템의 파라메터를 초기화하고(201), 상기 무선송신장치(10)로부터의 신호 수신을 대기하고 있다가(203), 수신 채널에 신호가 감지되지 않으면(204) 자기지연 점검을 수행하고(202), 다시 신호수신대기 상태(203)로 복귀한다.Referring to FIG. 5, the base station 20a initializes the parameters of the system at the first operation (201), waits for signal reception from the radio transmitter 10 (203), and detects a signal on the reception channel. If not (204), the self delay check is performed (202), and returns to the signal reception standby state (203).

만일 채널에 신호가 수신되면(204), 신호 수신 개시 시각을 초 단위로 채취하여 보관하고(205), 수신 개시된 시각과 GPS 기준의 시각을 기준으로 실제 수신된 신호의 시간차를 계산하여 검출하고(207), 자기지연시간 데이터와 함께 실제 수신지연시간 데이터를 계산한다(208).If a signal is received in the channel (204), the signal reception start time is collected and stored in seconds (205), and the time difference between the actual received signal is calculated and detected based on the received start time and the GPS reference time ( 207, the actual reception delay time data is calculated together with the self delay time data (208).

자기지연시간 데이터와 실제 수신지연시간 데이터로부터 위치신호임이 확인되면(209), 무선송신장치의 고유번호를 추출하여 정의된 무선송신장치의 고유번호인지를 판단한다(210).If it is confirmed that the position signal from the self delay time data and the actual reception delay time data (209), it is determined whether the unique number of the radio transmitter is defined by extracting the unique number of the radio transmitter (210).

단계 210판단결과, 만일 추출된 데이터가 정의된 무선송신장치 고유번호의 구성과 다르거나 다른 신호로 판정되면 다시 자기지연점검을 수행한다(202).As a result of the determination of step 210, if the extracted data is determined to be a signal different from or different from the configuration of the defined wireless transmitter unique number, self-delay check is performed again (202).

단계 210판단결과, 만일 수신된 데이터가 정의된 무선송신장치의 고유번호라면, 무선송신장치의 고유번호를 추출한 다음 지연정보 패킷 데이터를 생성하여 전송한 후(212, 213), 수신정보를 초기화(214)함으로써, 일련의 위치신호 수신처리 과정이 완료된다.As a result of the determination of step 210, if the received data is a unique number of a defined wireless transmitting device, the unique number of the wireless transmitting device is extracted, the delay information packet data is generated and transmitted (212, 213), and then the received information is initialized ( 214), a series of position signal receiving processing is completed.

그리고, 상기 214단계 이후 다시 자기지연점검 202단계로 진입하여 일련의 과정을 순서대로 반복 수행한다.After step 214, the self-delay check step 202 is entered again to repeat a series of processes in order.

그리고 필요하다면, 단계 208로부터 얻은 지연시간데이터를 지연거리 값으로환산하여(211), 상기 지연정보데이터에 지연거리 데이터를 포함시켜 전달할 수도 있다.If necessary, the delay time data obtained in step 208 may be converted into a delay distance value (211), and the delay time data may be included and transmitted.

도 6은 도 1의 위치추적센터의 구성을 나타낸 블록도이다.6 is a block diagram showing the configuration of the location tracking center of FIG.

도 6을 참조하면, 위치추적센터(30)는 데이터네트웍접속부(31)와, 기지국별 데이터테이블(32)과, 무선송신장치별 데이터테이블(33)과, 기지국위치데이터베이스(34)와, 위치연산기모듈(35)과, 지도표시모듈(36)과, 무선송신장치별 위치데이터베이스(37) 및 위치추적서비스응용모듈(38)로 구성된다.Referring to FIG. 6, the location tracking center 30 includes a data network connection unit 31, a base station data table 32, a radio transmitter device data table 33, a base station location database 34, and a location. It consists of a calculator module 35, a map display module 36, a location database 37 for each radio transmitter and a location tracking service application module 38.

데이터네트웍접속부(31)는 데이터네트웍과 접속되어 데이터통신을 담당한다.The data network connection unit 31 is connected to the data network and is in charge of data communication.

기지국별 데이터테이블(32)은 상기 데이터네트웍접속부(31)를 통해 다수의 기지국(20a, 20b, 20c)으로부터 수신된 데이터들을 분석하고 각 기지국별로 분류하여 각 기지국에서 보낸 패킷데이터를 무선송신장치별, 신호수신시각별 지연정보데이터로 테이블화 하는 기능을 가진다.The base station-specific data table 32 analyzes the data received from the plurality of base stations 20a, 20b, and 20c through the data network connection unit 31, classifies each base station, and transmits the packet data sent from each base station by radio transmitter. In addition, it has a function to table the delay information data for each signal reception time.

무선송신장치별 데이터테이블(33)은 기지국별 데이터테이블(32)로부터 무선송신장치별로, 위치신호를 수신한 기지국별, 신호수신시간별, 지연정보데이터를 분류하여 테이블화 하는 기능을 가진다.The radio transmission apparatus-specific data table 33 has a function of classifying and tabulating the base station, the signal reception time, and the delay information data for each radio transmission apparatus from the base station-specific data table 32 for each radio base station.

기지국위치데이터베이스(34)는 사전에 구축된 각 기지국의 위치좌표를 보관하고 상기 기지국별 데이터테이블(32)로부터 제공받은 해당 기지국의 위치정보에 대한 데이터를 위치연산기모듈(35)로 제공한다.The base station location database 34 stores the position coordinates of each base station built in advance, and provides the position calculator module 35 with data on the location information of the base station provided from the base station-specific data table 32.

위치연산기모듈(35)은 기지국위치데이터베이스(34)로부터 제공된 다수의 위치좌표 정보와 무선송신장치별 데이터테이블(33)로부터 제공된 각 지연정보데이터를 사용하여 위치계산 알고리즘에 따라 실제 무선송신장치(10)의 위치를 계산하여 출력한다. 즉, 기준 시간대 별로 수신된 지연정보데이터의 위치신호의 상대 지연시간을 상대적 거리데이터로 변환하여 상기 기지국의 위치좌표를 근간으로 하여 해당 무선송신장치의 위치좌표를 계산해 낸다(도 8 참조).The position calculator module 35 uses a plurality of position coordinate information provided from the base station position database 34 and each delay information data provided from the data table 33 for each radio transmission device, according to the position calculation algorithm. ) Is calculated and printed. That is, the relative delay time of the position signal of the delay information data received for each reference time zone is converted into the relative distance data to calculate the position coordinate of the corresponding radio transmitter based on the position coordinate of the base station (see FIG. 8).

지도표시모듈(36)은 위치연산기모듈(35)의 계산결과를 지도상에 표시한다.The map display module 36 displays the calculation result of the position calculator module 35 on the map.

무선송신장치별 위치데이터베이스(37)는 위치연산기모듈(35)로부터의 출력 결과를 전달받아 각 무선송신장치별로 추적 시각별 위치추적결과를 보관해 둔다.The location database 37 for each radio transmitter receives the output result from the position calculator module 35 and stores the location tracking result for each tracking time for each radio transmitter.

위치추적서비스 응용모듈(38)은 상기 위치연산기모듈(35)과 무선송신장치별 위치데이터베이스(37)와 지도표시모듈(36)과 연계하여 해당 결과를 이용하고, 위치추적센터(30)내의 응용부와 연계된 각종 모듈을 제어할 수 있고, 서비스 응용 사용자에게 위치추적 결과를 통신망을 통해 전달하는 기능을 가진다.The location tracking service application module 38 uses the result in connection with the location calculator module 35, the location database 37 for each wireless transmitting device, and the map display module 36, and the application in the location tracking center 30. It can control various modules linked to the unit and has the function of transmitting location tracking result to the service application user through the communication network.

이와 같이 위치추적 시스템은 복수개의 기지국을 지역별로 별도로 설치하거나 위치추적센터를 구축하여, 많은 사람이 이용하는 위락시설에서의 미아 찾기, 실버타운 및 항상 건강상태를 주시해야 하는 대상의 응급 환자의 긴급상황 발생시의 위치추적, 자동차의 도난을 방지하기 위한 자동차 도난방지 시스템, 화재 발생시 자동으로 화재가 발생한 위치를 알려주는 화재발생 경보 시스템, 자동차 사고 발생시 자동차의 사고 위치를 자동으로 알려주는 사고 경보 시스템 등의 시스템에 활용할 수 있다.As such, the location tracking system can be installed separately from a plurality of base stations or by building a location tracking center, so that emergency situations of emergency patients who need to look for lost children, silver towns, and health at all times in the amusement facilities used by many people Location tracking at the time of occurrence, vehicle anti-theft system to prevent theft of the car, fire alarm system to automatically inform the location of the fire in the event of a fire, accident alarm system to automatically inform the location of the car accident in the event of a car accident, etc. It can be used for the system.

또한, 일반적인 이동통신기상에 위치추적시스템을 구현하여 무선송신장치의 위치 추적 필요시에만 위치를 추적할 수 있는 수동형 위치추적시스템에 활용할 수도 있다.In addition, by implementing a location tracking system on a general mobile communication device can be utilized in a passive location tracking system that can track the location only when the location tracking needs of the radio transmitter.

도 7은 위치신호가 무선송신장치로부터 기지국에 도달했을 때의 지연 시간을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 3개의 상대 지연거리를 이용한 무선송신장치의 위치 산정법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining a delay time when a position signal reaches a base station from a radio transmitter, and FIG. 8 is a diagram for explaining a position estimation method of the radio transmitter using three relative delay distances.

도 7을 참조하면, 무선송신장치(10)에서의 특정 형식 데이터로 구성된 위치신호 송신 개시 시간이 T0이고, 위치신호의 지속시간이 Tdat 라고 하자. 또, 기지국(20a)에서의 GPS 표준시각장치의 동기시각 출력이 T1이고, 송신된 위치신호가 기지국에 도달하여 실제 검출된 시간이 T2이라고 하자.Referring to Fig. 7, it is assumed that the position signal transmission start time composed of specific format data in the radio transmitter 10 is T0 and the duration of the position signal is Tdat. Further, assume that the synchronization time output of the GPS standard time apparatus at the base station 20a is T1, and the time at which the transmitted position signal reaches the base station and is actually detected is T2.

이론상, 기지국(20a)에서는 무선송신장치로부터 송신된 위치신호가 도달하는 데까지 실제 걸리는 지연시간(Tdob)을 이용하여 무선송신장치와 기지국과의 떨어진 지연거리(L)를 수학식 1과 같이 구할 수 있다.Theoretically, the base station 20a can obtain the delay distance L between the radio transmitter and the base station by using the delay time Tdob which actually takes to reach the position signal transmitted from the radio transmitter as shown in Equation 1. have.

여기서, Tdob는 실제 전파 전달시의 지연시간이고, 대기중에서 전파의 속도는 빛의 속도 C와 동일하다.Here, Tdob is a delay time during propagation of actual radio waves, and the speed of radio waves in the air is equal to the speed C of light.

그러나, Tdob는 측정할 수 없는 값이기 때문에, 기지국에서 측정할 수 있는 상대적 지연시간(Trel)을 이용한다. 이 상대적 지연시간으로부터 상대 지연거리를 구하게 된다. 이것은 절대 거리가 아닌 송신장치에서 적어도 3개 이상의 기지국까지의 상대적 거리에 해당하고 이를 위치추적센터에서 취합하여 송신장치의 절대적 위치를 추적할 수가 있는 것이다.However, since Tdob is a value that cannot be measured, the relative delay time Trel that can be measured by the base station is used. The relative delay distance is obtained from this relative delay time. This corresponds to the relative distance from the transmitter to at least three base stations, not the absolute distance, and can be collected at the location tracking center to track the absolute position of the transmitter.

그러면, 상대 지연시간(Trel)은 수학식 2와 같이, 기지국에서 측정한 지연시간(Tdms)으로부터 기지국 회로내의 자체지연시간(Tdck)을 뺀 나머지 시간에 해당한다.Then, the relative delay time Trel corresponds to the remaining time obtained by subtracting the self delay time Tdck in the base station circuit from the delay time Tdms measured by the base station, as shown in Equation (2).

여기서, Tdms는 T2-T1 이다.Here, Tdms is T2-T1.

이제, 위치추적센터(30)에서 무선송신장치(10)까지의 거리를 산정하는 방법을 도 8을 통해 설명한다.Now, a method of calculating the distance from the location tracking center 30 to the radio transmitter 10 will be described with reference to FIG. 8.

1. 도 8의 (가)를 참조하면, 무선송신장치에서 3개의 기지국(B1,B2,B3)까지의 계산된 거리를 L1, L2, L3라 하자. 2차원 상에서의 각 기지국의 좌표를 각각 (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3)라 하면 무선송신장치의 좌표는, 각 기지국의 좌표를 원의 중심으로 한 반경 L1, L2, L3인 세 원의 교점의 위치 A(x, y)가 된다.1. Referring to FIG. 8A, it is assumed that the calculated distances from the radio transmitter to three base stations B1, B2, and B3 are L1, L2, and L3. If the coordinates of each base station in two dimensions are (x1, y1), (x2, y2), and (x3, y3), then the coordinates of the radio transmitter are the radius L1, L2 of the coordinates of each base station as the center of the circle. , The position A (x, y) of the intersection of three circles, L3.

2. 도시하지 않았으나 만일, 3차원 공간상의 위치를 계산하려면, 각 기지국의 좌표를 3차원 좌표{xn, yn, zn}로 하고 최소 4개의 기지국의 좌표를 중심으로 한 거리 L1, L2, L3, L4를 구의 중심으로 한 구면의 교점(x, y, z)이 무선송신장치의 위치좌표가 된다.2. Although not shown, in order to calculate the position in the three-dimensional space, the coordinates of each base station are three-dimensional coordinates {xn, yn, zn}, and the distances L1, L2, L3, The intersection (x, y, z) of the sphere with L4 as the center of the sphere becomes the position coordinate of the radio transmitter.

3. 이제, 도 8의 (나)를 참조하면, 기지국(20a)에서 측정되고 계산된 상대 지연시간(Trel)을 이용한 거리 산정은, 상기 1의 계산방법과 동일하나 세 원의 교점을 구할 수 없다. 왜냐하면 상대지연시간(Trel)으로부터 계산된 거리는 무선송신장치에서 전파를 송신한 시간을 알 수 없는 상태로 계산한 결과이기 때문이다.3. Now, referring to (b) of FIG. 8, distance calculation using the relative delay time Trel measured and calculated by the base station 20a is the same as the calculation method of 1, but three intersection points can be obtained. none. This is because the distance calculated from the relative delay time Trel is the result of calculating the time at which the radio transmitter transmits the radio wave in an unknown state.

따라서, 이 경우 무선송신장치까지의 실제 거리를 사용하지 않고, 각각의 상대 지연거리 L', L'' (=상대 지연시간 x C)을 원의 반경으로 하고 각 기지국의 좌표를 원의 중심(B1, B2, B3)으로 한 3개의 원을 그리고 세 원의 호에 내접하는 원을 찾으면 그 원의 중심이 바로 무선송신장치의 정확한 2차원 위치 좌표(A)가 된다.Therefore, in this case, instead of using the actual distance to the radio transmitter, each relative delay distance L ', L' '(= relative delay time x C) is the radius of the circle and the coordinates of each base station are the center of the circle ( When one circle is found with B1, B2, and B3) and the circle inscribed to the arc of three circles is found, the center of the circle becomes the exact two-dimensional position coordinate (A) of the radio transmitter.

도시하지는 않았지만, 3차원 공간상의 무선송신장치의 위치를 찾고자 할 경우에는, 4개 이상의 기지국의 각각의 좌표를 중심으로 하고 각 기지국에서 측정된 상대 지연거리를 반경으로 한 구를 그리고, 각 구의 표면에 내접하는 구의 중심을 구하면 바로 그 구의 중심이 무선송신장치의 공간상의 정확한 위치 좌표가 된다.Although not shown, in order to find the position of the radio transmitter in three-dimensional space, a sphere is drawn with a radius of the relative delay distance measured at each base station centered on each coordinate of four or more base stations, and the surface of each sphere. If we find the center of the sphere inscribed at, the center of the sphere becomes the exact position coordinate in space of the radio transmitter.

이때의 상대 지연거리(Lrel)는 다음 수학식 3과 같이 계산한다.The relative delay distance Lrel at this time is calculated as in Equation 3 below.

그런데, 위치신호를 수신하는 기지국마다 수신되는 절대시간이 GPS기준시간 전후에 측정될 경우에는 수학식 3에서 상대 지연거리가 음의 값이 될 수 있으므로 (Tdck〉Tdms일 경우)다음 수학식 4와 같이 계산하는 것이 정확한 계산결과를 산출할 수 있다.However, when the absolute time received for each base station receiving the position signal is measured before and after the GPS reference time, the relative delay distance may be negative in Equation 3 (when T dck > T dms ). Calculation as shown in 4 can yield accurate calculation results.

물론, 전파의 수신이 불가능할 경우에는 상대 지연거리를 산출할 수 없다.Of course, when the reception of radio waves is impossible, the relative delay distance cannot be calculated.

한편, 전파 장애물이 있을 경우 송신기의 위치 추적의 구체적인 방법은, 전파 장애물이 있을 경우 정확한 위치추적에는 장애 요소가 되지만 여러 장애물에 반사되어 수신된 전파의 다중경로 중 최단 시간에 도달한 신호를 기준으로 위치계산을 위한 상대 지연거리를 산출하면 최소의 오차를 가진 위치 추적이 가능하게 된다.On the other hand, when there is a radio wave obstacle, a specific method of tracking the position of the transmitter is based on a signal reaching the shortest time among the multi-paths of the received radio waves reflected by various obstacles, although it is an obstacle to accurate location tracking when there is a radio wave obstacle. Calculating the relative delay distance for position calculation enables position tracking with minimum error.

이 경우 다중 경로의 총 전파 전달 거리와 무선송신장치-기지국 사이의 직선거리의 차가 Ldiff라 하면 다중경로로 인한 위치 계산오차는 약 1/2 Ldiff정도 발생하게 된다.In this case, if the difference between the total propagation distance of the multipath and the linear distance between the radio transmitter and the base station is L diff , the position calculation error due to the multipath is about 1/2 L diff .

이러한 다중경로에 의한 오차를 줄이기 위해서는 기지국의 설치 위치를 가능한 하나이상의 반사파를 만들지 않도록 높은 위치에 설치하는 것이 바람직하다.In order to reduce the error caused by the multipath, it is preferable to install the base station at a high position so as not to make at least one reflected wave as possible.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예들에 의해 한정되지 않고, 망서비스 사업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be brought by the network service providers, which are included in the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 기존의 GPS장치나 비콘 방식의 수많은 위치추적용 송/수신지를 사용하지 않고, 위치추적을 할 수 있는 위치신호를 송신하는 별도의 무선송신장치를 제작하거나 기존의 디지털 셀룰러 폰이나 PCS에 위치신호를 전송할 수 있도록 소프트웨어를 추가하여 사용할 수 있다.As described above, the present invention does not use a conventional GPS device or a large number of location tracking transmitters and receivers, and manufactures a separate wireless transmitter that transmits a position signal capable of tracking a position or a conventional Additional software can be used to transmit location signals to digital cellular phones or PCS.

또한, 본 발명은 위치추적을 위하여 항시 위치추적용 무선송신장치의 전원을 공급할 필요 없이, 위치추적 필요시에만 송신전력을 사용하면서도 기존의 위치추적장치와는 달리 추적시간이 비교적 적게 소요되고, 위치추적 요구 발생 후 즉시 위치 추적이 가능한 이점이 있다.In addition, the present invention does not need to supply the power of the position tracking radio transmitter at all times for the position tracking, while using the transmission power only when the position tracking is required, unlike the conventional position tracking apparatus, the tracking time is relatively small, The advantage is that location tracking can be done immediately after a tracking request has occurred.

Claims (13)

삭제delete 무선송신장치의 지리적 위치를 추적하는 시스템에 있어서,In the system for tracking the geographic location of the radio transmitter, 위치추적을 위한 특정한 형태의 위치신호와 자신의 식별을 위한 고유번호를 포함하는 전파를 기지국으로 송신하는 하나 이상의 무선송신장치의 송신 전파를 수신받아 상기 각각의 무선송신장치의 상기 고유번호별로 상기 위치신호의 도착시간과 상대 지연시간을 검출하는 지연시간검출수단과; 기지국의 송/수신 동작을 전반적으로 제어하고, 기지국 식별을 위한 고유번호와 상기 도착시간과 상기 상대 지연시간 및 상기 무선송신장치의 고유번호를 포함하는 지연정보데이터를 생성하는 제어수단과; 상기 생성된 지연정보데이터를 위치추적센터로 송신하는 데이터네트워크 인터페이스 수단으로 이루어진 복수개의 기지국; 및Receiving the transmission radio wave of at least one radio transmitting apparatus for transmitting a radio wave including a specific type of position signal for location tracking and a unique number for its identification to the base station, the location by the unique number of each of the radio transmitters Delay time detection means for detecting the arrival time and the relative delay time of the signal; Control means for controlling overall transmission / reception of a base station and generating delay information data including a unique number for identifying a base station, the arrival time, the relative delay time, and a unique number of the wireless transmission device; A plurality of base stations comprising data network interface means for transmitting the generated delay information data to a location tracking center; And 미리 알고 있는 좌표 상에 설치된 상기 복수개의 기지국의 위치좌표를 기준으로, 각 기지국에서 보내온 상기 지연정보데이터를 처리하고, 각 기지국 중심의 상대 지연거리를 구하여 상기 무선송신장치의 실제 위치를 추적하는 위치추적센터를 포함하며,A position for processing the delay information data sent from each base station based on the position coordinates of the plurality of base stations installed on the known coordinates, and obtaining the relative delay distance of the center of each base station to track the actual position of the radio transmitter. Includes a tracking center, 상기 무선송신장치의 실제 위치는 상기 지연정보데이터 중 각 기지국의 상기 상대 지연시간을 이용해 상대 지연거리를 구한 후 상기 상대 지연거리를 반지름으로 하며, 각 기지국을 원 내지 구의 중심으로 하는 복수개의 원 내지 구에 대해 내접 내지 외접하는 원 내지 구의 중심인 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.The actual position of the radio transmitting apparatus is obtained by calculating a relative delay distance using the relative delay time of each base station among the delay information data, and then setting the relative delay distance as a radius, and using a plurality of circles with each base station as the center of the circle or sphere. Terrestrial position tracking system, characterized in that the center of the circle to the sphere inscribed or circumscribed to the sphere. 제 2 항에 있어서, 상기 위치신호는 수신시 복조과정에서 데이터의 개시시간과 데이터의 종료시간을 측정하여 상기 위치신호의 송신시점으로부터 수신시점까지의 지연시간에 대한 계산이 가능하도록 사전에 정의된 특정 형태의 신호인 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.The method of claim 2, wherein the position signal is previously defined to measure a start time of the data and an end time of the data in the demodulation process upon reception, so that calculation of the delay time from the time of transmission of the position signal to the time of reception is possible. Terrestrial location tracking system, characterized in that the specific type of signal. 제 2 항에 있어서, 상기 무선송신장치는The apparatus of claim 2, wherein the wireless transmitter is 상기 위치신호를 생성하기 위해서 사용자가 임의로 조작할 수 있는 사용자 인터페이스 수단;User interface means operable by a user to generate the position signal; 상기 사용자의 조작신호에 의해 송신수단의 전반적인 송신동작을 제어하는 제어 수단;Control means for controlling the overall transmission operation of the transmission means by the user's operation signal; 상기 제어수단의 제어에 따라 위치신호를 발생하는 수단;Means for generating a position signal according to the control of the control means; 상기 제어수단의 제어에 따라 무선송신장치의 고유번호를 발생하는 수단; 및Means for generating a unique number of the wireless transmitting device according to the control of the control means; And 상기 제어수단의 제어에 따라 발생된 상기 위치신호와 상기 고유번호를 변조하여 정해진 순서에 따라 일정기간동안 송신하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.And a means for modulating the position signal and the unique number generated according to the control of the control means and transmitting the position signal for a predetermined period in a predetermined order. 제 2 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 무선송신장치는The radio transmitting apparatus according to claim 2 or 4, wherein 외부로부터의 위치추적을 요구하는 호출 신호를 수신받는 수단;Means for receiving a call signal requiring location tracking from the outside; 상기 호출 신호에 반응하여 상기 송신수단의 전반적인 송신동작을 제어하는 제어 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.And control means for controlling the overall transmission operation of said transmission means in response to said call signal. 제 5 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 위치신호 전송 중에 상기 호출신호를 수신하게 되면 상기 위치신호를 중단하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.6. The terrestrial position tracking system according to claim 5, wherein the control means stops the position signal when the call signal is received during the position signal transmission. 제 2 항에 있어서, 상기 지연시간 검출 수단은The method of claim 2, wherein the delay time detection means 수신된 전파를 복조하고 분석하여 상기 위치신호를 검출하는 신호 수신부;A signal receiver for demodulating and analyzing the received radio wave to detect the position signal; 상기 검출된 위치신호로부터 수신된 시간을 계산하여 추출하고, 신호 검출에 소요되는 회로자체 지연시간을 측정하기 위한 자체지연신호를 발생시키는 지연시간 판별부; 및A delay time determination unit for calculating and extracting a time received from the detected position signal and generating a self delay signal for measuring a circuit delay time required for signal detection; And 상기 발생된 자체지연신호를 이용하여 자기지연시간을 측정하는 자기지연판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.And a self-delay discrimination unit for measuring a self-delay time by using the generated self-delay signal. 제 2 항에 있어서, 상기 수신된 신호 중 고유번호를 판별하여 해당 위치신호를 송신한 무선송신장치를 판별하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.3. The terrestrial position tracking system according to claim 2, further comprising means for discriminating a unique number among the received signals to determine a radio transmitting apparatus which has transmitted a corresponding position signal. 제 2 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 기지국의 고유번호와 상기 상대 지연시간 및 상기 무선송신장치의 고유번호를 포함한 상기 지연정보데이터를 패킷화하는 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.3. The terrestrial position tracking system according to claim 2, wherein the control means packetizes the delay information data including the unique number of the base station, the relative delay time and the unique number of the radio transmitter. 제 2 항에 있어서, 상기 위치추적센터는The method of claim 2, wherein the location tracking center is 복수개의 기지국으로부터 수신된 데이터들을 분석하여 상기 기지국별로 분류하여, 상기 각 기지국에서 보낸 데이터를 무선송신장치별, 신호 수신시간별 지연정보데이터로 분류하여 1차로 테이블화 하는 기지국별 데이터테이블 수단;Base station-specific data table means for analyzing data received from a plurality of base stations, classifying the base stations, and classifying the data sent from each base station into delay information data for each radio transmission apparatus and signal reception time, and table the data first; 상기 기지국별 데이터테이블 수단으로부터 1차로 테이블화된 데이터를 제공받아 상기 무선송신장치별로 상기 위치신호를 수신한 기지국별, 신호수신시간별 지연정보데이터로 다시 분류하여 2차로 테이블화 하는 무선송신장치별 데이터테이블 수단;Receiving data firstly received from the data table means for each base station, and reclassifying the information into delay information data for each base station and signal reception time for receiving the location signal for each wireless transmitting apparatus, and performing a second table for data. Table means; 사전에 구축된 각 기지국의 위치좌표를 보관하고 상기 기지국별 데이터테이블 수단으로부터 확인된 위치신호를 수신한 해당 기지국의 위치좌표를 제공하는 기지국 위치 데이터베이스; 및A base station location database which stores the position coordinates of each base station constructed in advance and provides the position coordinates of the base station which has received the identified position signal from the data table means for each base station; And 상기 제공된 기지국의 위치좌표를 근간으로 하여, 상기 무선송신장치별 데이터테이블 수단으로부터 제공된 각 지연정보데이터를 사용하여 해당 무선송신장치의 실제 위치좌표를 계산하는 위치좌표계산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.And position coordinate calculating means for calculating the actual position coordinates of the radio transmitter using the delay information data provided from the data table means for each radio transmitter based on the position coordinates of the base station. Ground location tracking system. 제 2 항에 있어서, 상기 위치추적센터는The method of claim 2, wherein the location tracking center is 상기 무선송신장치의 위치좌표 결과를 지도상에 표시하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.And a means for displaying the position coordinate result of the wireless transmission device on a map. 제 2 항에 있어서, 상기 위치추적센터는The method of claim 2, wherein the location tracking center is 상기 무선송신장치의 위치좌표 결과를 각 무선송신장치별로 추적시간에 대한 결과 데이터로 저장하는 송신기별 위치 데이터베이스 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.And terrestrial position tracking system for storing the position coordinate result of the radio transmitter as a result data of the tracking time for each radio transmitter. 제 10항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치추적센터는13. The method according to any one of claims 10 to 12, wherein the location tracking center is 상기 위치좌표계산수단 및/또는 상기 지도표시 수단 및/또는 송신기별 위치데이터베이스 수단과 연계하여, 상기 하나이상의 수단의 출력 결과를 이용하고, 별도의 응용부와 연계하여 각종 위치추적서비스를 통신망을 통해 서비스 이용자에게 제공하는 위치추적 서비스 응용 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지상형 위치추적시스템.In connection with the position coordinate means and / or the map display means and / or the position database means for each transmitter, the output result of the one or more means is used, and various position tracking services are connected through a communication network in connection with a separate application unit. The location tracking system further comprises a location tracking service application module for providing a service user.
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