KR100745829B1 - 다중 전파항법시스템용 수신기 및 그 위치 결정 방법 - Google Patents

Abstract

본원 방법은 전파항법 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 인공위성 항법시스템, 무선 전파항법 시스템 등의 서로 다른 전파항법시스템을 통합 이용하여 수신기의 위치를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 다중 전파항법시스템용 수신기 및 그 위치 결정 방법에 관한 것이다.

상술한 본원 발명은 다수의 전파항법 시스템 중 수신이 감지되는 인공 또는 의사 위성(이하 "위성"이라 함)으로부터 각 위성의 시스템정보를 수신한 후 상기 위성과 수신기 사이의 측정거리 또는 도착시간차거리(이하 “의사거리"라 함) 를 측정하는 의사거리 측정과정과; 상기 의사거리 및 시스템정보 중에서, 같은 시각 동기 오차를 가지는 데이터들 또는 동일 전파항법 시스템 데이터들을 하나의 데이터 그룹으로 설정하여 그룹데이터를 생성하는 그룹데이터 생성과정과; 상기 그룹데이터를 이용하여 전파항법방정식을 생성하고 해를 구하여 상기 수신기의 위치로 결정하는 수신기 위치 결정과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다중 전파항법시스템, 의사거리, 평균외접구면방법, 쌍곡선교차방법

Description

다중 전파항법시스템용 수신기 및 그 위치 결정 방법{Reciever for multiple electro navigation system and the method for determining location thereof}

도 1은 본원 발명이 적용되는 다중전파항법시스템의 구성도이고,

도 2는 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 다중 전파항법시스템용 수신기의 블록 구성도이며,

도 3은 본원 발명의 다중 전파항법시스템용 수신기의 위치결정 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이고,

도 4는 도 3의 위치 결정 방법 중 평균외접구면방법에 의한 위치결정 과정을 나타는 순서도이며,

도 5는 도 4의 평균 외접 구면 방법의 개념도이고,

도 6은 도 3의 위치 결정 방법 중 쌍곡선교차방법에 의한 위치 결정 과정을 나타내는 순서도이며,

도 7은 도 6의 쌍곡선교차방법의 개념도이고,

도 8은 두 개의 데이터를 이용하여 수신기의 위치를 결정하는 모델링방법을 나타내는 순서도이며,

도 9는 도 8의 모델링에 의한 위치결정 방법의 개념도이고,

도 10은 그룹화데이터 중 4개의 데이터를 이용한 도 8의 변형된 모델링방법을 나타내는 순서도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

100: 인공위성 항법 시스템 300: 무선전파항법 시스템

200: 인공위성 400: 의사위성

202, 402: 주국 203, 403: 종국

220, 420: 쌍곡선(면) 230: 직선

500: 수신기

210; 인공위성 그룹 구면 410: 의사위성 그룹 구면

220: 인공위성 쌍곡선(면) 420: 의사위성 쌍곡선(면)

본원 방법은 전파항법 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 인공위성 항법시스템, 무선전파항법 시스템 등의 서로 다른 전파항법시스템을 통합 이용하여 수신기의 위치를 신속하고 정확하게 측정할 수 있도록 하는 다중 전파항법시스템용 수신기 및 그 위치결정 방법에 관한 것이다.

전파항법이란 지상의 장파의 반송파를 이용하는 무선표지국에 의한 무선전파항법 시스템과 인공위성을 이용하는 인공위성항법 시스템 등을 이용한 항법을 말한 다.

상술한 전파항법시스템 중 무선표지국에 의한 무선전파항법시스템을 이용한 이동통신단말기나 방송용 차량과 같은 이동국의 위치를 측정하기 위한 위치측정방법으로는 신호의 방위각을 이용하는 AOA(Angle of Arrival)방식이나, 기지국과 단말기간의 전파전달시간을 측정하여 거리를 구하는 TOA(Time of Arrival)방식이나, 두 개의 신호원으로부터의 전파도달시간차를 이용하는 TDOA(Time Difference of Arrival)방식 등이 이용된다.

그리고 지피에스(GPS:Global Positioning System)는 GPS 위성 중 4개 이상에서 보내는 인공위성의 궤도정보, 시각정보, 전리층 보정 모델 등의 항법정보를 이용하여 인공위성의 위치를 계산하고 수신기와 위성사이의 의사거리를 측정한 다음 항법 정보를 이용하여 이온층 전파지연 등을 보정한다. 그리고 인공위성의 위치와 보정된 의사거리 데이터를 이용하여, 수신기와 위성사이의 시계오차계수와 수신기의 위치를 결정한다.

상술한 바와 같은 무선전파항법 시스템 또는 인공위성 항법시스템 등의 전파항법 시스템은 광역서비스에서는 유리한 장점을 가진다.

그러나 상술한 위성 전파항법 또는 gps 전파항법의 경우 미지수를 구하는 것이 용이하지 않은 문제점을 가진다. 이를 위성 전파항법 또는 gps 전파항법에서의 위치결정 방법을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.

전파항법 시스템은 공간상에서 3 점을 알고, 3 변의 길이를 알면, 나머지 한 점을 알 수 있다는 점에 착안하여 구성된다(삼각법). 그러므로, 시스템의 구성은 3 개의 위성과 수신기로 구성할 수 있다. 이러한 구성에서 3개의 위성은 동시에 전파를 발사하고 위성시계와 수신기 시계의 오차는 없다고 가정한다. 여기에서 위성의 위치는 알 수 있으며 수신기와 위성 사이의 측정거리(R)는 수신기 시계(Trx)와 위성시계(Tsv)의 시간 차이에 전파의 속도(C)를 곱하여 거리를 구한다.

R = (Tsv - Trx) x C (1)

그러나 실제적으로 위성시계는 원자시계를 이용하여 동기시킬 수 있으나 모바일 형태의 수신기에 포함된 시계를 오차 없이 동기 시키는 것은 거의 불가능하다. 그러므로 인공위성에서 출발하여 수신기에 도착할 때까지의 도착시간차는 수신기와 위성사이의 시각동기오차를 반드시 포함하게 된다. 이와 같이 오차가 포함된 위성과 수신기 사이의 측정거리를 의사거리(PR)라고 한다. 그러므로 의사거리(PR)는 하기의 식(2)와 같이 실제거리(R)와 시계의 동기오차에 의하여 생기는 시계 동기오차거리(clock bias)의 합으로 표현된다.

PR = R + Cb (2)

여기에서

으로 표현되므로 전파방정식은

(3)

이다,

그러므로 미지수는 수신기 위치(x,y,z)와 시계동기오차거리(Clock bias(Cb)) 로서 모두 4개이다. 따라서 식(3)의 미지수를 결정하기 위하여 4개 이상의 방정식이 필요하므로 4개의상의 위성의 위치(sv) 데이터와 의사거리(PR) 데이터를 필요로 한다. 그러므로 전파 방정식은 다음과 같이 표현할 수 있다.

(4)

상기 방정식으로부터 미지수인 수신기의 위치(x,y,z)와 Clock bias(Cb)를 결정할 수 있다. 여기에서 방정식의 개수가 4개 이상이면 자료적합법에 의하여 최적화된 미지수를 결정할 수 있다.

그러나 식(4)는 1차 함수가 아니기 때문에 1개 이상의 실근을 가지며, 일반적인 연립방정식으로 계산할 수 없는 문제점을 가진다.

또한, 무선전파항법 시스템의 AOA방식이나, TOA방식, 또는 TDOA방식은 비교적 장파를 이용하게 되므로 오차범위가 수㎞에서 수백m에 이르게 되어 위치측정의 정확도가 현저히 낮은 문제점이 있었다.

그리고 상기 인공위성 항법시스템의 경우에는 고가의 원자시계를 구비한 시각동기화장치를 구비하여야 하므로 가격이 고가인 단점이 있다. 또한, 건물 또는 지형에 의해 인공위성으로부터 전송되는 신호가 차단되어 원하는 개수의 인공위성의 신호를 수신할 수 없게 되는 경우, 인공위성의 신호를 수신하기 어려운 실내와 같은 공간의 경우에는 수신기의 정확한 위치를 측정하지 못하는 문제점을 가진다.

따라서, 본원 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로란-C와 같은 도착시간차(TDOA) 전파항법 또는 GPS와 같은 위성전파항법으로 구성된 1개 이상의 전파 항법 시스템이 설치되어 있는 장소에서 서로 다른 전파항법 시스템의 각 위성에 대한 위치정보 및 의사거리를 측정하고, 서로 다른 전파항법 시스템의 측정데이터 중에서 동일 시각 동기 오차를 가지는 데이터를 하나의 그룹으로 설정하거나 또는 단일 항법 시스템의 데이터를 하나의 그룹으로 설정하여 그룹화한 후 측정된 모든 그룹데이터를 이용하여 수신기의 위치를 결정할 수 있도록 하는 다중 전파항법시스템용 수신기 및 그 위치 결정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 다중전파 항법시스템용 수신기는, 다수의 전파항법 시스템 중 수신이 감지되는 각각의 인공 또는 의사 위성(이하 "위성"이라 함)의 통신 주파수에 동조되어 알에프 신호를 송수신하는 알에프(RF)부와; 상기 알에프부에 의해 각각의 위성으로부터 상기 위성이 포함된 전파항법시스템의 시스템정보를 추출하고 상기 위성과의 데이터 통신을 제어하며, 각각의 위성으로부 터 수신된 시스템 정보 중 시각정보를 이용하여 전파지연시간에 의한 의사거리를 측정하여 출력하는 제어부와; 상기 제어부에 의해 상기 각각의 위성에 대해 측정된 의사거리 및 시스템정보 중에서, 동일 시각 동기 오차를 가지는 데이터들 또는 동일 항법 시스템의 데이터들을 하나의 데이터 그룹으로 설정하여 그룹데이터를 생성하는 그룹데이터생성부와; 상기 그룹데이터생성부에서 생성된 그룹데이터 및 상기 전파항법시스템의 시스템정보를 저장하는 저장부와; 상기 저장부에 저장되거나 상기 그룹데이터 생성부에서 입력되는 모든 그룹데이터를 이용하여 위치연산을 위한 전파항법방정식을 생성하고 최적화된 해를 구하여 상기 수신기의 위치로 결정하는 위치연산부와; 상기의 데이터 및 수신기 위치데이터를 출력하는 표시부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 다중전파 항법시스템용 수신기의 위치 결정 방법은, 다수의 전파항법 시스템 중 수신이 감지되는 각각의 인공 또는 의사 위성(이하 "위성"이라 함)으로부터 각 위성의 시스템정보를 수신한 후 상기 위성과 수신기 사이의 측정거리 또는 도착시간차거리(이하 “의사거리"라 함)를 측정하는 의사거리 측정과정과; 상기 의사거리 및 시스템정보 중에서, 같은 시각 동기 오차를 가지는 데이터들 또는 동일 전파항법 시스템 데이터들을 하나의 데이터 그룹으로 설정하여 그룹데이터를 생성하는 그룹데이터 생성과정과; 상기 그룹데이터를 이용하여 전파항법방정식을 생성하고 해를 구하여 상기 수신기의 위치를 결정하는 수신기 위치 결정과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 의사거리 측정과정은, 수신이 감지되는 상기 모든 위성에 대하여 의사거리 또는 도착시간차거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 의사거리 측정과정은 의사거리 데이터와 수신된 시스템 정보를 이용하여 위성의 위치 및 의사거리 데이터를 보정하는 데이터보정과정을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 그룹 데이터 생성과정은, 수신이 감지되는 모든 의사위성 및 인공위성 중에서 같은 시각동기를 사용하는 위성에 대한 위치정보와 의사거리 또는 도착시간차거리 그리고 시스템 정보 등을 하나의 그룹으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기 수신기 위치 결정과정은, 모든 그룹데이터를 이용하여 전파항법방정식을 생성하고 이들 방정식을 이용하여, 각각의 그룹에 포함되어 있는 시각동기오차를 계산하고, 최적화된 수신기 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 수신기의 위치결정과정은, 상기 모든 그룹데이터에서 각각에 대응하는 위성에 대하여 위성의 위치를 중심으로 하고 의사거리 또는 도착시간차거리를 반지름으로 하는 의사거리원(또는, 구면)을 생성하는 의사거리원(또는 구면)생성과정과; 상기 의사거리원(또는 구면) 중에서 같은 그룹데이터에 대응하는 의사거리원(또는 구면)에 평균적으로 내접 또는 외접하는 각각의 원(또는 구)을 생성하는 평균외접원 생성과정과; 각각의 평균외접원들에 대한 최적화된 중심을 계산하여 수신기의 위치로 결정하는 평균외접구면방법에 의해 수행될 수 있다.

상기 수신기 위치결정과정은, 또한, 각각의 데이터그룹에서 하나의 위성을 주국으로 각각 설정하는 주국설정 과정과; 상기 데이터에 대응하는 다른 위성을 상 기 주국의 종국으로 설정하는 종국설정과정과; 상기 주국과 종국들 사이의 의사거리 편차를 계산하는 의사거리편차계산과정과; 상기 주국과 상기 종국들이 상기 의사거리편차에 의해 이루는 쌍곡선(면)을 생성한 후 그 교차점을 수신기의 위치로 결정하는 교차점연산과정;으로 이루어지는 쌍곡선(면)교차방법에 의해 수행될 수도 있다.

또한, 상기 수신기 위치결정과정은, 각각의 데이터그룹에서 하나의 위성을 주국으로 각각 설정하는 주국설정 과정과; 상기 선택된 데이터를 제외한 다른 데이터의 위성들을 상기 주국의 종국으로 설정하는 종국 설정과정과; 상기 주국과 종국들 사이의 의사거리 편차를 계산하는 의사거리편차계산과정과; 상기 주국과 상기 종국이 상기 의사거리편차에 의해 이루는 쌍곡선(면)을 생성하는 쌍곡선(면)생성과정과; 상기 주국과 상기 종국이 이루는 직선에 평행한 직선을 선택한 후 상기 쌍곡선(면)과 만나는 위치를 연산하여 수신기의 위치로 결정하는 교차점연산과정;을 포함하여 이루어지는 모델링방법에 의해 수행될 수도 있다.

상기 교차점연산과정에서 상기 주국과 종국이 이루는 직선에 평행한 직선 또는 평면은 상기 수신기의 고도 정보에 의해 선택되는 것을 특징으로 한다.

상술한 본원 발명에서 상기 시스템정보는, 상기 전파항법시스템의 식별자, 상기 전파항법시스템 각각에 포함된 위성들의 식별자, 상기 위성들의 위치정보를 포함하는 궤도정보, 상기 전파항법시스템의 시각동기정보, 반송파 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본원 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본원발명의 첨부 도면을 참조한 설명에서 사용되는 용어를 간략히 정의하면 다음과 같다.

[위성시간]

gps 시스템에서 위성시간이라고 하면 인공위성에 탑재되어 있는 원자시계의 시간을 의미하며, 각각의 인공위성에 대하여 거의 일치하지만 동기화 되어 있지 않다.

[gps 시간]

gps 시스템에서 기준이 되는 시간으로서 시스템에 동기화된 가상의 시간이다. 여기에서 (gps 시간 = 위성시간 + 위성 시각동기오차) 으로 표현되며, 위성 시각동기오차 값은 항법메시지 안에 포함되어 전송된다.

[수신기 시각동기오차]

gps 시간과 수신기 시계는 사실상 동기가 불가능하다. 그러므로 수신기와 인공위성사이의 거리를 정확하게 측정할 수 없고 반드시 오차가 포함된다. 이와같은 오차를 수신기 동기오차(clock bias)라 하며, 수신기 동기오차(clock bias)를 수신기의 위치와 함께 미지수로 취급하여 수신기의 위치와 함께 결정 한다.

도 1은 본원 발명이 적용되는 다중전파항법시스템의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본원 발명의 다중전파항법시스템용 수신기(500)(이하 '수신기(500)'라 함)는 GPS의 인공위성(200)을 포함하는 인공위성 항법시스템 (100)과, 무선표지국을 의사위성(400)으로 가지는 무선전파항법시스템(300) 등의 다수의 서로 다른 전파항법시스템을 이용하여 위치를 측정하도록 구성된다. 상기 무선전파항법시스템(300)은 이동통신 기지국을 의사위성으로 하는 이동통신 시스템을 포함할 수 있다. 여기에서 각각의 전파항법시스템은 독립된 시각 동기를 사용하고 있으며, 각 항법 시스템 내에 있는 인공 또는 의사 위성(200, 400)(이하 "위성(200, 400)"이라 함)은 시스템 내에서 서로 시각 동기가 이루어지며, 위치를 알 수 있고, 시각 전파를 송신할 수 있으며, 항법 메시지를 전송할 수 있도록 구성된다.

이외에도 수신기(500)의 정확한 위치를 측정할 수 있도록 하기 위하여 필요한 경우 각 전파항법시스템은 정확도를 증가시키기 위한 부가적인 장치가 설치될 수도 있다.

상술한 전파항법시스템에 포함된 각각의 위성(200, 400)은 수신기(500)로 자신이 속한 전파항법시스템의 식별자, 위성 자신의 식별자, 자신이 속한 전파항법시스템에 포함되는 위성의 위치정보, 궤도정보(인공위성인 경우) 및 시각 동기를 위한 시각정보를 포함하는 시스템 정보를 수신기(500)로 전송한다.

상기 수신기(500)는 다중 전파항법시스템의 각각의 위성(200, 400) 중 신호가 감지되는 위성(200, 400)으로부터 신호를 수신하여 각각의 위성의 반송파를 반송파 측정방법 또는 코드측정 방법 또는 시각 동기 펄스파 등을 이용하여 의사거리를 측정한다.

그리고 각각의 위성(200, 400)으로부터 전송되는 각 전파항법시스템의 시스템 정보 중 위성의 위치정보, 궤도정보(인공위성), 시각정보 등을 이용하여 위성의 위치를 계산하고, 측정된 의사거리 및 도착 시간차 데이터를 보정한다.

그리고 측정된 의사거리(도착시간차거리) 및 위성의 위치정보, 시스템정보들 중에서 같은 시각동기 오차를 가지는 데이터들 또는 단일 항법시스템의 데이터들을 하나의 데이터 그룹으로 설정하여 그룹 데이터를 생성한 후 그룹데이터를 저장한다.

그리고 저장된 모든 그룹데이터와 본 발명의 위치결정방법(다중평균외접원방법,다중쌍곡선방법,모델링방법)을 이용하여 수신기의 위치를 결정한다.

도 2는 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 다중 전파항법시스템용 수신기의 블록 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 다중전파항법시스템의 위성(200, 400)을 이용하여 위치를 결정하기 위한 수신기(500)는, 다수의 전파항법 시스템 중 수신이 감지되는 각각의 위성(200, 400)의 통신 주파수에 동조되어 알에프 신호를 송수신하는 알에프(RF)부(510)와; 상기 알에프부(510)에 의해 각각의 위성(200, 400)으로부터 상기 위성(200, 400)이 포함된 전파항법시스템(100, 300)의 시스템정보를 추출하고 상기 위성(200, 400)과의 데이터 통신을 제어하며, 각각의 위성(200, 400)으로부터 수신된 시스템 정보 중 시각정보를 이용하여 전파지연시간에 의한 의사거리 및 도착시간차를 측정하여 출력하는 제어부(520)와;

상기 제어부(500)에 의해 가각의 위성에 대해 측정된 의사거리(도착시간차거리) 및 시스템정보 중에서, 동일 시각 동기 오차를 가지는 데이터들 또는 단일 항법시스템의 데이터들을 하나의 데이터 그룹으로 설정하여 그룹데이터를 생성하는 그룹데이터 생성부(530)와; 상기 그룹데이터생성부에서 생성된 그룹데이터 및 상기 전파항법시스템의 시스템정보를 저장하는 저장부(540)와; 상기 저장부에 저장되거나 상기 그룹데이터 생성부에서 입력되는 모든 그룹데이터를 이용하여 위치연산을 위한 전파항법방정식을 생성하고 최적화된 해를 구하여 상기 수신기의 위치를 결정하는 위치연산부(550);를 포함하여 구성되며, 이외에도 종래기술에서 자명한 구성으로서 주파수 동기 및 데이터 동기의 제어를 위한 발진부 등을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 알에프부(510)는 각각의 전파항법시스템(100, 300)에서 사용되는 고유 주파수에 동조되는 동조회로를 개별적으로 구비하여 각각의 전파항법시스템(100, 300)의 위성(2090, 400)에서 전송되는 알에프 신호를 수신하도록 구성된다. 그리고 필요에 따라 상기 알에프부(510)는 수신기(500)의 데이터를 각각의 고유주파수를 가지는 알에프 신호로 변환하여 출력할 수 있도록 구성될 수도 있다.

상기 제어부(520)는 수신기(500)의 전체 동작을 제어하며, 특징적으로 각각의 위성(200, 400)과의 데이터 통신을 제어한다. 즉, 상기 제어부(520)는 알에프부(510)의 주파수 동조를 제어하여 데이터를 수신한 후 수신된 데이터에서 각각의 위성(200, 400)의 시스템정보를 추출한 후 코드측정법, 반송파 측정법 등의 방법에 의해 각각의 위성(200, 400)의 의사거리를 측정하여 저장부(540)에 저장하거나 그룹데이터생성부(530)로 출력한다. 이러한 의사거리의 측정과정은 수신기에서 검출할 수 있는 모든 위성에 대하여 측정되는 것이 바람직하며, 다중항법시스템에 속한 단일 항법 시스템의 데이터 수신 및 측정은 최소 2개 이상의 위성으로부터 측정되 고, 전체 다중항법 시스템의 데이터 측정은 데이터에 포함된 미지수의 개수보다 많은 위성으로부터 측정되어야 한다. 여기에서 미지수의 개수는 수신기 위치좌표 3개와 항법시스템의 시각동기오차 변수의 개수 n으로 표시된다. 그러므로 3+n 개수 이상의 위성으로부터 측정되어야 수신기의 위치와 각각의 시각동기오차 변수를 결정할 수 있다.

상기 그룹데이터 생성부(530)는 제어부(520)에 의해 입력되거나 제어부(530)에 의해 저장부(540)에 저장된 각각의 위성(200, 400)에 대한 의사거리 측정데이터와 위성의 위치데이터와 시스템정보들을 같은 시각동기오차를 가지는 데이터들 또는 단일 항법시스템에 속하는 데이터들을 데이터 별로 분류한 후 하나의 데이터 그룹으로 설정하는 것에 의해 그룹데이터를 생성한다. 그리고 생성된 그룹 데이터는 전파항법시스템의 식별자, 위성의 식별자, 제어부에 의해 측정된 의사거리를 인덱스로 하여 다중 전파항법시스템에서 수신기의 위치결정을 위해 그룹화된 데이터로서 저장부(540)에 저장하거나 위치연산부(550)로 출력한다.

다음으로, 상기 위치연산부(550)는 저장부(540)에 저장되거나 또는 그룹데이터 생성부(530에서 입력되는 그룹데이터에 포함된 각각의 데이터에 대응되는 모든 위성(200, 400)의 의사거리 및 위치정보를 이용하여 수신기의 위치변수와 서로 다른 전파항법시스템에 대한 시각동기오차 변수로 이루어진 전파항법방정식을 생성하고 그 해를 결정하는 것에 의해 수신기의 위치를 결정한다.

상술한 위치연산부(550)에 의해 생성되는 본원 발명의 다중전파 항법 시스템을 위한 전파항법 방정식을 갈릴레오, GPS, 로란-C를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.

다중항법 시스템의 기본설정은 각각의 단일 항법 시스템에서 측정된 모든 데이터를 이용하여 최소자승법으로 수신기의 위치를 결정하는 것이다. 이때, 다중항법 시스템 중에서 각 단일 항법 시스템의 의사위성 또는 인공위성은 시간적으로 동기되어 있고 전파는 동시에 전파된다고 가정한다.

예를 들어 갈릴레오 위성 (gsv1, gsv2)과 gps위성 (sv1, sv2)과 로란-c (Lsv1, Lsv2)에서 다중항법 수신기를 이용하여 의사거리 및 도착 시간차를 측정하였다고 가정하자(로란-c와 같이 일정한 시간간격을 가지고 전파를 방출하는 경우는 동시에 전파가 방출할 때의 도착 시간차 거리로 보정 되었다고가정한다).

측정된 데이터를 이용하여 방정식으로 표현하면, 다음과 같다.

(갈릴레오)

(갈릴레오)

(gps)

(gps)

로란-c (주국)

(종국)

상기와 같이 단일 항법 시스템의 방정식이 2개이고 미지수가 4개이면 방정식 의 개수보다 미지수가 많기 때문에 단일항법시스템 단독으로 수신기의 위치를 결정할 수 없다. 그러나 전체 측정 데이터를 이용할 경우 미지수는 수신기 위치(x,y,z)와 gCb, Cb, R1 를 합하여 6개이고 방정식 또한 6개이다. 그러므로 3차원 공간상의 수신기 위치를 결정할 수 있다. 이것이 다중항법시스템의 장점이다.

여기에서 필요한 방정식의 최소 개수는 미지수의 개수에 따라 달라지며, 기본적으로 수신기의 위치는 최소자승법을 사용하여 결정하기 때문에 많은 데이터를 이용하여 최적화된 수신기의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어 측량에서 기준점을 측정할 경우 수백 이상의 데이터를 이용할 수도 있다.

여기서 상기 위치연산부(550)에 의한 수신기(500)의 상술한 바와 같은 전파항법방정식을 이용한 위치결정 방법은 평균외접원(구면)방법, 쌍곡선 교차방법, 모델링방법 중 어느 하나에 의해 수행된다.

상기 (다중)평균외접원(구면)방법은 상기 다중항법 방정식에서 gCb, Cb, R1를 평균 외접원 또는 내접원의 반지름으로 생각하고, 외접 또는 내접원의 중심을 결정하여 수신기의 위치를 결정하는 방법이다.

그리고 [(다중)쌍곡선(면) 교차방법은 상기 다중항법 방정식에서

gPR2 - gPR1 = R2-R1

dt = R2-R1

의 형태로 변환할 수 있다. 같은 방법으로 “의사거리(PR)"로 표시된 전파항법방정식은 쌍곡선 방정식의 형태로 변환이 가능하며, 이들 쌍곡선의 교차점을 수신기의 위치로 설하는 방법이다.

그리고 다중항법 시스템에서 미지수의 개수보다 방정식의 개수가 작은 경우는 모델링법으로 결정한다.

상술한 본원 발명의 수신기(500)의 설명 중 상기 그룹데이터생성부(540)의 그룹데이터 생성과정과 상기 위치연산부(55)의 (다중)평균외접원(구면)방법, 쌍곡선(면) 교차방법, 모델링방법의 상세 처리과정은 하기의 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다.

도 3은 본원 발명의 다중 전파항법시스템용 수신기의 위치결정 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.

본원 발명의 다중 전파항법시스템용 수시기의 위치 결정 방법의 처리과정은 먼저, 수신기(500)가 수신이 감지되는 위성(200, 400)들로부터 수신되는 위성이 포함된 전파항법시스템의 식별자, 위성의 식별자, 위성의 위치정보, 궤도정보(인공위성), 시각정보, 전파지연시간 정보 및 항법정보를 수신하고, 반송파 측정법 또는 코드측정법 등을 이용하여 각각의 위성(200, 400)에 대한 의사거리를 측정한다.

그리고 수신된 항법 정보를 이용하여 위성의 위치와 의사거리에 대한 이온층 전파지연등과 같은 오차를 보정하여 위성과 수신기 사이의 의사거리 및 위성의 위치정보를 결정한다. 상술한 의사거리측정은 전파항법시스템이 사용하는 신호 내에 포함되는 시각 코드 또는 반송파의 위상을 측정하는 것에 의해 측정될 수 있다. 이때 하나의 단일 항법 시스템(100)의 경우 서로 다른 4개의 위성(200)에 대하여 의사거리를 측정하는 것이 바람직하며, 다중 항법시스템(100, 300)의 경우 각각의 단일 항법 시스템에서 최소한 각각 2개 이상의 위성으로부터 의사거리를 측정하고, 상기 다중항법시스템(100,300)에서 전체의 의사거리 측정은 6개 이상의 위성으로부터 측정하는 것이 바람직하다.

여기에서 수신기의 위치 좌표변수 3개와 전파항법 시스템별 수신기와 항법시스템 사이의 시각 동기 오차(Clock Bias) 2개를 포함하여 6개의 미지수가 다중항법시스템(100,300)에서 발생하기 때문에 상기 다중항법의 경우 적어도 6개의 위성으로부터 의사거리를 측정하여야 방정식을 생성하고 미지수의 값을 결정할 수가 있다. 그러므로 다중항법 시스템에서 의사거리 측정에 사용되는 최소한의 수신 위성의 개수(svn)는 수신기의 위치변수(3) 세 개와, 시스템과 수신기 사이의 시각동기오차 변수(n)의 개수의 합보다 많아야 한다(svn > 3+n). (S1).

다음으로 상기 S1 과정에 의해서 측정된 위성에 대한 의사거리 및 항법데이터를 같은 시각동기오차를 가지거나 또는 단일 항법시스템에 속하는 데이터 별로 분류하여 하나의 그룹으로 설정하는 것에 의해 그룹데이터를 생성한다. 이때, 상기 S1 과정에서, 다중항법 수신기에 수신된 2개의 단일 항법 시스템(100,300)의 위성들(200, 400)로부터 위치정보와 의사거리 데이터를 각각 3개씩 측정하였다면, 단일 항법 시스템 (100)으로부터 측정된 데이터 3개를 하나의 그룹으로 설정하고, 또 다른 단일 항법시스템(300)으로부터 측정된 데이터 3개를 또 하나의 그룹으로 설정하여 2개의 데이터 그룹으로 설정할 수 있다. 여기에서 2개의 데이터 그룹은 위성과 수신기 사이의 시각동기오차 변수를 각각 1개씩 포함한다. 이와 같은 방법으로 상기 S1 과정에서 측정된 각 위성별 의사거리 데이터 및 위성에 대한 데이터를 같은 시각동기오차를 가지거나 또는 단일 항법시스템에 속하는 데이터 별로 분류하여 하 나의 그룹으로 설정하여 그룹화한다(S2).

다음으로 S2 과정에서 생성된 각각의 그룹데이터는 적어도 2개 이상의 위성으로부터 측정된 데이터를 포함하는 것이 바람직하며, 상기의 그룹데이터로부터 생성되는 항법방정식은 수신기의 위치변수 3개(직교좌표의 경우 x, y, z)와 각각의 그룹데이터에 포함된 위성과 수신기사이의 시각 동기 오차 변수로 이루어진 방정식을 생성한다. 그리고 하기에 설명된 평균외접구면방법, 쌍곡선교차방법, 모델링방법 중 어느 하나의 방법에 이용되어 수신기(500)의 위치를 결정할 수 있게 된다(S3).

도 4는 도 3의 S3 과정의 위치 결정 방법 중 평균외접구면방법에 의한 위치결정 과정을 나타내는 순서도이고, 도 5는 도 4의 평균 외접 구면 방법의 개념도이다.

S2 과정의 모든 그룹데이터를 이용하여 수신기의 위치를 결정할 수 있다.

도 4 와 도 5 에 도시된 바와 같이, 모든 그룹데이터에서 각각의 데이터가 가지는 위성(200, 400)의 위치를 중심으로 하고 의사거리를 반지름으로 하는 의사거리구면(201. 401: 도 5 참조)을 생성한다.(S41).

그리고 S41 과정에서 생성된 각각의 의사거리구면(201, 401)중에 같은 그룹데이터에 속하는 의사거리구면과 평균적으로 외접(내접)하는 각각의 원(구면)(210, 410) 중심을 최소자승법을 이용하여 결정하고 이것을 수신기(500)의 위치로 결정한다(S42).

상술한 평균외접원(구면)방법을 더욱 상세히 설명하면, 다음과 같다.

단일 항법 시스템(100)에 속한 위성(200)의 개수를 (i)라고 하고 위성과 수신기 사이의 시각동기오차를 Cb1라고 하고, 또 다른 단일 항법 시스템(300)에 속한 위성(400)의 개수를 (j)라고 하고 위성과 수신기 사이의 시각동기오차를 Cb2 라고 하면, 이것을 항법 방정식으로 표현하면 Pri=Ri+Cb1과 Prj=Rj+Cb2의 관계가 성립된다. 여기에서, Pri과 Prj는 수신기(500)에서 측정된 위성(200, 400)의 의사거리이고, Rj와 Rj는 수신기(500)와 위성(200, 400) 사이의 실제 거리로써 미지수인 수신기의 위치(x,y,z)를 포함한다. 그리고 Cb1과 Cb2는 수신기(500)와 위성(200, 400)의 시각 동기 오차변수로써 미지수이며 의사거리를 반지름으로 하는 원들과 평균적으로 내접 또는 외접하는 평균 원의 반지름(210,410)이다.

예를 들어 다중항법 수신기에서 수신 가능한 단일 항법시스템(100,300)이 2개이고 각각의 단일항법시스템에 속한 위성이 각각 3개이면, 미지수의 개수는 위성과 수신기 사이의 시각 동기 변수(clock bias) 2개와 수신기 위치 변수(x,y,z) 3개를 합하여 5개이고, 전체 측정 데이터는 6개이므로 항법 방정식은 6개로 구성된다. 따라서 미지수의 수보다 방정식의 수가 많기 때문에 항법 방정식으로부터 수신기(500)의 위치 및 시각 동기 변수를 결정할 수 있게 된다.

도 6은 도 3의 위치 결정 방법 중 쌍곡선교차방법에 의한 위치 결정 과정을 나타내는 순서도이고, 도 7은 도 6의 쌍곡선교차방법의 개념도이다

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 본원 발명의 그룹데이터를 이용한 수신기(500)의 위치를 결정하기 위한 쌍곡선교차방법의 처리과정은, 먼저, 도 3의 S2 과 정에 의해 생성된 각각의 그룹데이터에서, 각각의 그룹에 대응하는 주국(202, 402)을 각각 설정한다(S51). 다음으로 주국(202, 402)으로 설정된 이외의 데이터에 대응하는 위성(200, 400)을 S51 과정에서 설정된 주국(202, 402)의 종국(203, 403)으로 설정한다(S52). 이 후 주국(202, 402)과 종국(203, 403)들 사이의 의사거리 편차를 계산한다(S53). S53 과정에 의해 계산된 각각의 의사거리 편차를 이용하여 주국(202, 402)과 종국(203, 403)들이 상기 의사거리편차에 의해 이루는 쌍곡선(면)(220, 420)을 생성한다(S54). 이후 주국(202, 402)과 상기 종국(203, 403)들의 의사거리 편차를 가지고 이루는 쌍곡선(면)들이 교차하는 위치를 최소자승법 또는 칼만필터 방법으로 연산하여 수신기(500)의 위치로 결정한다(S55).

이를 더욱 상세히 설명하면, 다중항법시스템 중에 단일 항법 시스템(100)에 속한 위성(200)의 개수를 (i)라고 하고, 또 다른 단일 항법 시스템(300)에 속한 위성(400)의 개수를 (j)라고 할때, 이것을 항법 방정식으로 표현하면 Prmaster - Pr(i) = Rmaster - R(i) 와 Prmaster - Pr(j) = Rmaster - R(j)의 관계가 성립된다(i,j=2,3,4,...). 여기에서 Prmaster - Pr(i)은 주국에 대한 종국의 전파도착 시간차 거리로 표현되고, Rmaster - R(j)은 주국에 대한 종국의 실제 거리편차로써 표현되며, 미지수인 수신기의 위치(x,y,z)를 포함한다. 여기에서 수신기(500)와 위성(200, 400)의 시각 동기 오차 변수는 서로 상쇄되어 표현되지 않는다. 예를 들어 단일항법시스템(100)에 속한 위성(200)의 개수가 3이고, 또 다른 단일항법시스템(300)에 속한 위성(400)의 개수가 3 일 때, 미지수의 개수는 수신기(500)의 위치 변수(x,y,z) 3개이며, 전체 측정 데이터는 6개이지만 쌍곡선 항법 방정식은 4개로 구성된다. 따라서 미지수의 수보다 방정식의 수가 많기 때문에 항법 방정식으로부터 수신기(500)의 위치 변수와 시각 동기 변수를 결정할 수 있어 수신기의 위치를 결정할 수 있게 된다.

상기 쌍곡선 항법 방정식의 일 예를 설명하면 다음과 같다.

쌍곡선(또는 DTOA) 전파항법 방정식

쌍곡선 전파항법 시스템은 주국을 기준으로 종국의 전파도착 시간차를 측정한다. 그러므로 전파의 도착 시간차 데이터가 dt1=0, dt2, dt3, dt4라고 한다면

(주국) 0= R1 - R1

(종국)

dt2 = R2 - R1

dt3 = R3 - R1

dt4 = R4 - R1

로 표시할 수 있다.

여기에서

으로 표현되므로 전파방정식은

(주국)

(종국)

(종국)

(종국)

로 쓸 수 있다. 여기에서 dt 는 주국에 대한 종국의 도착 시간차이고 dt1 은 주국으로서 항상 0이고, R1은 주국과 수신기 사이의 거리이다. 여기에서 방정식의 개수가 4개 이상이면 자료적합법에 의하여 최적화된 미지수를 결정할 수 있다.

상술한 도 4 및 도 6의 수신기(500)의 위치 결정방법들은 미지수의 개수보다 방정식의 개수가 많은 경우이다. 그러나 측정 데이터가 충분하지 않아 항법 방정식의 개수가 미지수의 개수보다 작아 수신기의 위치를 결정하기 어려운 경우에는 적당한 모델링을 통하여 수신기(500)의 위치를 계산하여야 한다.

예를 들어 공간상에서 1개의 주국과 1개의 종국이 있는 경우에는 주국과 종국을 지나는 직선과 평행한 직선(230)과 의사거리 편차가 만드는 쌍곡선(면)(220)이 만나는 점(500)을 수신기의 위치로 결정하는 방법이 있으며, 2개의 주국과 2개의 종국이 있는 경우에, 각각 주국과 종국의 위치를 지나가는 2개의 직선과 평행한 평면과 주국과 종국의 의사거리 편차가 만드는 쌍곡선(면)과 교차하는 점을 계산하여 수신기의 위치로 결정하는 방법이 있다. 여기에서 직선(230)은 주국과 종국을 지나는 평면 또는 직선에 대한 고도(높이)로 표현된다.

도 8은 두 개의 데이터를 이용하여 수신기의 위치를 결정하는 모델링방법을 나타내는 순서도이고, 도 9는 도 8의 모델링에 의한 위치결정 방법의 개념도이다.

도 8 및 도 9에 도시된 상기 수신기 위치결정과정은 수신기의 위치를 결정하기 위한 방정식이 미지수의 개수보다 작은 경우(3회 이하로 위성의 의사거리 및 위 치를 측정한 경우 등)의 수신기 위치 결정 방법으로서의 모델링방법을 나타낸다.

즉, 도 8 및 도 9의 처리과정은 도 3의 S3 과정에서 그룹데이터 중 두 개의 데이터를 추출한 경우로서, 추출된 두 개의 데이터 중 하나의 데이터에 대응하는 위성을 주국(202, 402)으로 설정한다(S61). 그리고 다른 하나의 데이터의 위성을 상기 주국의 종국(203, 403)으로 설정한다(S62). 이 후 상기 주국(202, 402)과 종국(203, 403)들 사이의 의사거리 편차를 계산한다(S63). 의사거리 편차가 계산된 후에는 주국(202, 402)과 상기 종국(203, 403)이 의사거리편차에 의해 이루는 쌍곡선(면)을 생성한다(S64). 다음으로 주국(202, 402)과 상기 종국(203, 403)이 이루는 직선에 평행한 직선을 선택한 후 상기 쌍곡선(면)(220)과 만나는 위치를 연산하여 수신기의 위치로 결정한다. 이때, 주국(202, 402)과 상기 종국(203, 403)이 이루는 직선에 평행한 직선은 수신기의 고도 정보를 이용하여 선택된다. 따라서 이 경우에는 수신기가 고도계를 가지거나, 건물의 층수 등으로서 그 높이를 알 수 있는 경우에 적용된다(S65).

도 10은 그룹화데이터 중 4개의 데이터를 이용한 도 8의 변형된 모델링방법을 나타내는 순서도이다.

4개의 데이터를 이용한 모델링방법은 그룹화데이터에서 선택된 4 개의 데이터에서 두 개의 데이터의 위성(200, 400)을 주국(202, 402)으로 설정한다(S71). 선택된 데이터 중 상기 주국(202, 402) 대응 데이터 이외의 다른 두 개의 데이터의 위성(200, 400)을 상기 주국의 종국(203, 403)으로 설정한다(S72). 이 후 주국(202, 402)들과 종국(203, 403)들 사이의 의사거리 편차를 계산한다(S74). 다음으 로 상기 주국(202, 402)들과 상기 종국(203, 403)들이 상기 의사거리편차에 의해 이루는 쌍곡선(면)을 생성한다(S75). 그리고 상기 주국(202, 402)들과 상기 종국(203, 403)들이 이루는 두 개의 직선과 평행한 평면을 선택한 후 상기 쌍곡선(면)과 만나는 위치를 연산하여 수신기의 위치로 결정한다. 이 경우에도 상기 주국(202, 402)들과 상기 종국(203, 403)들이 이루는 두 개의 직선과 평행한 평면은 수신기의 고도 정보를 이용하여 선택되며, 이 또한 상기 도 8의 S65 과정에서와 같이 수신기가 고도계를 가지거나, 건물의 층수 등으로서 그 높이를 알 수 있는 경우에 적용된다(S76).

상술한 본원 발명은 상기의 항법시스템에서 상기의 위치결정방법을 적용하고 컴퓨터에서 수행 가능한 프로그램으로 제작하여 컴퓨터에서 읽을 수 있는 매체에 저장된 저장 장치 및 저장 매체로 제공될 수도 있다.

또한 상술한 본원 발명은 상술한 특정의 실시 예나 도면에 기재된 내용에 그 기술적 사상이 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구범위 내에 있게 된다.

상술한 본원발명의 다수의 서로 다른 전파항법시스템에서 측정된 각각의 데 이터를 동일 전파항법시스템별로 동일 시각 동기 오차를 가지는 데이터 그룹으로 분류하고 이렇게 분류된 데이터를 통합적용할 수 있도록 함으로써 하나의 수신기가 다수의 서로 다른 전파항법시스템을 이용하여 자신의 위치를 측정할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

그리고 상기의 다중전파항법 시스템은 gps 시스템에서 반송파 위상측정 데이터를 이용한 수신기의 정밀 위치측정에 이용되어 정밀한 위치측정을 가능하게 하는 효과를 제공한다.

또한 본원 발명은 다수의 서로 다른 전파항법시스템을 통합적용하는 것에 의해 수신기가 위치를 측정할 수 있는 위성으로부터 위치측정을 위한 정보를 얻을 수 있는 확률이 높아지게 되므로, 수신기의 위치를 더욱 정밀하게 측정할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

또한 전역 항법시스템과 지역 항법시스템을 상호 보완적으로 이용함으로써 높은 경제적 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 항법시스템의 설계에 있어서 다양한 유연성을 제공할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (13)

1. 다수의 전파항법 시스템 중 수신이 감지되는 각각의 인공 또는 의사 위성(이하 "위성"이라 함)으로부터 각 위성의 시스템정보를 수신한 후 상기 위성과 수신기 사이의 측정거리 또는 도착시간차거리(이하 “의사거리"라 함) 를 측정하는 의사거리 측정과정과;

   상기 의사거리 및 시스템정보 중에서 같은 시각 동기 오차를 가지는 데이터들 또는 동일 전파항법 시스템 데이터들을 하나의 데이터 그룹으로 설정하여 그룹데이터를 생성하는 그룹데이터 생성과정과;

   상기 그룹데이터 중 데이터에 포함되는 서로 다른 시각 동기 오차의 개수와 상기 수신기의 위치변수를 더한 개수의 위치연산을 위한 전파항법방정식을 생성하고 해를 구하여 상기 수신기의 위치로 결정하는 수신기 위치 결정과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 전파항법시스템용 수신기의 위치 결정 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 의사거리 측정과정은,

   측정된 의사거리 데이터와 수신된 시스템 정보를 이용하여 위성의 위치 및 의사거리 데이터를 보정하는 데이터 보정과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
3. 제 1항에 있어서, 상기 시스템정보는,

   상기 전파항법시스템의 식별자, 상기 전파항법시스템 각각에 포함된 위성들의 식별자, 상기 위성들의 위치정보를 포함하는 궤도정보, 상기 전파항법시스템의 시각동기정보, 반송파 정보, 항법메시지 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전파항법시스템용 수신기의 위치 결정 방법.
4. 제 1항의 상기 의사거리 측정과정에서, 상기 수신이 감지되는 위성의 개수는 적어도 측정된 데이터에 포함된 수신기와 위성사이의 시각동기오차 개수 더하기 3 이상의 개수인 것을 특징으로 하는 다중 전파항법시스템용 수신기의 위치 결정 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 수신기 위치 결정과정은,

   상기 다중항법시스템 수신기의 측정 데이터 그룹들 중에서, 각각의 그룹데이터에 포함된 데이터의 개수가 최소한 2개 이상이고, 전체 그룹에 포함된 데이터의 전체 개수는 적어도 그룹의 개수 n 더하기 3개 이상의 위성으로부터 측정된 데이터를 이용하여 항법방정식을 생성하고, 수신기의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 다중 전파항법시스템용 수신기의 위치 결정 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 수신기의 위치결정과정은,

   상기 그룹데이터에 속한 각각의 위성에 대하여 위성의 위치를 중심으로 하고 의사거리를 반지름으로 하는 의사거리원(또는 구면)을 생성한 후 각각의 그룹데이터에 속한 의사거리원(또는 구면)둘에 접하는 각각의 외접 또는 내접원에 대한 중심점을 최적화하여 수신기의 위치로 결정하는 평균외접구면방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 다중 전파항법시스템용 수신기의 위치 결정 방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 수신기 위치결정과정은,

   각각의 데이터그룹에서 하나의 위성을 주국으로 각각 설정하는 주국설정 과정과;

   상기 데이터에 대응하는 다른 위성을 상기 주국의 종국으로 설정하는 종국설정과정과;

   상기 주국과 종국들 사이의 의사거리 편차를 계산하는 의사거리편차계산과정과;

   상기 주국과 상기 종국들이 상기 의사거리편차에 의해 이루는 쌍곡선(면)을 생성한 후 그 교차점을 수신기의 위치로 결정하는 교차점연산과정;으로 이루어지는 쌍곡선(면)교차방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 다중 전파항법시스템용 수신기의 위치 결정 방법.
8. 제 5항에 있어서, 상기 수신기 위치결정과정은,

   각각의 데이터그룹에서 하나의 위성을 주국으로 각각 설정하는 주국설정 과정과;

   상기 선택된 데이터를 제외한 다른 하나의 데이터의 위성을 상기 주국의 종국으로 설정하는 종국 설정과정과;

   상기 주국과 종국들 사이의 의사거리 편차를 계산하는 의사거리편차계산과정과; 상기 주국과 상기 종국이 상기 의사거리편차에 의해 이루는 쌍곡선(면)을 생성하는 쌍곡선(면)생성과정과;

   상기 주국과 상기 종국이 이루는 직선에 평행한 직선을 선택한 후 상기 쌍곡선(면)과 만나는 위치를 연산하여 수신기의 위치로 결정하는 교차점연산과정;을 포함하여 이루어지는 모델링방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 다중 전파항법시스템용 수신기의 위치 결정 방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 교차점연산과정에서 상기 주국과 종국이 이루는 직선에 평행한 직선 또는 평면은 상기 수신기의 고도 정보에 의해 선택되는 것을 특징으로 하는 다중 전파항법시스템용 수신기의 위치 결정 방법.
10. 다수의 전파항법 시스템 중 수신이 감지되는 각각의 인공 또는 의사 위성(이하 "위성"이라 함)의 통신 주파수에 동조되어 알에프 신호를 송수신하는 알에프(RF)부와;

    상기 알에프부에 의해 각각의 위성으로부터 상기 위성이 포함된 전파항법시스템의 시스템정보를 추출하고 상기 위성과의 데이터 통신을 제어하며, 각각의 위성으로부터 수신된 시스템 정보 중 시각정보를 이용하여 전파지연시간에 의한 의사거리를 측정하여 출력하는 제어부와;

    상기 제어부에 의해 상기 각각의 위성에 대해 측정된 의사거리 및 시스템정보 중에서 동일 시각 동기 오차를 가지는 데이터들 또는 단일 항법 시스템의 데이터들을 하나의 데이터 그룹으로 설정하여 그룹데이터를 생성하는 그룹데이터 생성부와;

    상기 그룹데이터생성부에서 생성된 그룹데이터 및 상기 전파항법시스템의 시스템정보를 저장하는 저장부와;

    상기 저장부에 저장되거나 상기 그룹데이터 생성부에서 입력되는 그룹데이터 중 데이터에 포함되는 서로 다른 시각 동기 오차의 개수와 상기 수신기의 위치변수를 더한 개수의 위치연산을 위한 전파항법방정식을 생성하고 최적화된 해를 구하여 상기 수신기의 위치로 결정하는 위치연산부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 전파항법시스템용 수신기.
11. 제 10항에 있어서, 상기 시스템정보는,

    상기 전파항법시스템의 식별자, 상기 전파항법시스템 각각에 포함된 위성들의 식별자, 상기 위성들의 위치정보를 포함하는 궤도정보, 상기 전파항법시스템의 시각동기정보, 반송파 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전파항법시스템용 수신기.
12. 제 10항에 있어서, 상기 제어부는 상기 위성에 대한 의사거리 측정을 적어도 4회 이상 수행하는 것을 특징으로 하는 다중 전파항법시스템용 수신기.
13. 삭제

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