KR101116028B1 - 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치 및 이를 이용한 선별적 동기방법 - Google Patents

개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치 및 이를 이용한 선별적 동기방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 개별 지피에스(GPS) 위성으로부터의 시각데이터에 따라 생성된 초신호와 로컬클럭과의 시각편차를 측정하고, 측정한 시각편차에 따라 개별 GPS 위성으로부터의 시각데이터를 선택적으로 활용하여 동기화하는 개별 GPS 위성과의 시각편차 측정장치 및 이를 이용한 선별적 동기방법에 관한 것으로, 안테나를 통해 다수의 지피에스(GPS) 위성신호를 수신할 수 있는 다수의 채널이 구성되며, 다수의 GPS 위성으로부터의 GPS 시각데이터를 기준으로 동기된 각각의 초신호(1 pps)를 순차적으로 발생시키는 GPS 엔진부; GPS 엔진부의 채널수에 해당하는 소정의 초신호를 발생시키는 로컬 발진부; GPS 엔진부의 다수의 채널에서 수신된 각각의 GPS 시각데이터를 바탕으로 만들어진 후 다수의 채널로부터 순차적으로 전송된 초신호들과, 로컬 발진부에서 발생된 초신호들을 순차적으로 수신하여 각 초신호들간의 시간차 편이에 따른 시간차 간격을 순차적으로 계수하는 시간차 간격 계수부; 및 GPS 엔진부가 각 채널별로 별도의 서로 다른 GPS 위성의 시각데이터에 따라 동기되는 초 신호를 순차적으로 발생시키도록 제어하며, 시간차 간격 계수부에서 순차적으로 전송된 시간차 간격 데이터를 서로 비교(Majority Voting)하여 설정된 범위 또는 대다수의 값들로부터 상대적으로 벗어나는 GPS 위성으로부터의 시간차 간격 데이터를 배제하고, 나머지 선별된 GPS 위성으로부터의 시간차 간격 데이터의 평균값에 의해 산출된 보상값에 따라 로컬 발진부의 클럭이 동기되도록 제어하는 제어부; 를 포함하여 구성된다.
Figure R1020090114617
GPS, 시각동기

Description

개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치 및 이를 이용한 선별적 동기방법{Measurement device on the time difference from individual GPS satellite and selectively synchronizing method thereof}
본 발명은 개별 지피에스(GPS) 위성으로부터의 시각데이터에 따라 생성된 초신호와 로컬클럭과의 시각편차를 측정하고, 측정한 시각편차에 따라 개별 지피에스 위성으로부터의 시각데이터를 선택적으로 활용하여 동기화하는 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치 및 이를 이용한 선별적 동기방법에 관한 것이다.
지피에스(Global Positioning System : GPS)는 비행기?선박?자동차뿐만 아니라 세계 어느 곳에서든지 인공위성을 이용하여 자신의 위치를 정확히 알 수 있는 시스템으로, 위성항법장치라고도 한다. 일반적으로 GPS 수신기를 이용해 3개 이상의 위성으로부터 정확한 시각과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 따라서 현 위치를 정확히 계산할 수 있다. 이러한, GPS는 나침반과 달리 위도?경도?고도의 위치뿐만 아니라 3차원의 속도정보와 함께 정확한 시각까지 얻을 수 있다. 위치 정확도는 군사용과 민간용에 따라 차이가 있으며, 민간용은 수평?수직 오차가 10～15m 정도이며 속도측정 정확도는 초당 3cm이다.
이와 같은 GPS는 미국이 국방상의 목적으로 개발한 시스템으로, 지구 주위를 돌고 있는 수개의 인공위성을 이용하여 지구상에 있는 사용자의 위치를 계산하는 항법 시스템이다. GPS는 지상, 해상, 공중 등 지구상의 어느 곳에서나 시간 제약없이 인공 위성에서 발신하는 정보를 수신하여 정지 또는 이동하는 물체의 위치를 측정 할 수 있다. GPS의 우주 부분은 24개의 인공 위성으로 이루어져 있고, 이 위성들은 고도 20,200km 상공에서 공전하고 있으며 전세계 어디든지 5 내지 6개의 GPS 인공 위성으로부터 전파를 수신할 수 있도록 설계되어 있다.
GPS의 사용자 부분인 GPS 수신기는 무선 주파수(Radio Frequency:RF) 수신 부분, 중간 주파수(intermediate Frequency:IF) 처리 부분, 그리고 디지털 신호 처리 부분으로 이루어져 위성으로부터 수신되는 신호를 이용하여 GPS 수신기의 위치를 추정해낸다.
한편, GPS 수신기는 최대 12개의 위성들로부터 전송된 신호들의 통과 시각을 계산함으로써 위치를 결정한다. 이와 같이 GPS는 주로 GPS 수신이 가능한 GPS 수신기의 현재 위치를 검색하는데 유용하게 사용되므로 네비게이션분야에서 탁월한 기능을 제공하고 있다.
또한, GPS는 통신분야를 비롯한 일부 분야에서는 정확한 시각 또는 주파수를 얻기 위해 사용되고 있다. 특히 동기식 이동통신 분야에서는 GPS 위성으로부터 수신된 시각신호에 자신의 현재시각을 동기하고 있다. 즉, 모든 통신 시스템은 서로 간에 동기를 맞추어야 통신이 가능한데, 무선 통신 시스템인 이동통신 시스템에서도 단말기와 기지국간에 통신을 하기 위해서 동기를 맞추어야 한다. 여기서, 동기 식이란, 동기를 맞추기 위한 기준 시각데이터를 GPS 위성으로부터 받아서 사용하는 방식을 말한다. 이때, GPS 위성으로부터 수신한 시각신호의 평균적인 시각신호에 동기된다.
그러나 이와 같은 종래 GPS 수신장치에서의 시각 동기화에 있어서는 다음과 같은 문제가 있었다.
첫째, 최대 12개의 위성으로부터 수신된 시각신호(clock source) 중 이상이 발생한 위성이나, 순간적으로 시각신호 품질에 이상이 발생한 경우에도 모든 위성의 시각데이터를 이용함으로써 수신한 시각데이터에 오류가 발생할 수 있었다.
둘째, 수신한 시각데이터에 이상이 발생한 경우 GPS 수신기의 현재 위치정보 역시 오류가 발생할 수 있었고, 그와 같은 문제는 이상이 발생한 위성이 정상적으로 동작하기 전까지 해소될 수 없는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 개별 지피에스(GPS) 위성으로부터의 시각데이터에 따라 생성된 초신호와 로컬클럭과의 시각편차를 측정하고, 측정한 시각편차에 따라 개별 지피에스 위성으로부터의 시각데이터를 선택적으로 활용하여 동기화하는 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치 및 이를 이용한 선별적 동기방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안테나를 통해 다수의 지피에스(GPS) 위성신호를 수신할 수 있는 다수의 채널이 구성되며, 다수의 GPS 위성으로부터의 GPS 시각데이터를 기준으로 동기된 각각의 초신호(1 pps)를 순차적으로 발생시키는 GPS 엔진부; GPS 엔진부의 채널수에 해당하는 소정의 초신호를 발생시키는 로컬 발진부; GPS 엔진부의 다수의 채널에서 수신된 각각의 GPS 시각데이터를 바탕으로 만들어진 후 다수의 채널로부터 순차적으로 전송된 초신호(1 pps)들과, 로컬 발진부에서 발생된 초신호(1 pps)들을 순차적으로 수신하여 각 초신호들간의 시간차 편이에 따른 시간차 간격을 순차적으로 계수하는 시간차 간격 계수부; 및 GPS 엔진부가 각 채널별로 별도의 서로 다른 GPS 위성의 시각데이터에 따라 동기되는 초 신호를 순차적으로 발생시키도록 제어하며, 시간차 간격 계수부에서 순차적으로 전송된 시간차 간격 데이터를 서로 비교(Majority Voting)하여 설정된 범위 또는 대다수의 값들로부터 상대적으로 벗어나는 GPS 위성으로부터의 시간차 간격 데이터를 배제하고, 나머지 선별된 GPS 위성으로부터의 시간차 간격 데이터의 평균값에 의해 산출된 보상값에 따라 로컬 발진부의 클럭이 동기되도록 제어하는 제어부; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치를 제공한다.
여기서, 다수의 시간차 간격 계수부는 1개 또는 4개 이상 12개 이하로 구성됨이 바람직하다.
그리고, 제어부와 로컬 발진부 사이에는 선별된 GPS 위성으로부터 평균적으로 얻어진 시간차간격 데이터 및 이를 상쇄하기 위한 보상값을 통해 로컬 발진부의 클럭이 동기되도록 제어하고자 하는 위상동기 데이터를 제어부로부터 수신하고, 수신된 위상동기 데이터를 디지털/아날로그 변환하여 로컬 발진부로 전송하는 디지털/아날로그 변환부가 더 구성됨이 바람직하다.
또한 시간차 간격 계수부는 GPS 엔진부의 채널 수만큼 구성된 것이 바람직하다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, GPS 엔진부가 다수의 GPS 위성으로부터 GPS 시각데이터를 수신하고, 수신된 GPS 시각데이터에 따른 초 신호를 순차적 으로 발생시키는 단계; 로컬 발진부에서 발생되는 GPS엔진부의 채널수에 해당하는 소정의 초신호들과, GPS 엔진부의 다수의 채널에서 순차적으로 발생된 초신호들 각각을 시간차 간격 계수부에서 순차적으로 전송받아 해당 초신호의 시간차 편이 각각을 측정하고 각각의 시간차 간격을 순차적으로 계수하여 제어부로 전송하는 단계; 제어부는 계수된 시간차 간격 데이터를 비교하여 비교결과에 따라 설정된 범위 또는 대다수의 값들로부터 상대적으로 벗어나는 GPS 위성으로부터의 시간차측정 데이터를 배제하는 단계; 제어부는 배제되지 않은 GPS 위성으로부터의 시간차간격 데이터들에 따른 시간차간격 평균값을 산출하고 산출한 시간차간격 평균값에 따른 보상값을 계산하는 단계; 및, 제어부가 계산한 보상값에 따라 로컬 발진부의 클럭이 동기되도록 제어하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치를 이용한 선별적 동기방법을 제공한다.
여기서, 로컬 발진부의 클럭이 동기되도록 제어하는 단계는, 제어부가 산출된 시간차간격 평균값을 보상하기 위한 보상값을 디지털/아날로그 변환부로 전송하는 단계와, 디지털/아날로그 변환부에서 보상값에 해당하는 EFC 전압을 아날로그 값으로 변환하여 로컬 발진부로 전송하는 단계와, 로컬 발진부에서 전송된 EFC 전압에 따라 클럭을 동기하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 보상값은, 'A*시간차간격 평균값’으로 구하며, 여기서, A는 시간차간격의 평균값에 비례하는 상수로써, 로컬 발진부의 EFC에 가하는 적절한 전압을 만들기 위하여 디지털/아날로그 변환부의 출력특성과 EFC 전압의 가변범위를 고려하여 실험적으로 부여한 것이 바람직하다.
또한, 설정된 범위 또는 대다수의 값들로부터 상대적으로 떨어져 있는 시간차간격 데이터를 지닌 GPS 위성으로부터의 시간차측정 데이터를 배제하는 단계는, 제어부에서 로컬 발진부의 초 신호와 GPS 엔진부의 채널별로 만들어진 초신호와의 시간차간격 데이터들의 표준편차를 고려한 상관관계에 따라 오차가 상대적으로 큰 GPS 위성으로부터의 시간차측정 데이터를 배제하는 단계임이 바람직하다.
한편, 시간차 간격 계수부가 GPS엔진부의 채널 수만큼 구성된 경우 GPS 엔진부는 다수의 GPS 위성으로부터 GPS 시각데이터에 따른 각각의 초 신호를 동시에 발생시키는 단계와, 로컬 발진부에서 발생되는 GPS엔진부의 채널수에 해당하는 소정의 초신호들과, GPS 엔진부의 다수의 채널에서 동시에 발생된 초신호들 각각을 다수의 시간차 간격 계수부 각각에서 전송받아 해당 초신호의 시간차 편이 각각을 측정하고 각각의 시간차 간격을 계수하여 제어부로 전송하는 단계와, 제어부는 계수된 시간차 간격 데이터를 비교하여 비교결과에 따라 설정된 범위 또는 대다수의 값들로부터 상대적으로 벗어나는 GPS 위성으로부터의 시간차측정 데이터를 배제하는 단계와, 제어부는 배제되지 않은 GPS 위성으로부터의 시간차간격 데이터들에 따른 시간차간격 평균값을 산출하고 산출한 시간차간격 평균값에 따른 보상값을 계산하는 단계, 및, 제어부가 계산한 보상값에 따라 로컬 발진부의 클럭이 동기되도록 제 어하는 단계로 선별적 동기를 수행하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 최대 12개의 위성으로부터 수신된 시각신호(clock source) 중 이상이 발생한 위성이나, 일부채널의 이상동작으로 시각신호 품질에 이상이 발생한 개별 GPS 위성을 기반으로 생성된 초신호를 제외함으로써 수신한 시각데이터에 대한 정밀도를 향상할 수 있다.
둘째, 이상이 발생한 위성의 유무에 관계없이 수신한 시각데이터의 정밀도가 향상됨으로써 GPS 수신기의 현재 위치 정보의 정밀도 역시 향상할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치 및 이를 이용한 선별적 동기방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략 한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명 제 1 실시예에 따른 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다. 본 발명에 따른 개별 GPS 위성과의 시각편차 측정장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, GPS엔진부(100)와, 로컬발진부(200)와, 시간차 간격 계수부(300)와, 디지털/아날로그(D/A) 변환부(400) 및 제어부(500)로 구성된다.
여기서, GPS 엔진부(100)는 안테나(600)를 통해 동시에 최대 12개의 GPS 위성신호를 수신할 수 있는 12채널로 구성되어, 다수의 위성(710, 720, 730 : 700)으로부터의 GPS 시각데이터를 기준으로 동기된 각각의 초신호(1 pps)를 순차적으로 발생시킨다. 이때, 최대 12개의 초신호를 순차적으로 발생시킨다.
그리고, 로컬 발진부(200)는 GPS 엔진부(100)의 채널수에 해당되는 소정의 초신호(1 pps)를 발생시킨다.
시간차 간격 계수부(300)는 GPS 엔진부(100)의 다수의 채널에서 수신된 각각의 GPS 시각데이터 바탕으로 만들어진 후 다수의 채널을 통해 순차적으로 전송된 초신호(1 pps)들과, 로컬 발진부(200)에서 발생된 초신호(1 pps)를 수신하여 각 초신호들간의 시간차 편이(time difference)에 따른 시간차 간격(Time Interval)을 순차적으로 계수(count)한다. 그리고, 계수한 시간차 간격 데이터는 제어부(500)로 순차적으로 전송된다.
제어부(500)는 기본적으로 GPS 엔진부(100)가 각 채널별로 별도의 서로 다른 GPS 위성의 시각데이터에 동기되는 초 신호(1 pps)를 순차적으로 발생시키도록 제어한다. 그리고, 시간차 간격 계수부(300)에서 순차적으로 전송된 시간차 간격 데이터를 서로 비교(Majority Voting)한다. 이와 같은 비교 결과에 따라 설정된 범위를 벗어나거나, 대다수의 값들로부터 상대적으로 벗어나는 GPS 위성(700)으로부터의 시각데이터를 배제시킨다. 이와 같은 시각데이터 배제 기준은 현장경험이나 실험에 따라 다양하게 설정할 수 있다. 예를 들어 12개의 채널 중 실제 GPS 위성으로부터 시각데이터를 수신한 채널들로부터 측정된 시간차간격 데이터들의 표준편차를 구하고 표준편차로부터 상대적으로 많이 벗어난 GPS 위성(700)으로부터의 시간차간격 데이터를 배제할 수 있다. 이때, 최소 3채널을 유지하는 이유는 GPS위성으로부터 시각데이터뿐 아니라 위치정보까지 전송되기 때문인 것으로, 필요한 경우 위치정보를 이용하기 위함이다. 제어부(500)는 배제된 GPS 위성으로부터의 시간차간격 데이터를 배제하고, 나머지 선택된 GPS 위성으로부터의 시간차간격 측정값의 평균값에 의해 보상값을 산출한다. 산출된 보상값에 따라 제어부(500)는 로컬 발진부(200)의 클럭동기를 위한 위상동기 데이터를 D/A 변환부(400)로 전송한다. 여기서, 보상값은, 예를 들면 'A*시간차간격 평균값’으로 구하며, 이때, A는 시간차간격의 평균값에 비례하는 상수로써, 상기 로컬 발진부의 EFC에 가하는 적절한 전압을 만들기 위하여 디지털/아날로그 변환부의 출력특성과 EFC 전압의 가변범위를 고려하여 실험적으로 부여할 수 있다.
한편, D/A 변환부(400)는 제어부(500)에서 전송된 위상동기 데이터를 아날로 그 데이터로 변환하여 EFC(Electrical Frequency Control) 전압을 로컬 발진부(200)로 전송한다. 그에 따라 로컬 발진부(200)는 전송된 EFC 전압에 따라 새롭게 동기된 소정의 기준 시각 초 신호(1 pps)를 발생시킨다.
도 2는 본 발명 제 2 실시예에 따른 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다. 본 발명 제 2 실시예에 따른 개별 GPS 위성과의 시각편차 측정장치는 도 2에 나타낸 바와 같이, GPS엔진부(100)와, 로컬발진부(200)와, 다수의 시간차 간격 계수부(300)와, 디지털/아날로그(D/A) 변환부(400) 및 제어부(500)로 구성된다.
여기서, GPS 엔진부(100)는 안테나(600)를 통해 동시에 최대 12개의 GPS 위성신호를 수신할 수 있는 12채널로 구성되어, 다수의 위성(710, 720, 730 : 700)으로부터의 GPS 시각데이터를 기준으로 동기된 각각의 초신호(1 pps)를 발생시킨다.
그리고, 로컬 발진부(200)는 GPS 엔진부(100)의 채널수에 해당되는 소정의 초신호(1 pps)를 발생시킨다.
다수의 시간차 간격 계수부(300)는 GPS 엔진부(100)의 다수의 채널에서 수신된 각각의 GPS 시각데이터 바탕으로 만들어진 후 다수의 채널을 통해 전송된 초신호(1 pps)들과, 로컬 발진부(200)에서 발생된 초신호(1 pps)들을 수신하여 각 초신호들간의 시간차 편이(time difference)에 따른 시간차 간격(Time Interval)을 계수(count)한다. 그리고, 계수한 시간차 간격 데이터는 제어부(500)로 전송된다. 이때, 시간차 간격 계수부(300)는 앞서 설명한 바와 같이 최대 12개까지의 위성으 로부터 시각데이터를 수신하므로, 4개 이상 12개 이하의 시간차 간격 계수부(300)로 구성할 수 있다. 본 발명에서는 도 2에 나타낸 바와 같이 제 1 내지 제 12 시간차 간격 계수부(301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 311, 312)의 12개로 구성됨을 보여주고 있다. 따라서, 다수의 시간차 간격 데이터가 제어부(500)로 전송된다.
제어부(500)는 기본적으로 GPS 엔진부(100)가 각 채널별로 별도의 서로 다른 GPS 위성의 시각데이터에 동기되는 초 신호를 발생시키도록 제어한다. 또한, 다수의 시간차 간격 계수부(300) 각각에서 전송된 시간차 간격 데이터를 서로 비교(Majority Voting)한다. 이와 같은 비교 결과에 따라 시간차간격의 평균값을 구하고 이로부터 보상값을 산출하는 구성은 도 1에 나타낸 본 발명 제 1 실시예의 설명과 동일하므로 해당 내용으로 갈음한다.
한편, D/A 변환부(400)는 제어부(500)에서 전송된 위상동기 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 EFC(Electrical Frequency Control) 전압을 로컬 발진부(200)로 전송한다. 그에 따라 로컬 발진부(200)는 전송된 EFC 전압에 따라 새롭게 동기된 소정의 기준 시각 초 신호(1 pps)를 발생시킨다.
도 3은 본 발명 제 1 실시예에 따른 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치를 이용한 선별적 동기방법을 설명하기 위한 플로우차트이다. 본 발명 제 1 실시예에 따른 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치를 이용한 선별적 동기방법은 도 3에 나타낸 바와 같이, GPS 엔진부(100)가 다수의 GPS 위성(700) 각각으로 부터 GPS 시각데이터를 수신한다(S10).
이어, 수신된 각각의 GPS 시각데이터에 따라 GPS 엔진부(100)에서의 수신된 시각데이터를 바탕으로 GPS 엔진부(100)는 다수의 채널 수에 해당하는 초 신호를 순차적으로 발생시킨다. 한편, 로컬 발진부(200)에서도 GPS 엔진부(100)의 채널 수에 해당하는 소정의 초 신호(1pps)를 발생시킨다. 이와 같은 GPS 엔진부(100)와 로컬 발진부(200)에서 발생된 각각의 초 신호(1pps)들은 시간차 간격 계수기(300) 각각에서 순차적으로 수신하여 시간차 편이를 측정하고 시간차 편이에 따른 시간차 간격을 계수한다(S20).
이와 같이, 계수된 시간차 간격 데이터는 순차적으로 제어부(500)로 전송된다. 제어부(500)에서는 시간차 간격 데이터를 비교한다(S30).
그리고, 비교결과에 따라 제어부(500)는 설정된 범위 또는 대다수의 값들로부터 상대적으로 벗어나는 GPS 위성(700)으로부터의 시간차간격 데이터를 배제한다(S40). 이때, 앞에서 설명한 바와 같이 제어부(500)는 로컬 발진부(200)의 초 신호와 12개의 채널 중 실제 GPS 위성으로부터 얻어진 초신호들과 각기 측정된 시간차간격 데이터들의 상관관계를 분석하여 로컬발진부(200)와의 오차범위가 상대적으로 많이 발생한 GPS 위성을 배제할 수 있다.
이어, 제어부(500)는 나머지 배제되지 않은 선별된 GPS 위성으로부터의 시간차간격 데이터에 따라 시간차간격 데이터의 평균값 및 보상값을 산출한다(S50). 여기서, 보상값은, 'A*시간차간격 평균값’으로 구하며, 이때, A는 시간차간격의 평균값에 비례하는 상수로써, 상기 로컬 발진부의 EFC에 가하는 적절한 전압을 만 들기 위하여 디지털/아날로그 변환부의 출력특성과 EFC 전압의 가변범위를 고려하여 실험적으로 부여할 수 있다.
그 다음, 제어부(500)는 산출된 보상값에 따라 로컬 발진부(200)의 위상동기를 위한 위상동기 데이터를 D/A 변환부(400)로 전송한다. D/A 변환부(400)는 제어부(500)에서 전송된 위상동기 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 EFC(Electrical Frequency Control) 전압을 로컬 발진부(200)로 전송한다. 로컬 발진부(200)는 전송된 EFC 전압에 따라 동기된 소정의 초 신호(1 pps)를 발생시킨다(S60).
도 4는 본 발명 제 2 실시예에 따른 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치를 이용한 선별적 동기방법을 설명하기 위한 플로우차트이다. 본 발명 제 2 실시예에 따른 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치를 이용한 선별적 동기방법은 도 4에 나타낸 바와 같이, GPS 엔진부(100)가 다수의 GPS 위성(700) 각각으로부터 GPS 시각데이터를 수신한다(S110).
이어, 수신된 각각의 GPS 시각데이터에 따라 GPS 엔진부(100)에서의 수신된 시각데이터를 바탕으로 GPS 엔진부(100)는 다수의 채널의 채널 수에 해당하는 초 신호를 동시에 발생시킨다. 한편, 로컬 발진부(200)에서도 GPS 엔진부(100)의 채널 수에 해당하는 소정의 초 신호(1pps)를 발생시킨다. 이와 같은 GPS 엔진부(100)와 로컬 발진부(200)에서 발생된 각각의 초 신호(1pps)들은 다수의 시간차 간격 계수기(300) 각각에서 수신하여 시간차 편이를 측정하고 시간차 편이에 따른 시간차 간격을 계수한다(S120).
이와 같이, 계수된 시간차 간격 데이터는 제어부(500)로 전송된다. 제어부(500)에서는 시간차 간격 데이터를 비교한다(S130).
그리고, 비교결과에 따라 제어부(500)는 설정된 범위 또는 대다수의 값들로부터 상대적으로 벗어나는 GPS 위성(700)으로부터의 시간차간격 데이터를 배제한다(S140).
이어, 제어부(500)는 나머지 배제되지 않은 GPS 위성으로부터의 시각데이터를 선별하고, 선별된 시각데이터에 따라 시각데이터 평균값 및 보상값을 산출한다(S150).
그 다음, 제어부(500)는 산출된 보상값에 따라 로컬 발진부(200)의 위상동기를 위한 위상동기 데이터를 D/A 변환부(400)로 전송한다. D/A 변환부(400)는 제어부(500)에서 전송된 위상동기 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 EFC(Electrical Frequency Control) 전압을 로컬 발진부(200)로 전송한다. 그에 따라 로컬 발진부(200)는 전송된 EFC 전압에 따라 동기된 소정의 기준 시각 초 신호(1 pps)를 발생시킨다(S160).
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 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 한다.
도 1은 본 발명 제 1 실시예에 따른 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치를 설명하기 위한 블록 구성도,
도 2는 본 발명 제 2 실시예에 따른 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치를 설명하기 위한 블록 구성도,
도 3은 본 발명 제 1 실시예에 따른 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치를 이용한 선별적 동기방법을 설명하기 위한 플로우차트
도 4는 본 발명 제 2 실시예에 따른 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치를 이용한 선별적 동기방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : GPS 엔진부 200 : 로컬 발진부
300 : 시간차 간격 계수부 400 : D/A 변환부
500 : 제어부 600 : 안테나
700 : GPS 위성

Claims (10)

  1. 안테나를 통해 다수의 지피에스(GPS) 위성신호를 수신할 수 있는 다수의 채널이 구성되며, 다수의 GPS 위성으로부터의 GPS 시각데이터를 기준으로 동기된 각각의 초신호(1 pps)를 순차적으로 발생시키는 GPS 엔진부;
    상기 GPS 엔진부의 채널수에 해당하는 소정의 초신호를 발생시키는 로컬 발진부;
    상기 GPS 엔진부의 다수의 채널에서 수신된 각각의 GPS 시각데이터를 바탕으로 만들어진 후 다수의 채널로부터 순차적으로 전송된 초신호(1 pps)들과, 로컬 발진부에서 발생된 초신호(1 pps)들을 순차적으로 수신하여 각 초신호들 간의 시간차 편의에 따른 시간차 간격을 순차적으로 계수하는 시간차 간격 계수부; 및
    상기 GPS 엔진부가 각 채널별로 별도의 서로 다른 GPS 위성의 시각데이터에 따라 동기되는 초신호를 순차적으로 발생시키도록 제어하며, 상기 시간차 간격 계수부에서 순차적으로 전송된 시간차 간격 데이터를 서로 비교(Majority Voting)하여 설정된 범위 또는 대다수의 값들로부터 벗어나는 GPS 위성으로부터의 시간차 간격 데이터를 배제하고, 나머지 선별된 GPS 위성으로부터의 시간차 간격 데이터의 평균값에 의해 산출된 보상값에 따라 상기 로컬 발진부의 클럭이 동기되도록 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되고,
    상기 보상값은 'A*시간차간격 평균값'으로 구하고, 'A'는 시간차간격의 평균값에 비례하는 상수로써, 상기 로컬 발진부의 이에프씨(EFC)에 가하는 전압을 만들기 위하여 디지털/아날로그 변환부의 출력특성과, 이에프씨(EFC) 전압의 가변범위를 고려하여 실험적으로 부여하는 것을 특징으로 하는 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부와 상기 로컬 발진부 사이에는 선별된 GPS 위성으로부터 평균적으로 얻어진 시간차간격 데이터 및 이를 상쇄하기 위한 보상값을 통해 상기 로컬 발진부의 클럭이 동기되도록 제어하고자 하는 위상동기 데이터를 상기 제어부로부터 수신하고, 수신된 위상동기 데이터를 디지털/아날로그 변환하여 상기 로컬 발진부로 전송하는 디지털/아날로그 변환부가 더 구성됨을 특징으로 하는 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간차 간격 계수부는 1 개 또는 4개 이상 12개 이하로 구성됨을 특징으로 하는 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간차 간격 계수부는 상기 GPS 엔진부의 채널 수만큼 구성된 것을 특징으로 하는 개별 지피에스(GPS) 위성과의 시각편차 측정장치.
  5. GPS 엔진부가 다수의 GPS 위성으로부터 GPS 시각데이터를 수신하고, 수신된 GPS 시각데이터에 따른 초신호를 순차적으로 발생시키는 단계;
    로컬 발진부에서 발생되는 상기 GPS엔진부의 채널수에 해당하는 초신호들과, 상기 GPS 엔진부의 다수의 채널에서 순차적으로 발생된 초신호들 각각을 시간차 간격 게수부에서 순차적으로 전송받아 해당 초신호의 시간차 편이 각각을 측정하고 각각의 시간차 간격을 순차적으로 계수하여 제어부로 전송하는 단계;
    상기 제어부는 상기 계수된 시간차 간격 데이터를 비교하여 얻은 비교결과에 따라 설정된 범위 또는 대다수의 값들로부터 벗어나는 GPS 위성으로부터의 시간차측정 데이터를 배제하는 단계;
    상기 제어부는 배제되지 않은 GPS 위성으로부터의 시간차간격 데이터들에 따른 시간차간격 평균값을 산출하고, 산출한 시간차간격 평균값에 따른 보상값을 계산하는 단계; 및
    상기 제어부가 계산한 보상값에 따라 상기 로컬 발진부의 클럭이 동기되도록 제어하는 단계;를 포함하여 이루어지고,
    상기 로컬 발진부의 클럭이 동기되도록 제어하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 산출된 시간차간격 평균값을 보상하기 위한 보상값을 디지털/아날로그 변환부로 전송하는 단계와,
    상기 디지털/아날로그 변환부에서 상기 보상값에 해당하는 EFC 전압을 아날로그 값으로 변환하여 상기 로컬 발진부로 전송하는 단계와.
    상기 로컬 발진부에서 상기 전송된 EFC 전압에 따라 클럭을 동기하는 단계를 포함하고,
    상기 보상값은 'A*시간차간격 평균값'으로 구하고, 'A'는 시간차간격의 평균값에 비례하는 상수로써, 상기 로컬 발진부의 이에프씨(EFC)에 가하는 전압을 만들기 위하여 디지털/아날로그 변환부의 출력특성과, 이에프씨(EFC) 전압의 가변범위를 고려하여 실험적으로 부여하는 것을 특징으로 하는 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치를 이용한 선별적 동기방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 설정된 범위 또는 대다수의 값들로부터 떨어져 있는 시간차간격 데이터를 지닌 GPS 위성으로부터의 시간차측정 데이터를 배제하는 단계는,
    상기 제어부에서 상기 로컬 발진부의 초 신호와 상기 GPS 엔진부의 채널별로 만들어진 초신호와의 시간차간격 데이터들의 표준편차를 고려한 상관관계에 따라 오차가 큰 GPS 위성으로부터의 시간차측정 데이터를 배제하는 단계임을 특징으로 하는 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치를 이용한 선별적 동기방법.
  9. 삭제
  10. GPS 엔진부가 다수의 GPS 위성으로부터 GPS 시각데이터를 수신하고, 상기 GPS엔진부의 채널 수만큼 시간차 간격 계수부가 구성된 경우 상기 GPS 엔진부는 다수의 GPS 위성으로부터 GPS 시각데이터에 따른 각각의 초신호를 동시에 발생시키는 단계와,
    로컬 발진부에서 발생되는 상기 GPS엔진부의 채널수에 해당하는 소정의 초신호들과, 상기 GPS 엔진부의 다수의 채널에서 동시에 발생된 초신호들 각각을 다수의 시간차 간격 계수부 각각에서 전송받아 해당 초신호의 시간차 편이 각각을 측정하고 각각의 시간차 간격을 계수하여 제어부로 전송하는 단계와,
    상기 제어부는 상기 계수된 시간차 간격 데이터를 비교하여 비교결과에 따라 설정된 범위 또는 대다수의 값들로부터 벗어나는 GPS 위성으로부터의 시간차측정 데이터를 배제하는 단계와,
    상기 제어부는 배제되지 않은 GPS 위성으로부터의 시간차간격 데이터들에 따른 시간차간격 평균값을 산출하고 산출한 시간차간격 평균값에 따른 보상값을 계산하는 단계, 및,
    상기 제어부가 계산한 보상값에 따라 선별적 동기를 수행하도록 상기 로컬 발진부의 클럭이 동기되도록 제어하는 단계가 포함되고,
    상기 보상값은, 'A*시간차간격 평균값’으로 구하며,
    여기서, A는 시간차간격의 평균값에 비례하는 상수로써, 상기 로컬 발진부의 EFC에 가하는 전압을 만들기 위하여 디지털/아날로그 변환부의 출력특성과 이에프씨(EFC) 전압의 가변범위를 고려하여 실험적으로 부여한 것을 특징으로 하는 개별 지피에스 위성과의 시각편차 측정장치를 이용한 선별적 동기방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08105984A (ja) * 1994-10-06 1996-04-23 Toyo Commun Equip Co Ltd １秒信号取得装置
KR20030018242A (ko) * 2001-08-27 2003-03-06 엘지전자 주식회사 이동 통신 동기 제어 시스템 및 방법
KR20050113365A (ko) * 2004-05-27 2005-12-02 삼성전자주식회사 이동 통신 기지국 시스템에서의 동기 신호 공유 장치 및그 방법
KR20090005709A (ko) * 2007-07-10 2009-01-14 한국표준과학연구원 항법 위성 전체 관측법을 이용한 시각 전송방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08105984A (ja) * 1994-10-06 1996-04-23 Toyo Commun Equip Co Ltd １秒信号取得装置
KR20030018242A (ko) * 2001-08-27 2003-03-06 엘지전자 주식회사 이동 통신 동기 제어 시스템 및 방법
KR20050113365A (ko) * 2004-05-27 2005-12-02 삼성전자주식회사 이동 통신 기지국 시스템에서의 동기 신호 공유 장치 및그 방법
KR20090005709A (ko) * 2007-07-10 2009-01-14 한국표준과학연구원 항법 위성 전체 관측법을 이용한 시각 전송방법

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