KR100656409B1 - 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명의 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템은 수신 단말이 GPS 위성으로부터의 LOS 신호에 의해 위치기반 서비스를 받을 수 있도록 하는 장치에 있어서, 4개 이상의 GPS 위성으로부터의 LOS 신호에 의해 정확한 시간과 거리를 측정하도록 지상에 설치되어 LOS 신호를 수신하는 GPS 수신기와, GPS 수신기로부터의 LOS 신호와 수신 단말을 접속시키는 GPS 중계기를 포함한다. 본 발명에 의하면, GPS 중계기의 구성 및 서비스영역에 의거하여 각종 요구사항을 만족하면서, 위성의 LOS가 존재하지 않는 장소에서도 위치기반서비스를 원활히 제공할 수 있는 위성항법장치(GPS) 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템을 제공할 수 있다.

GPS, 위성항법장치, GPS중계기, 위치기반 서비스시스템, GPS 위성

Description

위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템{LOCATION BASED SERVICE SYSTEM USING GLOBAL POSITIONING SYSTEM REPEATER}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템을 설명하기 위해 지하철 구간 내에 설치된 예를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : GPS 위성

11 : GPS 수신기

12 : GPS 중계기

13 : 휴대폰

본 발명은 위치기반 서비스시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 예컨데 지하철 구간내에 GPS 중계기를 해당 구간마다 설치하여 LOS에 상관없이 지하 어느 장소든지 위치기반 서비스가 가능하도록 하는 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템에 관한 것이다.

근래에 비행기, 선박, 자동차뿐만 아니라 세계 어느 장소에서든지 인공위성을 이용하여 자신의 위치를 정확히 알 수 있는 위성항법시스템의 보급이 확대되고 있다. 이와 같은 위성항법시스템은 GPS수신기로 4개 이상의 위성으로부터 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 의하여 현 위치를 정확히 계산할 수 있다. 즉, 나침반과 달리 위성항법시스템은 위도, 경도, 고도의 위치뿐만 아니라 3차원의 속도정보와 함께 정확한 시간정보까지 얻을 수 있다.

따라서, 위치 정확도는 군사용이나 민간용에 따라 차이가 있으며, 민간용은 수평·수직 오차가 10 ∼ 15m 정도이며 속도측정 정확도는 초당 3cm이다. 또한, 인공위성에는 3개의 원자시계가 탑재되어 있어 3만 6000년에 1초만의 오차를 갖는 시간 정보를 제공할 수 있도록 되어 있다.

인공위성을 이용한 항법시스템(Global Positioning System; GPS)는 위성 그룹과 위성을 감시 제어하는 지상관제 그룹, 그리고 사용자 그룹으로 구성되어져 있다. 이 위성 그룹은 모두 24개의 내브스타(Navigation Satellite Timing and Ranging; NAVSTAR) 위성으로 구성되었으며, 2만 200km의 지구 상공에 있는 6개의 원궤도에 원자모형처럼 분포되고 있는 것이다.

위성항법시스템(GPS)은 현재 단순한 위치정보 제공에서부터 항공기, 선박, 자동차의 자동항법 및 교통관제, 유조선의 충돌방지, 대형 토목공사의 정밀 측량, 지도제작 등 광범위한 분야에 응용되고 있으며, 이때 이용되는 GPS수신기는 개인 휴대용에서부터 위성 탑재용까지 다양하게 개발되어 사용되고 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 GPS 위성에만 의존하는 위치기반 서비스는 예컨데 지하 주차장, 지하철내, 빌딩안과 같은 GPS 위성의 LOS(Line Of Sight)가 존재하지 않는 장소에서는 서비스 제공이 사실상 불가능하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 사정을 감안하여 발명한 것으로, 위성의 LOS가 존재하지 않는 장소에서도 위치기반 서비스를 원활히 제공할 수 있는 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템은 수신 단말이 GPS 위성으로부터의 LOS 신호에 의해 위치기반 서비스를 받을 수 있도록 하는 장치에 있어서, 4개 이상의 GPS 위성으로부터의 LOS 신호에 의해 정확한 시간과 거리를 측정하도록 지상에 설치되어 LOS 신호를 수신하는 GPS 수신기와; 상기 GPS 수신기로부터의 LOS 신호와 상기 수신 단말을 접속시키는 GPS 중계기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 GPS 수신기 및 GPS 중계기는 상기 GPS 수신기로 수신된 LOS 신호를 GPS 중계기로 전송하기 위한 연결케이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 GPS 중계기는 1 GHz ~ 2 GHz 대역에서의 응답특성이 3.5dB이하로 떨어뜨리지 않도록 하여 평탄하게 유지되는 것을 특징으로 한다.
상기 GPS 중계기는 노이즈특징이 1.8dB 보다 작아지는 것을 특징으로 한다.
상기 연결케이블은 상기 수신 단말에서의 위치 오차가 최소화 되도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템을 설명하기 위해 지하철 구간 내에 설치된 예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 위성항법장치(GPS) 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템은 예컨데 지하철 구간 내에 위성항법장치(GPS) 중계기(12)를 해당 구간마다 설치하여 LOS에 상관없이 지하철 구간의 어느 장소든지 GPS 위성(10)을 이용한 위치기반 서비스가 가능해지도록 한다.

본 발명의 응용 대상은 지하철 구간뿐만 아니라 빌딩안이나 지하주차장과 같이 GPS 위성(10)의 LOS 신호가 전달되지 않는 장소에는 모두 적용될 수 있다. 상기 GPS 중계기(12)를 설치하기 위해서는, GPS 수신기(11)인 안테나, GPS 신호 재전송장치 및 지지대를 포함한 연결케이블 등의 구축이 필수적이다. 이때 수신안테나로부터 GPS신호 재전송장치의 연결을 위한 케이블 연결시 임피던스 매칭을 위한 기술과 재전송으로 인하여 발생할 수 있는 수신 단말(또는 이동 단말)에서의 위치 오차를 최소화시키도록 설정된다.

또한, 상기 수신 안테나의 이득 및 재전송안테나 이득은 실내공간의 서비스영역 설정에 매우 중요한 요소로 고려되어 설정된다. 따라서, 달리는 지하철내에서의 해당 휴대폰(13)은 해당 지역의 GPS 중계기(12)를 통해 GPS 수신기(11)와 접속되고, 이 GPS 수신기(11)는 4개 이상의 GPS 위성(10)으로부터 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 의하여 현 위치를 정확히 계산할 수 있도록 지상에 설치되어 있다.

이상과 같이 GPS 중계기(12)를 구성함에 있어, 1 GHz - 2 GHz 대역에서의 응답특성이 3.5dB이하로 떨어뜨리지 않도록 하여, 평탄하게 유지하도록 하고 노이즈특징(NOISE FIGURE)은 1.8dB 보다 작아지도록 한다.

또한, 다양한 전송 게인(GAIN)설정할 수 있도록 하고, 30dB 이상의 안테나 이득을 획득할 수 있도록 하며, 우천과 같은 여러 환경적 요인으로부터 보호할 수 있도록 한다. 더욱이, 80m 이상의 서비스 영역을 확보할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에서 상기 휴대폰(13)은 지하철 차량 내에 있는 이동전화기를 예로 들었으나, 경우에 따라서는 빌딩안이나 지하주차장내의 이동전화기를 대상으로도 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, GPS 중계기의 구성 및 서비스영역에 의거하여 각종 요구사항을 만족하면서, 위성의 LOS가 존재하지 않는 장소에서도 위치기반서비스를 원활히 제공할 수 있는 위성항법장치(GPS) 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템을 제공할 수 있다.

이로 인하여 GPS 제품의 설계자들에게도 좋은 환경을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 일반 사용자에게도 보다 양질의 서비스를 제공 받을 수 있도록 해 줄 것이다. 궁극적으로 위치기반 서비스의 유비쿼터스 네트워크(UBIQUITOUS NETWORK)체계에 일조를 하게 됨으로 범죄예방, 재난구조 등에 크게 기여할 것이다.

특히, 본 발명 사업아이템은 이동통신 1 개사가 수행할 경우에 타 이동통신 사업자에게 무조건적으로 혜택이 돌아가므로, 이동통신 3 개회사를 위시하여 기타 이동 통신의 공용화 사업에 최적인 아이템인 것이다.

본 발명의 위성항법장치(GPS) 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템에 대한 기술사상을 예시도면에 의거하여 설명했지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다.

Claims (5)

1. 수신 단말이 GPS 위성으로부터의 LOS 신호에 의해 위치기반 서비스를 받을 수 있도록 하는 장치에 있어서,

   4개 이상의 GPS 위성으로부터의 LOS 신호에 의해 정확한 시간과 거리를 측정하도록 지상에 설치되어 LOS 신호를 수신하는 GPS 수신기와;

   상기 GPS 수신기로부터의 LOS 신호와 상기 수신 단말을 접속시키는 GPS 중계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 GPS 수신기 및 GPS 중계기는 상기 GPS 수신기로 수신된 LOS 신호를 GPS 중계기로 전송하기 위한 연결케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 GPS 중계기는 1 GHz ~ 2 GHz 대역에서의 응답특성이 3.5dB이하로 떨어뜨리지 않도록 하여 평탄하게 유지되는 것을 특징으로 하는 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 GPS 중계기는 노이즈특징이 1.8dB 보다 작아지는 것을 특징으로 하는 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 연결케이블은 상기 수신 단말에서의 위치 오차가 최소화 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 위성항법장치 중계기를 이용한 위치기반 서비스시스템.

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