KR101195792B1 - 하이브리드 ｓｐｓ 궤도 데이터를 이용한 위치 결정 방법 및 장치 - Google Patents

하이브리드 ｓｐｓ 궤도 데이터를 이용한 위치 결정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

위성 궤도 데이터의 하이브리드 조합을 이용하여 그 위치 (또는 속도) 및 시간을 결정하기 위한 이동국의 방법 및 시스템이 설명된다. 일 양태에서, 이동국은 픽스 (fix) 의 결정시에 일 위성으로부터의 예측 궤도 데이터와 다른 위성으로부터의 실시간 궤도 데이터를 조합한다. 이 조합은 동일하거나 또는 상이한 위성 시스템 내의 위성들에 대해 이루어질 수 있다. 이동국은 일 시간 주기에서 위성의 실시간 궤도 데이터를 이용하고 다른 시간 주기에서 동일한 위성의 예측 궤도 데이터를 이용할 수 있다. 다른 양태에서, 이동국은 실시간 궤도 데이터를 이용하여 예측 궤도 데이터에서의 클록 바이어스를 정정할 수 있다. 클록 바이어스에 대한 정정은 실시간 궤도 데이터를 제공하는 동일한 위성에, 또는 동일한 또는 다른 위성 시스템에 있는 상이한 위성에 이루어질 수 있다.

Description

하이브리드 ＳＰＳ 궤도 데이터를 이용한 위치 결정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR POSITION DETERMINATION WITH HYBRID SPS ORBIT DATA}
본 발명은, 일반적으로 위성 위치측정 시스템 (SPS; Satellite Positioning System) 에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, SPS 궤도 정보를 이용하여 이동국 (mobile station) 이 그 위치 및 시간을 결정하는 것을 보조하는 것에 관한 것이다.
위성 위치측정 시스템 (SPS) 수신기는 통상적으로 다수의 위성들로부터 신호들의 도착 시간을 산정함으로써 그 위치를 결정한다. 이들 위성은, 위성 위치측정 데이터 및 위성 클록 타이밍 데이터 모두를 그들의 메세지의 일부로서 송신한다. 통상적으로, 위성 위치, 속도 및 클록 타이밍은 알마낙 데이터 (almanac data) 및 에피메리스 데이터 (ephemeris data) 로 표현된다. 에피메리스 데이터는 위성으로부터 송신된 메시지의 서브프레임 (1, 2, 및 3) 의 컨텐츠를 지칭한다. 에피메리스는 극도로 정확한 추정치 (~ 1 미터 에러) 궤도 (위성 위치, 클록 및 클록 바이어스) 를 제공한다. 그러나, 위성 신호에 대해 탐색하고 위성 신호를 획득하고, 위성에 의해 송신된 에피메리스 데이터를 판독하고, 그리고 이 데이터로부터 수신기의 위치를 산정하는 통상적인 프로세스는 시간 소모적이고, 꽤 강한 신호 레벨을 요구한다.
예를 들어, 글로벌 위치측정 시스템 (GPS; Global Positioning System) 디바이스는 궤도를 선회하는 위성으로부터 브로드캐스팅된 GPS 신호의 GPS 수신기에서 도착 시간의 측정에 기초하여 위치를 결정한다. 언급한 바와 같이, 이러한 시스템의 하나의 단점은 독립형 신호 획득 (standalone signal acquisition) 을 수행하기 위해 비교적 긴 시간이 필요하다는 것이다. 위성 신호가 그 디멘션이 코드-위상 지연이고 도플러 주파수 시프트 (Doppler frequency shift) 가 관찰되는 2-차원 탐색 "공간" 에서 탐색함으로써 먼저 위치될 때까지, 위성 신호는 트래킹될 수 없다. 위성 신호를 획득하고 복조하기 위해 탐색하는 SPS 수신기의 프로세스는 종종 동작의 "보조 (assisted)" 모드와 대비될 수 있는 동작의 "독립 (standalone)" 모드로서 지칭된다.
동작의 독립 모드와 관련된 지연을 감소시키기 위해, 특정 신호를 획득하는데 있어서 SPS 또는 GPS 수신기를 돕기 위한 정보가 제공될 수도 있다. 이러한 보조 정보는, 수신기로 하여금 코드 및 주파수 불확실성에 대한 경계 (bounds) 를 제공함으로써 신호를 로케이팅하기 위해 탐색되어야만 하는 탐색 공간을 좁히도록 허용한다. 통상적으로, GPS 보조 데이터에 의해 증대된 GPS 수신기를 채용하는 시스템은 "보조 글로벌 위치측정 시스템 (AGPS; Assisted Global Positioning System)" 으로서 지칭된다.
AGPS 시스템의 일 예는, GPS 수신기를 갖거나 또는 GPS 수신기와 통신하는 무선 이동국 (MS; Mobile Station) (예를 들어, 셀룰러 전화기) 을 포함하고, 이 MS 는 통신 무선 인터페이스 프로토콜 (communication air interface protocol) 에 따라서, 무선 통신 네트워크의 기저 트랜시버 서브스테이션 (BTS; Base Transceiver Substations) 또는 노드 B 로도 지칭되는 하나 이상의 기지국 (BS; Base Stations) 과 통신한 후, 다음으로 위치 결정 엔티티 (PDE; Position Determination Entities) 또는 서빙 모바일 로케이션 센터 (SMLC; Serving Mobile Location Centers) 로 종종 지칭되는 하나 이상의 로케이션 보조 서버와 통신한다. AGPS 시스템의 다른 예는, GPS 수신기를 갖거나 또는 GPS 수신기와 통신하는 MS 또는 랩탑을 포함하고, 이 MS 또는 랩탑은 디바이스가 로케이션 보조 서버와 통신하는 인터넷과 같은 그러나 이에 한정하지 않는 무선 네트워크와 통신할 수 있다.
로케이션 보조 서버는 하나 이상의 GPS 기준 수신기 (글로벌 기준 네트워크의 넓은 면적) 으로부터 GPS 보조 정보를 도출한다. 또한, 로케이션 보조 서버는 대략적인 이동국 위치를 결정하는 수단에 대한 액세스를 갖는다. 로케이션 보조 서버는 기준 시간, 위성 궤도 알마낙 및 에피메리스 정보, 전리층 정보 (ionosphere information), 및 위성 작동 조건 ("헬스 (health)") 정보를 포함할 수도 있는 GPS 데이터베이스를 유지한다. 또한, 로케이션 보조 서버는 대략적인 이동국 위치에 대해 커스터마이징된 보조 정보를 산정한다.
AGPS 시스템 내의 MS 의 위치는 로케이션 보조 서버에서 도움을 받아 MS (종종, MS-기반 위치측정 모드로 지칭됨) 에서 결정될 수 있다. MS-기반 위치측정 모드 도중에, GPS 엔진은 에피메리스 데이터와 같은 업데이트된 지원 데이터 (aiding data), 위성 또는 기지국의 로케이션과 관련된 알마낙 데이터, 기지국 및/또는 위성에 대한 타이밍 정보, 또는 시드 위치 (seed position, 예를 들어, 차세대 순방향 링크 삼변 측량 (AFLT; Advanced Forward Link Trilateration) 에 의해 결정된 것과 같지만 이에 한정되지 않음) 등을 요구하는 경우, 다음 위치 픽스 (position fix) 는 이동국이 데이터에 대한 통신 네트워크에 접촉하는 것을 초래할 것이고, 이에 따라, 그 네트워크에 과세하고, MS 의 전력 리소스를 이용하게 될 것이다. 대안적으로, AGPS 시스템에서의 MS 의 위치는, 로케이션 보조 서버에서 결정될 수 있고, MS (종종, MS-보조 위치측정 모드로서 지칭됨) 에 의해 획득된 정보를 이용하여 MS 로 다시 송신될 수 있다. SPS 위성 궤도는 다양한 섭동 (perturbation) 을 고려하여 수정이 가해진 변형된 타원형 궤도로서 모델링될 수 있다. 비교적 짧은-주기의 에피메리스 데이터는 위성의 궤도의 매우 정확한 표현을 제공한다. 예를 들어, GPS 서브프레임 2 의 단어 10 에서의 비트 17 은, 4-시간 피트를 나타내는 "0" 및 "4 시간 초과의" 피트를 나타내는 "1" 을 통해 에피메리스 파라미터들을 결정하는데 있어서 GPS 제어 세그먼트에 의해 이용된 커브 피트 인터벌을 나타내는 "피트 인터벌" 플래그이다. 또한, Block II/IIA GPS 위성의 확대된 내비게이션 모드는 14 일 동안 정확한 에피메리스 파라미터의 송신을 보증하여 짧은-주기의 확대된 동작을 지원한다. 통상의 동작 도중에, 제어 세그먼트는 내비게이션 (궤도의) 데이터의 일간 업로드 (daily upload) 를 각각의 위성에 제공하여 16 미터의 구형 에러 가능성 (SEP; Spherical Error Probable) 의 위치측정 정확도를 지원한다.
또한, AGPS 시스템에서의 MS 의 위치는 위성으로부터 직접 수신된 에피메리스 데이터를 이용하여 MS 에서 결정될 수 있다. 그 유효성 주기 (예를 들어, 4-시간 에포크 (epoch)) 도중에 에피메리스 데이터는 알마낙 데이터 및 예측 궤도 데이터보다 더욱 정확하다. 예측 궤도 데이터는 실시간 위성 위치측정 시스템 (예를 들어, GPS 제어 세그먼트) 이외의 시스템에 의해 예측된 궤도 솔루션에 기초하여 위성 위치, 속도 및 타이밍의 추정치이다. 그러나, 브로드캐스트 에피메리스 데이터는 송수신 직결선 (line of sight) 의 부족, 쉐도우잉 (shadowing), 불량한 신호 조건, 또는 MS 가 위성 브로드캐스트를 복조하는 것을 방지하는 다른 수신 문제들로 인해 언제나 이동국에 이용가능하지 않을 수도 있고, 이용가능한 경우, 여전히 복조하기 위한 시간을 요구할 것이다.
시스템 및 방법은, 현재 실시간 궤도 및 클록 바이어스 정보가 (브로드캐스팅된 데이터 또는 로케이션 보조 서버 데이터 둘 중 하나로부터) 이용가능하지 않을 때에도 정확한 위치 및 타이밍을 생성하게 하기 위해 SPS 수신기로 하여금 이용가능한 궤도 데이터를 이용하는 것을 가능하게 하는 것이 요구된다.
위성 궤도 데이터의 하이브리드 조합을 이용하여 이동국이 그 위치 (또는 속도) 및 시간을 결정하기 위한 방법 및 시스템이 설명된다. 일 양태에서, 이동국은 픽스 (fix) 의 결정시에 하나의 위성으로부터의 예측 궤도 데이터와 다른 위성으로부터의 실시간 궤도 데이터를 조합한다. 이동국은 실시간 궤도 데이터 변화의 이용가능성으로서 그 조합을 동적으로 변화시킬 수 있다. 이 조합은 동일한 위성 시스템 또는 상이한 위성 시스템들의 위성에 대해 이루어질 수 있다. 이동국은 일 시간 주기에서 위성의 실시간 궤도 데이터 및 다른 시간 주기에서 동일한 위성의 예측 궤도 데이터를 이용할 수 있다. 다른 양태에서, 이동국은 예측 궤도 데이터에서의 클록 바이어스를 정정하게 하기 위해 실시간 궤도 데이터를 이용할 수 있다. 클록 바이어스에 대한 정정은 실시간 궤도 데이터를 제공하는 동일한 위성 또는 상이한 위성에 대해 이루어질 수 있다. 상이한 위성은 동일한 위성 시스템 또는 다른 위성 시스템에 있을 수 있다. 다른 양태에서, 예측 궤도 데이터로 나타낸 추가적인 불확실성 및 궤도 데이터의 에이지 (age) 는 가중 최소 제곱법 (weighted least square) 또는 다른 계산법으로 계산될 수 있다.
본 명세서에 설명된 방법 및 시스템은 플렉시빌리티를 제공하고 모바일 픽스에 대한 정확도를 개선시킨다. 상이한 소스들로부터의 위성 궤도 데이터는 이동국에 의해 동적으로 조합될 수 있다. 실시간 궤도 데이터가 이용되어 예측 궤도 데이터의 클록 바이어스의 정확도를 개선시키고 실제 궤도 데이터에 대한 픽스에 의해 예측된 데이터를 업데이트할 수 있다.
본 발명의 다른 특징들은 후술하는 첨부된 도면 및 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명은, 유사한 참조 부호가 유사한 엘리먼트를 나타내는 첨부된 도면에서 한정이 아닌 예시의 방법으로 설명된다. 이 개시물에서 일 ("an" 또는 "one") 실시형태에 대한 참조는 반드시 동일한 실시형태에 대한 것일 필요는 없고, 이러한 참조는 적어도 하나를 의미한다는 것에 유의해야만 한다.
도 1 은 이동국이 위성을 로케이팅시키는 것을 보조하기 위한 서버를 포함하는 통신 시스템의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 2a 는 복수의 위성들로부터 궤도 데이터를 수신하는 도 1 의 이동국 (MS) 을 도시하는 도면이다.
도 2b 는 상이한 위성들의 실시간 궤도 데이터 및 예측 궤도 데이터를 조합하기 위한 MS 의 프로세스의 일 예시를 설명하는 흐름도이다.
도 3a 는, 실시간 궤도 데이터가 시간 주기의 일부에서 이용가능한, 시간 시퀀스에서의 예측 궤도 데이터를 도시하는 도면이다.
도 3b 는, 제 1 시간 주기에서의 위성의 실시간 궤도 데이터 및 제 2 시간 주기에서의 동일한 위성의 예측 궤도 데이터를 이용하기 위한 MS 의 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 4 는 시간의 함수로서 예측 궤도 데이터에서의 클록 바이어스 에러 및 방사형 궤도 에러의 예시를 나타내는 차트이다.
도 5 는 실시간 궤도 데이터를 이용하여 예측 궤도 데이터를 정정하기 위한 MS 의 프로세스를 나타내는 플로우차트이다.
도 6 은 도 1 의 이동국에서 컴포넌트들의 예시를 나타내는 블록도이다.
이동국이 그 위치 (또는 속도) 및 시간 ("픽스 (a fix)" 로 지칭됨) 을 결정하는 것을 보조하기 위한 방법 및 시스템이 설명된다. 또한, 이 방법 및 시스템은 위성 클록 바이어스의 정확도를 개선한다. 본 명세서에 설명된 것과 같이, 위성 클록 바이어스는 마스터 클록, 예를 들어, 글로벌 위치측정 시스템 (GPS) 마스터 클록으로부터의 위성 클록의 시간 추정치의 차이를 지칭한다. 다수의 위성의 위치 및 클록 바이어스로부터, 이동국은 그 자신의 위치 및 시간을 결정할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 각각의 위성의 위치 및 클록 바이어스는 상이한 정확도의 정도를 갖는 다양한 소스들로부터 이동국으로 제공될 수도 있다. 일반적으로, 실시간 궤도 데이터 (예를 들어, 에피메리스) 는 가장 높은 정밀도를 갖지만, 언제나 이용가능하지는 않을 수도 있다. 여기에서 "하이브리드" 기술이 도입되어 위치/속도/시간 픽스 계산시에 이동국으로 하여금 실시간 궤도 데이터와 다른 위성 궤도 정보 (예를 들어, 예측 궤도 데이터) 를 조합가능하게 한다. 위성 궤도 데이터의 조합은 다수의 위성 및/또는 다수의 위성 시스템을 수반할 수도 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 하이브리드 기술은 예측 궤도 데이터에서 위성 클록 바이어스의 정밀도를 개선시키기 위해 위성의 실시간 궤도 데이터를 활용하는 것을 가능하게 한다. 개선된 예측 데이터는 동일한 위성 시스템 또는 다른 위성 시스템에의 동일한 위성 또는 상이한 위성에 대해 이루어질 수도 있다.
본 명세서에 이용된 바와 같이, 이동국 (MS) 은 디바이스 예를 들어, 셀룰러 또는 다른 무선 통신 디바이스, 개인 휴대 통신 시스템 (PCS; Personal Communication System) 디바이스, 개인 내비게이션 디바이스, 랩탑 또는 SPS 신호를 수신 및 프로세싱할 수 있는 다른 적절한 모바일 디바이스를 지칭한다. 또한, 용어 "이동국" 은, 위성 신호 수신, 보조 데이터 수신, 및/또는 위치-관련 프로세싱이 디바이스 또는 개인 내비게이션 디바이스 (PND; Personal Navigation Device) 에서 발생하는지의 여부와 관계없이, PND, 예를 들어, 짧은 범위의 무선, 적외선, 유선 접속 (wireline connection) 또는 다른 접속을 통해서 통신하는 디바이스를 포함하는 것으로 의도된다. 또한, "이동국" 은, 위성 신호 수신, 보조 데이터 수신, 및/또는 위치-관련 프로세싱이 디바이스에서, 서버에서, 또는 네트워크와 관련된 다른 디바이스에서 발생하는지의 여부와 관계없이, 인터넷, 와이파이 (WiFi), 또는 다른 네트워크와 같은 서버와 통신할 수 있는, 무선 통신 디바이스, 컴퓨터, 랩탑 등을 포함하는 모든 디바이스를 포함하도록 의도된다. 또한, 전술한 것들의 임의의 동작가능한 조합이 "이동국" 으로 고려된다.
본 명세서에서, 용어 "코어스 궤도 데이터 (coarse orbit data)" 는 위성, 예를 들어, 알마낙로부터 송신된 위성 위치 및 클록 데이터의 대략적이고 덜 정확한 추정치를 지칭한다. 용어 "실시간 궤도 데이터" 는 위성, 예를 들어, 서브프레임 (1, 2 및 3) 을 포함하는 에피메리스로부터 송신된 위성 위치, 속도 및 타이밍의 정밀한 표현을 지칭한다. 이동국은, 소정의 시간 인터벌에서, 시간 주기에 대해 유효한 실시간 궤도 데이터의 블록을 획득할 수도 있다. 따라서, "유효 실시간 궤도 데이터" 는 최근에 획득되고 유효성 주기 내에 있는 실시간 궤도 데이터를 지칭한다. "비유효 실시간 궤도 데이터" 는 너무 오래되고 더 이상 유효하지 않은 실시간 궤도 데이터를 지칭한다. 그 반대로 특정적으로 나타나지 않는 한, 용어 "실시간 궤도 데이터" 는 이하의 설명에서 "유효 실시간 궤도 데이터" 를 지칭한다. 용어 "예측 궤도 데이터" 는, 실시간 정밀한 궤도 데이터에 비해 비교적 연장된 기간의 유효성을 갖는 위성 위치, 속도 및 타이밍의 정밀한 추정치를 지칭한다. 예측 궤도 데이터는 로케이션 보조 서버에서 이용가능하고, 이동국에 의해 액세스가능한 로케이션으로 송신되거나 이 로케이션에 저장될 수 있다.
데이터 전송의 유효성을 증가시키기 위해, 로케이션 보조 서버는 정정 데이터를 이동국으로 전송할 수도 있고, 이동국은 코어스 궤도 데이터와 정정 데이터를 조합함으로써 예측 궤도 데이터 또는 그 근사치를 재구성 (reconstruct) 할 수도 있다. 후술하는 설명에서, 이동국에 의해 이용된 "예측 궤도 데이터" 는 코어스 궤도 데이터로부터 이동국에 의해 재구성된 예측 궤도 데이터의 근사치 또는 예측 궤도 데이터를 포함한다는 것을 이해한다.
도 1 은 본 발명의 일 양태에 따른 통신 시스템 (100) 의 블록도이다. 시스템 (100) 은 하나 이상의 MS(들) (120) 에 통신가능하게 커플링된 로케이션 보조 서버 (130) 를 포함한다. 로케이션 보조 서버 (130) 는 코어스 궤도 데이터 뿐만 아니라 예측 궤도 데이터 및/또는 예측 궤도 데이터를 포함하는 예측 궤도 파라미터 파일을 수신한다. 일 시나리오에서, 로케이션 보조 서버 (130) 는 예측 궤도 데이터 제공자 (110) 로부터 네트워크 (162) 를 통해서 예측 궤도 데이터를 수신한다. 네트워크 (162) 는 IP (Internet Protocol) 접속 (예를 들어, 인터넷) 을 지원하는 네트워크를 포함할 수도 있지만 이에 한정하지 않는다. 로케이션 보조 서버 (130) 는 예측 궤도 데이터 제공자 (110) 로부터의 예측 궤도 데이터를 안전하기 전송하기 위한 인터페이스, 예를 들어, 보안 파일 전송 프로그램 (SFTP; Secure File Transfer Program) 을 선택적으로 포함할 수도 있다.
일 양태에서, 예측 궤도 데이터 제공자 (110) 는 연장된 시간의 기간 (예를 들어, 6 시간 이상) 동안 유효한 궤도의 데이터를 생성하기 위해 예측 궤도 데이터를 주기적으로 (예를 들어, 매 얼마간의 시간마다) 생성한다. 로케이션 보조 서버 (130) 는 예측 궤도 데이터 제공자로부터의 새로운 데이터를 주기적으로 체크한다. 또한, 예측 궤도 데이터는 예측된 위성 좌표계에 대한 3-D 불확실성 값, 예측된 위성 클록 정정의 불확실성뿐만 아니라 예측된 공급정지 (predicted outage) 의 표시를 포함할 수도 있다. 불확실성 및 공급정지 정보에 기초하여, 사용자 범위 에러 (URE; User Range Error) 가 로케이션 보조 서버 (130) 에 의해 산출될 수도 있고 MS (120) 로 제공될 수도 있다.
로케이션 보조 서버 (130) 는 네트워크 (164) 를 통해서 실시간 궤도 데이터 제공자 (150) 로부터 코어스 궤도 데이터를 수신한다. 실시간 궤도 데이터 제공자 (150) 는, 패킷-기반 SPS 기준 데이터, 내비게이션 메시지, 헬스 페이지 정보, 알마낙, 및 에피메리스를 포함하지만 이에 한정하지는 않는 실시간 위성 정보를 수신하는 광역 기준 네트워크 (WARN; Wide Area Reference Network) 게이트웨이 또는 글로벌 기준 네트워크 (GRN; Global Reference Network) 게이트웨이일 수도 있다. 일 시나리오에서, 네트워크 (164) 는 IP 접속을 지원하는 네트워크이고, 로케이션 보조 서버 (130) 는 IP 멀티캐스트 메시지에서 실시간 궤도 데이터 제공자 (150) 로부터 실시간 위성 정보를 수신할 수도 있다.
로케이션 보조 서버 (130) 는 예측 궤도 데이터 및 실시간 코어스 궤도 데이터로부터 정정 데이터 (140) 를 생성한다. 정정 데이터 (140) 는 네트워크 (168) 를 통해서 MS (120) 로 직접 송신되거나 또는 MS 에 의해 액세스가능한 저장 로케이션으로 송신될 수도 있다. 예를 들어, 정정 데이터 (140) 는 로케이션 보조 서버 (130) 에 국부적으로 또는 원격으로 커플링된 저장 디바이스에 저장될 수도 있다. MS (120) 는, 예를 들어, FTP, HTTP, 또는 다른 적절한 네트워크 프로토콜과 같은 파일 전송 프로토콜을 이용하여 네트워크 (166) 를 통해서 데이터 호스트 (160) 로부터 정정 데이터 (140) 를 수신할 수도 있다. MS (120) 는, 네트워크 (168) 를 통해서 포인트-투-포인트 방식으로 (코어스 데이터 정보를 갖거나 갖지 않은) 이들 정정 데이터를 수신하거나 또는 로케이션 보조 서버 (130) 로부터 직접 수신할 수도 있다.
본 명세서의 논의를 간략화하기 위한 목적으로, 용어 "정정 데이터" (140) 는 포인트-투-포인트로 송신되고, 파일로 전송되며, 데이터 통신의 임의의 수단에 의해 하나의 장소에서 다른 장소로 브로드캐스팅되거나 또는 전송될 수 있는 위성 궤도 정정으로 지칭된다. 로케이션 보조 서버 (130) 에 의해 생성된 메시지는 MS (120) 로 하여금 연장된 시간 주기에 걸쳐서 작은 수의 비트를 갖는 위성 위치, 속도 및 클록 타이밍을 결정하게 하도록 허용하는 효율적인 메시징 포맷을 갖는다. 이 메시지는, 정정된 위성 위치가 수 미터 내에서 정확하게 되도록, 코어스 궤도 데이터를 정정하기 위한 정보를 MS (120) 에 제공한다.
또한, 로케이션 보조 서버 (130) 는 코어스 궤도 파라미터, 추정된 정확도 (User Range Error (URE)), 전리층 정정 모델, 세계 협정 시간 (UTC; Universal Coordinated Time) 모델, 및 위성 헬스/유용성 정보를 MS (120) 에 제공할 수도 있다. 이는, 위성 데이터의 보전성 (integrity) 을 확보하고, 무선으로 위성에 의해 송신된 데이터를 수신 및 디코딩할 필요 없이 모바일 동작을 허용하는 것이다. 이는 또한 MS (120) 가 로케이션 보조 서버 (130) 에 의해 이용되는 것과 동일한 코어스 궤도 데이터를 이용하는 것을 보증한다.
전술한 시스템은 설명의 목적을 위해서만 도시되고 다른 구성이 존재할 수도 있다는 것을 유의해야만 한다. 대안적으로, 네트워크 (162, 164, 166, 및 168) 는, 데이터 통신 또는 파일 전송을 지원하는, 예를 들어, 포인트-투-포인트 접속, 로컬 영역 네트워크, 광역 네트워크, 브로드캐스트 네트워크, 임의의 적절한 유선 또는 무선 네트워크, 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크 또는 그 조합일 수도 있다.
당업자는, 위성 위치의 대략적인 추정치를 제공하는 코어스 궤도 데이터가 넓은 범위의 형태를 포함하는 것을 알게 될 것이다. 이하의 설명에서, GPS 브로드캐스트 알마낙의 최근 카피는 본 발명의 구성의 이해를 용이하게 하기 위한 위성 위치 및 클록 타이밍의 대략적인 추정치로서 이용되도록 제안된다. 그러나, 후술하는 것 모두는 대안적인 코어스 궤도 데이터: GPS 브로드캐스트 에피메리스의 초기 카피; 브로드캐스트 갈릴레오 또는 GLONASS 알마낙 또는 에피메리스의 최근 카피; GPS, 갈릴레오, 또는 GLONASS 알마낙 또는 에피메리스와 동일한 형태에 따르는 위성 위치의 브로드캐스팅되지 않은 코어스 모델; GPS, 갈릴레오, 및 GLONASS 알마낙 및 에피메리스 포맷으로 이용되는 Keplerian 파라미터들의 임의의 서브세트 (subset) 또는 증진 (enhancement); 위성 궤도의 임의의 Keplerian 표현이 아닌 것; 및 시간 경과에 따라 저하된 다른 예측된 궤도 데이터를 나타낸다. 또한, 다른 위성 내비게이션 시스템에 속하는 대응 정보가 개시된 방법론의 범위 내에 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 발명은 코어스 궤도를 설명하는 임의의 그리고 모든 방법을 포함한다. 당업자는, 이 방법론이, 어떤 형태의 대략적인 추정치에도 공급된다는 것을 이해할 것이다.
몇몇 시나리오에서, 코어스 궤도 데이터는 로케이션 보조 서버 (130) 에 의해 MS (120) 로 공급될 수도 있다. 위성 위치의 대략적 추정치를 MS (120) 로 송신하는 것에 더해, 로케이션 보조 서버 (130) 는 이동국에 보조 메세지 내에 기준 시간을 포함하도록 하는 능력을 갖는다. 본 발명의 이 양태에서, 로케이션 보조 서버 (130) 는 네트워크 시간 서버 또는 개별적인 기준 수신기 (예를 들어, 광역 기준 네트워크 또는 글로벌 기준 네트워크) 로부터 수신된 GPS 데이터로부터의 기준 시간을 획득한다. 이 기준 시간 정보는 위성 위치의 대략적 추정치를 포함하는 MS (120) 에 송신된 메시지에 첨부될 수 있다. 또한, 로케이션 보조 서버 (130) 는 네트워크 시간 서버에 의해 제공된 기준 시간의 타이밍 정확도를 개선시킬 수 있고 더욱 정확한 시간을 MS (120) 에 송신할 수 있는 알고리즘을 구현할 수도 있다.
MS (120) 는 GPS 시간 (예를 들어, 네트워크 시간 서버 또는 CDMA 통신 네트워크) 로 동기화될 수도 있거나 동기화되지 않을 수도 있는 패킷 스위칭된 데이터 네트워크로부터 로케이션 보조 서버 (130) 에 대해 독립적인 기준 시간을 직접 획득할 수 있다. 이 방식으로, MS (120) 는 글로벌 시간 기준, 예를 들어, GPS 시간, 세계 협정 시간 (UTC) 시간, WWO 시간 등의 추정치를 획득한다.
도 2a 는, MS (120) 가 그 공간 및 시간 정보를 결정하도록 동작가능한 환경의 일 예를 나타낸다. MS (120) 는 3 차원 공간에서 그리고 시간 차원에서 그 위치 (또는 속도) 를 결정하기 위해 궤도 데이터의 조합을 이용한다. MS (120) 는, 실시간 궤도 데이터가 언제나 이용가능한 위성으로부터 디코딩된 실시간 궤도 데이터를 이용한다. 실시간 데이터는 브로드캐스팅된 위성 메시지로부터 디코딩되었을 수도 있지만, 네트워크 접속이 이용가능하거나 또는 최근에 이용가능했을 때 로케이션 보조 서버를 통해서 위성 기준 네트워크로부터 도입되었을 수도 있다. 일반적으로, 실시간 궤도 데이터는, 일정 시간 주기에 걸쳐 점차적으로 저하할 수도 있는 그보다 더 빠른 예측 궤도 데이터보다 더욱 정확하다. 또한, 실시간 궤도 데이터는 예측시에 미지의 (unknown) 위성에 대한 새로운 정보 (예를 들어, 위성 헬스 및 보전성 정보) 를 포함할 수도 있다.
이하의 설명의 간략화를 위해, 여기서 용어 "실시간 궤도 데이터의 이용불가/이용불가성" 은, 다른 경우로 특별히 나타내지 않는 한, 실시간 궤도 데이터가 MS (120) 에 의해 수신될 수 없는 상황, MS (120) 에 의한 더 일찍 수신된 실시간 궤도 데이터가 무효하게 되는 (invalid) 다른 상황, 또는 이 두 상황의 조합을 지칭한다. 용어 "이용가능/이용가능성" 은, MS (120) 에 의해 수신되고 MS (120) 에 저장된 실시간 궤도 데이터가 유효성의 주기 내에 있는 상황을 지칭한다.
이는, 일반적으로, 픽스의 계산시에 실시간 궤도 데이터를 이용하는 것이 더욱 바람직하다고 할지라도, MS (120) 는 종종 위성의 실시간 궤도 데이터를 유효하게 하기 위한 액세스를 갖지 않는다. 이 상황은, 위성에 대한 새로운 (fresh) 실시간 궤도 데이터가 이용불가할 때, 그리고 MS (120) 에 의해 그보다 일찍 수신된 (위성에 대한) 실시간 궤도 데이터가 무효가 될 때, 발생할 수도 있다. 위성에 대한 새로운 실시간 궤도 데이터는, 송수신 직결선 (line of sight) 의 부족, 쉐도우잉 (shadowing), 또는 MS (120) 로 하여금 위성으로부터의 위성 브로드캐스트를 수신하는 것을 방지하게 하는 다른 수신 문제들로 인해 이용불가하게 될 수도 있고, 그리고 위치 보조 서버 (130) 로의 접속이 이용불가하게 되거나 (예를 들어, 데이터 송신 비용의 관점에서) 바람직하지 않을 때 이용불가하게 될 수도 있다. MS (120) 에 의해 더 일찍 수신된 실시간 궤도 데이터는, 더 이른 시간 주기에서 MS (120) 에 의해 획득된 데이터가 가용하기에는 너무 오래되었을 때 (예를 들어, 적용가능 (applicability) 시간으로부터 +/- 2 시간 초과) 무효하게 될 수도 있다. MS (120) 가 그 자신의 위치를 산정하기 위해 충분한 수의 위성으로부터의 실시간 궤도 데이터를 유효하게 하기 위한 액세스를 가지지 않을 때, MS (120) 는 그 공간 및 타이밍 정보를 결정하기 위해 예측 궤도 데이터와 조합된 실시간 궤도 데이터와 같은 궤도 데이터의 조합을 이용할 수도 있다.
도 2a 의 예시를 참조하여, MS (120) 는 복수의 위성, 예를 들어 위성 (21, 22, 23, 24 및 25) 에 대한 예측 궤도 데이터를 갖고, 추가적으로 몇몇 위성, 예를 들어, 위성 (21 및 22) 의 실시간 궤도 데이터 (실선으로 표시됨) 를 수신한다. 위성 (23, 24 및 25) 의 실시간 궤도 데이터는, MS (120) 가 픽스를 결정할 때 이용불가하게 된다 (점선으로 표시됨). MS (120) 는 그 3-차원 공간 로케이션 및 시간의 결정시에 위성 (21 및 22) 의 실시간 위성 데이터와 다른 위성들 (즉, 23, 24 및 25) 중에서 임의의 2 개의 위성의 계측 궤도 데이터를 조합할 수도 있다. 즉, 실시간 궤도 데이터를 제공하는 위성들의 수가 MS (120) 의 픽스 결정에 불충분한 경우 (예를 들어, 도 2a 에 도시된 바와 같은 픽스에서 4 개의 미지의 것들에 대해 2 개의 보여지는 위성), MS (120) 는 픽스를 결정하기 위해 이들 위성에 의해 제공된 실시간 궤도 데이터와 다른 위성들로부터의 예측 궤도 데이터를 조합할 수 있다.
도 2a 의 예시에서, MS (120) 는 3 차원 공간 및 시간에서 그 위치 (또는 속도) 를 결정하기 위해 4 개의 위성으로부터의 궤도 데이터를 이용한다. 그러나, MS (120) 가 그 공간 파라미터 또는 시간 중 임의의 것을 알고 있는 경우, 픽스를 결정하기 위해 MS (120) 에 대해 필요한 위성의 수는 감소된다. 설명적으로, MS (120) 가 그 고도 (altitude) 를 알고 있는 경우, 픽스에서의 미지의 것은 3 개로 감소된다. 유사하게, 이용가능한 경우, 시간은 통신 네트워크로부터 획득될 수도 있고 또는 매우 정확한 오실레이터에 의해 유지될 수 있다. 그 결과, 픽스를 결정하기 위해 MS (120) 에 필요한 위성들의 수는 감소될 수 있다.
도 2b 는 전술한 동작들을 수행하기 위한 프로세스 (200) 의 예시를 나타내는 흐름도이다. 블록 (210) 에서, MS (120) 는 MS 에 대해 이용가능한 실시간 궤도 데이터를 갖는 위성들의 제 1 수를 결정한다. 제 1 수를 결정하기 위해, MS (120) 는 이전에 수신된 실시간 궤도 데이터의 유효성을 모니터링할 필요가 있다. MS (120) 는 실시간 궤도 데이터의 적용가능의 시간에 대해 현재 시간의 트랙을 유지하기 위한 타이머를 이용할 수도 있다. 또한, MS (120) 는 위성에 대한 실시간 궤도 데이터의 새로운 세트가 수신될 때 타이머를 리셋할 수도 있고, 시간의 소정의 기간 이후에 타이머를 만료한다. 블록 (220) 에서, MS (120) 는, 다른 수단으로부터 알 수 있거나 또는 다른 수단으로부터 획득될 수 있는 제 2 수의 궤도 파라미터 (3 개의 공간 차원 및 시간을 포함함) 를 결정한다. 블록 (230) 에서, MS (120) 는 예측 궤도 데이터를 이용할 위성들의 제 3 수를 결정한다. 제 3 수는, 예를 들어, 4 에서 제 1 수 및 제 2 수의 합계를 감산함으로써 결정될 수 있다. 블록 (240) 에서, MS (120) 는 위성들의 제 1 수, 기지의 (known) 궤도 파라미터들의 제 2 수, 및 위성들의 제 3 수의 예측 궤도 데이터를 조합하여 픽스를 계산한다.
도 2a 를 다시 참조하여, 일 시나리오에서, MS (120) 는 위성 (21 및 22) 의 실시간 궤도 데이터 및 위성 (23, 24 및 25) 의 예측 궤도 데이터를 이용하여 픽스의 4 개의 미지의 것들을 결정할 수도 있다. 5 개의 위성으로부터 궤도 데이터의 5 개의 세트는 중복-결정된 시스템을 구성한다. MS (120) 는, 그 위치/속도/시간에 대한 솔루션에서의 5 개의 위성으로부터의 그리고 예측 궤도 데이터의 저하된 정확도를 고려하여 위성 측정치를 대략적으로 가중할 수도 있다. 가중 조합에서의 가중치는 궤도 데이터의 각각의 세트의 정확도에 따라서 결정될 수도 있다. 예를 들어, 실시간 궤도 데이터 및 예측 궤도 데이터는 그들의 정확도 추정에 따라서 가중될 수도 있다. 정확도 추정치는, 사용자 범위 정밀도 (URA; User Range Accuracy), 사용자 범위 에러 (URE; User Range Error), TOE (Time of Ephemeris) 에 대한 시간, 및 마지막 업데이트 이후로부터의 예측 궤도 데이터의 에이지 (age), 전술한 몇몇 또는 모두의 조합 또는 다른 메트릭스를 포함할 수도 있다.
정확도 추정치 메트릭스는 이하 더 설명된다. 통상적으로, URE 는 위성의 예측 궤도 데이터에 대한 불확실성 추정치로서 로케이션 보조 서버 (130) 에 의해 산정되거나 또는 제공된다. MS (120) 가 (정정을 통해서) 코어스 궤도 데이터로부터의 예측 궤도 데이터를 재구성함에 따라, URE 는 예측 궤도 데이터에 대한 정확도 추정치로서 이용될 수 있다. 코어스 궤도 데이터가 로케이션 보조 서버 (130) 및 MS (120) 에 의해 이용된 것과 동일하기 때문에, 코어스 궤도와 관련된 에러들은 전반적인 에러 허용범위 (error budget) 에 기여하지 않는다. URA 는, 예를 들어, GPS 제어 세그먼트에 의해 제공된 위성의 실시간 궤도 데이터의 불확실성 추정치이다. 통상적으로, URA 는 수 미터이고, URE 는 몇일의 예측 이후의 수십 미터일 수도 있다. 이들 에러 추정치는 모두 예측 궤도 데이터와 실시간 궤도 데이터의 가중 조합에서의 가중치로서 이용될 수 있다. 또한, TOE 에 대한 시간은 실시간 궤도 데이터의 에이지를 나타내고, 정확도 추정치뿐만 아니라 예측 궤도 데이터와 실시간 궤도 데이터의 가중 조합에서의 가중치로서 이용될 수 있다. 유사하게, 마지막 업데이트로부터의 예측 데이터의 에이지는 예측 궤도 데이터의 정확도를 나타내고, 정확도 추정치뿐만 아니라 예측 궤도 데이터와 실시간 궤도 데이터의 가중 조합에서의 가중치로서도 이용될 수 있다. 보다 작은 에러를 갖는 위성 측정치 (예를 들어, 실시간 궤도 데이터) 는 더 큰 에러를 갖는 측정치 (예를 들어, 예측 궤도 데이터 또는 코어스 궤도 데이터) 보다 높게 가중될 수 있다. 더 새로운 위성 측정이 더 오래된 위성 측정보다 더 높게 가중될 수 있다.
도 3a 는 위성에 대한 이용가능한 궤도 데이터의 타임라인 (timeline) 을 나타내는 도면이다. 도 3a 의 예시를 참조하여, MS (120) 는 시간 주기 (T0-T6) 에 대한 위성의 예측 궤도 데이터를 갖는다. 동일한 위성의 실시간 궤도 데이터는 TOE 에 중심이 있는 시간 주기 (T1 및 T5) 에서 MS (120) 에 대해 이용가능하다. 실시간 궤도 데이터는 실제 궤도 데이터로부터 분기하고, T1 및 T5 의 경계를 지나 시간이 경과함에 따라서 무효하게 된다. 이 예시에서, MS (120) 는 T0 와 T1 의 경계에서 예측 궤도 데이터로부터 실시간 궤도 데이터로 스위칭하고, T1 와 T2 의 경계에서 예측 궤도 데이터로 다시 스위칭한다. 유사하게, MS (120) 는 T4 와 T5 의 경계에서 예측 궤도 데이터에서 실시간 궤도 데이터로 스위칭하고, T5 와 T6 의 경계에서 다시 예측 궤도 데이터로 스위칭한다. 본 발명의 일 양태에서, MS (120) 는, 설명적으로, 보간 커브 (35) 를 이용하여, T0 와 T1, T1 와 T2, T4 와 T5, 그리고 T5 와 T6 의 경계에서 예측 궤도 데이터 및 실시간 궤도 데이터를 보간한다. 보간 커브 (35) 는 2 세트의 데이터 사이에서의 전이를 원활하게 하는 임의의 공지된 보간 기술을 이용하여 픽스의 결정시에 MS (120) 에 의해 이용되는 궤도 데이터의 갑작스런 변화를 회피하도록 산정될 수도 있다.
도 3b 는, 도 3a 에 설명된 바와 같이, MS (120) 가 실시간 궤도 데이터 및 예측 궤도 데이터의 이용을 조합할 수도 있는, 프로세스 (300) 을 설명하는 흐름도이다. 이 시나리오에서, MS (120) 는 제 1 시간 주기에서 위성의 실시간 궤도 데이터를 이용하고, 제 2 시간 주기에서 동일한 위성의 예측 궤도 데이터를 이용한다. 전술한 바와 같이, 각각의 위성 (21 내지 25) 는 실시간 궤도 데이터의 유효 주기 도중에 MS (120) 에 이용가능한 실시간 궤도 데이터를 가질 수도 있다. 실시간 궤도 데이터가 이용불가하게 될 때, MS (120) 는 예측 궤도 데이터로 스위칭할 수 있다. 실시간 궤도 데이터가 다시 이용가능할 때, MS (120) 는 실시간 궤도 데이터로 다시 스위칭할 수 있다. 따라서, MS (120) 는, 실시간 궤도 데이터의 이용가능성 또는 유효성에 기초하여, 일 시간 주기 동안 위성의 실시간 궤도 데이터를 그리고 다른 시간 주기 동안 동일한 위성의 예측 궤도 데이터를 이용할 수도 있다. 도 3b 의 예시를 참조하여, 블록 (310) 에서, MS (120) 은 휴지 모드 (idle mode) 로부터 턴-온되거나 또는 재-활성화된다. 블록 (320) 에서, MS (120) 가 실시간 궤도 데이터를 유효하게 하는 액세스를 획득하기 전에, MS (120) 는 제 1 픽스를 빠르게 계산하기 위해 예측 궤도 데이터를 이용하고, 실시간 궤도 데이터가 복조되고 디코딩되면, 증가된 정확도가 달성될 수 있다. 또한, MS (120) 는, 사전 픽스 및/또는 다운로드로부터의 저장된 실시간 궤도 데이터가 예측 궤도 데이터를 이용하기 위한 결정 이전에 이용하기에 새롭게 이용가능하고 충분한지의 여부를 가중할 수도 있다. 하나의 픽스만이 수행되는 시나리오에서, 정확도와 속도 사이의 결정은 원하는 서비스의 품질에 기초할 수도 있다.
블록 (330) 으로 진행하여, MS (120) 가 픽스를 계산하기 위해 이용하는 위성들 중 임의의 위성의 실시간 궤도 데이터가 이용가능하게 될 때, MS (120) 는 위성의 예측 궤도 데이터에서 이용가능한 실시간 궤도 데이터로 스위칭할 수도 있다. 블록 (340) 에서, MS (120) 가 픽스를 계산하기 위해 이용하는 위성들 중 임의의 위성의 실시간 궤도 데이터가 이용불가하게 될 때, MS (120) 는 위성의 실시간 궤도 데이터로부터 그 예측 궤도 데이터로 스위칭할 수도 있다. 일 시나리오에서, 블록 (320) 의 동작은 블록 (330 및 340) 의 동작과 동시에 수행될 수도 있다는 것에 유의한다. 블록 (330 및 340) 의 동작은, 실시간 궤도 데이터가 이용가능하게 되거나 또는 이용불가하게 됨에 따라서 반복될 수도 있다. 따라서, MS (120) 는 픽스를 결정하기 위해 일부 위성들의 실시간 궤도 데이터와 몇몇 다른 위성들의 예측 궤도 데이터를 조합할 수도 있다. 실시간 궤도 데이터와 예측 궤도 데이터의 조합은 동적이다 (dynamic). 위성의 실시간 궤도 데이터가 이용가능하게 될 때의 어느 때나, MS (120) 는 픽스의 결정을 위해 실시간 궤도 데이터와 예측 궤도 데이터의 새로운 조합을 동적으로 결정할 수 있다. 새로운 조합은 임의의 소정의 시간에 이용가능한 실시간 궤도 데이터를 갖는 가장 많은 수의 위성들을 포함하지만, 제 1 픽스를 수행하기 이전에 실시간 궤도 데이터에 대해 대기할 필요는 없다.
도 3a 로 돌아가서, MS (120) 는, 시간 오버랩하는 실시간 궤도 데이터와 예측 궤도 데이터의 가중 조합을 이용함으로써 동일한 위성의 실시간 궤도 데이터 및 예측 궤도 데이터를 보간할 수도 있다. 가중 조합은 위치, 속도, 시간, 또는 그 임의의 조합에 적용될 수 있다. MS (120) 는 그 위치/속도/시간에 대한 솔루션에서 궤도 데이터를 적절하게 가중할 수도 있다. 예를 들어, 실시간 궤도 데이터 및 예측 궤도 데이터는 그 정확도 추정치에 따라서 가중될 수도 있다. 정확도 추정치는, 사용자 범위 정밀도 (URA; User Range Accuracy), 사용자 범위 에러 (URE; User Range Error), TOE (Time of Ephemeris) 에 대한 시간, 및 마지막 업데이트 이후로부터의 예측 궤도 데이터의 에이지 (age), 전술한 몇몇 또는 모두의 조합 또는 다른 메트릭스를 포함할 수도 있다.
전술한 정확도 추정치 메트릭스는 도 2a 에 대한 기술에서도 설명된다. 도 3a 의 단일의 위성 시나리오에서, 동일한 정확도 추정치 메트릭스는, 실시간 궤도 데이터와 예측 궤도 데이터의 가중 조합으로서 보간이 산정되는, 실시간 궤도 데이터와 예측 궤도 데이터의 보간에 적용한다. 작은 에러를 갖는 위성 측정 (예를 들어, 실시간 궤도 데이터) 는 큰 에러를 갖는 측정 (예를 들어, 예측 궤도 데이터 또는 코어스 궤도 데이터) 보다 더 높게 가중될 수 있다. 더 새로운 위성 측정이 더 오래된 위성 측정보다 더 높게 가중될 수 있다.
일 시나리오에서, 예측 궤도 데이터 (Opredicted) 및 실시간 궤도 데이터 (Oreal -time) 의 가중 조합 (Orbitcombined) 은:
Orbitcombined = (W1Oreal - time + W2Opredicted)/(W1 + W2) 이다.
여기서, W1 및 W2 는 (URE, URA) 의 함수, TOE 에 대한 시간, 마지막 업데이트 이후로부터의 예측 데이터의 에이지, 전술한 몇몇 또는 모두의 조합 또는 다른 메트릭스이다.
본 발명의 다른 양태에서, 실시간 궤도 데이터가 이용되어 예측 궤도 데이터의 정확도를 개선시킬 수 있다. 이 "개선된" 예측 궤도 데이터는 프로세서 (200 및 300) 에서 이용될 수 있다. 즉, 이는 동일한 위성의 실시간 궤도 데이터가 이용불가할 때 이용될 수 있고 및/또는 픽스의 결정시에 다른 위성의 실시간 궤도 데이터와 조합하는데 이용될 수 있다. 3 개의 공간 차원 및 이성 클록 바이어스에서 위성 위치들을 포함하는 전체 예측 궤도 데이터에 정확도의 개선이 이루어질 수 있다. 대안적으로, 클록 바이어스는 일반적으로 위성 궤적과 같이 예측가능하지 않고 시간 경과에 따른 저하에 더욱 영향을 받기 쉽게 되기 때문에, 위성 클록 바이어스에만 정확도의 개선이 이루어질 수 있다. 정확도의 개선은, 시리간 궤도 데이터를 제공하는 동일한 위성 또는 상이한 위성에 이루어질 수 있다.
도 4 는 위성의 예측 궤도 데이터의 2 개의 에러 성분들을 나타내는 차트이다. 제 1 에러 성분은 방사형 방향에서의 위성 궤도 에러 (방사형 궤도 에러) 이고, 제 2 에러 성분은 위성 클록 바이어스의 에러 (클록 바이어스 에러) 이다. 방사형 궤도 에러는 예측 궤도 위치와 실제 방사형 궤도 위치 사이의 차이이고, 클록 바이어스 에러는 예측 클록 바이어스와 실제 클록 바이어스 사이의 차이이다. 차트의 X-축은 시간을 나타내고, Y-축은 에러의 크기를 미터 단위로 나타낸다. 차트는, 방사형 궤도 에러가 0 주위에서 변동할 때 클록 바이어스 에러가 시간이 지남에 따라서 현저하게 증가하는 것을 보여준다. 따라서, 차트는 에측 궤도 데이터에서 클록 바이어스의 정확도가 시간의 경과에 따라서 빠르게 저하한다는 것을 보여준다.
예측 궤도 데이터에서 클록 바이어스 (예측 클록 바이어스) 는 2 개의 접근방식으로 정정될 수 있다. 일 접근방식은, 일 위성의 더 빠른 시간 주기의 실시간 궤도 정보를 이용하여 현재 또는 미래의 시간 주기에서 동일한 위성의 예측 클록 바이어스를 정정하는 것이다. 다른 접근방식은, 다른 위성들의 실시간 궤도 정보를 이용하여 동일한 시간 주기의 위성에 대한 정정을 제공하는 것이다. 제 1 접근방식에서, 실시간 궤도 데이터가 더욱 "새로운" (예를 들어, TOE 로부터의 작은 편차) 것일수록, 정정은 더욱 정확하다. 정정을 수행하기 위해, 예측 클록 바이어스에 대한 정정의 양을 결정하기 위해 예측 클록 바이어스는 (예를 들어, GPS 내비게이션의 서브프레임 1 로부터의) 실시간 브로드캐스팅된 위성 클록 파라미터와 비교될 수 있다. 정정은 상이한 오프셋 및 슬로프를 포함할 수도 있다. 정정 이후에, MS (120) 는 (예측 클록 바이어스를 포함하는) 예측 궤도 데이터를 이용하여 실시간 궤도 데이터가 이용불가하게 될 때 픽스를 결정할 수 있다.
제 2 접근방식을 더 설명하기 위해, 제 2 접근방식이 "중복-결정" 시스템에 이용된다는 것을 명시하는 것은 유용하다. 즉, 실시간 궤도 데이터를 갖는 위성들의 수 (여기서, "위성 그룹" 으로 지칭됨) 가 모바일 픽스에서 미지의 것들의 수 이상이다. MS (120) 는 픽스에서 미지의 수와 동일한 위성 그룹 내의 위성의 수를 이용하여 픽스를 고유하게 결정할 수 있다. 위성 그룹에 대해 이용가능한 실시간 궤도 데이터 및 대응하는 측정된 의사거리 (pseudorange) 는 위성 그룹 외부의 하나 이상의 위성의 예측 클록 바이어스를 정정하도록 이용될 수 있다.
설명적으로, 2-차원 위치 추정 (충분히 정확한 고도의 지식이 MS (120) 에서 이용가능하다고 가정) 을 위해, MS (120) 는 2 개의 치수 및 시간에서의 모바일 위치를 포함하는 그 미지의 파라미터들을 결정하기 위해 3 개의 보이는 (in-view) 위성을 필요로할 것이다. 3 개의 보이는 위성들에 대해 이용가능한 실시간 궤도 및 대응하는 측정 의사거리는 추가적인 보이는 위성 (예를 들어, 예측 클록 바이어스만을 갖는 4 번째의 보이는 위성) 에 대한 예측 클록 바이어스를 정정하는데 이용될 수 있다. 3-차원 위치 추정을 위해, MS (120) 는 3 개의 치수 및 시간에서의 모바일 위치를 포함하는 그 미지의 파라미터들을 결정하기 위해 4 개의 보이는 위성들을 필요로 할 것이다. 4 개의 보이는 위성들에 대해 이용가능한 실시간 궤도 데이터 및 대응하는 측정 의사거리는 다섯 번째 보이는 위성에 대한 예측 클록 바이어스를 정정하기 위해 이용될 수 있다. 여섯 번째 위성 및 일곱 번째 위성으로부터의 예측 클록 바이어스가 MS (120) 에 대해 이용가능한 경우, 4 개의 보이는 위성들에 의해 제공된 실시간 궤도 데이터 및 대응하는 측정 의사거리는 추가적인 (예를 들어, 제 6 및 제 7 등) 위성에 대한 예측 클록 바이어스를 정정하는데 이용될 수 있다. 예측 클록 바이어스에 대한 정정은 가중 최소 제곱 모델 (WLS; Weighted Least Square), 칼만 필터 (Kalman filter), 또는 몇몇 다른 선형, 선형화된, 또는 비선형 추정 방법에 의해 산정될 수 있다. 이들 정정은, 위성의 가시성을 잃었을 때 그리고 예측 또는 하이브리드 예측 데이터를 이용하기 위해 에피메리스를 더욱 정확하게 만들기 위한 범위까지 에피메리스가 저하되는 때인, 완성된 GPS 성상도 (constellation) 가 가시적일 때에도, 최상의 정확도 및 성능에 대한 예측 데이터를 회복시키는 GPS 동작 도중에 배경에서 구동될 수도 있다.
여기 설명된 하이브리드 기술은, SPS 또는 GNSS 의 조합, 예를 들어, 미국 GPS, 러시아 글로나스 시스템 (Russian Glonass system), 유럽 갈릴레오 시스템 (European Galileo system), 일본 QZSS 시스템, 위성 시스템들의 조합으로부터의 위성을 이용하는 임의의 시스템, 또는 미래에 개발되는 임의의 위성 시스템에 적용될 수 있다. 즉, MS (120) 는 픽스를 결정하기 위해 하나의 위성 시스템 (예를 들어, GPS) 로부터의 예측 궤도 데이터 및 하나 이상의 다른 위성 시스템들 (예를 들어, 갈릴레오 시스템 및 글로나스 시스템) 로부터의 실시간 궤도 데이터를 이용할 수도 있다. 또한, 의사거리가 이러한 위성들에 대해 이용가능하고 시스템 내에 미지의 위성보다 더욱 많은 관찰가능한 위성들이 있는 경우, MS (120) 는 하나의 위성 시스템의 위성들의 실시간 클록 바이어스들을 이용하여 다른 위성 시스템의 위성 (또는 위성들) 의 예측 클록 바이어스를 정정할 수도 있다. 예를 들어, 갈릴레오 시스템에서의 위성의 실시간 클록 바이어스는 글로나스 시스템에서의 위성의 예측 클록 바이어스를 정정하는데 이용될 수 있다. 이러한 알고리즘의 적절한 응용을 위해, 2 개의 위성 위치측정 시스템들 (예를 들어, GPS 대 갈릴레오) 의 마스터 클록들 사이의 전반적인 클록 바이어스는 MS (120) 에 의해 알려져야만 한다.
도 5 는 이동국에서 위치/속도/시간 픽스의 결정을 위한 프로세스 (500) 의 일 예시의 흐름도를 설명한다. 프로세스 (500) 는 하드웨어 (예를 들어, 회로, 전용 로직, 프로그래머블 로직, 마이크로코드 등), 소프트웨어 (예를 들어, 프로세싱 디바이스에서 구동되는 명령) 또는 그 조합에 의해 수행될 수도 있다. 프로세스 (500) 는 도 1 의 MS (120) 에 의해 수행될 수도 있다.
도 5 를 참조하여, 블록 (510) 에서, 프로세스 (500) 는 MS (120) 에서 이용가능한 실시간 궤도 데이터를 갖는 위성들의 수를 결정하는 MS (120) 로 시작한다. 전술한 바와 같이, 픽스를 위해 필요한 위성들의 수는 MS (120) 에서 미지의 것들의 수에 기초한다. 예를 들어, MS (120) 의 3 차원 공간 및 시간의 어느 것도 미지의 경우, MS (120) 는 4 개의 위성으로부터의 실시간 궤도 데이터를 필요로할 것이다. 이 시나리오에서, MS (120) 는 4 개의 위성으로부터 실시간 궤도 데이터를 이상적으로 수신할 것이다. 그러나, 4 개보다 적은 위성이 MS (120) 으로 실시간 궤도 데이터를 제공하는 경우, 예측 궤도 데이터가 이용가능한 하나 이상의 다른 위성들로 MS (120) 는 재분류될 것이다. 전술한 바와 같이, 실시간 궤도 데이터를 갖는 위성들의 수는 쉐도우잉, 수신 문제, 및 다른 이유로 인해서 하나의 시간 주기와 다음 시간 주기에서는 상이할 수도 있다.
블록 (520) 에 이어, MS (120) 의 미지의 수에 기초하여, 프로세스 (500) 는 더 많은 위성들의 궤도 데이터가 필요한지의 여부를 결정한다. 하나 이상의 추가적인 위성들의 궤도 데이터가 필요한 경우, 블록 (530) 에서, MS (120) 는 픽스의 결정시에 하나 이상의 추가적인 위성의 예측 궤도 데이터를 이용한다. MS (120) 가 이전 AGPS 세션 (즉, 위성들의 수는 미지의 수와 동일) 에서 충분한 위성들 또는 로케이션 보조 서버 (130) 로부터의실시간 궤도 데이터를 수신하는 경우, 어떠한 예측 궤도 데이터도 필요하지 않다. 블록 (540) 에 이어, MS (120) 는 위치/속도/시간 픽스를 산정하기 위해 위성들로부터의 궤도 데이터를 조합한다. 본 발명의 일 양태에서, 블록 (550) 에서, MS (120) 는 또한 제 1 위성의 이용가능한 실시간 궤도 데이터를 이용하여 제 1 위성의 현재 또는 미래의 예측 클록 바이어스의 위성 클록 바이어스를 정정하고, 및/또는 제 1 위성의 이용가능한 실시간 궤도 데이터를 이용하여 실시간 궤도 데이터가 이용불가한 제 2 위성의 현재 또는 미래의 예측 궤도 데이터의 위성 클록 바이어스를 정정한다. 전술한 바와 같이, 제 2 위성은 제 1 위성과 동일하거나 또는 상이한 위성 시스템에 있을 수도 있다.
도 6 은 MS (120) 의 컴포넌트들의 블록도의 예를 제공한다. MS (120) 는 메모리 (67) 및 프로세서 (69) 를 포함한다. 또한, MS (120) 는 로케이션 보조 서버 (130) 로부터 계수 시퀀스를 수신하는 수신기 인터페이스 (66) 를 포함한다. 또한, 수신기 인터페이스 (66) 는, 위성 브로드캐스트로부터, 로케이션 보조 서버 (130) 로부터 또는 다른 데이터 소스들로부터, 코어스 궤도 데이터 ALCF또는 실시간 궤도 데이터 (예를 등러, 알마낙, 에피메리스, 및/또는 다른 위성 위치 및 타이밍 정보) 를 수신한다. 수신기 인터페이스 (66) 는, 유선 또는 무선 네트워크, 브로드캐스트 매체, 또는 임의의 적절한 데이터 송신 수단을 통해서 계수를 수신할 수도 있다. MS (120) 는 로케이션 보조 서버 (130) 로부터 전송된 데이터 시퀀스를 디코딩하는 디코딩 유닛 (61) 을 포함한다. 또한, 일 시나리오에서, MS (120) 는 재구성 유닛 (62), 조합 유닛 (68) 및 정정 유닛 (63) 을 포함할 수도 있다. 재구성 유닛 (62) 은 코어스 궤도 데이터 및 정정 데이터와 같은 예측 궤도 데이터를 로케이션 보조 서버 (130) 로부터 송신된 데이터 시퀀스를 이용하여 재구성한다. 조합 유닛 (68) 은, MS (120) 에서 수신되고 저장된 위성의 실시간 궤도 데이터가 현재 시간을 모니터링하는 타이머를 실시간 궤도 데이터의 응용 가능성의 시간에 대해 유지시킴으로써 여전히 유효한지의 여부를 결정한다. 실시간 궤도 데이터의 이용가능성 및 유효성에 기초하여, 조합 유닛 (68) 은 몇몇 위성들의 실시간 궤도 데이터와 몇몇 다른 위성들의 예측 궤도 데이터를 조합하여 픽스를 결정한다. 정정 유닛 (63) 은, 전술한 바와 같이, 예측 데이터의 위성 클록 바이어스를 정정하기 위해 이용가능한 실시간 데이터를 이용한다. 전술한 바와 같이, 클록 바이어스의 정정은, 실시간 궤도 데이터가 이용가능한 동일한 위성에 대해, 또는 동일한 도는 상이한 위성 시스템의 다른 위성에 대해 이루어질 수 있다
본 명세서에 기재된 방법론은, 응용에 따라서 다양한 수단에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 로케이션 보조 서버 (130) 및 MS (120) 의 전술한 컴포넌트들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현을 위해, 프로세시 유닛은 하나 이상의 주문형 반도체 (ASICs; Application Specific Integrated Circuits), 디지털 신호 프로세서 (DSPs; Digital Signal Processors), 디지털 신호 프로세싱 디바이스 (DSPDs; Digital Signal Processing Devices), 프로그래머블 로직 디바이스 (PLDs; Programmable Logic Devices), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGAs; Field Programmable Gate Arrays) 프로세서, 컨트롤러, 마이크로-컨트롤러, 마이크로프로세서, 전자 디바이스, 본 명세서에 설명된 기능을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛, 또는 그 조합에서 구현될 수도 있다.
펌웨어 및/또는 소프트웨어 구현에서, 이 방법론은 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하는 모듈 (예를 들어, 절차, 함수, 등) 로 구현될 수도 있다. 명령을 명시적으로 수록하는 임의의 머신-판독가능 매체가 본 명세서에 설명된 방법론들을 구현하는데 이용될 수도 있다. 예를 들어, 도 6 을 다시 참조하여, 소프트웨어 코드가 메모리 (예를 들어, MS (120) 의 메모리 (67)) 에 저장될 수도 있고 프로세서 (예를 들어, MS (120) 의 프로세서 (69)) 에 의해 실행될 수도 있다. 메모리는 프로세서 내부에서 또는 프로세서 외부에서 구현될 수도 있다. 본 명세서에 이용된 용어 "메모리" 는 장기간, 단기간, 휘발성, 비-휘발성, 또는 다른 메모리의 임의의 유형을 지칭하고, 메모리의 임의의 특정 유형 또는 메모리의 수 또는 메모리가 저장되는 매체의 유형을 제한하지 않는다.
본 명세서에 설명된 방법 및 장치는 다양한 SPS 또는 GNSS, 예를 들어, 미국 GPS, 러시아 글로나스 시스템 (Russian Glonass system), 유럽 갈릴레오 시스템 (European Galileo system), 위성 시스템들의 조합으로부터의 위성을 이용하는 임의의 시스템, 또는 미래에 개발되는 임의의 위성 시스템을 통해 이용될 수도 있다. 또한, 개시된 방법 및 장치는 의사위성 또는 위성과 위사위성의 조합을 활용하는 위치측정 결정 시스템에 의해 이용될 수도 있다. 의사위성은, GPS 시간으로 동기화될 수도 있는 L-대역 (또는 다른 주파수) 캐리어 신호상에서 변조된 PN 코드 또는 다른 범위 코드 (GPS 또는 CDMA 셀룰러 신호와 유사) 를 브로드캐스팅하는 접지-기반 송신기이다. 각각의 이러한 송신기에는, 원격의 수신기에 의해 식별을 허용하도록 고유한 PN 코드가 할당될 수도 있다. 의사위성은, 궤도를 선회하는 위성으로부터의 GPS 신호가 이용불가할 수도 있는 상황, 예를 들어, 터널, 광산, 빌딩, 도시가로 (urban canyon) 또는 다른 밀폐된 영역에서 유용하다. 수도위성의 다른 구현은 라디오-비컨 (radio-beacon) 으로서 알려져 있다. 본 명세서에 설명된 것과 같은, 용어 "위성" 은 의사위성, 의사위성의 등가물, 및 가능한 다른 것들을 포함하도록 의도된다. 본 명세서에 설명된 것과 같은, 용어 "SPS 신호" 는 의사위성 또는 의사위성의 등가물로부터의 SPS-형 신호를 포함하도록 의도된다.
본 명세서에 설명된 위치 결정 기술은 다양한 무선 통신 네트워크, 예를 들어, WWAN (Wireless Wide Area Network), WLAN (Wireless Local Area Network), WPAN (Wireless Personal Area Network) 등에서 이용될 수도 있다. 용어 "네트워크" 및 "시스템" 은 종종 상호교환적으로 이용된다. WWAN 은 코드 분할 다중 액세스 (CDMA) 네트워크, 시분할 다중 액세스 (TDMA) 네트워크, 주파수 분할 다중 액세스 (FDMA) 네트워크, 직교주파수 분할 다중 액세스 (OFDMA) 네트워크, 단일-캐리어 주파수 분할 다중 액세스 (SC-FDMA) 네트워크 등일 수도 있다. CDMA 네트워크는 하나 이상의 라디오 액세스 기술 (RAT), 예를 들어, CDMA2000, 광대역-CDMA (W-CDMA), 및 다른 현재 및 다음-세대 네트워크를 구현할 수도 있다. CDMA2000 은 IS-95, IS-2000, 및 IS-856 표준을 포함한다. TDMA 네트워크는 이동 통신용 글로벌 시스템 (GSM; Global System for Mobile Communications), D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone System), 또는 몇몇 다른 RAT 을 구현할 수도 있다. GSM 및 W-CDMA 는, "3 세대 파트너쉽 프로젝트" (3GPP) 로 명명된 컨소시엄으로부터의 문헌에 기재되어 있다. CDMA2000 은 "3 세대 파트너쉽 프로젝트 2" (3GPP2) 로 명명된 컨소시엄으로부터의 문헌에 기재되어 있다. 3GPP 및 3GPP2 문헌은 공개적으로 이용가능하다. WLAN 은 IEEE 802.11x 네트워크일 수도 있고, WPAN 은 블루투스 네트워크, IEEE 802.15x, 또는 몇몇 다른 유형의 네트워크일 수도 있다. 이 기술은 또한 WWAN, WLAN 및/또는 WPAN 의 임의의 조합에 대해 이용될 수도 있다.
본 발명이 특정 예시적인 특징을 참조하여 설명되지만, 청구범위에 설명된 것과 같이 폭넓은 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이 특징으로 다양한 변형 및 변화가 이루어질 수도 있다는 것은 명백할 것이다. 따라서, 상세한 설명 및 도면은 제한적인 목적이 아닌 설명적인 목적으로 간주된다.

Claims (17)

  1. 이동국의 공간 및 시간 정보를 결정하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은 상기 이동국에서 수행되고,
    상기 방법은,
    제 1 위성의 실시간 궤도 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정시에, 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 제 2 위성의 예측 궤도 데이터를 조합하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 위성 및 상기 제 2 위성은 2 개의 상이한 위성 시스템들에 속하고,
    상기 예측 궤도 데이터는 예측된 위성 좌표계에 대한 3-D 불확실성 값 및 예측된 위성 클록 정정의 불확실성 값 중 적어도 하나를 포함하는, 이동국의 공간 및 시간 정보 결정 방법.
  2. 이동국의 공간 및 시간 정보를 결정하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은 상기 이동국에서 수행되고,
    상기 방법은,
    제 1 위성의 실시간 궤도 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정시에, 사용자 범위 정밀도 (URA; User Range Accuracy), 사용자 범위 에러 (URE; User Range Error), 에피메리스 타임 (TOE; Time of Ephemeris) 에 따른 시간, 및 마지막 업데이트 이후로부터의 제 2 위성의 예측 궤도 데이터의 에이지 (age) 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 실시간 궤도 데이터와 상기 예측 궤도 데이터의 가중 조합 (weighted combination) 을 이용함으로써, 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 상기 제 2 위성의 상기 예측 궤도 데이터를 조합하는 단계를 포함하고,
    상기 실시간 궤도 데이터와 상기 예측 궤도 데이터는 시간 오버랩되는, 이동국의 공간 및 시간 정보 결정 방법.
  3. 이동국의 공간 및 시간 정보를 결정하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은 상기 이동국에서 수행되고,
    상기 방법은,
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정을 위해 복수의 위성들로부터 실시간 궤도 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 위성들의 상기 실시간 궤도 데이터를 이용하여 하나 이상의 추가적인 위성들의 예측 궤도 데이터에서의 클록 바이어스의 에러를 정정하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 위성들의 위성 수는, 상기 이동국의 상기 공간 및 시간 정보의 결정에 필요한 위성 수 이상이며,
    상기 복수의 위성들은 상이한 위성 시스템들에 속하는, 이동국의 공간 및 시간 정보 결정 방법.
  4. 이동국의 공간 및 시간 정보를 결정하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은 상기 이동국에서 수행되고,
    상기 방법은,
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정을 위해 복수의 위성들로부터 실시간 궤도 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 복수의 위성들의 상기 실시간 궤도 데이터를 이용하여 하나 이상의 추가적인 위성들의 예측 궤도 데이터에서의 클록 바이어스의 에러를 정정하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 위성들의 위성 수는, 상기 이동국의 상기 공간 및 시간 정보의 결정에 필요한 위성 수 이상이며,
    상기 하나 이상의 추가적인 위성들은 제 1 위성 시스템에 속하고, 상기 복수의 위성들은 하나 이상의 다른 위성 시스템들에 속하는, 이동국의 공간 및 시간 정보 결정 방법.
  5. 이동국의 시스템으로서,
    제 1 위성의 실시간 궤도 데이터를 수신하는 수신기 인터페이스; 및
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정시에, 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 제 2 위성의 예측 궤도 데이터를 조합하는 조합 유닛을 포함하고,
    상기 조합 유닛은, 상기 이동국의 상기 공간 및 시간 정보의 결정시에, 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터가 이용불가하게 될 때 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터 대신에 상기 제 1 위성의 예측 궤도 데이터를 이용하며,
    상기 조합 유닛은, 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 상기 제 1 위성의 상기 예측 궤도 데이터 사이의 전환을 원활하게 하기 위해 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 상기 제 1 위성의 상기 예측 궤도 데이터를 보간하는, 이동국의 시스템.
  6. 이동국의 시스템으로서,
    제 1 위성의 실시간 궤도 데이터를 수신하는 수신기 인터페이스; 및
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정시에, 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 제 2 위성의 예측 궤도 데이터를 조합하는 조합 유닛을 포함하고,
    상기 조합 유닛은, 사용자 범위 정밀도 (URA; User Range Accuracy), 사용자 범위 에러 (URE; User Range Error), 에피메리스 타임 (TOE; Time of Ephemeris) 에 따른 시간, 및 마지막 업데이트 이후로부터의 상기 예측 궤도 데이터의 에이지 (age) 중 적어도 하나에 기초하여, 가중 조합 (weighted combination) 을 이용하며,
    상기 실시간 궤도 데이터 및 상기 예측 궤도 데이터는 시간 오버랩되는, 이동국의 시스템.
  7. 이동국의 시스템으로서,
    제 1 위성의 실시간 궤도 데이터를 수신하는 수신기 인터페이스;
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정시에, 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 제 2 위성의 예측 궤도 데이터를 조합하는 조합 유닛; 및
    상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터를 이용하여, 상기 제 1 위성의 예측 궤도 데이터에서의 클록 바이어스의 에러를 정정하는 정정 유닛을 포함하는, 이동국의 시스템.
  8. 이동국의 시스템으로서,
    제 1 위성의 실시간 궤도 데이터를 수신하는 수신기 인터페이스; 및
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정시에, 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 제 2 위성의 예측 궤도 데이터를 조합하는 조합 유닛을 포함하고,
    상기 제 1 위성 및 상기 제 2 위성은 2 개의 상이한 위성 시스템들에 속하고,
    상기 예측 궤도 데이터는 예측된 위성 좌표계에 대한 3-D 불확실성 값 및 예측된 위성 클록 정정의 불확실성 값 중 적어도 하나를 포함하는, 이동국의 시스템.
  9. 이동국의 시스템으로서,
    제 1 위성의 실시간 궤도 데이터를 수신하는 수신기 인터페이스;
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정시에, 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 제 2 위성의 예측 궤도 데이터를 조합하는 조합 유닛; 및
    상기 제 2 위성의 코어스 (coarse) 궤도 데이터 및 상기 코어스 궤도 데이터에 대한 정정에 기초하여 상기 예측 궤도 데이터에 대한 근사치를 산정하는 재구성 유닛을 포함하고,
    상기 근사치는 상기 제 2 위성의 상기 예측 궤도 데이터로서 상기 이동국에 의해 이용되는, 이동국의 시스템.
  10. 이동국의 시스템으로서,
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정을 위해 복수의 위성들로부터 실시간 궤도 데이터를 수신하는 수신기 인터페이스; 및
    상기 복수의 위성들의 상기 실시간 궤도 데이터를 이용하여, 하나 이상의 추가적인 위성들의 예측 궤도 데이터에서의 클록 바이어스의 에러를 정정하는 정정 유닛을 포함하고,
    상기 복수의 위성들의 위성 수는, 상기 이동국의 상기 공간 및 시간 정보의 결정에 필요한 위성 수 이상인, 이동국의 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 위성들은 상이한 위성 시스템들에 속하는, 이동국의 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 추가적인 위성들은 제 1 위성 시스템에 속하고,
    상기 복수의 위성들은 하나 이상의 다른 위성 시스템들에 속하는, 이동국의 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 정정 유닛은 상기 복수의 위성들 중 제 1 위성의 실시간 궤도 데이터를 이용하여 상기 제 1 위성의 예측 궤도 데이터에서의 클록 바이어스의 에러를 정정하기 위한 것인, 이동국의 시스템.
  14. 이동국으로서,
    제 1 위성의 실시간 궤도 데이터를 수신하는 수단; 및
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정시에, 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 제 2 위성의 예측 궤도 데이터를 조합하는 수단을 포함하고,
    상기 제 1 위성 및 상기 제 2 위성은 2 개의 상이한 위성 시스템들에 속하고,
    상기 예측 궤도 데이터는 예측된 위성 좌표계에 대한 3-D 불확실성 값 및 예측된 위성 클록 정정의 불확실성 값 중 적어도 하나를 포함하는, 이동국.
  15. 이동국으로서,
    제 1 위성의 실시간 궤도 데이터를 수신하는 수단; 및
    상기 이동국의 공간 및 시간 정보의 결정시에, 사용자 범위 정밀도 (URA; User Range Accuracy), 사용자 범위 에러 (URE; User Range Error), 에피메리스 타임 (TOE; Time of Ephemeris) 에 따른 시간, 및 마지막 업데이트 이후로부터의 예측 궤도 데이터의 에이지 (age) 중 적어도 하나에 기초하여, 동일한 위성의 상기 예측 궤도 데이터와 상기 실시간 궤도 데이터의 가중 조합 (weighted combination) 을 이용함으로써, 상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 제 2 위성의 예측 궤도 데이터를 조합하는 수단을 포함하고,
    상기 실시간 궤도 데이터 및 상기 예측 궤도 데이터는 시간 오버랩되는, 이동국.
  16. 컴퓨터로 하여금 공간 및 시간 정보를 결정하게 하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
    상기 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 상기 컴퓨터로 하여금 소정의 동작들을 수행하게 하기 위한 소프트웨어 명령들을 포함하고,
    상기 소정의 동작들은:
    제 1 위성 시스템으로부터의 제 1 위성의 실시간 궤도 데이터를 나타내는 정보를 수신하는 동작; 및
    상기 제 1 위성의 상기 실시간 궤도 데이터와 상기 제 1 위성 시스템과는 상이한 제 2 위성 시스템으로부터의 제 2 위성의 예측 궤도 데이터의 조합을 나타내는 정보를 수신하는 동작을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 소정의 동작들은 이동국의 공간 및 시간 정보를 생성하도록 또한 적응되는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
KR1020107025527A 2008-04-15 2009-04-15 하이브리드 ｓｐｓ 궤도 데이터를 이용한 위치 결정 방법 및 장치 KR101195792B1 (ko)

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