KR101209167B1 - 센서네트워크를 이용한 측위 정밀도 향상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서네트워크를 이용한 측위 정밀도 향상 방법에 관한 것으로, 수신기가 탑재된 휴대용 단말기(100), 위성항법장치용 위성(110), 상기 휴대용 단말기(100)와 통신이 가능한 센서노드(120) 및 이미 위치정보가 알려져 있는 기준점에 설치된 위성항법장치수신기(140)가 설치된 기준점 센서노드(130)로 구성된 측위 시스템에 있어서, (a) 상기 기준점 센서노드에서 실시간으로 주기적으로 상기 위성으로부터 위치신호를 수신받아 상기 기준점의 측위를 실시하는 단계; (b) 상기 기준점 센서노드(130)에서 상기 기준점의 위치정보와 상기 측위로 획득된 측위정보를 비교하여 오차정보를 생성하는 단계; (c) 상기 기준점 센서노드(130)에서 상기 오차정보를 직접 또는 적어도 하나의 센서노드(120)를 경유하여 상기 휴대용 단말기(100)로 전송하는 단계; 및 (d) 상기 단말기(100)에서 상기 전송된 오차정보를 이용하여 측위 오차를 보정하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명을 제공하면, 기준점에서 측정된 오차 정보를 이용하여 위성항법장치 측위 오류를 보정함으로써 일반적인 위성항법장치보다 정확한 측위가 가능하도록 하는 효과가 있다.

Description

센서네트워크를 이용한 측위 정밀도 향상 방법{Method for improvement of location measurement accuracy using sensor network}
본 발명은 위성항법장치를 이용하여 위치를 측정하는 휴대용 단말에서 위치정보 오차를 보정하여 보다 정확한 측위 정보를 얻기 위한 방법에 관한 것이다.
위성항법장치를 이용한 측위 방법은 위성으로부터 수신된 신호를 이용하여 위성과의 거리를 계산하고, 궤도가 알려진 다수의 위성과의 거리로부터 위성항법장치 수신기가 탑재된 휴대용 단말의 위치를 계산하게 된다. 위성과 수신기와의 거리는 전파 도달 시간을 이용하여 위성에서 송출되는 전파가 수신기에 도달하는 시간을 계산하고, 이를 기반으로 하여 거리를 산출한다. 위성항법장치를 이용한 측정 방법은 위성과 수신기의 전파 도달 시간 측정에서 오차가 발생할 수 있고, 이러한 오차를 보충하기 위해 추가적으로 별도의 위성에서 송출된 동기 신호를 이용하여 보정하게된다. 하지만, 이러한 동기 오차를 보충 하더라도 위성과 수신기간의 거리를 측정하는 과정에서 여러가지 오차 요인들이 개입된다.
예를 들어 위성과 수신기의 거리 산정 과정에서 전파의 도달 시간을 먼전 측정한 후, 대기 중의 전파의 전파속도를 가정하여 위성과 수신기 사이의 거리를 산출하게 되는데, 대기 중의 전파의 전파속도는 대기의 상태에 따라 달라진다. 하지만, 대기의 상태를 정확히 알지 못하는 상태에서 전파속도를 가정하기 때문에 전파속도를 가정하고 계산한 위성과 수신기 사이의 거리 계산 결과는 항상 오차가 발생할 가능성이 있다. 특히, 대기의 상태는 시간에 따라 달라지게 되는데, 이로 인해 측위 오차도 시간에 따라 달라지는 문제점이 있다.
또한, 전파의 산란 및 반사도 측위 오차를 초래할 수 있다. 산란되거나 반사된 전파가 수신기에 입력됨에 따라 수신기에서 측정된 전파 도달시간에서 오차가 발생하게 되고, 이로 인해 거리 산정에 오차가 발생한다. 이러한 산란 및 반사에 의한 측위 오차도 시간에 따라 달라지게 된다.
위성항법장치를 이용한 다양한 위치기반 서비스에서 측위 오차가 일정 정도 발생하더라고 문제가 없는 서비스가 있는 반면, 이러한 측위 오차가 서비스 제공에 결정적인 장애가 되는 경우도 있다. 예를 들어, 차량용 네비게이션 시스템의 경우, 위성항법장치에서 발생하는 측위 오차가 수십 미터에 이러더라도 차량이 도로를 통해 주행한다는 점을 고려하여 맵 매칭을 이용하여 보정함으로써 측위가 가능하다.
하지만, 사용자에게 수 미터 이하의 오차를 제공하여 하는 서비스에서는 이러한 위성항법장치의 측위 오차가 서비스 제공에 큰 장애가 된다. 예를 들어 골퍼의 위치와 홀컵과의 거리를 제공하는 골프관제 시스템의 경우, 오차가 수 미터 이내여야 하며, 이 경우 위성항법장치에서 발생하는 오차는 서비스 제공에 결정적인 장애가 된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고정밀 위치기반 서비스를 제공하기 위해 위성항법 장치에서 발생하는 오차를 보정하여 보다 정밀한 측위가 가능하도록 하는 방법을 제시하기 위한 것이다.
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 위성항법장치수신기가 탑재된 휴대용 단말기(100), 위성항법장치용 위성(110), 상기 휴대용 단말기(100)와 통신이 가능한 센서노드(120) 및 이미 위치정보가 알려져 있는 기준점에 설치된 위성항법장치수신기(140)가 설치된 기준점 센서노드(130)로 구성된 측위 시스템에 있어서, (a) 상기 기준점 센서노드(130)에서 실시간으로 주기적으로 상기 위성으로부터 위치신호를 수신받아 상기 기준점의 측위를 실시하는 단계; (b) 상기 기준점 센서노드(130)에서 상기 기준점의 위치정보와 상기 측위로 획득된 측위정보를 비교하여 오차정보를 생성하는 단계; (c) 상기 기준점 센서노드(130)에서 상기 오차정보를 직접 또는 적어도 하나의 센서노드(120)를 경유하여 상기 휴대용 단말기(100)로 전송하는 단계; (d) 상기 센서노드(120)의 신호를 통한 상기 단말기(100)의 센서네트워크 측위정보와, 상기 단말기(100)에서 상기 전송된 오차정보를 이용하여 측위오차를 보정하는 단계; 및 (e) 상기 휴대용 단말기(100)에서 상기 위성항법장치수신기를 통해 획득한 측위정보를 상기 보정된 측위오차를 적용해 상기 휴대용 단말기(100)의 측위정보를 생성하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명을 제공하면, 기준점에서 측정된 오차 정보를 이용하여 위성항법장치 측위 오류를 보정함으로써 일반적인 위성항법장치보다 정확한 측위가 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 종래에는 위성항법장치 오차 보정을 위해 특정지점에 설치된 중계소 등을 활용하였는데, 본 발명은 휴대용 단말기(100)과 기준점 사이의 통신을 가능하게 하면서도 측위 오차를 보정할 수 있도록 함으로써 다양한 부가 서비스 개발이 가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 센서네트워크를 이용한 측위 정밀도 향상 방법에 적용되는 측위 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 명세서에서 "및/또는"이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 센서네트워크를 이용한 측위 정밀도 향상 방법은 이미 위치가 알려져 있는 기준점에 위성항법장치 수신기를 설치하여 실시간으로 측위를 실시한 후, 오차 발생 정도를 측정하고, 오차 발생 정도의 측정 결과로부터 오차보정 신호를 생성한 후, 센서네트워크를 통해 휴대용 단말에 전달함으로써 이동하는 휴대용 단말에서 측위 과정에서 발생하는 측위 오차를 보정하여 측위 정밀도 향상방법을 제안한다.
본 발명에 따른 센서네트워크를 이용한 측위 정밀도 향상 방법은 대기의 상태 변화에 따라 위성과 수신기 사이의 전파 전달 속도가 순간적으로 변동하여 발생되는 측위 오차를 보정하기 위해 효과적이며, 특히 기준점과 휴대용 단말이 인접하여 사용되는 경우에 효과적인 오차 보정 방법이다. 즉, 기준점에 설치된 수신기와 휴대용 단말에 설치된 수신기가 인접하여 위치할 경우, 특정 위성과의 거리오차는 특정 시점에서 거의 동일한 수준으로 발생하므로 이를 고려하여 사전에 정확한 위치를 알고 있는 기준점에서 오차 보정 신호를 휴대용 단말로 전송함으로써 휴대용 단말에서 오차 보정을 통해 측위의 정확도를 높이는 방법이다.
이하에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서네트워크를 이용한 측위 정밀도 향상 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 센서네트워크를 이용한 측위 정밀도 향상 방법은 수신기가 탑재된 휴대용 단말기(100), 위성항법장치용 위성(110), 상기 휴대용 단말기(100)와 통신이 가능한 센서노드(120) 및 이미 위치정보가 알려져 있는 기준점에 설치된 위성항법장치수신기(140)가 설치된 기준점 센서노드(130)로 구성된 측위 시스템에 있어서, (a) 상기 기준점 센서노드(130)에서 실시간으로 주기적으로 상기 위성(110)으로부터 위치신호를 수신받아 상기 기준점의 측위를 실시하는 단계; (b) 상기 기준점 센서노드(130)에서 상기 기준점의 위치정보와 상기 측위로 획득된 측위정보를 비교하여 오차정보를 생성하는 단계; (c) 상기 기준점 센서노드(130)에서 상기 오차정보를 직접 또는 적어도 하나의 센서노드(120)를 경유하여 상기 휴대용 단말기(100)로 전송하는 단계; 및 (d) 상기 단말기(100)에서 상기 전송된 오차정보를 이용하여 측위 오차를 보정하는 단계를 포함하여 구성된다.
그리고 바람직하게는 적어도 2개의 기준점 센서노드(130)에서 측정된 측위정보와 상기 각 기준점 위치정보의 비교한 오차의 평균값으로 오차정보를 생성하는 것일 수 있다. 즉, 기준점 센서노드(130)는 적어도 하나 이상 설치되고, 2개 이상의 기준점 센서노드(130)에서 각각 위성(110)으로부터 획득한 측위정보와 이미 알려져 있는 위치정보를 비교한 오차의 평균값을 산출하여 오차정보를 생성하면 보다 정확한 오차정보에 의한 보정이 가능하고, 어느 하나의 기준점 센서노드(130)의 오류 또는 고장이 발생하더라도 다른 기준점 센서노드의 오차정보를 이용하여 보정할 수 있는 대체 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 기준점에 설치된 위성항법장치 수신기(130)는 실시간으로 주기적으로 위성(110)으로부터 수신된 신호를 이용하여 측위를 실시하게 되며, 이미 알려져 있는 기준점의 위치정보와 측정된 측위 정보를 비교하여 측위 오차정보를 생성하게 된다.
상기 측위 오차 정보는 기준점에 설치된 기준점 센서노드(130)에서 직접적으로 휴대용 단말기(100)로 전달되거나, 하나 또는 둘 이상의 센서노드(120)들을 경유하여 상기 휴대용 단말기(100)로 전달된다.
상기 휴대용 단말기(100)은 탑재된 위성항법장치 수신기(140)를 이용하여 주기적으로 신호를 수신하고, 위치를 측정하게 되는데, 이 과정에서 상기 센서노드(120)를 통해 전달된 상기 오차 정보를 활용하여 측위 과정에서 다양한 원인에 의해 발생하는 측위 오차를 보정함으로써 위성항법장치를 이용한 측위 정확도를 높이게 된다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 휴대용 단말기, 110: 위성항법장치용 위성, 120: 센서노드
130: 기준점 센서노드, 140: 위성항법장치수신기

Claims (2)

  1. 위성항법장치수신기가 탑재된 휴대용 단말기(100), 위성항법장치용 위성(110), 상기 휴대용 단말기(100)와 통신이 가능한 센서노드(120) 및 이미 위치정보가 알려져 있는 기준점에 설치된 위성항법장치수신기(140)가 설치된 기준점 센서노드(130)로 구성된 측위 시스템에 있어서,
    (a) 상기 기준점 센서노드(130)에서 실시간으로 주기적으로 상기 위성으로부터 위치신호를 수신받아 상기 기준점의 측위를 실시하는 단계;
    (b) 상기 기준점 센서노드(130)에서 상기 기준점의 위치정보와 상기 측위로 획득된 측위정보를 비교하여 오차정보를 생성하는 단계;
    (c) 상기 기준점 센서노드(130)에서 상기 오차정보를 직접 또는 적어도 하나의 센서노드(120)를 경유하여 상기 휴대용 단말기(100)로 전송하는 단계;
    (d) 상기 센서노드(120)의 신호를 통한 상기 단말기(100)의 센서네트워크 측위정보와, 상기 단말기(100)에서 상기 전송된 오차정보를 이용하여 측위오차를 보정하는 단계; 및
    (e) 상기 휴대용 단말기(100)에서 상기 위성항법장치수신기를 통해 획득한 측위정보를 상기 보정된 측위오차를 적용해 상기 휴대용 단말기(100)의 측위정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서네트워크를 이용한 측위 정밀도 향상 방법.





  2. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101874974B1 (ko) * 2016-09-22 2018-07-05 주식회사 피피솔 Dgnss 의사거리 보정정보 생성장치 및 그 방법

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