KR100967196B1 - Apparatus for Tracking GPS and Galileo Signal in GPS/Galileo Receiver - Google Patents

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Abstract

본 발명은 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for tracking satellite signals of a GPS / Galileo receiver.

본 발명은 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치에 있어서, 특정 위상의 클럭을 입력받아 특정 위상을 갖는 P 코드, 특정 위상을 기준으로 기 설정된 특정 지연값만큼 뒤진 L 코드, 특정 지연값보다 더 뒤진 VL 코드, 특정 지연값만큼 앞선 E 코드 및 특정 지연값보다 더 앞선 VE 코드를 포함한 추정 PRN 코드를 생성하고, 이를 위성신호의 PRN 코드와 상관하여 상관값을 계산하고, 계산된 상관값, BOC(1,1) 신호의 자기상관함수 및 가중치를 이용하여 코드 위상 오차를 계산하여, 출력된 코드 위상 오차가 위성신호 추적 범위 이내에 존재하는 동안 위성신호를 추적하기 위하여 추정 PRN 코드의 생성을 위한 클럭의 특정 위상이 변경되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치를 제공한다. The present invention is a satellite signal tracking device of a GPS / Galileo receiver, receiving a clock of a specific phase, P code having a specific phase, L code behind a predetermined delay value based on a specific phase, further behind a specific delay value Generate an estimated PRN code including a VL code, an E code preceded by a specific delay value, and a VE code earlier than a specified delay value, and correlate it with the PRN code of the satellite signal to calculate a correlation value and calculate the calculated correlation value, BOC ( 1,1) The code phase error is calculated using the autocorrelation function and weight of the signal, so that the clock for generating the estimated PRN code for tracking the satellite signal while the output code phase error is within the satellite signal tracking range. It provides a satellite signal tracking device of the GPS / Galileo receiver, characterized in that the control to change the specific phase.

본 발명에 의하면, BOC(1,1) 변조에서 발생하는 모호성 문제점을 해결하여 위성신호의 추적 성능 및 획득 성능을 향상시키는 위성신호 추적 장치를 구비한 GPS/갈릴레오 수신기를 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of providing a GPS / Galileo receiver having a satellite signal tracking device that solves the ambiguity problem caused by BOC (1,1) modulation to improve the tracking and acquisition performance of satellite signals.

GPS/갈릴레오 수신기, VEMVL(Very Early Minus Very Late), WDELP(Weighted Double Early minus Late Power), 코드 비교부(Code Discriminator) GPS / Galileo Receiver, Very Early Minus Very Late (VEMVL), Weighted Double Early Minus Late Power (WDELP), Code Discriminator

Description

GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치{Apparatus for Tracking GPS and Galileo Signal in GPS/Galileo Receiver}GPS signal tracking device for GPS / Galileo receivers {Apparatus for Tracking GPS and Galileo Signal in GPS / Galileo Receiver}

본 발명은 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, BOC(1,1) 변조에서 발생하는 모호성 문제점을 해결하여 위성신호의 추적 성능 및 획득 성능을 향상시키는 위성신호 추적 장치를 구비한 GPS/갈릴레오 수신기에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for tracking satellite signals of a GPS / Galileo receiver. More particularly, the present invention relates to a GPS / Galileo receiver having a satellite signal tracking device that solves the ambiguity problem caused by BOC (1,1) modulation to improve the tracking and acquisition performance of satellite signals.

미국 국방성은 군사용 목적의 위성항법시스템인 GPS(Global Positioning System)를 개발하였으며, 현재 GPS는 군사용도만으로 제한되지 않고 실생활 곳곳에 파고들어 있다. 대표적인 예가 자동차가 있는 지점을 위성 신호 추적을 이용하여 운전자에게 막히지 않는 길을 안내하는 장치인 GPS를 이용한 차량 항법장치이다. 휴대전화 서비스의 친구 찾기나 위치 추적 서비스도 GPS를 이용한다. The US Department of Defense has developed a Global Positioning System (GPS), a satellite navigation system for military purposes. Currently, GPS is not only limited to military use, but is immersed in real life. A typical example is a vehicle navigation device using GPS, which is a device that guides a road where a vehicle is not blocked by a satellite signal tracking. GPS is also used for friend finders and location tracking services.

이렇게 여러 분야에 이용되고 있는 GPS는 미국 국방성의 영향력 아래에 있기 때문에, 미국의 필요에 따라 GPS의 정밀도 및 이용에 대한 제한이 있을 수 있다. 또한, 광대역 전파에 의해 쉽게 방해를 받기 때문에 전자전 상황에서 오작동하기 쉬우며, 시가지나 숲 속처럼 전파 수신이 어려운 지역에서는 심각한 오차를 일으키 기도 한다. 이러한 GPS의 문제점에 대비한 위성항법시스템을 EU를 중심으로 한국, 중국, 이스라엘 등이 참여하여 개발하고 있으며, 이것이 "갈릴레오 시스템"이다. 이러한 갈릴레오 시스템은 상업용 서비스를 목적으로 하고 있으므로 1m급의 위치 정확도를 보장할 수 있으며, 실내에서도 신호를 획득할 수 있고 GPS와 함께 이용되면 도심에서도 정확한 위치를 알 수 있게 되어 전체 위성항법시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서 이러한 갈릴레오 시스템과 기존의 GPS를 통합적으로 처리할 수 있는 수신기 기술에 대한 연구도 활발하게 이루어지고 있다. Since GPS used in various fields is under the influence of the US Department of Defense, there may be restrictions on the accuracy and use of GPS depending on the needs of the United States. In addition, because it is easily interrupted by broadband radio waves, it is easy to malfunction in electronic warfare situations, and may cause serious errors in areas where reception of radio waves is difficult, such as in urban areas or in forests. Korea, China, and Israel are developing a satellite navigation system for the problems of GPS, and this is the "Galileo system". Since the Galileo system is intended for commercial service, it can guarantee the location accuracy of 1m level, can acquire the signal indoors, and when used with GPS, it can know the exact location even in the city center. Can improve. Therefore, researches on receiver technology capable of integrating the Galileo system and the existing GPS have been actively conducted.

전술한 갈릴레오 시스템에서는 신호에 대한 새로운 디자인이 요구되어 GPS BPSK 변조 신호와 공용할 수 있는 변조 기술이 연구되어 왔으며, 그러한 연구 결과 중에서 BOC(Binary Offset Modulation)가 적절한 신호 변조 기술로서 부각되었다.In the aforementioned Galileo system, a new design for a signal is required, and a modulation technique that can be shared with a GPS BPSK modulated signal has been studied. Among these studies, a binary offset modulation (BOC) has emerged as an appropriate signal modulation technique.

하지만, GPS 신호를 복조하기 위해 사용하던 전통적인 BPSK 복조 기술은 몇 가지 이유로 인하여 새로운 갈릴레오 신호 복조에 그대로 적용할 수가 없다. 이러한 점은 BOC 변조 신호가 확산 코드(Spreading Code)에 확장 코드 주파수의 배수 배가 되는 주파수 성분의 부반송파(Subcarrier)신호를 곱한 신호라는 특징으로 인하여 발생한다. However, the traditional BPSK demodulation technique used to demodulate GPS signals cannot be applied to the new Galileo signal demodulation for several reasons. This is caused by the fact that the BOC modulated signal is a signal obtained by multiplying a spreading code by a subcarrier signal having a frequency component that is a multiple of an extension code frequency.

전술한 BOC 변조 신호 중에서 갈릴레오 시스템에서 사용할 BOC(1,1) 신호의 특징은 하나의 메인 피크(Main peak)와 두개의 사이드 피크(Side peak)를 포함하는 새로운 형태의 자기상관함수를 가지는 것이며 도 1에서 확인할 수 있다. Among the aforementioned BOC modulated signals, the BOC (1,1) signal to be used in the Galileo system has a new type of autocorrelation function including one main peak and two side peaks. This can be seen in 1.

도 1을 참조하면, BOC(1,1) 변조에 이용된 부반송파 신호는 확산 코드와 동일한 주파수 성분을 가지며, 자기상관함수에 급한 기울기를 가지는 하나의 메인 피 크와 두 개의 사이드 피크를 발생시킨다. 여기서, 하나의 메인 피크는 코드 추적(트래킹) 성능을 향상시키고 다중경로(Multipath) 문제점을 완화할 수 있으나, 두 개의 사이드 피크는 BOC(1,1) 위성신호를 추적하는데 "모호성 문제점(Ambiguity Problem)"을 발생시킨다. 전술한 모호성 문제점은 수신기가 BOC(1,1) 변조 신호를 추적하는데 있어서 사이드 피크에 고정(Lock)되어 추적하고 있을 때 발생하며, 이는 위성 신호의 추적 성능과 항법 성능을 저하시킬 수 있다. 하지만, 종래의 EML(Early Minus Late) 상관기를 구비한 수신기는 이러한 모호성 문제점을 해결할 수 없는 실정이다. Referring to FIG. 1, a subcarrier signal used for BOC (1,1) modulation has the same frequency component as a spreading code and generates one main peak and two side peaks having steep slopes in an autocorrelation function. Here, one main peak can improve code tracking (tracking) performance and alleviate multipath problems, while two side peaks can be used to track BOC (1,1) satellite signals. ) ". The aforementioned ambiguity problem occurs when the receiver is locked to the side peak in tracking the BOC (1,1) modulated signal, which may degrade the tracking and navigation performance of the satellite signal. However, a receiver equipped with a conventional Early Minus Late (EML) correlator cannot solve this ambiguity problem.

본 발명의 목적은 BOC(1,1) 변조 신호를 복조할 때 발생하는 모호성 문제점을 해결하여 위성신호의 추적 성능 및 항법 성능을 향상시키는 위성신호 추적 장치를 구비한 GPS/갈릴레오 수신기를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a GPS / Galileo receiver having a satellite signal tracking device that solves the ambiguity problem when demodulating a BOC (1,1) modulated signal, thereby improving the tracking and navigation performance of the satellite signal. have.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면에 따르면, 위성으로부터 BOC(Binary Offset Carrier)(1,1) 변조 기법으로 변조된 신호를 수신하여 처리하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치에 있어서, 특정 위상의 클럭을 입력받아 상기 특정 위상을 갖는 P(Prompt) 코드, 상기 특정 위상을 기준으로 기 설정된 특정 지연값만큼 뒤진 L(Late) 코드, 상기 특정 지연값보다 더 뒤진 VL(Very Late) 코드, 상기 특정 지연값만큼 앞선 E(Early) 코드 및 상기 특정 지연값보다 더 앞선 VE(Very Early) 코드를 포함하는 추정 PRN 코드를 생성하여 출력하는 코드 생성부; 상기 위성신호와 상기 추정 PRN 코드를 입력받아, 상기 위성신호를 동상위상 성분 및 직각위상 성분으로 분리하고, 상기 분리된 위성신호에 포함된 PRN 코드와 상기 추정 PRN 코드를 각각 상관하여 상관값을 출력하는 상관부; 상기 출력된 상관값, 상기 BOC(1,1) 신호의 자기상관함수 및 2개의 가중치를 이용하여 코드 위상 오차를 계산하여 출력하는 코드 비교부; 및 상기 출력된 코드 위상 오차가 기설정된 위성신호 추적 범위 이내에 존재하는 동안 상기 위성에서 송신된 위성신호를 추적하기 위하여 상기 클럭의 상기 특정 위상이 변경되도록 제어하여 상기 코드 생성부로 입력하는 코드 추적 루프 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치를 제공한다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the satellite signal tracking device of the GPS / Galileo receiver for receiving and processing a signal modulated by a BOC (Binary Offset Carrier) (1,1) modulation technique from the satellite A P (Prompt) code having a specific phase, a L (Late) code that is delayed by a predetermined delay value based on the specific phase, and a VL (Very Late) that is further behind the specific delay value. A code generator for generating and outputting an estimated PRN code including an code, an E (Early) code preceding the specific delay value, and a VE (Very Early) code earlier than the specific delay value; The satellite signal is input to the estimated PRN code, the satellite signal is separated into an in-phase phase component and a quadrature phase component, and a correlation value is output by correlating the PRN code included in the separated satellite signal and the estimated PRN code, respectively. Correlator; A code comparison unit configured to calculate and output a code phase error using the output correlation value, the autocorrelation function of the BOC (1,1) signal, and two weights; And a code tracking loop controller configured to control the specific phase of the clock to be changed so as to track the satellite signal transmitted from the satellite while the output code phase error is within a preset satellite signal tracking range. It provides a satellite signal tracking device of the GPS / Galileo receiver comprising a.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, BOC(1,1) 변조 신호에 의하여 발생하는 모호성 문제점을 해결하고 위성신호의 추적 성능 및 항법 성능을 향상시키는 위성신호 추적 장치를 구비한 GPS/갈릴레오 수신기를 제공하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a GPS / Galileo receiver having a satellite signal tracking device which solves the ambiguity caused by the BOC (1,1) modulated signal and improves the tracking and navigation performance of the satellite signal is provided. It is effective to provide.

이하, 본 발명의 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention unclear.

도 2는 본 발명에 따른 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치(200)에 대한 개략적인 블록도이다. 2 is a schematic block diagram of an apparatus 200 for tracking satellite signals of a GPS / Galileo receiver according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 위성으로부터 BOC(Binary Offset Carrier,이하 "BOC"라 칭함)(1,1) 변조 기법으로 변조된 신호를 수신하여 처리하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치(200)는 수신된 위성신호에 포함된 PRN 코드와 유사한 위상의 추정 PRN 코드를 생성하는 코드 생성부(210), 수신된 위성신호에 포함된 PRN 코드와 코드 생성부(210)에서 생성된 추정 PRN 코드를 상관하여 상관값을 출력하는 상관부(220), 상관부(220)에서 출력된 상관값을 근거로 위성신호에 포함된 PRN 코드와 코드 생성부(210)에서 생성된 추정 PRN 코드의 코드 위상 오차를 검출하는 코드 비교부(230) 및 코드 비교부(230)에서 검출된 코드 위상 오차에 근거하여 코드 추적을 제어하는 코드 추적 루프 제어부(240) 등을 포함한다. As shown in FIG. 2, a satellite signal tracking device 200 of a GPS / Galileo receiver for receiving and processing a signal modulated by a BOC (Binary Offset Carrier) (BOC) (1,1) modulation scheme from a satellite (200) ) Is a code generator 210 for generating an estimated PRN code having a phase similar to the PRN code included in the received satellite signal, and a PRN code included in the received satellite signal and an estimated PRN code generated by the code generator 210. The PRN code included in the satellite signal and the code phase of the estimated PRN code generated by the code generator 210 based on the correlation value output from the correlator 220 and the correlator 220 correlating the correlation value. A code comparator 230 for detecting an error and a code tracking loop controller 240 for controlling code tracking based on the code phase error detected by the code comparator 230 are included.

GPS/갈릴레오 수신기는 위성으로부터 위성의 정보, 위성에 탑재된 시계의 시각 정보, 궤도 정보 및 이력(Almanac), 천체력(Ephemeris) 및 오차 보정을 위한 계수 등이 포함된 항법 데이터, 해당 위성에 대한 고유 식별 정보인 의사 잡음(PRN: Pseudo Random Noise, 이하 "PRN"이라 칭함) 코드, 부반송파(Subcarrier), 반송파 등을 포함하는 위성신호를 수신하여 항법 데이터를 복조하기 위해 위성신호를 획득한다. 이러한 위성신호 획득을 위해서 위성신호의 반송파와 유사한 주파수의 추정 반송파 및 위성신호의 PRN 코드와 유사한 위상의 추정 PRN 코드를 생성해야만 한다. 위에서 언급한 위성신호는 GPS 시스템에서의 GPS 신호 및 갈릴레오 시스템에서의 갈릴레오 신호를 포함할 수 있다. GPS / Galileo receivers are navigation data that includes satellite information, satellite time information, orbital information and history (Almanac), ephemeris, and coefficients for error correction, as well as unique information about the satellite. A satellite signal including a pseudo random noise (PRN) code, a subcarrier, a carrier, and the like, which is identification information, is received to acquire a satellite signal to demodulate navigation data. In order to acquire the satellite signal, an estimated carrier having a frequency similar to that of the satellite signal and an estimated PRN code having a phase similar to that of the satellite signal should be generated. The satellite signal mentioned above may include a GPS signal in a GPS system and a Galileo signal in a Galileo system.

전술한 코드 생성부(210)가 위성신호의 PRN 코드와 유사한 위상을 가지는 추정 PRN 코드를 생성하는데, 본 발명에서 코드 생성부(210)는 코드 추적 루프 제어부(240)에 의해 제어된 특정 위상의 클럭을 입력받아 특정 위상을 갖는 P(Prompt, 이하 "P"이라 칭함) 코드, 특정 위상을 기준으로 기 설정된 특정 지연값만큼 뒤진 L(Late, 이하 "L"이라 칭함) 코드, 특정 지연값보다 더 뒤진 VL(Very Late, 이하 "VL"이라 칭함)코드, 특정 지연값만큼 앞선 E(Early, 이하 "E"라 칭함) 코드 및 특정 지연값보다 더 앞선 VE(Very Early, 이하 "VE"라 칭함) 코드를 포함하는 추정 PRN 코드를 생성하여 출력한다. The code generator 210 generates an estimated PRN code having a phase similar to the PRN code of the satellite signal. In the present invention, the code generator 210 has a specific phase controlled by the code tracking loop controller 240. P (Prompt, hereinafter referred to as "P") code having a specific phase from the clock input, L (Late, hereinafter referred to as "L") code that is later than a specific delay value set based on a specific phase, than a specific delay value A later VL (Very Late) code, an E (Early) code by a certain delay value, and a VE (Very Early, "VE") earlier than a certain delay value. Generates and outputs an estimated PRN code including the code.

또한, 전술한 코드 생성부(210)는 추정 PRN 코드를 다수 생성하기 위해서 특정 위상을 기준으로 앞서거나 뒤지는 코드를 생성하는 데, 이때 앞서거나 뒤지는 정도를 위에서 언급한 특정 지연값으로 정해주며, 이러한 특정 지연값은 칩(Chip) 단위로 기 설정되며, 위성신호의 획득률 및 수신기의 성능에 따라 변경하여 재설정 가능하다. In addition, the code generator 210 generates a code that is advanced or lag based on a specific phase in order to generate a large number of estimated PRN codes. In this case, the degree of leading or lag is set as the specific delay value mentioned above. The specific delay value is preset in units of chips and can be reset by changing the acquisition rate of the satellite signal and the performance of the receiver.

전술한 상관부(220)는 위성신호와 코드 생성부(210)에서 생성된 추정 PRN 코드를 입력받아, 위성신호를 동상위상(In-phase: I) 성분 및 직각위상(Quadrature-phase: Q) 성분으로 분리하고, 이렇게 분리된 위성신호에 포함된 PRN 코드와 입력된 추정 PRN 코드를 각각 상관하여 상관값을 출력한다. 이때 동상위상 성분과 직각위상 성분의 위성신호는 90도의 위상차이를 보인다. The correlator 220 receives the satellite signal and the estimated PRN code generated by the code generator 210 and receives the satellite signals in-phase (I) components and quadrature-phase (Q). The signal is separated into components, and the correlation value is output by correlating the PRN code included in the separated satellite signal and the estimated PRN code. At this time, the satellite signals of the in-phase and quadrature components show a phase difference of 90 degrees.

전술한 상관부(220)를 더욱 상세하게 설명하면, 상관부(220)는 위성신호의 동상위상 성분을 코드 생성부(210)에서 생성된 추정 PRN 코드(VE 코드, E 코드, P 코드, L 코드 및 VL 코드)와 상관하여 IVE 상관값, IE 상관값, IP 상관값, IL 상관값 및 IVL 상관값을 생성한다. 또한, 위성신호의 직각위상 성분을 코드 생성부(210)에서 생성된 추정 PRN 코드(VE 코드, E 코드, P 코드, L 코드 및 VL 코드)와 상관하여 QVE 상관값, QE 상관값, QP 상관값, QL 상관값 및 QVL 상관값을 생성한다. The correlator 220 will be described in more detail. The correlator 220 estimates an in-phase component of a satellite signal by using an estimated PRN code (VE code, E code, P code, L) generated by the code generator 210. Code and VL code) to generate an IVE correlation value, an IE correlation value, an IP correlation value, an IL correlation value, and an IVL correlation value. In addition, the quadrature phase component of the satellite signal is correlated with the estimated PRN codes (VE code, E code, P code, L code, and VL code) generated by the code generator 210 to QVE correlation value, QE correlation value, and QP correlation. Generate a value, a QL correlation value and a QVL correlation value.

전술한 코드 비교부(230)는 위상 검출기(Phase Detector)처럼 수신된 위성신호의 PRN 코드와 내부에서 생성된 추정 PRN 코드의 위상 차이를 검출하는 것으로서, "코드 판별기(Code Discriminator)"라고도 한다. The code comparing unit 230 detects a phase difference between the PRN code of the received satellite signal and the estimated PRN code generated therein, like a phase detector, and is also referred to as a "code discriminator." .

이러한 코드 비교부(230)는 위상 차이를 검출하기 위해 상관부(220)에서 출력된 상관값과 2개의 가중치(Weight)를 이용하여 코드 위상 오차를 계산하여 출력한다. The code comparison unit 230 calculates and outputs a code phase error using a correlation value and two weights output from the correlator 220 to detect a phase difference.

코드 위상 오차 계산시, 전술한 코드 비교부(230)는 상관부(220)에서 출력된 IVE 상관값, IE 상관값, IL 상관값, IVL 상관값, QVE 상관값, QE 상관값, QL 상관값 및 QVL 상관값을 입력받아 기설정된 2개의 가중치를 이용하며 하기 [수학식 1]을 통해 계산한다. 단, [수학식 1]에서의 w1을 0으로, w2를 1로 설정하게 되면 종래의 GPS 수신기에서 사용하는 코드 비교부에 대한 출력이 된다. In calculating the code phase error, the code comparison unit 230 described above may include the IVE correlation value, the IE correlation value, the IL correlation value, the IVL correlation value, the QVE correlation value, the QE correlation value, and the QL correlation value output from the correlation part 220. And a QVL correlation value, using two preset weights, and calculating through Equation 1 below. However, when w 1 is set to 0 and w 2 is set to 1 in Equation 1, the output of the code comparator used in the conventional GPS receiver is output.

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전술한 상관부(220)에서 출력된 상관값들과 자기상관함수와는 아래 [수학식 2]와 같은 관계가 있다. The correlation values output from the correlation unit 220 and the autocorrelation function have a relationship as shown in Equation 2 below.

Figure 112008016615067-pat00008
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Figure 112008016615067-pat00009
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Figure 112008016615067-pat00011

전술한 코드 비교부(230)는 위에서 언급한 2개의 가중치(w1, w2)를 칩 지연(ε)에 대한 출력된 코드 위상 오차의 기울기 부호가 항상 영(Zero) 이상이 되게 설정한다. 이렇게 설정한 2개의 가중치(w1, w2)를 이용하여 도 5에서 도시된 칩 지연(ε)에 대한 출력된 코드 위상 오차가 변곡점을 가지지 않도록 제어하면 종래의 GPS/갈릴레오 수신기에서 BOC(1,1) 신호의 사이드 피크를 추적함으로써 발생하는 "모호성 문제점(Ambiguity Problem)"을 해결할 수 있고, 그로 인해 위성신호의 추적 성능 및 항법 성능을 향상시킬 수 있게 되는 것이다. 이는 위성신호를 추적(Tracking)한 결과를 나타내는 도 5 및 도 6을 통해 확인할 수 있다. The above-described code comparator 230 sets the above two weights w 1 and w 2 such that the slope sign of the output code phase error with respect to the chip delay ε is always equal to or greater than zero. By using the two weights w 1 and w 2 set as described above, if the output code phase error with respect to the chip delay ε shown in FIG. 5 is controlled to have no inflection point, the BOC (1) in the conventional GPS / Galileo receiver is controlled. 1) It is possible to solve the "Ambiguity Problem" caused by tracking the side peak of the signal, thereby improving the tracking and navigation performance of the satellite signal. This can be confirmed through FIGS. 5 and 6 showing the results of tracking satellite signals.

전술한 [수학식 1]에서의 VEMVL (Very Early Minus Very Late)의 칩 간격(d1)을 1로 가정하여 정리하면 하기 [수학식 3]과 같다. 단, 전술한 [수학식 1]에서의 EML (Early Minus Late)의 칩 간격(d2)을 일정한 상수로 가정하여 VEMVL의 칩 간격(d1)을 변수로 가지는 수학식으로 정리할 수도 있다. 하지만, GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치(200)의 성능은 VEMVL의 칩 간격(d1)보다 EML의 칩 간격(d2)에 더 민감하게 영향을 받기 때문에 VEMVL의 칩 간격(d1)을 상수로 가정하고 EML의 칩 간격(d2)에 대한 하기 [수학식 3]을 유도한다. Assume that the chip spacing d 1 of VEMVL (Very Early Minus Very Late) in Equation 1 above is assumed to be 1, and the following Equation 3 is obtained. However, assuming that the chip spacing d 2 of the EML (Early Minus Late) in Equation 1 described above is a constant, the chip spacing d 1 of the VEMVL may be arranged as a variable. However, since the performance of the satellite signal tracking device 200 of the GPS / Galileo receiver is more sensitive to the chip spacing d 2 of the EML than the chip spacing d 1 of the VEMVL, the chip spacing d 1 of VEMVL. Is assumed to be a constant, and the following Equation 3 is derived for the chip spacing d 2 of the EML.

Figure 112008016615067-pat00012
Figure 112008016615067-pat00012

전술한 [수학식 3]에서 w1을 0으로, w2를 1로 설정하면 종래의 GPS에서 사용하는 코드 비교부의 출력값이 되는데, 이때 [수학식 3]의 세 번째 구간에서 기울기(부호)가 바뀌므로 변곡점이 발생하여 모호성 문제점(Ambiguity Problem)이 존재하게 된다. 따라서 아래의 [수학식 4]를 만족하도록 2개의 가중치를 상관기 칩 간격에 따라 변경함으로써 변곡점을 없앨 수 있다.The w 1 in the above-described [Equation 3] to zero, setting the w 2 to 1, there is an output value code comparison unit used in a conventional GPS, wherein three gradient (marks) in the second period of the formula 3] As it changes, an inflection point occurs, resulting in an ambiguity problem. Therefore, the inflection point can be eliminated by changing the two weights according to the correlator chip spacing so as to satisfy Equation 4 below.

Figure 112008016615067-pat00013
Figure 112008016615067-pat00013

만약, 전술한 [수학식 2]에서 EML의 칩 간격(d2)이 0.2일 때 전술한 [수학식 4]를 만족하는 2개의 가중치(w1, w2)를 2와 1로 각각 설정하면, 전술한 [수학식 3]은 하기 [수학식 5]처럼 다시 정리할 수 있다. If, in Equation 2 above, when the chip spacing d 2 of EML is 0.2, two weights w 1 and w 2 satisfying Equation 4 described above are set to 2 and 1, respectively. , [Equation 3] can be rearranged as shown in [Equation 5].

Figure 112008016615067-pat00014
Figure 112008016615067-pat00014

도 5는 코드 비교부(230)의 출력인 코드 위상 오차를 나타내는 전술한 [수학식 5]를 도시한 그래프이다.5 is a graph illustrating the above-described Equation 5 showing a code phase error that is an output of the code comparing unit 230.

도 5를 참조하면, 코드 위상 오차가 변곡점을 가지지 않도록 제어되어 종래의 모호성 문제점이 해결됨을 확인할 수 있다. 단, VEMVL (Very Early Minus Very Late)의 칩 간격(d1), EML (Early Minus Late)의 칩 간격(d2) 및 2개의 가중치(w1, w2)는 전술한 [수학식 4]를 만족하고 위성신호 추적 장치(200)의 성능을 고려하여 변경할 수 있다. Referring to FIG. 5, it can be seen that the code phase error is controlled not to have an inflection point, thereby solving the conventional ambiguity problem. However, the chip spacing d 1 of the Very Early Minus Very Late (VEMVL), the chip spacing d 2 of the Early Minus Late (EML), and the two weights (w 1 , w 2 ) are described in Equation 4 above. And it can be changed in consideration of the performance of the satellite signal tracking device 200.

도 6은 위성신호 추적 장치(200)의 성능 및 모호성 문제점의 해결 여부를 확인하기 위해 위성신호를 추적(Tracking)한 결과를 비교하는 그래프로서, 도 6의 (a)는 종래의 위성신호 추적 결과 그래프이고 도 6의 (b)는 본 발명에 따른 위성신호 추적 결과 그래프이다. FIG. 6 is a graph comparing the results of tracking satellite signals in order to confirm whether the satellite signal tracking apparatus 200 solves the problem of performance and ambiguity. FIG. 6 (a) shows a conventional satellite signal tracking result. 6 (b) is a graph of satellite signal tracking results according to the present invention.

도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 종래의 GPS 상관기는 BOC(1,1) 신호의 사이드 피크만을 추적하는 반면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 발명에 의한 상관기는 메인 피크를 추적하는 것을 확인할 수 있다. 이는 도 6의 (b)에 도시한 상관기 출력값이 (a)에 도시한 상관기 출력보다 약 4배가 크다는 사실로부터 유추할 수 있다. As shown in FIG. 6 (a), the conventional GPS correlator tracks only the side peak of the BOC (1,1) signal, while the correlator according to the invention as shown in FIG. 6 (b) shows the main peak. You can see it tracking. This can be inferred from the fact that the correlator output value shown in FIG. 6B is about four times larger than the correlator output shown in (A).

한편, 전술한 코드 추적 루프 제어부(240)는 코드 비교부(230)에서 출력된 코드 위상 오차가 기설정된 위성신호 추적 범위 안에 들어오면 위성신호를 획득한 것으로 판단하고, 기설정된 위성신호 추적 범위를 벗어나면 위성신호를 놓친 것으로 판단한다. 따라서 코드 추적 루프 제어부(240)는 위성신호 획득 이후부터 위성신호를 놓치기 전까지는 위성신호 추적을 반복적으로 수행하도록 제어한다. Meanwhile, the code tracking loop controller 240 described above determines that the satellite signal is acquired when the code phase error output from the code comparator 230 falls within the preset satellite signal tracking range, and determines the preset satellite signal tracking range. If off, it is determined that the satellite signal is missed. Therefore, the code tracking loop control unit 240 controls the satellite signal tracking to be repeatedly performed after the satellite signal is acquired until the satellite signal is missed.

이러한 위성신호 추적에 대한 제어를 위해, 코드 추적 루프 제어부(240)는 코드 비교부(230)에서 계산되어 출력된 코드 위상 오차가 기설정된 위성신호 추적 범위 이내에 존재하는 동안 해당 위성에서 송신된 위성신호를 추적(Tracking)하도록 클럭에 대한 특정 위상이 변경되도록 제어하여 코드 생성부(210)로 입력하여, 코드 생성부(210)가 변경된 특정 위상에 대하여 지연시킨 코드를 생성하도록 한다. 이러한 점으로 인해 코드 추적 루프 제어 구조는 지연 고정 루프(Delayed Locked Loop: DLL) 구조를 가진다고 한다. For the control of the satellite signal tracking, the code tracking loop control unit 240 is a satellite signal transmitted from the satellite while the code phase error calculated and output from the code comparator 230 is within the preset satellite signal tracking range. In order to track the specific phase of the clock to be changed to be input to the code generator 210, the code generator 210 to generate a delay code for the changed specific phase. Because of this, the code tracking loop control structure has a delayed locked loop (DLL) structure.

본 발명에 따른 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치(200)에서의 코드 생성부(210)는 종래에서 생성하는 L 코드, P 코드 및 E 코드보다 2개의 추정 PRN 코드(VL 코드, VE 코드)를 추가로 생성하고, 상관부(220)가 생성된 추정 PRN 코드를 이용하여 위성신호의 PRN 코드와 상관하고, 코드 비교부(230)에서는 2개의 가중 치(w1, w2)를 이용하여 코드 위상 오차를 계산하여 위성신호를 획득 및 추적한다는 의미에서, GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치(200)에서의 상관부(220)를 "VEMVL(Very Early Minus Very Late) 상관기"라고도 하며, 코드 판별기(Code Discriminator)인 코드 비교부(230)에서 가중치를 포함하는 [수학식 1]을 이용하여 코드 위상 오차를 계산하는 알고리즘을 "WDELP(Weighted Double Early minus Late Power) 알고리즘"이라 하여 전술한 [수학식 1]에서 코드 위상 오차를 DWDELP(ε)로 표현하였다.The code generator 210 in the GPS signal tracking device 200 of the GPS / Galileo receiver according to the present invention has two estimated PRN codes (VL code and VE code) than L codes, P codes, and E codes that are conventionally generated. Is further generated, the correlation unit 220 correlates with the PRN code of the satellite signal using the generated estimated PRN code, and the code comparison unit 230 uses two weighting values w 1 and w 2 . In order to acquire and track satellite signals by calculating code phase errors, the correlator 220 in the satellite signal tracking device 200 of the GPS / Galileo receiver is also referred to as a "Very Early Minus Very Late Correlator". An algorithm for calculating a code phase error using Equation 1 including a weight in the code comparator 230, which is a code discriminator, is referred to as a "weighted double early minus late power (WDELP) algorithm". In Equation 1, the code phase error is D WDELP ( ε).

한편, 이상에서의 설명에서는 코드 생성부(210)가 VL 코드, L 코드, P 코드, E 코드 및 VE 코드를 포함한 5개의 추정 PRN 코드를 생성하고, 상관부(220)가 이를 이용하여 위성신호의 PRN 코드와 상관하며 코드 비교부(230)에서는 2개의 가중치(w1, w2)를 이용하여 코드 위상 오차를 계산하여 위성신호를 획득 및 추적하는 것이었으나, 코드 생성부(210)는 VL 코드의 위상보다 더 뒤진 하나 이상의 코드 및 VE 코드의 위상보다 더 앞선 하나 이상의 코드를 추정 PRN 코드로서 추가 생성할 수도 있다. 이렇게 되면, 상관부(220)는 추가 생성된 추정 PRN 코드를 위성신호의 동상위상(In-phase: I) 성분 및 직각위상(Quadrature-phase: Q) 성분과 각각 상관하고, 코드 비교부(230)는 가중치를 추가로 더 이용하여 코드 위상 오차를 계산한다. 예를 들어, 코드 생성부(210)에서 L 코드의 위상보다 더 뒤진 하나 이상의 코드와 VE 코드의 위상보다 더 앞선 하나 이상의 코드를 포함하는 2개의 추정 PRN 코드가 추가 생성되면, 코드 상관부(220)에서는 4개의 상관값이 추가로 출력되고 코 드 비교부(230)는 1개의 가중치(W3)를 추가로 이용하여 전술한 [수학식 1]을 변경하여 코드 위상 오차를 계산한다. Meanwhile, in the above description, the code generator 210 generates five estimated PRN codes including the VL code, the L code, the P code, the E code, and the VE code, and the correlator 220 uses the satellite signals. The code comparator 230 calculates a code phase error using two weights w 1 and w 2 to obtain and track a satellite signal, but the code generator 210 uses the VL code. One or more codes that are later than the phase of the code and one or more codes that are earlier than the phase of the VE code may be further generated as estimated PRN codes. In this case, the correlation unit 220 correlates the additionally generated estimated PRN code with the in-phase (I) component and the quadrature-phase (Q) component of the satellite signal, respectively, and the code comparison unit 230. ) Further uses the weight to calculate the code phase error. For example, if the code generator 210 additionally generates two estimated PRN codes including one or more codes that are later than the phase of the L code and one or more codes that are earlier than the phase of the VE code, the code correlator 220 is generated. ), Four correlation values are additionally output, and the code comparison unit 230 calculates a code phase error by changing the above-described Equation 1 using one additional weight W 3 .

한편, 본 발명에 따른 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치(200)에 대한 이상의 설명에서는 항법 데이터, PRN 코드, 부반송파 및 반송파 등을 포함하는 위성신호를 수신하여 항법 데이터를 복조하고자 위성신호를 획득하기 위해서, 추정 PRN 코드를 생성하고 이를 위성신호의 PRN 코드와 상관하여 위성신호의 PRN 코드와 동일한 위상의 추정 PRN 코드를 생성하도록 제어하는 코드 추적 루프 제어를 통하여 위성신호를 획득하고 추적하는 방식에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 따른 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치(200)는 도 3에서처럼 추정 반송파를 생성하고 이를 위성신호의 반송파와 상관하여 위성신호의 반송파와 추정 반송파의 주파수가 동일하도록 추적하는 반송파 추적 루프 제어부(340), 반송파 생성부(310), 반송파 비교부(330) 등을 추가로 포함한다. 여기서, 반송파 추적 루프 제어부(340)에 의해 수행되는 반송파 추적 루프에 대한 구조는 위상 고정 루프(Phase Locked Loop: PLL) 구조 또는 주파수 고정 루프(Frequency Locked Loop: FLL) 구조를 가지며, 이는 코드 추적 루프 제어부(240)에 의해 수행되는 코드 추적 루프에 대한 구조가 지연 고정 루프(Delayed Locked Loop: DLL) 구조와 차이점이다. 이러한 차이점으로 인해 반송파 추적 루프 제어부(340)에 의해 수행되는 반송파 추적 루프 제어는 코드 추적 루프 제어와는 다른 알고리즘에 의해 수행된다. Meanwhile, in the above description of the satellite signal tracking device 200 of the GPS / Galileo receiver according to the present invention, a satellite signal including a navigation data, a PRN code, a subcarrier and a carrier wave is received to acquire a satellite signal to demodulate the navigation data. In order to obtain and track a satellite signal through a code tracking loop control that generates an estimated PRN code and correlates it with a PRN code of a satellite signal to generate an estimated PRN code of the same phase as that of the satellite signal. Although the description has been given, the satellite signal tracking device 200 of the GPS / Galileo receiver according to the present invention generates an estimated carrier as shown in FIG. 3 and correlates it with the carrier of the satellite signal so that the frequency of the carrier and the estimated carrier of the satellite signal are the same. Add carrier tracking loop control unit 340, carrier generation unit 310, carrier comparison unit 330, etc. It includes. Here, the structure of the carrier tracking loop performed by the carrier tracking loop control unit 340 has a phase locked loop (PLL) structure or a frequency locked loop (FLL) structure, which is a code tracking loop. The structure of the code tracking loop performed by the controller 240 is different from that of the delayed locked loop (DLL) structure. Due to this difference, the carrier tracking loop control performed by the carrier tracking loop control unit 340 is performed by an algorithm different from the code tracking loop control.

한편, 본 발명에 따른 위성신호 추적 장치(200)를 구비한 GPS/갈릴레오 수신 기는 항법 데이터 변조부 및 항법 수행부 등을 추가로 포함한다. Meanwhile, the GPS / Galileo receiver including the satellite signal tracking device 200 according to the present invention further includes a navigation data modulator and a navigation performer.

도 4는 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치(200)를 더욱 상세하게 도시한 도면이다. 4 is a view illustrating in more detail the apparatus 200 for tracking satellite signals of the GPS / Galileo receiver described above with reference to FIGS. 2 and 3.

도 4를 참조하면, 반송파 오실레이터(342)는 레지스터 값을 조절하여 출력되는 클럭의 주파수를 조절하고, 반송파 생성부(310)는 이렇게 조절된 주파수의 클럭(구형파)을 입력받아 정해진 비트의 해상도(Resolution)를 갖는 정현파 신호의 추정 반송파를 생성하며 주파수 합성기(Frequency Synthesizer)로 구현될 수 있다. 반송파 생성부(310)에서 생성된 정현파 신호의 추정 반송파는 수신된 위성신호의 동상위상(I) 성분 및 직각위상(Q) 성분과 2개의 반송파 믹서(221, 222)에서 각기 곱해진다. Referring to FIG. 4, the carrier oscillator 342 adjusts a frequency of a clock output by adjusting a register value, and the carrier generator 310 receives a clock (square wave) of the adjusted frequency so as to determine a resolution of a predetermined bit ( It generates an estimated carrier of the sinusoidal signal having a resolution and can be implemented by a frequency synthesizer (Frequency Synthesizer). The estimated carrier of the sinusoidal signal generated by the carrier generator 310 is multiplied by the in-phase (I) component and the quadrature (Q) component of the received satellite signal by the two carrier mixers 221 and 222, respectively.

도 4를 참조하면, 위성신호의 동상위상(I) 성분이 추정 반송파와 반송파 믹서(221)에서 믹싱된 신호는 코드 생성부(210)에서 생성된 VE 코드, E 코드, P 코드, L 코드 및 VL 코드를 포함한 추정 PRN 코드와 동상위상(I) 부분에서의 5개의 코드 믹서(2211, 2212, 2213, 2214, 2215)에서 곱해지고, 5개의 코드 믹서(2211, 2212, 2213, 2214, 2215)에서 믹싱된 신호는 5개의 적분기에서 각기 상관값을 계산하는 데 이용된다. 5개의 적분기에서 계산된 상관값은 IVE(In-phase Very Early) 상관값, IE(In-phase Early) 상관값, IP(In-phase Prompt) 상관값, IL(In-phase Late) 상관값 및 IVL(In-phase Very Late) 상관값이다. Referring to FIG. 4, a signal in which an in-phase phase (I) component of a satellite signal is mixed in an estimated carrier and a carrier mixer 221 may include a VE code, an E code, a P code, an L code, generated by the code generator 210. Estimated PRN code including VL code and 5 code mixers 2211, 2212, 2213, 2214, 2215 in in phase (I) portion, multiplied by 5 code mixers 2211, 2212, 2213, 2214, 2215 The mixed signal in is used to calculate the correlation values for each of the five integrators. The correlation values calculated for the five integrators are the In-phase Very Early (IVE) correlation, the In-phase Early correlation, the In-phase Prompt correlation, the In-phase Late correlation, In-phase Very Late (IVL) correlation.

도 4를 참조하면, 위성신호의 직각위상(Q) 성분이 추정 반송파와 반송파 믹서(222)에서 믹싱된 신호는 코드 생성부(210)에서 생성된 VE 코드, E 코드, P 코 드, L 코드 및 VL 코드를 포함한 추정 PRN 코드와 직각위상(Q) 부분에서의 5개의 코드 믹서(2221, 2222, 2223, 2224, 2225)에서 곱해지고, 5개의 코드 믹서(2221, 2222, 2223, 2224, 2225)에서 믹싱된 신호는 해당 5개의 적분기에서 각기 상관값을 계산하는 데 이용된다. 해당 5개의 적분기에서 계산된 상관값은 QVE(Quadrature-phase Very Early) 상관값, QE(Quadrature-phase Early) 상관값, QP(Quadrature-phase Prompt) 상관값, QL(Quadrature-phase Late) 상관값 및 QVL(Quadrature-phase Very Late) 상관값이다. Referring to FIG. 4, a signal in which a quadrature phase (Q) component of a satellite signal is mixed in the estimated carrier and the carrier mixer 222 may be a VE code, an E code, a P code, or an L code generated by the code generator 210. And the five code mixers 2221, 2222, 2223, 2224, and 2225 in quadrature (Q) portions with the estimated PRN code including the VL code, and five code mixers (2221, 2222, 2223, 2224, 2225). The mixed signal in) is used to calculate the correlation values for each of the five integrators. The correlation values calculated for these five integrators are Quadrature-phase Very Early (QVE), Quadrature-phase Early (QE), Quadrature-phase Prompt (QP), and Quadrature-phase Late (QL) And Quadrature-phase Very Late (QVL) correlation values.

10개의 적분기에서 계산되어 출력되는 10개의 상관값(IVE 상관값, IE 상관값, IP 상관값, IL 상관값, IVL 상관값, QVE 상관값, QE 상관값, QP 상관값, QL 상관값 및 QVL 상관값) 중에서 IP 상관값 및 QP 상관값은 반송파 비교부(330)로 입력되어 추정 반송파와 위성신호의 주파수 차이(주파수 오차)를 검출하여 검출 결과에 따라 반송파 추적 루프 제어부(340)에 의해 반송파 추적 루프가 제어된다. 반송파 추적 루프 제어부(340)에는 반송파 오실레이터(342) 및 반송파 루프 필터(341)를 포함할 수 있다. 반송파 루프 필터(341)는 위성신호의 반송파 주파수와 추정 반송파 주파수가 다른 경우 발생할 수 있는 잡음 성분을 제거하며 동적으로 변하는 신호 특성에 따라 변하는 주파수 오차를 보상하기 위한 피드백 제어 시스템(Feedback Control System)에서의 보상기(Compensator) 역할을 수행할 수 있다. 10 correlation values (IVE correlation value, IE correlation value, IP correlation value, IL correlation value, IVL correlation value, QVE correlation value, QE correlation value, QP correlation value, QL correlation value and QVL) IP correlation value and QP correlation value are input to the carrier comparison unit 330 to detect the frequency difference (frequency error) between the estimated carrier and the satellite signal, and the carrier tracking loop control unit 340 according to the detection result. The tracking loop is controlled. The carrier tracking loop controller 340 may include a carrier oscillator 342 and a carrier loop filter 341. The carrier loop filter 341 removes a noise component that may occur when the carrier frequency and the estimated carrier frequency of the satellite signal are different, and in a feedback control system to compensate for a frequency error that changes according to a dynamically changing signal characteristic. Can act as a compensator.

또한, 10개의 적분기에서 계산되어 출력되는 10개의 상관값(IVE 상관값, IE 상관값, IP 상관값, IL 상관값, IVL 상관값, QVE 상관값, QE 상관값, QP 상관값, QL 상관값 및 QVL 상관값) 중에서 IP 상관값 및 QP 상관값을 제외한 나머지 8개 상 관값은 코드 비교부(230)로 입력되어 추정 PRN 코드와 위성신호의 PRN 코드와의 위상 차이(위상 오차)를 검출하여 검출 결과에 따라 코드 추적 루프 제어부(240)에 의해 코드 추적 루프가 제어된다. 코드 추적 루프 제어부(240)에는 코드 오실레이터(242) 및 코드 루프 필터(241)를 포함할 수 있다. 코드 루프 필터(341)는 위성신호의 PRN 코드의 위상과 추정 PRN 코드의 위상 차이로 인해 발생할 수 있는 잡음 성분을 제거하며 동적으로 변하는 신호 특성에 따라 변하는 위상 오차를 보상하기 위한 피드백 제어 시스템(Feedback Control System)에서의 보상기(Compensator) 역할을 수행할 수 있다. In addition, 10 correlation values (IVE correlation value, IE correlation value, IP correlation value, IL correlation value, IVL correlation value, QVE correlation value, QE correlation value, QP correlation value, QL correlation value) And 8 correlation values excluding the IP correlation value and the QP correlation value among the QVL correlation values) are input to the code comparison unit 230 to detect a phase difference (phase error) between the estimated PRN code and the PRN code of the satellite signal. The code tracking loop is controlled by the code tracking loop controller 240 according to the detection result. The code tracking loop controller 240 may include a code oscillator 242 and a code loop filter 241. The code loop filter 341 removes noise components that may occur due to the phase difference between the PRN code of the satellite signal and the phase of the estimated PRN code, and a feedback control system for compensating for a phase error that changes according to a dynamically changing signal characteristic. It can act as a compensator in a control system.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

도 1은 BOC 변조 신호의 자기상관함수를 나타내는 도면,1 is a diagram showing an autocorrelation function of a BOC modulated signal;

도 2는 본 발명에 따른 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치에 대한 개략적인 블록도,2 is a schematic block diagram of an apparatus for tracking satellite signals of a GPS / Galileo receiver according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 반송파 추적 루프 구조를 포함하는 위성신호 추적 장치에 대한 개략적인 블록도,3 is a schematic block diagram of a satellite signal tracking apparatus including a carrier tracking loop structure according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치에 대한 상세 블록도, 4 is a detailed block diagram of an apparatus for tracking satellite signals of a GPS / Galileo receiver according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치에서의 코드 비교부로부터 출력되는 코드 위상 오차를 나타내는 그래프, 5 is a graph showing a code phase error output from a code comparator in a satellite signal tracking device of a GPS / Galileo receiver according to the present invention;

도 6은 위성신호 추적 성능을 비교하기 위한 그래프이다. 6 is a graph for comparing satellite signal tracking performance.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

200: 위성신호 추적 장치200: satellite signal tracking device

210: 코드 생성부210: code generation unit

220: 상관부220: correlator

230: 코드 비교부230: code comparison unit

240: 코드 추적 루프 제어부240: code tracking loop control

Claims (7)

위성으로부터 BOC(Binary Offset Carrier)(1,1) 변조 기법으로 변조된 BOC(1,1) 신호인 위성신호를 수신하여 획득하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치에 있어서, A satellite signal tracking device of a GPS / Galileo receiver for receiving and obtaining a satellite signal, which is a BOC (1,1) signal modulated by a BOC (Binary Offset Carrier) (1,1) modulation technique, 특정 위상의 클럭을 입력받아 상기 특정 위상을 갖는 P(Prompt) 코드, 상기 특정 위상을 기준으로 기 설정된 특정 지연값만큼 뒤진 L(Late) 코드, 상기 특정 지연값보다 더 뒤진 VL(Very Late) 코드, 상기 특정 지연값만큼 앞선 E(Early) 코드 및 상기 특정 지연값보다 더 앞선 VE(Very Early) 코드를 포함하는 추정 PRN 코드를 생성하여 출력하는 코드 생성부;P (Prompt) code having a specific phase and receiving a clock of a specific phase, an L (Late) code that is delayed by a predetermined delay value based on the specific phase, and a VL (Very Late) code that is further behind the specific delay value. A code generator for generating and outputting an estimated PRN code including an E (Early) code preceding the specific delay value and a VE (Very Early) code earlier than the specific delay value; 상기 위성신호와 상기 추정 PRN 코드를 입력받아, 상기 위성신호를 동상위상 성분 및 직각위상 성분으로 분리하고, 상기 분리된 위성신호에 포함된 PRN 코드와 상기 추정 PRN 코드를 각각 상관하여 상관값을 출력하는 상관부;The satellite signal is input to the estimated PRN code, the satellite signal is separated into an in-phase phase component and a quadrature phase component, and a correlation value is output by correlating the PRN code included in the separated satellite signal and the estimated PRN code, respectively. Correlator; 상기 출력된 상관값, 상기 BOC(1,1) 신호의 자기상관함수 및 2개의 가중치를 이용하여 코드 위상 오차를 계산하여 출력하는 코드 비교부; 및 A code comparison unit configured to calculate and output a code phase error using the output correlation value, the autocorrelation function of the BOC (1,1) signal, and two weights; And 상기 출력된 코드 위상 오차가 기설정된 위성신호 추적 범위 이내에 존재하는 동안 상기 위성에서 송신된 위성신호를 추적하기 위하여 상기 클럭의 상기 특정 위상이 변경되도록 제어하여 상기 코드 생성부로 입력하는 코드 추적 루프 제어부The code tracking loop control unit controls the specific phase of the clock to be changed to input the code generation unit to track the satellite signal transmitted from the satellite while the output code phase error is within a preset satellite signal tracking range. 를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치. Satellite signal tracking device of the GPS / Galileo receiver comprising a. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 상관부는, The correlation unit, 상기 위성신호의 상기 동상위상(In-phase: I) 성분을 상기 추정 PRN 코드와 상관하여 IVE 상관값, IE 상관값, IP 상관값, IL 상관값 및 IVL 상관값을 생성하고, 상기 위성신호의 상기 직각위상(Quadrature-phase: Q) 성분을 상기 추정 PRN 코드와 상관하여 QVE 상관값, QE 상관값, QP 상관값, QL 상관값 및 QVL 상관값을 생성하되, 상기 IVE 상관값, 상기 IE 상관값, 상기 IL 상관값, 상기 IVL 상관값, 상기 QVE 상관값, 상기 QE 상관값, 상기 QL 상관값 및 상기 QVL 상관값을 출력하는 것을 특징으로 하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치. Correlating the in-phase (I) component of the satellite signal with the estimated PRN code to generate an IVE correlation value, an IE correlation value, an IP correlation value, an IL correlation value, and an IVL correlation value; The quadrature-phase (Q) component is correlated with the estimated PRN code to generate a QVE correlation value, a QE correlation value, a QP correlation value, a QL correlation value, and a QVL correlation value, wherein the IVE correlation value and the IE correlation value are generated. Outputting a value, the IL correlation value, the IVL correlation value, the QVE correlation value, the QE correlation value, the QL correlation value, and the QVL correlation value. 제 2항에 있어서, 3. The method of claim 2, 상기 코드 비교부는, The code comparison unit, 상기 상관부에서 출력된 상기 IVE 상관값, 상기 IE 상관값, 상기 IL 상관값, 상기 IVL 상관값, 상기 QVE 상관값, 상기 QE 상관값, 상기 QL 상관값 및 상기 QVL 상관값을 입력받아 상기 2개의 가중치를 이용하여 하기식을 통해 상기 코드 위상 오차를 계산하는 것을 특징으로 하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치. The IVE correlation value, the IE correlation value, the IL correlation value, the IVL correlation value, the QVE correlation value, the QE correlation value, the QL correlation value, and the QVL correlation value output from the correlation part are received. And calculating the code phase error using the following weights.
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제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 코드 비교부는, The code comparison unit, 상기 2개의 가중치를 상기 출력된 코드 위상 오차의 기울기 부호가 항상 영(Zero) 이상이 되게 설정하는 것을 특징으로 하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치. And setting the two weights such that the slope code of the output code phase error is always equal to or greater than zero. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 코드 추적 루프 제어부는, The code tracking loop control unit, 상기 출력된 코드 위상 오차가 상기 기설정된 위성신호 추적 범위 안에 들어오면 상기 위성신호를 획득한 것으로 판단하고, 상기 기설정된 위성신호 추적 범위를 벗어나면 상기 위성신호를 놓친 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치. GPS, characterized in that it is determined that the satellite signal is acquired when the output code phase error falls within the preset satellite signal tracking range, and that the satellite signal is missed when it is out of the preset satellite signal tracking range. Satellite signal tracking device for Galileo receiver. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 코드 생성부는, The code generator, 상기 특정 지연값을 칩(Chip) 단위로 기 설정하되, 상기 특정 지연값은 상기 위성신호의 획득률에 따라 변경가능한 것을 특징으로 하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치. And setting the specific delay value in units of chips, wherein the specific delay value is changeable according to an acquisition rate of the satellite signal. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 코드 생성부는, The code generator, 상기 VL 코드의 위상보다 더 뒤진 하나 이상의 코드 및 상기 VE 코드의 위상보다 더 앞선 하나 이상의 코드를 상기 추정 PRN 코드로서 추가 생성하는 것을 특징으로 하는 GPS/갈릴레오 수신기의 위성신호 추적 장치. And additionally generating, as the estimated PRN code, at least one code that is later than the phase of the VL code and at least one code that is earlier than the phase of the VE code as the estimated PRN code.
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