KR100871258B1

KR100871258B1 - 위성 항법 시스템에서 무선 단말기의 위치를 결정하는 방법

Info

Publication number: KR100871258B1
Application number: KR1020020002932A
Authority: KR
Inventors: 원은태
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2008-11-28
Also published as: KR20030062623A

Abstract

본 발명은 위성 항법 시스템에서 무선 단말기의 위치를 결정하는 방법에 관한 것이다. 위치 측정 요청메시지 수신이 있으면 상기 위치 측정 요청메시지에 위성 항법 시스템의 위성과 무선 단말기 사이의 거리인 의사거리를 요청하는 신호가 있는가를 검사하는 제1과정과, 상기 검사결과 의사거리를 요청하는 신호가 있으면 상기 위치 측정 요청메시지를 분석하여 상기 위치 측정 요청메시지의 일정 횟수만큼 위성까지의 거리를 반복 측정하여 평균을 구하고 상기 평균의 의사거리를 이용해서 위치를 결정하는 제2과정으로 이루어짐을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 위성 항법 시스템 위성과 무선 단말기 사이의 거리인 의사거리를 일정 횟수만큼 측정하여 평균을 구하고, 상기 평균에 의해서 오류인자를 제거함에 따라 무선 단말기의 정확한 위치를 찾아낼 수 있는 이점이 있다.

위성 항법 시스템, 무선 단말기

Description

위성 항법 시스템에서 무선 단말기의 위치를 결정하는 방법{METHOD FOR DETERMINING LOCATION OF A RADIO TERMINAL IN A GLOBAL POSITIONING SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 항법 시스템의 구성을 도시한 도면

도 2는 본 발명을 적용할 수 있는 무선 단말기의 블록도

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말기에서 의사거리를 보정하는 제어 흐름도

본 발명은 위성 항법 시스템에서 무선 단말기의 위치를 결정하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 CDMA 셀룰러 이동 통신 시스템은 무선 단말기의 위치를 추적하기 위하여 기지국과 무선 단말기간의 거리를 예측하기 위한 다양한 방법을 제공한다. 이러한 위치 결정 방법은 크게 무선 단말기가 위성 항법 시스템(Global Positioning System: GPS)을 가지고 위치를 측정하는 방법과 위성 항법 시스템을 가지지 않고 위치를 측정하는 방법으로 나눌 수 있다. 여기서는 무선 단말기가 위치 항법 시스템을 사용하는 경우, 위치를 보다 정확히 측정하는 방법에 대한 것으로 한정한다.

위성 항법 시스템 위성에서 사용되는 주파수 신호는 L1(1.57542 GHz)과 L2(1.2276 GHz)가 있다. L1 주파수는 일반에게 공개된 C/A(Coarse and access)코드로서 24개의 위성이 동일 주파수를 사용하며, L2 주파수는 P(Protect)코드로서 군사목적으로 사용되고 있기 때문에 일반에게 공개되어 있지 않고 또한 각 위성마다 코드패턴을 달리하고 있다.

상기 L1 주파수의 C/A 코드는 GPS 수신기가 4개의 GPS 위성으로부터 신호를 수신하고, SA(Selective Availability)가 해제되면 20-30m의 정밀도를 얻을 수 있다. 이와는 달리 P코드는 10m정도의 정밀도를 얻을 수 있으나 일반 이용자의 이용이 제한되어 있다.

최근에는 일반에게 오픈된 C/A 코드를 이용하여 정밀한 위치측정을 가능하도록 다양한 위치 측정 데이터 보정기술이 제안된 바 있는데, 그 대표적인 기술로 상대측위방식(Differential GPS: DGPS)을 들 수 있다.

상기 상대측위방식은 정확한 위치를 알고 있는 기준점에서 GPS 수신기로 위치를 측정하여 이를 기준점의 위치값에 비교하여 당시의 위치 측정 오차값을 획득하고, 이를 인근지역내(100-200km)에 위치하는 개별 GPS 수신기에 전송하여 각각의 GPS 수신기에서 측정한 오차값을 보정하게 하는 방식이다.

IDGPS(Inverse Differential GPS)는 PDE(Position Determining Entity)가 Acquisition Assistance 정보와 Sensitivity Assistance 정보를 무선 단말기에게 제공하고, 이를 이용하여 무선 단말기는 GPS 위성신호를 빠르게 획득하여 추적할 수 있고 다시 PDE에 전송하여 위치를 측정하는 방법이다. 그러나 두 방식 모두 무선 단말기와 위성사이의 오차를 다른 지점에서의 보정치를 적용한 것이지 측정에 대한 오차를 보정하지 않는다. 다시 말해서, 이러한 방식은 무선 단말기의 정확한 위치를 측정할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 위성 항법 시스템에서 무선 단말기의 정확한 위치를 결정할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 위성 항법 시스템에서 무선 단말기의 위치를 결정하는 방법에 있어서, 위치 측정 요청메시지 수신이 있으면 상기 위치 측정 요청메시지에 위성 항법 시스템의 위성과 무선 단말기 사이의 거리인 의사거리(Pseudo Range)를 요청하는 신호가 있는가를 검사하는 제1과정과, 상기 검사결과 의사거리를 요청하는 신호가 있으면 상기 위치 측정 요청메시지를 분석하여 상기 위치 측정 요청메시지의 일정 횟수만큼 위성까지의 거리를 반복 측정하여 평균을 구하고 상기 평균의 의사거리를 이용해서 위치를 결정하는 제2과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성 항법 시스템의 구성을 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 위치결정엔터티(Position Determining Entity:PDE: 100)는 무선 단말기(110)로부터 수신한 IS-801 메시지의 파라미터 중 SV_CNO를 통해서 Rician factor를 검출하고 Rician factor를 threshold와 비교하여 오류인자의 포함여부를 결정한다.

그리고 PDE(100)는 무선 단말기(110)에게 일정 횟수만큼의 GPS 의사거리(Pseudo range) 정보를 요청한다. 상기 일정 횟수는 10번, 20번 등 실험을 통한 최적의 횟수를 말한다.

무선 단말기(110)는 PDE(100)로부터 GPS 의사거리 요청에 따라 관측 가능한 GPS의 의사거리 정보를 PDE(100)에게 제공한다. 그리고 무선 단말기(110)는 일정 횟수만큼 해당 GPS에 대한 의사거리를 구하고 상기 의사거리들의 평균을 낸다.

GPS 위성(120)은 총 26개가 동작 중이며, 약 20,000KM의 고도와 12시간의 주기로 지구상 어느 위치에서도 언제나 4개 이상의 위성이 관측되도록 배치되어 있다. 또한 GPS 위성에서는 시각에 대한 정보와 자신의 궤도 정보 전체위성의 개략궤도 정보, 각 정보에 대한 신뢰도에 대한 사항, 그리고 기타 항법에 필요한 오차보정요소들에 대한 정보를 연속적으로 송신하고 있다.

도 2는 본 발명을 적용할 수 있는 무선 단말기의 블록도이다.

상기 도 2를 참조하면, 제어부(200)는 상기 단말기 전체의 무선 통화 또는 데이터 처리를 수행하며 후술될 단말기의 각 부분들을 제어한다. 특히 본 발명에 따라 제어부(200)는 입력된 의사거리의 평균을 구한다. RF(Radio Frequency)부(210)는 송신할 신호 또는 데이터를 RF신호로 변환하여 안테나(AT)를 통해 기지국으로 출력하며, 기지국으로부터 송신되는 RF신호를 안테나(AT)를 통해 수신하여 기저대역의 신호로 변환 처리한다. 키입력부(220)는 숫자/문자 키, 통화 키, 종료 키 등을 포함한 각종 키들을 구비하며 사용자가 누르는 키에 대응하는 키 신호를 발생하여 상기 제어부(200)에 제공한다. 음성처리부(230)는 제어부(200)의 제어 하에 RF부(210)로부터 수신된 음성 데이터를 아날로그의 전기적인 음성신호로 변환하여 스피커(SP)로 출력한다. 그러면 스피커(SP)는 전기적인 음성신호를 가청 음으로 변환하여 출력한다. 마이크로폰은 음성을 전기적인 음성신호로 변환하여 음성처리부(230)로 제공한다. 표시부(240)는 일반적으로 LCD(Liquid Crystal Display)로 구성할 수 있으며 제어부(200)의 제어 하에 표시할 데이터를 받아 무선 단말기의 동작상태, 다이얼링 되는 데이터 또한 각종 메시지 등을 표시한다. 메모리(250)는 제어부(200)의 동작에 필요한 제어 프로그램 코드와 각종 데이터 및 사용자가 저장하는 데이터를 저장하는 영역을 가진다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 단말기에서 의사거리를 보정하는 제어 흐름도이다.

상기 도 3을 참조하면, 300단계의 준비단계 이후 302단계에서 제어부(200)는 위치 측정 요청메시지 수신이 있는가를 검사한다. 상기 검사결과 위치 측정 요청메시지 수신이 있는 경우 제어부(200)는 304단계를 수행하고, 위치 측정 요청메시지 수신이 없는 경우 300단계로 복귀한다. 상기 위치 측정 요청메시지는 IS-801 메시지로 예를 들었다.

304단계에서 제어부(200)는 상기 IS-801 메시지가 위치 항법 시스템(GPS) 의사거리 요청인가를 검사한다. 상기 검사결과 의사거리 요청이면 제어부(200)는 308단계를 수행하고, 의사거리 요청이 아니면 306단계를 수행한다.

먼저 308단계에서 제어부(200)는 IS-801 메시지를 분석한다. 314단계에서 제어부(200)는 상기 분석결과로 상기 IS-801 메시지의 파라미터 횟수만큼 위성까지 거리를 반복하여 측정한다. 316단계에서 제어부(200)는 DGPS 방식인가를 검사한다. 상기 검사결과 DGPS 방식인 경우 제어부(200)는 317단계를 수행하고, DGPS 방식이 아닌 경우 320단계를 수행한다. 317단계에서 제어부(200)는 상기 반복하여 측정한 거리를 평균을 구하여 평균의 의사거리를 정한다. 318단계에서 제어부(200)는 상기 평균의 의사거리를 이용하여 위치를 측정한다. 320단계에서 상기 평균의 의사거리 값을 PDE(100)로 전송한다.

이후 306단계에서 제어부(200)는 보정정보 수신이 있는가를 검사한다. 상기 검사결과 보정정보 수신이 있는 경우 제어부(200)는 312단계를 수행하고, 보정정보 수신이 아닌 경우 310단계로 진행하여 일반적인 기능을 수행한다. 312단계에서 제어부(200)는 상기 보정정보에 따라 위치를 측정한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이 다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 위성 항법 시스템 위성과 무선 단말기 사이의 거리인 의사거리를 일정 횟수만큼 측정하여 평균을 구하고, 상기 평균에 의해서 오류인자를 제거함에 따라 무선 단말기의 정확한 위치를 찾아낼 수 있는 이점이 있다.

Claims

위성 항법 장치(Global Positioning Sytem:GPS)를 이용하여 이동 단말이 자신의 위치를 결정하는 방법에 있어서,

위치결정엔터티(Position Determining Entity: PDE)로부터 위치 측정 요청 메시지를 수신한 경우 상기 위치결정엔터티로부터 상기 GPS 위성과 상기 이동 단말과의 거리인 의사 거리(Pseudo Range)를 요청하는 의사 거리 요청 신호를 수신하였는지 검사하는 제1 과정;

상기 의사 거리 요청신호를 수신한 경우 상기 위치 측정 요청 메시지를 분석하여 미리 정해진 횟수만큼 상기 의사 거리를 반복하여 측정하는 제2 과정;

상기 반복하여 측정된 의사 거리의 평균 의사 거리를 구하는 제3 과정;

상기 평균 의사 거리를 이용하여 상기 이동 단말의 위치를 측정하는 제4 과정을 포함하는 위치 결정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 의사 거리 요청 신호를 수신하지 않은 경우 상기 GPS 위성으로부터 보정정보를 수신하였는지 검사하는 과정;

상기 보정정보를 수신한 경우 상기 보정정보에 따라 상기 이동 단말의 위치를 측정하는 과정을 더 포함하는 위치 결정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 미리 정해진 횟수는 상기 위치 측정 요청 메시지의 파라미터에 의하여 결정되는 위치 결정 방법.
위성 항법 장치(Global Positioning Sytem:GPS)를 이용하여 이동 단말이 자신의 위치를 결정하는 시스템에 있어서,

위치결정엔터티(Position Determining Entity: PDE)로부터 상기 GPS 위성과 상기 이동 단말과의 거리인 의사 거리를 요청하는 의사 거리 요청 신호를 수신하였는지 검사하고, 상기 의사 거리 요청 신호를 수신한 경우 미리 정해진 횟수만큼 상기 의사 거리를 반복하여 측정하고, 상기 반복하여 측정된 의사 거리를 이용하여 평균 의사 거리(Pseudo Range)를 구하는 이동 단말;

상기 이동 단말에 상기 미리 정해진 횟수만큼 상기 의사 거리 요청 신호를 송신하는 위치결정엔터티(Position Determining Entity: PDE);

상기 이동 단말에 위성 항법에 사용되는 파라미터 정보를 송신하는 상기 GPS 위성을 포함하는 위치 결정 시스템.
제 4항에 있어서,

상기 위성 항법에 사용되는 파라미터 정보는 보정정보를 포함하는 위치 결정 시스템.
제 4항에 있어서,

상기 이동 단말은 상기 위치결정엔터티로부터 상기 의사 거리 요청신호를 수신하지 않은 경우 상기 GPS 위성으로부터 보정정보를 수신하였는지 검사하고, 상기 보정정보를 수신한 경우 상기 보정정보에 따라 상기 이동 단말의 위치를 측정하도록 더 구성되는 위치 결정 시스템.
제 4항에 있어서,

상기 미리 정해진 횟수는 상기 위치 측정 요청 메시지의 파라미터에 의하여 결정되는 위치 결정 시스템.