KR100912927B1 - 항법장치, 지역보정 위성항법 제공방법 및 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 - Google Patents

항법장치, 지역보정 위성항법 제공방법 및 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기준 이동체에 탑재된 고정밀 항법장치 및 일반 항법장치를 이용하여 생성된 위치보정 데이터를 무선통신을 이용하여 기준 이동체로부터 수신하는 무선통신부와, 상기 수신된 위치보정 데이터와, 일반 항법장치를 이용하여 서브 이동체의 제1 위치정보를 계산하는 LDGPS(Local Differential GPS)부와, 상기 서브 이동체의 이동, 동작, 자세등과 관련된 정보를 감지하여 기 설정된 기준 위치로부터 상기 서브 이동체가 위치하는 제2 위치정보를 계산하는 INS(Inertial Navigation System)부 및 상기 제1 위치정보와 제2 위치정보 및 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율(DOP;Dilution of Precision)을 이용하여 상기 서브 이동체의 위치정보를 계산하는 제어부를 포함하는 항법장치와 이를 이용한 지역보정 위성항법 제공방법에 관한 것이다.서

Description

항법장치, 지역보정 위성항법 제공방법 및 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체{NAVIGATION DEVICE, LOCAL DIFFERENTIAL GLOBAL POSITIONING SYSTEM AND COMPUTER RECORDABLE MEDIUM}
본 발명은 이동체의 정확한 위치를 파악하기 위한 위성항법 제공방법 및 이를 이용한 항법장치에 관한 것이다.
이동체(차량, 선박, 항공기, 보행자 등을 포함한다)의 위치를 파악하기 위하여 다양한 항법 기술들이 개발되어 왔다. 이러한 기술 중 하나로서 범지구위치결정시스템(Global Positioning System;GPS)이 개발되어 운영되고 있다.
GPS모듈은 적어도 네 개 이상의 항법 위성으로부터 시간 정보가 포함된 신호를 수신하고, 이를 이용하여 각 위성으로부터의 거리를 계산한다. 상기 계산된 거리에 삼각측량법을 적용하여 위치정보를 얻을 수 있다. GPS모듈은 상기 삼각측량법을 적용하여 얻은 위치정보에, 지도 정합(Map matching), 추측 항법(Dead reckoning)등의 기술을 더 적용하여 산출된 위치 정보의 정확성을 높일 수 있다.
이러한 항법 기술 들은 이동체의 위치를 알려주어 이동체가 도착하고자 하는 목적지까지 이동하기 위한 필요한 정보를 제공하는 것 이외에도, 자율주행차량의 자율주행연구 등에서 자율주행차량의 운행을 평가하는데에도 이용된다. 이러한 자율주행차량의 자율주행연구에서, 다수의 주행차량의 정확한 위치추정을 위해서는 차량마다 고정밀 항법장비를 장착하여야 한다. 이러한 고정밀 항법장비로는 미국 Navcom사의 StarFire® 등이 있다. 이러한 고정밀 항법장치는 보통 1m 이내의 오차로 이동체의 위치를 감지할 수 있다.
본 발명은 고정밀 항법장치를 구비하지 않은 다수의 이동체가 위치를 파악함에 있어서, 일반적인 항법장치를 이용하여 고정밀 항법장치에서 얻을 수 있는 수준의 오차범위 내에서 위치정보를 파악할 수 있도록 하는 위성항법 제공방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동체의 지역보정 위성항법 제공방법은 기준 이동체에 탑재된 고정밀 항법장치 및 일반 항법장치를 이용하여 생성된 위치보정 데이터를 무선통신을 이용하여 기준 이동체로부터 수신하는 단계와, 상기 수신된 위치보정 데이터와, 서브 이동체에 탑재된 일반 항법장치를 이용하여 서브 이동체의 제1 위치정보를 계산하는 단계와, 상기 서브 이동체에 탑재된 INS(Inertial Navigation System)를 이용하여 서브 이동체의 제2 위치정보를 계산하는 단계 및 상기 제1 위치정보와 제2 위치정보 및 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율(DOP;Dilution of precision)을 이용하여 상기 서브 이동체의 위치정보를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에서, 상기 위치보정 데이터는, 상기 기준 이동체에 탑재된 고정밀 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보와, 상기 기준 이동체에 탑재된 일반 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보의 차이를 이용하여 생성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에서, 상기 제1 위치정보를 계산하는 단계는, 상기 서브 이동체에 탑재된 일반 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보에, 상기 수신된 위치보정 데이터를 더하여 제1 위치정보를 계산하는 단계일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서, 상기 서브 이동체의 위치정보를 계산하는 단계는, DOP 상관필터(DOP correlated filtering)방법을 이용하여 상기 서브 이동체의 위치정보를 계산하는 단계일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서, 상기 DOP 상관 필터는,
Figure 112009015124635-pat00001
이며,
Figure 112009015124635-pat00002
는 서브이동체의 위치,
Figure 112009015124635-pat00003
는 제1 위치정보,
Figure 112009015124635-pat00004
는 제2 위치정보
Figure 112009015124635-pat00005
는 각각 제1, 2 위치정보의 가중치이며,
Figure 112009015124635-pat00006
일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서, 상기 제1, 2 위치정보의 가중치는, 상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율에 따라 다르게 결정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서, 상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율은, 위성항법 제공방법의 수평 정밀도 저하율(HDOP;Horizontal DOP)일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서, 상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율과, 제2 위치정보의 가중치는 양의 상관관계를 가질 수 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예와 관련된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 지역보정 위성항법 제공방법을 수행하는 프로그램을 기 록할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서, 기준 이동체에 탑재된 고정밀 항법장치 및 일반 항법장치를 이용하여 생성된 위치보정 데이터를 무선통신을 이용하여 기준 이동체로부터 수신하는 무선통신부와, 상기 수신된 위치보정 데이터와, 일반 항법장치를 이용하여 이동체의 제1 위치정보를 계산하는 LDGPS(Local Differential GPS)부와, 이동체의 이동, 동작, 자세등과 관련된 정보를 감지하여 기 설정된 기준 위치로부터 이동체가 위치하는 제 2 위치정보를 계산하는 INS(Inertial Navigation System)부 및 상기 제1 위치정보와 제2 위치정보 및 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율(DOP;Dilution of Precision)을 이용하여 이동체의 위치정보를 계산하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 측면에서, 상기 위치보정 데이터는, 상기 기준 이동체에 탑재된 고정밀 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보와, 상기 기준 이동체에 탑재된 일반 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보의 차이를 이용하여 생성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에서, 상기 LDGPS부는, 상기 서브 이동체에 탑재된 일반 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보에, 상기 수신된 위치보정 데이터를 더하여 제1 위치정보를 계산할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서, 상기 제어부는, DOP 상관필터(DOP correlated filtering)방법을 이용하여 상기 서브 이동체의 위치정보를 계산할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서, 상기 DOP 상관 필터는,
Figure 112009015124635-pat00007
이며,
Figure 112009015124635-pat00008
는 서브이동체의 위치,
Figure 112009015124635-pat00009
는 제1 위치정보,
Figure 112009015124635-pat00010
는 제2 위치정보
Figure 112009015124635-pat00011
는 각각 제1, 2 위치정보의 가중치이며,
Figure 112009015124635-pat00012
일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서, 상기 제1, 2 위치정보의 가중치는, 상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율에 따라 다르게 결정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서, 상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율은, 위성항법 제공방법의 수평 정밀도 저하율(HDOP;Horizontal DOP)일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에서, 상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율과, 제2 위치정보의 가중치는 양의 상관관계를 가질 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예와 관련된 항법장치는, 고가의 고정밀 항법장치 없이도 원하는 수준의 위치정보를 얻을 수 있어 고정밀 항법장치를 사용하기 위한 비용을 절감할 수 있다.
이하, 본 발명과 관련된 항법장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에서 설명되는 네비게이션 단말기 또는 다른 단말기는 차량의 장착되어 차량 네비게이션 시스템(Car navigation System;CNS)를 구성하는 차량용 네비게이션 단말기의 형태로 구현될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 이동체는 차량, 선박, 항공기등 이동가능한 운송수단 이외에도, 항법장치(100)의 사용자를 의미할 수도 있다. 상기 이동체의 위치는 항법장치(100)의 위치와 동일하게 인식될 수 있다.
또는 상기 항법장치는, 위치 정보 모듈이 탑재된 네비게이션 단말기(Navigation terminal), 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player)등의 형태로 구현될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 위성항법 제공방법을 나타낸 개념도이다.
복수의 자율주행차량이 주행함에 있어서, 복수의 자율주행차량이 정밀한 위치정보를 얻기 위해서는 고정기지국이나 정지위성을 사용하여 광역보정위성항법을 이용할 수 있다. 그러나 고정된 기지국이나 정지위성을 사용하여 광역보정위성항법을 이용하는 경우, 이동체가 기지국으로부터 거리가 멀어질 수록 광역보정위성항법의 오차가 증가할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 기지국(지휘통제차량)의 구성을 보인 블록 구성도(block diagram)이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 지역보정 위성항법 제공방법은, 이동이 가능한 지휘통제 차량을 기지국으로 설정하고, 상기 기지국에 고정밀 항법장치와 일반 항법장치를 함께 탑재할 수 있다.
상기 기지국(지휘통제 차량)에 포함된 고정밀 항법장치는 실제 기지국(지휘통제 차량)의 위치에 근접한 위치정보를 계산할 수 있으며, 일반 항법장치는 실제 기지국(지휘통제 차량)의 위치에 위성 오차값이 더해진 위치정보를 계산할 수 있다. 상기 고정밀 항법장치와 일반 항법장치가 계산한 위치정보를 바탕으로 일반 항법장치 의 실시간 위성오차를 계산할 수 있다. 일반 항법장치의 실시간 위성오차는 다음 수학식 1과 같다.
Figure 112009015124635-pat00013
(e:오차, A: 고정밀 항법장치에 의해 계산된 기준국의 위치정보, B: 일반 항법장치에 의해 계산된 기준국의 위치정보)
상기 기지국(지휘통제 차량)은 상기 실시간 위성오차를 상기 기지국(지휘통제 차량)과 통신가능한 위치에 존재하는 하나 이상의 자율주행차량으로 전송한다. 상기 자율주행차량에는 일반 항법장치가 탑재될 수 있다.
도 3는 자율주행차량이 수신된 실시간 위성오차를 바탕으로 자율주행차량의 위치정보를 계산하는 모습을 보인 개념도이다.
상기 자율주행차량은 상기 자율주행차량에 탑재된 일반 항법장치를 이용하여 자율주행차량의 위치정보를 계산할 수 있다. 상기 자율주행차량의 위치정보는 GPS 시스템의 위성오차로 인한 오차가 존재할 수 있다. 이 경우, 상기 지휘통제차량과 상기 자율주행차량은 상호 무선통신이 가능한 근거리에 위치하고 있으므로, 상기 자율주행차량의 위성오차는, 상기 지휘통제차량에서 계산되어 상기 자율주행차량으로 수신된 실시간 위성오차와 거의 동일한 값을 지닌다.
따라서, 상기 자율주행차량은 상기 일반 항법장치가 계산한 위치정보에 상기 지휘통제 차량으로부터 수신된 실시간 위성오차를 삭제하여 고정밀 항법장치에서 계산하는 수준에 근접한 정밀한 위치정보를 획득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 항법 장치의 블록 구성도(block diagram)이다.
상기 항법 장치(100)는 무선 통신부(110), LDGPS(Local Differential GPS)부(120) INS(Inertial Navigation System)부(130), 제어부(140), 디스플레이부(150), 음향출력부(160), 메모리(170) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 네비게이션 단말기가 구현될 수도 있다.
이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 무선 통신부(110)는 항법장치(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 항법장치(100)와 항법장치(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
상기 무선 통신부(110)는 무선 인터넷 또는 근거리 통신 기술을 이용하여 토인할 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있으며, 근거리 통신(short range communication) 기술로는 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.
상기 무선통신부(110)는 기준 이동체(예를 들어, 지휘 통제차량 등을 포함한다)에 탑재된 고정밀 항법장치 및 일반 항법장치를 이용하여 생성된 위치보정 데이터를 무선통신을 이용하여 기준 이동체로부터 수신할 수 있다.
상기 LDGPS부(120)는 GPS모듈과 상기 지휘통제차량으로부터 수신된 실시간 위성오차를 이용하여 상기 항법 장치가 탑재된 이동체(자율주행차량을 포함한다)의 위치정보를 계산할 수 있다. 상기 LDGPS부는 일반 항법장치를 포함할 수 있다.
상기 LDGPS는 상기 일반 항법장치를 이용하여 상기 항법장치가 탑재된 이동체의 위치정보를 계산하고, 상기 위치정보에서 상기 무선 통신부(110)에 의해 수신된 위치보정 데이터(예를 들어, 실시간 위성오차 등을 포함한다)를 제거하여 제1 위치정보를 계산할 수 있다.
상기 INS(Inertial Navigation System) 부(130)는 일 시점에서 항법장치의 기준 지점의 위치를 파악하고, 상기 항법장치가 탑재된 이동체의 속도, 가속도, 각가속도, 자세등을 판단하여 상기 이동체의 위치를 추측(Dead Reckoning)하여 제2 위치정보를 계산할 수 있다.
상기 제어부(controller, 140)는 통상적으로 항법 장치의 전반적인 동작을 제어한다. 상기 제어부(140)는 DOP 상관 필터(DOP correlated filter,141)를 포함할 수 있다.
상기 제어부(140)는 상기 제1 위치정보와 제2 위치정보 및 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율(DOP;Dilution of Precision)을 이용하여 이동체의 위치정보를 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 지역보정 위성항법에 의하여 이동체(자율주행차량 등을 포함한다)의 항법오차가 보정된다 하더라도, 상기 위성의 배치상태에 따라 정밀도 저하율이 변화할 수 있다.
상기 정밀도 저하율이 증가하면, LDGPS를 이용하여 계산한 위치에 오차가 생길 수 있다. 예를 들어, 간헐적인 위성 신호 차단으로 인하여 정밀도 저하율이 급격하게 증가(abrupt jump)할 수 있다.
상기 DOP상관필터(141)는 이러한 오차를 감소시키기 위하여, 정밀도 저하율의 값에 따라 LDGPS 부(120)에서 계산한 위치정보와 INS부(130)에서 계산한 위치정보에 가중치를 달리하여 항법오차를 보정할 수 있다.
상기 DOP 상관필터(141)가 가중치를 두어 오차를 보정하는 식은 다음 수학식 2와 같다.
Figure 112009015124635-pat00014
Figure 112009015124635-pat00015
Figure 112009015124635-pat00016
Figure 112009015124635-pat00017
Figure 112009015124635-pat00018
Figure 112009015124635-pat00019
( 는 서브이동체의 위치, 는 제1 위치정보, 는 제2 위치정보 는 각각 제1, 2 위치정보의 가중치, )
이동체의 이동에 있어서 수직 방향으로의 항법오차는 위치 정확성 평가에 큰 영향을 미치지 아니하므로, 상기 항법오차는 HDOP(Horizontal DOP) 값을 의미할 수 있다. 상기 DOP 상관필터(141)는 칼만필터에서 추정한 INS 부(130)가 계산한 위치정보의 오차가 기 설정된 임계값 이내인 경우, 상기 정밀도 저하율의 값에 따라 LDGPS 부(120)에서 계산한 위치정보와 INS 부(130)에서 계산한 위치정보에 가중치를 달리하여 항법오차를 보정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 DOP 상관 필터가 항법오차값에 따라 가중치를 달리 부여하는 모습을 보인 도면이다.
도 5에 도시된 바와같이, 상기 HDOP 값이 제1 기준값 이하인 경우에는 w1 값을 1로 하여 지역보정 위성항법을 수행할 수 있다. 또는, 상기 HDOP값이 제2 기준값 이상인 경우에는 w2 값을 1로 하여 지역보정 위성항법을 수행할 수 있다. 또는, 상기 HDOP 값이 제1 기준값 초과이고, 제2 기준값 미만인 경우, HDOP값과 w2값이 양의 상관관계를 가질 수 있도록 HDOP값에 따라 w2 값을 점차 증가시켜 지역보정 위성항법을 수행할 수 있다. 상기 제1, 2 기준값은 사용자에 의하여 설정될 수 있다.
상기 DOP의 Quality 표는 다음 표1과 같다.
Figure 112009015124635-pat00020
도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 기지국(지휘통제 차량을 포함한다)이 지역보정 위성항법을 제공하는 모습을 보인 흐름도(flow chart)이다.
상기 이동 기지국이 시설 감시경계등을 목적으로 이용되는 경우, 상기 이동 기지국은 시설 감시 경계를 위한 지점으로 이동한 후 일정 시간 동안 위치를 변경하지 않는다. 일 지점에서 임무가 완료되면 시설 감시 경계를 위한 다른 지점으로 이동하고, 상기 다른 지점에서 일정 시간 동안 위치를 변경하지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이동 기지국은 기준위치를 세팅(S100)한 후 기준위치가 변경되었는지 여부를 판단할 수 있다(S110).
기준위치가 변경된 경우, 변경된 기준위치를 다시 계산할 수 있다(S120). 상기 변경된 기준위치 계산(S120)이 완료되면, 기준위치를 다시 재설정할 수 있다(S130). 상기 이동 기지국이 보정데이터를 송신한 경우, 상기 자율주행차량은 위성항법의 오차를 보정할 수 있다(S150).
기준위치가 변경되지 않은 경우, 상기 이동 기지국은 기준위치를 유지한다(S160).
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예와 관련된 이동 기지국(지휘통제 차량을 포함한다)이 지역보정 위성항법을 제공하는 모습을 보인 흐름도(flow chart)이다.
상기 이동 기지국이 자율주행 등의 자율주행등을 목적으로 이용되는 경우, 상기 이동 기지국은 실시간으로 그 위치가 변경된다.
따라서, 상기 이동 기지국이 자율주행 등의 목적으로 이용되는 경우, 상기 이동 기지국은 상기 기준 위치를 이동 기지국이 이동할때만 재설정 하는 것이 아니라, 실시간으로 계산하여 재설정할 수 있다(S220).
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예와 관련된 항법장치가 지역보정 위성항법을 제공하는 모습을 보인 흐름도(flow chart)이다.
상기 항법장치(100)는 신호세기나 위성의 배치상태등을 이용하여 지역보정 위성항법이 가능한지 여부를 판단할 수 있다(S310). 지역보정 위성항법이 가능한 경우, 상기 항법장치(100)는 칼만 필터(미도시)를 이용하여 계산한 상기 INS 부(130)의 오차 추정값이 기설정된 값 미만인지 여부를 판단할 수 있다(S320).
상기 오차 추정값이 기설정된 값 미만인 경우, 상기 항법장치(100)는 상기 HDOP값이 제 1 기준값 미만인지 여부를 판단한다(S330). 상기 HDOP값이 제1 기준값 미만이면, 상기 항법장치는 LDGPS에 가중치 1을 부여할 수 있다(S340).
상기 HDOP값이 제1 기준값 이상 제2 기준값 미만이라고 판단되면(S350), HDOP값과 w2값이 양의 상관관계를 가질 수 있도록 HDOP값에 따라 w2 값을 점차 증가시켜 가중치를 부여할 수 있다(S360). 상기 HDOP값이 제2 기준값 이상인 겨우, INS 가중치 1을 부여할 수 있다.
상기 가중치 부여 단계(S330~S380)이 완료되면, 상기 항법장치(100)는 LDGPS와 INS를 통합한 지역보정 위성항법을 수행할 수 있다.
상기 지역보정 위성항법이 완료되면, 상기 항법정보의 Quality를 계산할 수 있다(S400).
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 위성항법 제공방법을 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 기지국(지휘통제차량)의 구성을 보인 블록 구성도(block diagram).
도 3은 자율주행차량이 수신된 실시간 위성오차를 바탕으로 자율주행차량의 위치정보를 계산하는 모습을 보인 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 항법 장치의 블록 구성도(block diagram).
도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 DOP 상관 필터가 항법오차값에 따라 가중치를 달리 부여하는 모습을 보인 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 기지국(지휘통제 차량을 포함한다)이 지역보정 위성항법을 제공하는 모습을 보인 흐름도(flow chart).
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예와 관련된 이동 기지국(지휘통제 차량을 포함한다)이 지역보정 위성항법을 제공하는 모습을 보인 흐름도(flow chart).
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예와 관련된 항법장치가 지역보정 위성항법을 제공하는 모습을 보인 흐름도(flow chart).

Claims (17)

  1. 기준 이동체에 탑재된 고정밀 항법장치 및 일반 항법장치를 이용하여 생성된 위치보정 데이터를 무선통신을 이용하여 기준 이동체로부터 수신하는 단계;
    상기 수신된 위치보정 데이터와, 서브 이동체에 탑재된 일반 항법장치를 이용하여 서브 이동체의 제1 위치정보를 계산하는 단계;
    상기 서브 이동체에 탑재된 INS(Inertial Navigation System)를 이용하여 서브 이동체의 제2 위치정보를 계산하는 단계;및
    상기 제1 위치정보와 제2 위치정보 및 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율(DOP;Dilution of precision)을 이용하여 상기 서브 이동체의 위치정보를 계산하는 단계를 포함하는 이동체의 지역보정 위성항법 제공방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 위치보정 데이터는,
    상기 기준 이동체에 탑재된 고정밀 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보와, 상기 기준 이동체에 탑재된 일반 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보의 차이를 이용하여 생성된 이동체의 지역보정 위성항법 제공방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 위치정보를 계산하는 단계는,
    상기 서브 이동체에 탑재된 일반 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보에, 상기 수신된 위치보정 데이터를 더하여 제1 위치정보를 계산하는 단계인 이동체의 지역보정 위성항법 제공방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 서브 이동체의 위치정보를 계산하는 단계는,
    DOP 상관필터(DOP correlated filtering)방법을 이용하여 상기 서브 이동체의 위치정보를 계산하는 단계인 이동체의 지역보정 위성항법 제공방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 DOP 상관 필터는,
    Figure 112009015124635-pat00021
    이며,
    Figure 112009015124635-pat00022
    는 서브이동체의 위치,
    Figure 112009015124635-pat00023
    는 제1 위치정보,
    Figure 112009015124635-pat00024
    는 제2 위치정보
    Figure 112009015124635-pat00025
    는 각각 제1, 2 위치정보의 가중치이며,
    Figure 112009015124635-pat00026
    인 이동체의 지역보정 위성항법 제공방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1, 2 위치정보의 가중치는,
    상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율에 따라 다르게 결정되는 이동체의 지역보정 위성항법 제공방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율은, 위성항법 제공방법의 수평 정밀도 저하율(HDOP;Horizontal DOP)인 이동체의 지역보정 위성항법 제공방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율과, 제2 위치정보의 가중치는 양의 상관관계를 가지는 이동체의 지역보정 위성항법 제공방법.
  9. 제1 항 내지 8항 중 어느 한 항의 지역보정 위성항법 제공방법을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  10. 기준 이동체에 탑재된 고정밀 항법장치 및 일반 항법장치를 이용하여 생성된 위치보정 데이터를 무선통신을 이용하여 기준 이동체로부터 수신하는 무선통신부;
    상기 수신된 위치보정 데이터와, 일반 항법장치를 이용하여 서브 이동체의 제1 위치정보를 계산하는 LDGPS(Local Differential GPS)부;
    상기 서브 이동체의 이동, 동작, 자세등과 관련된 정보를 감지하여 기 설정된 기준 위치로부터 상기 서브 이동체가 위치하는 제2 위치정보를 계산하는 INS(Inertial Navigation System)부; 및
    상기 제1 위치정보와 제2 위치정보 및 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율(DOP;Dilution of Precision)을 이용하여 상기 서브 이동체의 위치정보를 계산하는 제어부를 포함하는 항법장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 위치보정 데이터는,
    상기 기준 이동체에 탑재된 고정밀 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보와, 상기 기준 이동체에 탑재된 일반 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보의 차이를 이용하여 생성된 항법장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 LDGPS부는,
    상기 서브 이동체에 탑재된 일반 항법장치를 이용하여 계산한 위치정보에, 상기 수신된 위치보정 데이터를 더하여 제1 위치정보를 계산하는 항법장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    DOP 상관필터(DOP correlated filtering)방법을 이용하여 상기 서브 이동체의 위치정보를 계산하는 항법장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 DOP 상관 필터는,
    Figure 112009015124635-pat00027
    이며,
    Figure 112009015124635-pat00028
    는 서브이동체의 위치,
    Figure 112009015124635-pat00029
    는 제1 위치정보,
    Figure 112009015124635-pat00030
    는 제2 위치정보
    Figure 112009015124635-pat00031
    는 각각 제1, 2 위치정보의 가중치이며,
    Figure 112009015124635-pat00032
    인 항법장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1, 2 위치정보의 가중치는,
    상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율에 따라 다르게 결정되는 항법장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율은, 위성항법 제공방법의 수평 정밀도 저하율(HDOP;Horizontal DOP)인 항법장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 위성항법 제공방법의 정밀도 저하율과, 제2 위치정보의 가중치는 양의 상관관계를 가지는 항법장치.
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