KR101247808B1 - 방송 궤도 정보를 사용하지 않는 위치 판정 기법 - Google Patents

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Abstract

연장된 시간 주기에 대한 방송 궤도 데이터 없이 위치 정보를 판정하기 위한 장치 및 방법을 개시한다. 서버 또는 클라이언트 장치는 위성-기반 위치 확인 시스템의 위성들의 과거의 상태 데이터를 수신 또는 수집하고, 미래의 시간 주기에 대한 미래 위성 궤적의 예측을 발생한다. 서버가 예측을 발생시키는 경우, 그 후에 예측은 클라이언트 장치에 전달된다. 클라이언트 장치는 관심이 있는 시점에 적합한 예측을 선택한다. 이 시점은 적어도 7일 주기 동안의 시점일 수 있다. 클라이언트 장치는 예측에 대한 정보를 이용하여 위성 상태를 재구성하고, 재구성된 위성 상태를 이용하여 클라이언트 장치의 현재 위치 및 시점에 적합한 위성 신호를 포착한다. 클라이언트 장치는 위성 상태의 정보 및 위성 신호의 타이밍 정보를 이용하여 위치를 판정 및/또는 추적한다.
방송 궤도 데이터, 위치 정보, 위성-기반 위치 확인 시스템, 위성 상태, 위성 신호

Description

방송 궤도 정보를 사용하지 않는 위치 판정 기법{DETERMINING POSITION WITHOUT USE OF BROADCAST EPHEMERIS INFORMATION}
개시된 실시예는 위성 기반 위치 확인 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 개시된 실시예는 방송 형태인 궤도 정보를 사용하지 않으면서 위치를 판정하는 것에 관한 것이다.
위성-기반 위치 확인 시스템들은, 수신기들로 궤도 정보 및 위성 거리 측정 신호들(ranging signals)을 끊임없이 송신하는 주회 궤도 위성들의 성상도들(constellations)을 포함한다. 위성-기반 위치 확인 시스템의 일례는, GPS 위성들, SV들(satellite vehicles), 또는 우주선들이라고도 하는 주회 궤도 위성들의 성상도를 포함하는 GPS(Global Positioning System)이다. GPS 위성들은 하루에 2번 아주 정확한 궤도로 지구를 선회하며 지구로 신호 정보를 송신한다. 위성 신호 정보는 휴대용이나 이동 유닛들에 또는 기지국들 및/또는 서버들의 고정 위치들에 위치할 수 있는 GPS 수신기들에 의해 수신된다.
GPS 수신기는 위성 신호 정보를 사용해 수신기의 정확한 위치를 계산한다. 일반적으로, GPS 수신기는 GPS 신호들 또는 위성 신호들이 위성에 의해 송신된 시간과 수신기에서의 그 신호의 수신 시간을 비교한다. 위성 신호 수신과 송신 사이 의 이 시간 차는 수신기에 송신 위성으로부터의 수신기의 범위에 대한 정보를 제공한다. 다수의 추가 위성들로부터의 (GPS 위성 클록과 수신기 클록 사이의 오프셋에 비례하는 양만큼 범위 정보가 오프셋 되기 때문에 의사인) 의사-범위 측정치들(pseudo-range measurements)을 사용해, 수신기는 수신기의 위치를 판정할 수 있다. GPS 수신기는 4개 이상의 위성들로부터 수신된 신호들을 사용해 3차원 위치(위도, 경도, 및 고도)를 계산하거나 (고도가 공지되어 있다면) 3개 이상의 위성들을 사용해 2차원 위치를 계산한다.
GPS 기술이 좀더 경제적이 되고 콤팩트해짐에 따라, GPS 기술이 소비자 애플리케이션들에서 이전보다 훨씬 더 빈번하게 사용되고 있다. 예를 들어, GPS 시스템들은 범용 항공 및 상업용 항공기에서뿐만 아니라 전문적으로 그리고 여가 생활로 배를 타는 사람들에 의해서도 내비게이션(navigation)에 사용된다. GPS의 인기있는 다른 용도들로는, 두서너 가지 예를 들자면, 자동차 내비게이션 시스템들, 건설 장비, 및 농기계에서의 사용뿐만 아니라 하이커들, 산악 바이커들, 및 스키어들에 의한 사용을 들 수 있다. 더 나아가, 자산 추적, 턴바이턴 라우팅(turn-by-turn routing), 및 친구 찾기와 같은, 다수의 위치-기반 서비스들이 현재 이용 가능하다. GPS 기술은 아주 많은 소비자 애플리케이션들이 있기 때문에, GPS 기술은, 두서너 가지 예를 들자면, PDA들(personal digital assistants), 셀룰러 전화기들, 및 퍼스널 컴퓨터들(PC들)과 같은 다양한 휴대용 전자 장치들에 의해 호스트되는 추가 애플리케이션으로서 인기가 증가하고 있다. 소비자들에 의한 GPS 기술의 인기는 GPS에 의해 소비자에게 제공되는 위치 정보에 대한 의존도를 증가시켰 고, 다음으로는, GPS 시스템이 덜 이상적인 조건들하에서 동작중인 경우라 하더라도 신뢰할 수 있는 위치 정보를 제공하는 GPS 시스템들에 대한 소망을 초래하였다.
GPS 위성 신호들은 송수신 직결선(line of sight)에 의해 이동하는데, 이것은, GPS 위성 신호들이 구름, 유리, 및 플라스틱은 통과하겠지만, 빌딩들 및 산들과 같은 대부분의 딱딱한 물체들은 통과하지 않을 것을 의미한다. 일반적으로, 이와 같이, GPS 수신기들은, 일부 빌딩들의 내부, 동굴들 및 다른 지하 위치들, 그리고 수중과 같이, 적합한 위성 신호를 수신할 수 없는 곳을 제외한 어디에서든 사용 가능하다. GPS 수신기는, 위치 정보를 판정할 때, 통상적으로 위성 신호로부터의 정보에 의존하는데, 그것이 없다면, 위치 판정은 불가능하다. 이러한 위성 신호 정보는 수신기들로의 궤도 및 연감 데이터(almanac data)와 함께 의사-난수 코드를 포함한다. 의사-난수 코드는, 대응되는 신호를 송신중인 위성을 식별하고 또한 수신기가 위성 거리 측정치들(ranging measurements)을 형성하는데도 도움이 되는 코드이다. 연감 데이터는 수일 또는 수주에 이르는 광범위한 시구간에 걸친 임의 시점에서 성상도의 GPS 위성 각각이 어디에 위치할 것인지를 GPS 수신기에 알려 준다. 궤도 데이터는 동일한 역할을, 그러나 수시간의 훨씬 짧은 시구간에 걸쳐 훨씬 더 정확하게 수행한다.
각각의 위성에 의해 계속 송신되는 방송 궤도 데이터는 위성의 궤도 및 이 궤도 정보의 유효 기간에 관한 중요한 정보를 포함한다. 특히, GPS 위성의 방송 궤도 데이터는 약 4시간의 미래 구간에 걸쳐 위성의 상태를 예측한다. 상태 예측은 위성 위치, 속도, 클록 바이어스(clock bias), 및 클록 드리프트(clock drift) 의 예측들을 포함한다. 좀더 구체적으로, 방송 궤도 데이터는 케플러 요소 타원(Keplerian element ellipse)을 추가 정정들로써 설명하는데, 그 다음, 추가 정정들은 위성의 위치가 방송 궤도 데이터의 유효 기간 동안 언제든 직교 좌표의 ECEF(Earth-centered, Earth-fixed) 세트로 계산될 수 있게 한다. 통상적으로, 방송 궤도 데이터는 위치 판정에 필수적이다.
방송 궤도 데이터가 4 시간 동안만 유효하며 위치 판정에 필수적이라는 것을 고려하면, GPS 수신기는, 앞서 수집된 방송 궤도 데이터를 위한 유효 기간이 만료되었을 때, 수신기가 위성 상태를 계산해야 하는 그러한 시점에 새로운 방송 궤도 데이터를 수집할 것이 요구된다. 새로운 방송 궤도 데이터는 GPS 위성으로부터의 직접적인 방송이나 서버로부터 재-송신된 방송으로서 수집될 수 있다. 그러나 GPS 위성들로부터 또는 서버로부터 새로운 방송 궤도 데이터를 수집하는 것이 불가능한 상황들이 존재한다. 새로운 방송 궤도 데이터가 수집될 수 없는 상황들의 일례로서, 두서너 가지 예를 들자면, 위성 신호들의 낮은 신호 강도가 수신된 위성 신호로부터 궤도 데이터를 디코딩/복조하는 것을 금지할 수 있고, 클라이언트가 서버의 커버리지 범위를 벗어날 수 있으며, 그리고/또는 여러 가지 원인으로 인해 서버가 이용 불가능할 수도 있다. 새로운 방송 궤도 데이터가 이용 불가능할 때, GPS 수신기는 통상적으로 위치 정보를 제공할 수 없다.
더 나아가, GPS 수신기가 GPS 위성 및/또는 서버로부터 방송 궤도 정보를 수신할 수 있고 신호를 적절하게 디코딩할 수 있는 위치에 있는 경우라 하더라도, 수신하고 디코딩하는 프로세스가 사실상, 프로세싱 시간에 추가된다. 이러한 추가 프로세싱 시간은, 수신기의 전력 사용을 증가시키는 한편, TTFF(time-to-first-fix)를 직접적으로 증가시킨다. TTFF와 전력 사용에서의 증가 모두는, 수신기에 대해 수행되고 있는 용도 및 수신기의 전력 용량들에 따라, 사용자에게 수용 불가능할 수도 있다(예를 들어, 셀룰러 전화기와 같은 클라이언트 장치에서 호스트되는 GPS 수신기는 좀더 엄격한 전력 사용 제한들을 가질 것이다). 소비자 장치들에서의 GPS의 증가된 용도 및 그러한 장치들에 의해 제공되는 정보에 대한 증가된 신뢰의 결과로서, GPS 수신기가 위치 정보를 제공할 수 없는 그리고/또는 시간 및 전력 효율적인 방식으로 위치를 제공할 수 없는 상황들의 수를 감소시키는 것이 바람직하다.
<발명의 개요>
발명의 양상에 따르면, 휴대용 통신 장치로서, 제1 통신 링크를 통해, 예측된 위성 상태들을 - 상기 예측된 위성 상태들은 위성-기반 위치 확인 시스템의 적어도 하나의 위성을 위한 위성 상태 이력 데이터를 사용해 미래 시주기들을 위해 계속적으로 발생됨 - 표현하는 데이터를 수신하는 제1 통신 시스템; 상기 수신된 데이터를 사용해 상기 시주기들 중 적어도 하나를 위한 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 선택적으로 재구성하는 예측 발생기; 및 상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 사용해 위성 신호를 포착하는 적어도 하나의 신호 프로세서를 포함하는 휴대용 통신 장치가 제공된다.
발명의 다른 양상에 따르면, 클라이언트 장치의 위치를 판정하기 위한 방법으로서, 위성-기반 위치 확인 시스템의 적어도 하나의 위성을 위한 상태 이력 데이 터를 수신하는 단계; 상기 상태 이력 데이터를 사용해 미래 시주기들을 위한 위성 상태들을 계속적으로 예측하는 단계; 상기 예측된 위성 상태들을 표현하는 데이터를 제1 통신 링크를 통해 상기 클라이언트 장치로 전달하는 단계; 상기 전달된 데이터를 사용해 상기 클라이언트 장치에서 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 선택적으로 재구성하는 단계; 및 제2 통신 링크를 통해 수신된 위성 데이터의 타이밍 정보와 함께 상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 사용해 상기 클라이언트 장치의 상기 위치를 판정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
발명의 또 다른 양상에 따르면, 클라이언트 장치의 위치를 판정하기 위한 방법으로서, 위성-기반 위치 확인 시스템의 적어도 하나의 위성을 위한 상태 이력 데이터를 수신하는 단계; 상기 상태 이력 데이터를 사용해 미래 시주기들을 위한 위성 상태들을 계속적으로 예측하고, 상기 예측된 위성 상태들을 표현하는 파라미터들을 서버로부터 상기 클라이언트 장치로 전달하는 단계; 상기 전달된 파라미터들을 사용해 상기 미래 시주기들 중 적어도 하나를 위한 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 선택적으로 재구성하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 사용해 상기 클라이언트 장치에서 미래 시점에서의 미래 위성 상태를 발생시키는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
발명의 또 다른 양상에 따르면, 클라이언트 장치의 위치를 판정하기 위한 방법으로서, 제1 통신 채널을 통해 위성-기반 위치 확인 시스템의 위성들에 대응되는 궤적 이력 데이터를 수신하는 단계; 상기 상태 이력 데이터를 사용해 미래 시주기들을 위한 미래 위성 궤적들의 예측들을 발생시키는 단계; 상기 예측들을 사용해 위성 상태들을 발생시키는 단계; 상기 발생된 위성 상태들을 사용해 제2 통신 채널을 통해 위성 신호들을 포착하는 단계; 및 상기 발생된 위성 상태들 및 상기 포착된 위성 신호들의 타이밍 데이터를 사용해 상기 클라이언트 장치의 상기 위치를 판정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
발명의 또 다른 양상에 따르면, 통신 시스템으로서, 위성-기반 위치 확인 시스템의 위성들의 상태 이력 데이터를 수신하는 제1 통신 컴포넌트; 상기 상태 이력 데이터를 사용해 미래 시주기들을 위한 미래 위성 상태들의 예측들을 계속적으로 발생시키는 제1 신호 프로세싱 컴포넌트; 상기 예측된 위성 상태들을 표현하는 파라미터들의 세트들을 - 상기 파라미터들의 세트 각각은 상기 미래 시주기들 중 적어도 하나의 주기를 위한 예측된 위성 상태들의 정보를 포함함 - 발생시키는 제2 신호 프로세싱 컴포넌트; 및 상기 발생된 파라미터들의 세트들을 휴대용 전자 장치들로 - 상기 휴대용 전자 장치들은 상기 전달된 파라미터들의 세트들을 사용해 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 선택적으로 재구성함 - 전달하는 제2 통신 컴포넌트를 포함하는 통신 시스템이 제공된다.
발명의 또 다른 양상에 따르면, 프로세싱 시스템에서 실행되는 실행 가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 위성-기반 위치 확인 시스템의 위성들에 대응되는 궤도 이력 데이터를 수신하고, 상기 상태 이력 데이터를 사용해 미래 시주기들을 위한 미래 위성 궤적들의 예측들을 발생시키며, 상기 예측된 미래 위성 궤적들을 사용해 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 재구성하며, 상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 사용해 위성 신호들을 포착하며, 상기 적어도 하 나의 재구성된 위성 상태 및 상기 포착된 위성 신호들로부터의 타이밍 데이터를 사용해 상기 위치를 판정함으로써 장치의 위치를 판정하는 실행 가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공된다.
도 1은, 실시예에 따라, 현재 궤도 데이터가 없는 상태에서, 위치 정보를 제공하는 클라이언트 장치들을 구비하는 시스템의 블록도이다.
도 2는, 다른 실시예에 따라, 궤도 데이터를 사용하지 않으면서, 위치 정보를 제공하는 클라이언트 장치들을 구비하는 시스템의 블록도이다.
도 3은, 실시예에 따라, 궤도 데이터 없이, 위치 정보를 판정하기 위한 흐름도이다.
도 4는, 실시예에 따라, 궤도 데이터를 사용하지 않으면서 위치 정보를 판정함에 있어서, 클라이언트 장치에 의한 사용을 위해, 예측된 위성 상태들의 정보를 발생시키기 위한 흐름도이다.
도 5는, 실시예에 따라, 궤도 데이터 없이 위치 정보를 판정할 때의 사용을 위해, 클라이언트 장치에서, 예측된 위성 상태들을 발생시키기 위한 흐름도이다.
이 도면들은 발명의 실시예들을 설명하는 것을 돕기 위해 제공되고, 배타적이거나 제한적이지 않다. 도면들에서, 유사한 참조 번호들은 유사한 요소들을 지시한다.
방송 궤도 데이터의 사용 없이, 확장된 시주기들을 위한 위성 궤도를 판정하 기 위한 장치들 및 방법들이 설명된다. 서버 또는 클라이언트 장치는 위성-기반 위치 확인 시스템의 위성들에 대한 상태 이력 데이터를 수신하거나 수집하고 미래 시주기들을 위한 미래 위성 궤적들의 예측들을 발생시킨다. 서버가 예측들을 발생시킨다면, 예측들은 후속하여 클라이언트 장치로 전달된다. 위치 판정을 위한 시점의 선택시에, 클라이언트 장치는 선택된 그 시점에 적합한 위성 궤적들의 예측들을 선택한다. 클라이언트 장치는 예측들을 사용해 미래 시점을 위한 내비게이션 솔루션들을 발생시키고 내비게이션 솔루션들을 사용해 클라이언트 장치의 현재 위치에 적합한 위성 신호들을 포착한다. 클라이언트 장치는 예측된 위성 상태 정보 및 위성 신호들의 측정된 타이밍 정보를 사용해 클라이언트 장치의 위치를 판정 및/또는 추적한다.
다음의 설명에서는, 다수의 구체적 세부 사항들이 도입되어 위치 확인 시스템의 실시예들에 대한 완전한 이해를 제공하고 그에 대한 설명을 가능하게 한다. 그러나 당업자라면, 구체적 세부 사항들 중 하나 이상이 없이도 또는 다른 컴포넌트들, 시스템들 등으로도 위치 확인 시스템이 실시될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 다른 경우들로서, 주지의 구조들 또는 동작들은, 위치 확인 시스템의 양상들을 불명료하게 하는 것을 방지하기 위해, 도시되지 않거나 상세하게 설명되지 않는다.
도 1은, 방송 궤도 데이터를 사용하지 않으면서, 위치 정보를 제공하는 하나 이상의 클라이언트 장치들(110)을 구비하는 예시적 시스템(100)의 블록도이다. 시스템(100)은 하나 이상의 클라이언트 장치(110) 및, 여기에서 서버(120)라고 하는, 하나 이상의 서버 시스템(120) 또는 서버들(120)의 네트워크를 포함한다. 클라이언트 장치들(110)은 GPS 신호들(192)을 통해 보이는 곳의 GPS 위성들(190)(GPS satellites in view)로부터 정보를 수신한다. 클라이언트 장치들(110) 및 서버들(120)은, 무선 및/또는 유선 커플링들(122)을 구비하는 하나 이상의 통신 채널 또는 링크(122)를 통해 통신한다. 실시예의 서버들(120)은 과거 GPS 위성 궤적들에 대한 데이터를 요청 및/또는 수신하기 위해 하나 이상의 채널 또는 링크(132)를 통해 하나 이상의 데이터베이스들(130)과도 통신한다. 서버들(120)과 데이터베이스들(130) 사이의 링크(132)는 무선 및/또는 유선 커플링들 중 하나 이상을 포함한다. 다른 실시예들의 링크(132)는 하나 이상의 네트워크 유형들을 가진 (도시되지 않은) 하나 이상의 네트워크들을 포함할 수 있다.
실시예의 클라이언트 장치들(110)은 휴대용 통신 장치들, 휴대용 위치 추적 장치들, 셀룰러 전화기들, 위치 추적 장치들에 커플링된 그리고/또는 위치 추적 장치들과 통합된 셀룰러 전화기들, 이동 전자 장치들, 이동 통신 장치들, 퍼스널 컴퓨터들(PC들), PDA들(personal digital assistants), 및 다른 프로세서-기반 장치들을 포함하지만, 그것들로 제한되는 것은 아니다. 일례로서, 클라이언트 장치(110)는 셀룰러 전화기(110)이고 서버(120)는 서비스 제공자의 네트워크에 커플링되며; 통신 링크(122)는 무선 접속이다. 다른 일례로서, 클라이언트 장치(110)는 PDA(110)이고 서버(120)는 GPS 서비스 제공자의 서버이며; 통신 링크(122)는 인터넷을 사용하는 무선 및/또는 유선 접속이다. 이 구성들은 단지 일례로서 제공되며, 이 구성들이, 여기에서 설명되는 실시예들을 제한하지는 않는다.
일반적으로, 실시예의 서버(120)는 임의 구간의 소정 주기에 걸쳐 모든 GPS 위성들(190)의 상태들을 계속적으로 예측한다. 서버(120)는, 데이터베이스(130)로부터 수신된 이력 정보를 사용해, 파라미터들을 위성의 포스 모델(force model)에 피팅(fitting)하는 것에 의해, 예측들을 발생시킬 수 있다. 위성 포스 모델은 위성의 과거 궤적 데이터를 사용해 각각의 위성을 위해 유도된다. 일단 포스 모델에 적합한 파라미터들이 발견되고 나면, 서버(120)는 피팅된 파라미터들을, 그로부터 미래 시주기들을 위한 예측된 위성 상태들이 발생되는 위성의 동적 모션 방정식들의 수치 적분들에 사용한다. 이들 예측된 위성 상태들 또한 위성 궤도로서 지시될 수 있다.
당업자들이라면, "궤도(ephemeris)"라는 용어가 엄격한 의미로 사용되고 있다는 것을 알 수 있을 것이다. GPS 업계에서는 전통적으로, GPS 위성들에 의한 케플러 파라미터들의 송신을 "방송 궤도(broadcast ephemeris)"로서 언급하지만, 케플러 파라미터들은 "진정한" 위성 궤도가 아니며, 그보다는 위성 궤도로부터 유도된 파라미터들이다. GPS 위성들로부터의 케플러 파라미터들의 전통적인 송신을 "방송 궤도"로서 언급하는 것이 GPS 업계에서는 확고하게 확립된 관행이기 때문에, 단순히 위성 궤도로부터 유도된 케플러 파라미터들과 같은 파라미터들과의 혼동을 방지하기 위해, 서버(120)에 의한 수치 적분으로부터의 결과들은 "예측된 위성 상태들(predicted satellite states)"이라고 할 것이다. 그러한 관점에서, 클라이언트 장치(110)에 의한 위성 상태 정보의 예측 또한 "진정한" 궤도의 예측이다. 그러나 이러한 예측 정보를 케플러 파라미터들과 같은 파라미터들로부터 구별하기 위 해, 클라이언트 장치(110)로부터의 예측들은 "재구성된 위성 상태(reconstructed satellite state)" 정보라고 할 것이다.
여기에서 부연되는 바와 같이, 서버(120)는 예측된 위성 상태 정보를 링크(122)를 통해 클라이언트 장치(110)로 송신되는 케플러 파라미터들과 같은 파라미터들로 압축 또는 컴팩션(compaction)할 수 있기 때문에, 이 구별이 중요해진다. 다른 방법으로, 서버(120)는 예측된 위성 상태 정보 자체의 일부 또는 전부를 링크(122)를 통해 클라이언트 장치(110)로 송신할 수 있다. 클라이언트 장치(110)가 예측된 위성 상태 정보를 수신한다면, 클라이언트 장치(110)는 예측된 이 상태 정보를 프로세싱하여 소정의 재구성된 위성 상태 정보를 제공할 수 있다. 마찬가지로, 클라이언트 장치(110)가 케플러 파라미터들과 같은 "압축된 상태 정보"를 수신한다면, 클라이언트 장치(110)는 압축된 이 상태 정보를 프로세싱하여 소정의 재구성된 위성 상태 정보를 제공할 수 있다. 송신되는 정보의 유형은 송신되어야 하는 정보량과 서버(120)로부터 송신된 정보를 사용해 재구성된 위성 상태들을 판정하기 위해 클라이언트 장치(110)가 수행해야 하는 프로세싱 량 간의 트레이드오프(tradeoff)를 표현한다. 이런 식으로, 사용자는 링크(122)에 대한 대역폭 요구들과 클라이언트 장치(110)의 프로세싱 요구들 사이의 균형을 맞출 수 있다.
다시 데이터베이스(130)를 참조하면, 데이터베이스(130)의 궤적 또는 상태 이력 데이터는 주로 위성 궤적들의 위치 상태 이력 벡터들 및 위성들의 클록 바이어스들을 포함하지만, 다른 정보를 포함할 수도 있다. 좀더 구체적으로, 상태 이력 데이터는 위성 위치 상태 벡터들, 위성 속도 상태 벡터들, 위성 클록 바이어스 들, 및 위성 클록 속도 오차들 중 하나 이상 또는 이들의 소정 조합을 포함한다. 데이터베이스(130)는 서버 시스템(120)의 컴포넌트일 수 있거나 독립형 서버 또는 시스템일 수 있다. 더 나아가, 데이터베이스(130)는 그러한 이력 정보의 적합한 제공자의 데이터베이스일 수 있다. 그로부터 위성 이력 정보가 수신되는 제공자의 일례가 IGS(International GPS Service)이다. 다른 방법으로는, 위성 이력 데이터가 서버(120)의 컴포넌트들에 의해 발생되고 제공된다.
이하에서는, 데이터베이스(130)로부터의 위성 데이터에 대한 서버(120)에 의한 프로세싱이 부연될 것이다. 서버(120)는, 데이터베이스(130)로부터의 위성 데이터를 사용해 위성 상태들을 예측하는 예측 발생기(116)를 포함한다. 이들 예측된 위성 상태들은 미래 시주기에 미친다. 앞서 논의된 바와 같이, 이 예측들은 파라미터들을 위성의 포스 모델로 피팅하는 것에 의해 발생될 수 있다. 위성 포스 모델은 위성의 과거 궤적 데이터를 사용해 각각의 위성을 위해 유도된다. 일단 포스 모델에 적합한 파라미터들이 발견되고 나면, 예측 발생기(116)는 피팅된 파라미터들을, 그로부터, 예측된 위성 상태들이 미래 주기에 걸쳐 주기적으로 발생되는 위성 동적 모션의 미분 방정식들의 수치 적분들에 사용한다. 예측된 위성 상태들은 미래 위성 궤적들의 위치 상태 벡터들, 미래 위성 궤적들의 속도 상태 벡터들, 및 위성들을 위한 미래 위성 클록 바이어스들과 드리프트들의 예측들을 포함하지만, 그것들로 제한되는 것은 아니다. 일반적으로, 예측된 위성 상태들에 의해 확장되는 미래 주기의 정도는 얻어지는 예측된 위성 상태들에서 허용 가능한 오차에 의존한다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, +/- 40미터의 방사상 오 차(radial error)가 수용 가능하다면, 위성 동적 모션의 전통적인 수치 적분들은 7일의 주기에 미치는 예측된 위성 상태들을 제공하는데 사용될 수 있다. 실제로, 다음의 논의에서는, 확장된 주기가 7일이라고 가정할 것이다. 그러나 본 발명이 이러한 특정 확장 주기로 제한되는 것은 아니며 가변 범위의 주기들을 포함한다. 더 나아가, ("부-주기들(sub-periods)"로서 지시될 수도 있는) 예측된 위성 상태들 사이의 주기들 또한 임의적이다. 다음의 논의에서, 그것은 15분인 것으로 가정될 것이다. 파일링(filing) 시에 32로 넘버링되는 동작중인 GPS 위성들 모두에 대해 이 예측들이 수행된다. 이와 같이, 예측 발생기(207)가 꽤 상당한 수의 예측된 위성 상태들: 7일 * 32개 위성들 * 24 시간/일 * (4개의 15분 주기들/시) = 21,504개의 예측된 위성 상태들을 발생시킬 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 일 실시예에서, 서버(120)는 단순히 이들 예측된 위성 상태들 모두를 클라이언트 장치(110)로 송신할 수 있다. 예측된 위성 상태들은 15분 구간들에서의 위성 궤도의 예측들을 표현하기 때문에, 클라이언트 장치(110)는 예측된 관련 위성 상태들을 임의 시간과 관련하여 단순히 보간하는 것에 의해 7일 주기 내의 임의 시점에서 재구성된 위성 상태들을 판정할 수 있다. 그러나 그러한 실시예는 무선 링크(122)에 대해 실질적인 대역폭 요구들을 요구할 뿐만 아니라 클라이언트 장치(110)의 메모리(106) 내에 사실상 메모리 공간을 요구한다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 좀더 적은 예측된 위성 상태들이 송신될 수도 있는데, 예를 들어, 15분 구간들이 아니라, 7일 주기 내의 24시간 부-주기들에 걸쳐, 일정한 간격으로 배치된 단 하나의 예측된 위성 상태가 송신될 수도 있다. 송신되는 7개의 결과적인 예측된 위성 상태들로부터의 관련 상태들을 사용해, 클라이언트 장치(110)는 7일 주기 내의 임의 시점에서 재구성된 위성 상태를 판정할 수 있다. 그러나 이러한 발생은 21,504개의 예측된 상태들 모두를 수신하는 경우보다 반드시 좀더 복잡해야 한다. 실제로, 그러한 발생은 서버(120)와 관련하여 논의된 위성 모션의 미분 방정식들의 변경된 세트에 대한 수치 적분을 사용해 수행될 수 있다. 이와 같이, 시스템(100)에 이식될 수 있는 "데이터 압축"의 일 형태는 예측된 위성 상태들의 서브세트의 송신을 수반한다는 것을 알 수 있을 것이다.
무선 링크(122)에 대한 대역폭 요구들을 제한하기 위한 데이터 압축의 다른 형태는 예측된 상태들을 케플러 파라미터들과 같은 파라미터들로 변환하는 것에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 서버(120)는 파라미터 발생기(117)를 포함할 수 있다. 체비세프(Chebyshev) 근사들과 같은 파라미터들의 다른 유형들이 사용될 수도 있지만, 다음 논의는, 파라미터 발생기(117)에 의해 발생된 파라미터들이 케플러 파라미터들이라고 가정할 것이다. 데이터 압축이 구현되는지의 여부와 무관하게, 서버(120)는 통신 시스템(113), 프로세서(114), 및 메모리(115)를 포함할 수 있다. 서버 통신 시스템(113)은, 클라이언트 장치(110) 및 임의의 다른 시스템 서버들뿐만 아니라 다른 통신 장치들과의 통신을 지원하기 위해 임의 개수의 유/무선 통신 채널들과 인터페이스하는 컴포넌트들을 포함한다. 일례로서, 통신 시스템(113)은 아날로그 프로토콜들 및 디지털 프로토콜들 중 하나 이상을 사용해 셀룰러 전화 통신 및 RF(radio frequency) 통신 중 하나 이상을 제공하는 컴포넌트들을 포함하지만, 업계에 공지되어 있는 바와 같이, 다른 통신 유형들/프로토콜들이 지원될 수도 있다.
서버(120)는, 적합하다면, 독립형 장치, (도시되지 않은) 전용 네트워크의 일부, 및/또는 (도시되지 않은) 서비스 제공자의 인프라스트럭처의 일부일 수 있지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 일례로서, 클라이언트 장치(110)가 GPS 시스템을 포함하는 셀룰러 전화기인 경우, 서버(120)는 셀룰러 전화 서비스 제공자의 네트워크의 컴포넌트 또는 서비스 제공자의 네트워크를 통해 클라이언트 장치(110)로 데이터를 전달하는 독립형 서버일 수 있다.
동작시에, 서버(120)의 통신 시스템(113)은 통신 링크(132)를 통해 데이터베이스(130)로부터 이력 정보를 수신한다. 시스템(100)의 다른 실시예들은, 데이터베이스(130) 대신에 이력 정보를 발생시키고 제공하는 서버들(120)을 포함한다. 서버 예측 발생기(116)는 데이터베이스(130)로부터 수신된 이력 정보를 사용해 미래 시주기에 걸쳐 모든 GPS 위성들(190)의 상태들을 계속 예측한다. 일 실시예에서, 서버 예측 발생기(116)는 위성의 과거 궤적 데이터로부터 유도된 위성의 포스 모델에 파라미터들을 피팅한 다음 피팅된 이들 파라미터들을 위성 동적 모션의 적합한 방정식들의 수치 적분에 사용하는 것에 의해 예측들을 발생시킨다.
데이터 압축이 사용되는지의 여부 및 구현되는 데이터 압축의 유형에 의존하여, 무선 링크(122)를 통해 송신되는 데이터 유형은 그에 따라 달라진다. 무선 링크(122)상의 데이터 스트림은 하나 이상의 송신들을 사용해 클라이언트 장치(110)로 전달되는데, 여기에서, 송신들은 송신 매체에 적합한 임의 개수의 프로토콜들을 경유한다.
클라이언트 장치(110)는 하나 이상의 적합한 요청에 응답하여 서버(120)로부터 그리고/또는 서버(120)에 의해 방송된 데이터로부터 데이터 스트림을 포착한다. 데이터 스트림의 수신시에, 클라이언트 장치(110)는 서버(120) 또는 궤도 정보의 임의의 다른 소스와 추가로 통신할 것이 요구되지 않는다. 예를 들어, 데이터 스트림이 케플러 파라미터들을 구비한다면, 클라이언트 장치(110)는 수신된 파라미터들을 선택적으로 사용해, 궤도 데이터의 용도에 따른 방식으로 위성 포착 정보 및/또는 내비게이션 솔루션들을 발생시키는데 후속하여 사용되는 예측된 위성 궤적들을 재구성한다. 적어도 일주일 동안의 미래 시주기들 동안은 유효한 예측된 위성 궤적들을 사용해 클라이언트 장치(110)에 의해 정확한 위치 배치들(accurate position fixes)이 발생되지만, 실시예가 그것으로 제한되는 것은 아니다. 클라이언트 장치(110)에 의한 예측된 위성 궤적 데이터의 사용은, 방송 궤도 데이터에 대한 의존도를 제거하는 것에 추가하여, 낮은 SNR(Signal-to-Noise Ratio) 환경들 및 간섭 경향 환경들에서 비교적 향상된 성능과 향상된 TTFF(time-to-first-fix)도 초래한다. 클라이언트 장치가 위성 상태를 재구성하거나 종합하는 방법과 무관하게, 그러한 상태들은, 그것들을 서버(120)에 의해 발생되는 예측된 위성 상태들과 구별하기 위해, "새로운" 위성 상태들로서 지시될 수 있다.
실시예의 클라이언트 장치(110)는 GPS 시스템(103), 통신 시스템(104), 프로세서(105), 메모리(106), 및 위성 상태 재구성기(107) 중 하나 이상을 포함하는 다수 시스템을 구비한다. 실시예의 GPS 시스템(103), 통신 시스템(104), 메모리(106), 및 위성 상태 재구성기(107)는 자동으로 또는 프로세서(105)의 제어하에 실행되지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. GPS 시스템(103)은 보이는 곳의 GPS 위성들(109)로부터 GPS 신호들(192)을 통해 정보를 수신하는 수신기를 포함한다. GPS 신호들(192)을 통해 클라이언트 장치들에 의해 수신된 정보는 궤도 및 연감 데이터와 함께 의사-난수 코드를 포함하지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. SNR이 지나치게 낮다면, 궤도 및 연감 데이터는 복조 불가능할 수도 있다. 바람직하게도, 본 발명은, 방송 궤도 데이터가 복조 불가능한 경우라 하더라도, 클라이언트 장치(110)가 표준 GPS 프로세싱 기술들을 사용해 계속 그것의 위치를 판정하는 것을 가능하게 하고; 방송 궤도는 위성 상태 재구성기(107)에 의해 제공되는 재구성된 위성 상태들로 대체된다.
통신 시스템(104)은, 임의 개수의 유/무선 통신 채널들과 인터페이스하고 임의 개수의 통신 프로토콜들을 사용해 클라이언트 장치(110) 및 서버(120)뿐만 아니라 다른 통신 장치들 사이의 통신을 지원하는 컴포넌트들을 포함한다. 일례로서, 통신 시스템(104)은 아날로그 프로토콜들 및 디지털 프로토콜들 중 하나 이상을 사용해 셀룰러 전화 통신 및 RF 통신 중 하나 이상을 제공하는 컴포넌트들을 포함하지만, 업계에 공지되어 있는 바와 같이, 다른 통신 유형들/프로토콜들도 지원된다.
위성 상태 재구성기(107)의 구현은 논의된 데이터 압축 중 어떤 것이 사용되는지의 여부에 의존한다. 앞서 논의된 바와 같이, 서버(120)에 의해 제공되는 예측된 위성 상태들 모두가 데이터 압축이 전혀 없는 상태로 송신된다면, 위성 상태 재구성기는 예측된 관련 위성 상태들을 확장된 시주기 내의 임의 시점과 관련하여 간단하게 선형적으로 보간할 수 있다. 다른 방법으로, 앞서 논의된 매일 하나의 예측된 위성 상태들과 같이, 예측된 위성 상태들 중 소수만이 송신된다면, 위성 상태 재구성기는, 서버(120)와 관련하여 논의된 미분 방정식들의 변경 세트의 수치 적분에 의해, 확장된 주기 내의 임의 시점에 대한 재구성된 위성 상태를 판정할 수 있다. 또 다른 방법으로서, 케플러 파라미터들이 송신될 수 있고, 그에 따라, 위성 상태 재구성기(107)는 파라미터들을 사용해, 적합한 시점들에서, 여기에서 설명되는 내비게이션 솔루션들을 발생시키는데 후속하여 사용되는 위성 상태들을 재구성한다. 실시예의 위성 상태 재구성기(107)는 전용 프로세서 및/또는 클라이언트 장치(110)의 다른 프로세서들의 제어하에 실행되는 하드웨어, 소프트웨어, 및 펌웨어 중 하나 이상을 포함한다.
프로세서(105)는, 업계에 공지되어 있는 바와 같이, 함께 동작하는 컴퓨팅 컴포넌트들, 장치들 및 소프트웨어의 임의 집합을 포함한다. 프로세서(105)는 좀더 큰 컴퓨터 시스템 또는 네트워크 내의 컴포넌트들 또는 서브시스템들일 수도 있다. 또한, 프로세서(105)는 업계에 공지되어 있는 (도시되지 않은) 임의 개수의 컴포넌트들, 예를 들어, 다른 버스들, 컨트롤러들, 메모리 장치들, 및 데이터 입/출력(I/O) 장치들 사이에 임의 개수의 조합들로 커플링될 수 있다. 더 나아가, 프로세서(105)의 기능들은 클라이언트 장치(110)의 다른 컴포넌트들에 걸쳐 분산될 수도 있다.
통신 링크들 또는 채널들(122, 132, 192, 및 194)은 무선 접속들, 유선 접속들, 및 트레이스 접속들 중 하나 이상을 포함한다. 또한, 통신 링크들(122, 132, 192, 및 194)은 다른 시스템들뿐만 아니라 LAN들(local area networks), MAN 들(metropolitan area networks), WAN들(wide area networks), 전용 네트워크들, 그리고 사유 또는 백엔드 네트워크들(proprietary or backend networks)을 포함하는 네트워크들로의 커플링들 또는 접속들을 포함한다.
클라이언트 장치(110)는 장치 통신 시스템(104)을 사용해 서버(120)로부터 데이터 스트림을 수신한다. 데이터 스트림은 적합한 전자적 요청(electronic request)에 응답하여 클라이언트 장치(110)로부터 그리고/또는 서버(120)에 의해 방송된 데이터로부터 수신되지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예들의 클라이언트 장치(110)는 수신된 데이터를 클라이언트 장치(110)의 하나 이상의 메모리 영역들(106)에 저장하지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 클라이언트 장치(110)의 다른 실시예들은 수신된 데이터를 저장하지 않는다. 장치 위성 상태 재구성기(107)는 데이터 스트림을 선택적으로 사용해 재구성된 위성 상태들을 판정한다. 클라이언트 장치(110)의 다양한 컴포넌트들은, 공지의 GPS 신호 프로세싱 방법들을 사용해 내비게이션 솔루션들을 발생시키기 위해, 위성들(190)로부터 수신된 다른 위성 데이터와 함께 재구성된 위성 상태(들)를 후속하여 사용한다. 정확한 위치 배치들이, 방송 궤도 데이터 대신에 콤팩트 위성 파라미터들의 정보를 사용해, 적어도 일주일 동안의 주기 동안 클라이언트 장치(110)에 의해 발생될 수 있다.
파라미터 데이터 압축이 구현된다면, 파라미터들은 적어도 7일 또는 일주일의 기간을 집합적으로 커버하는 하나 이상의 연속적인 부-시주기들 또는 부-시구간들을 포함하는 미래 시주기들에 걸쳐 표현되지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 각각의 부-주기는 앞서 특정된 시간을 커버하고, 부-주기들은 동일하거나 상이한 길이들의 시간을 각각 커버할 수 있다. 실시예의 부-주기들은 각각 4시간을 커버하지만, 다른 실시예들의 부-주기들은 더 많은 또는 더 적은 시간을 커버할 수 있다.
미래의 긴 시주기들 동안 방송 궤도 데이터를 사용하지 않는 상태에서의 위치 판정을 지원함에 있어서, 상술된 바와 같이, 하나 이상의 데이터 스트림들이 클라이언트 장치들(110)로 전달된다. 데이터 스트림들은 위성 궤적들을 콤팩트 형태로 표현하고 수신시에는 장치 메모리(106)의 영역에 저장되는 케플러 파라미터들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 케플러 파라미터들은 케플러 파라미터들의 세트들을 구비하는데, 여기에서, 각각의 세트는 확장된 시주기의 부-주기에 대응되는 케플러 파라미터들을 포함한다. 다른 방법으로, 케플러 파라미터들의 제1 세트는 제1 부-주기 동안의 예측된 위성 궤적들을 표현하는 모든 파라미터들을 포함하고, 파라미터들의 각각의 후속 세트는, 그로부터, 대응되는 부-주기 동안의 예측된 위성 상태들의 파라미터들이 계산되는 차이 정보를 포함한다. 차이 정보는 파라미터들의 제1 세트에 관한 것이지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다.
장치 위성 상태 재구성기(107)는, 파라미터들을 선택적으로 사용해, 포착 및/또는 내비게이션을 위해 위성 상태가 요구되는 시점을 포함하는 부-주기에 대응되는 케플러 파라미터들의 세트를 선택한다. 그 다음, 케플러 파라미터들의 선택된 세트를 사용해, 재구성된 위성 상태가 재구성되고, 위성 신호로부터의 위성 거리 측정 정보를 사용하는 것에 의해 내비게이션 솔루션들이 발생된다.
다양한 다른 실시예들의 서버(120)는 케플러 파라미터들을 하나의 또는 임의 개수의 세트들로 전달할 수 있다. 더 나아가, 케플러 파라미터들은, 처음에는 저장되지 않는 상태에서, 예측들을 발생시키는데 사용될 수 있다. 더 나아가, 또 다른 실시예들에서는, 모든 예측들이 미래 시주기의 전체 기간을 위해 (수신시에 또는 다음 수신시에) 발생될 수 있고, 그 다음, 예측들이 클라이언트 장치 메모리에 저장될 수 있다.
일 실시예에서, 케플러 파라미터 세트들을 위한 현재의 곡선 피팅 구간은 명목상 4시간이고, 모델이 유효한 시주기는 GPS 위성들(190)에 대한 포스들(forces)과 케플러 파라미터들을 사용하는 곡선 피팅의 품질의 함수이다. 위성들(190)에 대한 포스들은, 중요도의 내림 차순으로, 지구의 중력장; 달의 중력장; 태양의 중력장; 방사압(위성으로부터 흡수/반사되는 일광); 위성으로부터의 열 방사; 위성체로부터의 기체 이탈(outgassing); 및 금성과 목성의 중력장들을 포함한다.
여기에서 설명된 장치들 및 방법들은, 미래 위성 상태들의 정확한 예측들의 사용을 통해, 방송 궤도 데이터 없이, 확장된 시주기들 동안 정확한 내비게이션 솔루션들의 발생을 제공한다. 예측들은 정확한 위성 상태 및 과거 위성 상태들의 데이터로부터 유도되는 포스 모델을 사용해 발생된다. 모델을 발생시키기 위한 과거 위성 상태들의 사용은, 상술된 바와 같이, 위성들에 작용하는 포스들을 좀더 양호하게 설명하는 좀더 정확한 모델을 생성한다. 정확도가 높은 모델의 사용은 상대적으로 낮은 정확도의 모델에 의해 도입되는 전파 오차들을 감소시킨다. 그것은, 궤도 정보에서 사용된 위성 궤도를 위한 유사-케플러 파라미터들과 연관된 곡선 피 팅 오차를 감소시키는데도 도움이 된다. 포스 모델에 적합한 파라미터들의 식별시에, 높은 충실도의 위성 동적 모션 모델을 사용해, 미래 시점들에서의 위성 상태들의 예측들이 발생된다.
서버(120)에서 호스팅되는 프로세싱 기능들은, 앞서 설명된 바와 같이, 다른 실시예의 클라이언트 장치(110)에 의해 다른 방법으로 호스팅될 수 있다. 도 2는, 다른 실시예에 따라, 현재의 궤도 데이터를 사용하지 않으면서, 위치 정보를 제공하는 클라이언트 장치들(210)을 구비하는 시스템(200)의 블록도이다. 시스템(200)은 GPS 신호들(192)을 통해 GPS 위성들(190)로부터 정보를 수신하는 클라이언트 장치들(210)을 포함한다. 또한, 클라이언트 장치들(210)은 과거 GPS 위성 궤적들에 대한 데이터를 요청 및/또는 수신하기 위해 하나 이상의 링크(232)를 통해 하나 이상의 데이터베이스들(130)과도 통신한다. 클라이언트 장치들(210)과 데이터베이스들(130) 사이의 링크(232)는 무선 및/또는 유선 커플링들 중 하나 이상을 포함한다. 다른 실시예들의 링크(232)는 하나 이상의 네트워크 유형들을 가진 (도시되지 않은) 하나 이상의 네트워크들을 포함할 수 있다.
실시예의 클라이언트 장치들(210)은, 이들 모두가 자동으로 또는 프로세서의 제어하에 실행되는, GPS 시스템(203), 통신 시스템(204), 프로세서(205), 메모리(206), 및 예측 발생기(207) 중 하나 이상을 포함하는 다수 시스템을 구비한다. GPS 시스템(203)은, 상술된 바와 같이, GPS 신호들(192)을 통해, 보이는 곳의 GPS 위성들(190)로부터 정보를 수신하는 수신기를 포함한다. 통신 시스템(204)은, 클라이언트 장치(210) 및 데이터베이스(130)뿐만 아니라 다른 통신 장치들 사이의 통 신을 지원하기 위해 임의 개수의 유/무선 통신 채널들과 인터페이스하는 컴포넌트들을 포함한다. 일례로서, 통신 시스템(204)은, 다른 것들 중에서도, 셀룰러 전화 통신, RF 통신, 아날로그 통신, 및 디지털 통신 중 하나 이상을 제공하는 컴포넌트들을 포함한다.
예측 발생기(207)의 컴포넌트들은 데이터베이스(130)로부터 수신된 이력 정보를 사용해 미래 시주기에 걸쳐 모든 GPS 위성들(190)의 상태들을 계속 예측한다. 예측 발생기(207)는, 파라미터들을 위성들(190)의 과거 궤적 데이터로부터의 위성 포스 모델에 피팅한 다음 피팅된 이 파라미터들을 위성의 동적 모션 방정식들의 수치 적분에 사용하는 것에 의해, 예측들을 발생시키지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 클라이언트 장치(210)는 위성 예측들을 콤팩트 파라미터들(compact parameters)의 세트로 국소적으로 압축할 수 있다. 이 파라미터들은 국소적으로 저장된다. 국소적으로 저장된 이 파라미터들로부터 나중에 위성 상태 벡터가 재구성될 것이다.
클라이언트 장치(210)는, 방송 궤도 데이터를 사용하지 않으면서, 확장된 시주기들 동안 클라이언트 장치의 위치를 자동으로 판정한다. 동작시에, 통신 시스템(204)은 통신 링크(232)를 통해 데이터베이스(130)로부터 이력 정보를 수신한다. 이력 정보는 적합한 요청에 응답하여 클라이언트 장치(210)로부터, 데이터베이스(130)에 의해 방송된 데이터로부터, 그리고/또는 데이터베이스(130)와의 네트워크 접속을 통해 수신되지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 예측 발생기(207)는 이력 정보를 사용해 미래 시주기에 걸쳐 모든 GPS 위성들(190)의 상태들을 계속 예 측한다. 다른 실시예에서는, 소정 시점들에서, 예측 발생기(207)가 모든 위성들의 미래 상태들을 예측할 수 있고 결과들을 파라미터들로서 저장한다. 다른 실시예에서는, 파라미터들이 콤팩트 형태로 저장될 수 있다. 클라이언트 장치(210)의 다양한 컴포넌트들은 예측된 위성 궤적들 또는 파라미터들을 후속하여 사용해 내비게이션 솔루션에서 요구되는 적합한 시점에서의 위성 상태를 발생시킨다. 예측된 위성 궤적들은 대략 일주일의 주기 동안 유효하다.
상술된 시스템들과 장치들은 후술되는 하나 이상의 방법들에 따라 동작한다. 도 3은, 실시예에 따라, 방송 궤도 데이터 없이, 위치 정보를 판정하기 위한 흐름도(300)이다. 동작시에, 프로세서-기반 장치는, 블록 302에서, 위성-기반 위치 확인 시스템의 위성들에 대응되는 (이력 데이터라고도 하는) 이력 상태 또는 궤적 데이터를 수신하거나 수집한다. 프로세서-기반 장치는, 예를 들어, 상술된 서버나 클라이언트 장치일 수 있지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 이력 데이터는 제1 통신 채널 또는 링크를 통해, 예를 들어, 데이터 제공자로의 유선 및/또는 무선 링크를 통해 수신된다.
서버 또는 클라이언트 장치는, 블록 304에서, 이력 데이터의 수신에 응답하여, 이력 데이터를 사용해 미래 시주기들을 위한 미래 위성 궤적들의 예측들을 발생시키고, 예측된 궤적들의 품질 평가를 수행한다. 서버가 궤적 예측들을 발생시키는데 사용되는 경우, 예측들은 후속하여 클라이언트 장치로 전달된다. 예측들은 압축 또는 미압축 데이터 스트림 중 하나를 사용해 파라미터들의 관점에서 전달되지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 예측들의 전달은 하나 이상의 미리 정해진 구간들을 사용해 서버에 의해 자동으로 수행될 수 있거나 클라이언트 장치로부터의 전자적 요청(electronic request)에 응답하여 수행될 수 있다. 일례로서, 클라이언트 장치의 사용자는, 그/그녀가 여기에서 설명된 향상된 성능이 필요할 것을 예상하는 캠핑 여행 이전에 데이터 전달을 위한 전자적 요청을 개시할 수 있다. 클라이언트 장치가 이력 데이터로부터 예측들을 발생시키는 경우라면, 전달은 불필요하다.
위치 판정이 필요한 미래 시점의 선택시에, 클라이언트 장치는, 블록 306에서, 포착을 위해 그리고/또는 내비게이션을 위해 위성 상태들이 요구되는 시점에 적합한 예측들을 선택한다. 클라이언트 장치는, 블록 308에서, 블록 306에서 선택된 위성 상태들을 클라이언트 장치의 현재 위치 및 시점에 적합한 GPS 위성 신호들의 포착에 사용한다. GPS 위성 신호들이 제2 통신 채널을 통해 포착되고 수신되지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 클라이언트 장치는, 블록 310에서, 무결성 점검(integrity check)을 수행하고, 통상적인 GPS 신호 프로세싱에 적합한 위성 상태들의 정보 및 위성 신호들의 정보를 사용해 그것의 위치를 판정 및/또는 추적한다.
상술된 시스템들의 실시예들은 클라이언트 장치들에 의한 사용을 위해 예측된 위성 상태들의 정보를 발생시키는 하나 이상의 프로세서-기반 장치들을 포함한다. 도 4는, 실시예에 따라, 방송 궤도 데이터의 사용 없이 위치 정보를 판정함에 있어서 클라이언트 장치에 의한 사용을 위해 예측된 위성 상태들의 정보를 발생시키기 위한 흐름도(400)이다. 동작시에, 상술된 서버 또는 서버 시스템과 같은 프 로세서-기반 장치는, 블록 402에서, 위성-기반 위치 확인 시스템의 하나 이상의 위성들을 위한 상태 이력 데이터를 수신 또는 수집한다. 서버의 컴포넌트들은, 블록 404에서, 상태 이력 데이터를 사용해 계속 미래 시주기들을 위한 위성 상태들을 예측하고, 예측된 상태들의 품질 평가를 수행한다. 서버는, 블록 406에서, 예측된 위성 상태들의 정보를 압축해 콤팩트 파라미터들의 하나 이상의 세트들을 형성한다. 서버는, 블록 408에서, 콤팩트 파라미터들의 세트들을 클라이언트 장치들로 후속하여 전달한다. 다수의 다른 실시예들에 따른 서버들은 정보의 컴팩션 및/또는 압축없이 예측된 위성 상태들의 정보를 전달할 수도 있지만, 그것으로 제한되는 것은 아니다. 다시 도 1을 참조하면, 무선 링크(122)를 통해 송신되는 데이터 스트림의 포맷과 무관하게, 서버(120)는 이 데이터 스트림을 전통적인 데이터 압축 알고리즘들을 사용해 압축할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 그 다음, 클라이언트 장치(110)는 압축된 데이터 스트림을 그에 따라 압축 해제할 수 있다. 예를 들어, 예측된 모든 위성 상태들이 송신된다면, 예측된 이들 위성 상태들은 전통적인 데이터 압축 알고리즘을 사용해 압축될 수 있다. 다른 방법으로, 케플러 파라미터들이 송신된다면, 이들 케플러 파라미터들도 전통적인 압축 알고리즘을 사용해 압축될 수 있다.
상술된 시스템들의 실시예들은, 방송 궤도 데이터를 사용하지 않으면서, 위성 상태에 관한 예측들의 정보를 사용해 적어도 7일의 확장된 주기들 동안 장치에 의한 위치 판정을 지원하는 프로세서-기반 클라이언트 장치들을 포함한다. 도 5는, 실시예에 따라, 방송 궤도 데이터 없이 위치 정보를 판정할 때의 사용을 위해, 클라이언트 장치에서, 예측된 위성 상태들을 발생시키기 위한 흐름도(500)이다. 동작시에, 프로세서-기반 클라이언트 장치는, 블록 502에서, 하나 이상의 데이터 스트림을 수신한다. 데이터 스트림은, 미래 시주기들을 위한 예측된 위성 상태들의 정보를 표현하는 콤팩트 파라미터들의 하나 이상의 세트들을 포함한다. 다른 실시예들의 데이터 스트림들은 추가 정보를 포함할 수 있다.
클라이언트 장치는, 블록 504에서, 파라미터들의 수신된 세트들을 사용해, 위성 상태들을 선택적으로 재구성한다. 다른 실시예들에서, 위성 상태들의 선택적 재구성은 현재 궤도 데이터의 부재를 검출하는 것에 응답하여 수행된다. 또 다른 실시예에서, 선택적 재구성은, 클라이언트 장치가 동작중인 모드에 따라 수행된다. 일례로서, 의사-자동 모드(pseudo-autonomous)에서 동작중인 클라이언트 장치는, 입수 가능한 경우라 하더라도 방송 궤도 정보가 수집되지 않도록 구성되고; 따라서, 궤도가 수집되지 않는 모드에서의 동작에 응답하여, 재구성된 상태들의 선택적 재생이 수행된다.
클라이언트 장치는, 블록 506에서, 재구성된 위성 상태들을 클라이언트 장치의 현재 위치 및 시점에 적합한 GPS 위성 신호들의 포착에 사용한다. GPS 위성 신호들은 제2 통신 채널을 통해 포착 및 수신되지만, 그것으로 제한되지 않는다. 클라이언트 장치는 무결성 점검들을 수행하고, GPS 신호 프로세싱 기술들하에서 적합한 위성 상태들 및 포착된 위성 신호들의 정보를 사용해 클라이언트 장치의 위치를 판정 및/또는 추적한다.
무결성/일관성 점검들은, 예를 들어, RAIM(receiver autonomous integrity monitoring)을 포함한다. 그러나 다른 실시예들은 상이한 무결성/일관성 점검들을 수행할 수 있거나 무결성/일관성 점검들을 배제할 수도 있다.
재구성된 위성 벡터들에 대해 수행되는 무결성 또는 일관성 점검들을 간략화하기 위해, 여기에서의 다양한 실시예들의 서버 또는 클라이언트 장치는, 예를 들어, 인터넷과 같은 네트워크 접속을 통해 검색된 NANU(Notice Advisory to NAVSTAR Users)의 정보를 이용한다. NANU 정보는 (유지 보수 목적들을 위해) 스케줄링된 위성 비-가용성(non-availabilty) 또는 계획된 위성 궤도 수정들(maneuvers)에 대한 사전 정보를 포함한다. 이러한 NANU 정보의 사용은, 계획된 미래 동작들(유지 보수 및/또는 궤도 수정들)이 예측들의 신뢰도에 부정적인 영향을 미치게 될 예측들로부터 위성들을 배제할 수 있게 한다.
실시예의 위치 확인 시스템의 양상들은, FPGA들(field programmable gate arrays), PAL(programmable array logic) 장치들, 전기적으로 프로그램 가능한 로직 및 메모리 장치들과 표준 셀-기반 장치들뿐만 아니라 ASIC들(application specific integrated circuits)과 같은, PLD들(programmable logic devices)을 포함하는, 다양한 회로 중 어떤 것으로 프로그램된 기능으로서 구현될 수도 있다. 실시예의 위치 확인 시스템의 양상들을 구현하기 위한 일부의 다른 가능성으로는 (EEPROM(electronically erasable programmable read only memory)과 같은) 메모리를 갖춘 마이크로컨트롤러들, 매입형 마이크로프로세서들, 펌웨어, 소프트웨어 등을 들 수 있다. 더 나아가, 실시예의 위치 확인 시스템의 양상들은 소프트웨어-기반의 회로 에뮬레이션, (순차적 및 조합적) 이산 로직, 맞춤형 장치들, 퍼지(신경) 로직, 양자 장치들(quantum devices), 및 상기 장치 유형들 중 어떤 것의 혼성들로 구현될 수도 있다. 물론, 기본적인 장치 기술들은 다양한 컴포넌트 유형들, 예를 들어, CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)와 같은 MOSFET(metal-oxide semiconductor field-effect transistor) 기술들, ECL(emitter-coupled logic)과 같은 바이폴라 기술들, 폴리머 기술들(예를 들어, 실리콘-접합 폴리머 및 금속-접합 폴리머-메탈 구조들), 혼합된 아날로그와 디지털 등으로 제공될 수 있다.
문맥에서 명시적으로 다른 것을 요구하지 않는다면, 설명서 및 청구항들 전체에 걸쳐, "구비하다", "구비하는" 등의 단어들은 배타적 또는 망라적 의미에 반대되는 포함적 의미로; 다시 말해, "포함하지만, 그것으로 제한되는 것은 아닌"의 의미로 해석되어야 한다. 단수 또는 복수를 사용하는 단어들은, 각각, 복수 또는 단수도 포함한다. 부가적으로, "여기에서", "이하에서", "상기", "다음에서"의 단어들 및 유사한 의미의 단어들은 이 특허의 임의의 특정 부분들이 아니라 이 특허 전체를 의미한다. "또는"이라는 단어가 2 이상 항목들의 리스트를 참조하여 사용할 때, 그 단어는 단어의 다음 해석들: 리스트의 항목들 중 어느 하나, 리스트의 항목들 모두, 및 리스트의 항목들의 임의 조합 모두를 커버한다.
위치 확인 시스템 및 위치 확인 방법들의 예시된 실시예들의 상기 설명이 모든 것을 망라하거나 실시예들을 개시된 정확한 형태로 제한하려는 의도는 아니다. 위치 확인 시스템의 구체적인 실시예들 및 위치 확인 시스템을 위한 일례들은 예시적인 목적들을 위해 여기에서 설명되지만, 당업자들이라면 알 수 있는 바와 같이, 실시예들의 범위 내에서 다양한 등가 변경들이 가능하다. 여기에서 제공된 위치 확인 시스템의 교수들은 상술된 전자 시스템들뿐만 아리나 다른 전자 시스템들에도 적용될 수 있다.
상술된 다양한 실시예들의 요소들 및 단계들은 조합되어 추가 실시예들을 제공할 수 있다. 상기한 상세한 설명의 관점에서, 실시예의 위치 확인 시스템에 대한 이들 및 다른 변경들이 이루어질 수 있다.
일반적으로, 다음의 청구항들에서, 사용된 용어들은, 위치 확인 시스템을 명세서에서 개시된 특정 실시예들로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 청구항들에 따라 위치 확인 정보를 제공하도록 동작하는 모든 전자 시스템들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 설명서에 의해 위치 확인 시스템이 제한되지 않는 대신, 위치 확인 시스템의 범위는 청구항들에 의해 전체적으로 판정되어야 한다.
위치 확인 시스템의 소정 양상들이 소정 청구항 형태들로 다음에서 제시되지만, 발명자들은 위치 확인 시스템의 다양한 양상들을 임의 개수의 청구항 형태들로 예상한다. 예를 들어, 위치 확인 시스템의 일 양상만이 컴퓨터 판독 가능 매체로 구현되는 것으로 언급되지만, 다른 양상들도 컴퓨터-판독 가능 매체로 유사하게 구현될 수 있다. 따라서, 발명자들은 출원서를 제출한 후 위치 확인 시스템의 다른 양상들을 위한 추가적인 청구항 형태들을 추구하기 위해 추가적인 청구항들을 부가할 권한을 보유한다.

Claims (27)

  1. 휴대용 통신 장치로서,
    제1 통신 링크를 통해, 예측된 위성 상태들을 표현하는 데이터를 수신하는 제1 통신 시스템 - 상기 예측된 위성 상태들은, 이력 위성 데이터(historical satellite data)를 이용하여 위성의 포스 모델(force model)에 피팅(fit)하는 파라미터들을 발견하고 위성의 동적 모션의 방정식의 수치 적분들에서 발견된 파라미터들을 이용함으로써 위성 기반 위치 확인 시스템의 적어도 하나의 위성을 위해 미래 시주기(time period)들에 대해 계속적으로 발생됨 -;
    상기 수신된 데이터를 사용해 상기 시주기들 중 적어도 하나내의 임의 시간에 대한 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 선택적으로 재구성하는 예측 발생기; 및
    상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 사용해 위성 신호를 획득하는 적어도 하나의 신호 프로세서
    를 포함하는 휴대용 통신 장치.
  2. 클라이언트 장치의 위치를 판정하기 위한 방법으로서,
    위성 기반 위치 확인 시스템의 적어도 하나의 위성을 위한 상태 이력 데이터를 수신하는 단계;
    상기 상태 이력 데이터를 사용해 위성의 포스 모델에 피팅하는 파라미터들을 발견하고 위성의 동적 모션의 방정식의 수치 적분들에서 발견된 파라미터들을 이용함으로써 미래 시주기들에 대한 위성 상태들을 계속적으로 예측하는 단계;
    상기 예측된 위성 상태들을 표현하는 데이터를, 제1 통신 링크를 통해 상기 클라이언트 장치에게 전달하는 단계;
    상기 전달된 데이터를 사용해 상기 클라이언트 장치에서 상기 시주기들 중 적어도 하나내의 임의의 시간에 대해 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 선택적으로 재구성하는 단계; 및
    제2 통신 링크상에서 수신된 위성 데이터의 타이밍 정보와 함께 상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 사용해 상기 클라이언트 장치의 위치를 판정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상태 이력 데이터는 위성 위치 상태 벡터들, 위성 속도 상태 벡터들, 위성 클록 바이어스들 및 위성 클록 속도 오차들 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상태 이력 데이터는 데이터베이스와의 적어도 하나의 커플링을 통해 수신되고, 상기 상태 이력 데이터는 적어도 하나의 서버에게 전달되는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커플링은 지상 네트워크(ground-based network)로의 유선 커플링, 무선 커플링 및 유/무선 커플링 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 위성 상태들을 계속적으로 예측하는 단계는, 미래 위성 궤적들의 위성 위치 상태 벡터들 및 위성 속도 상태 벡터들과 상기 위성들을 위한 미래 위성 클록 바이어스들 및 위성 클록 속도 오차들 중 적어도 하나를 예측하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 미래 시주기들은, 각각이 미리 특정된 시간 기간(span)을 커버하는 하나 이상의 연속적인 부 주기들을 포함하는 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 미래 시주기들은 적어도 7일의 길이를 가진 시간 기간을 커버하는 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 미래 시주기들은, 각각이 적어도 4시간의 길이를 가진 복수의 시주기를 포함하는 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 예측된 위성 상태들을 표현하는 데이터를 전달하는 단계는,
    상기 예측된 위성 상태들을 압축된 파라미터들의 세트들로 압축하는 것에 의해 상기 데이터를 발생시키는 단계; 및
    단일 송신 및 다중 송신들 중 적어도 하나를 사용해 상기 압축된 파라미터들의 세트들을 상기 클라이언트 장치에게 전달하는 단계를 포함하는
    방법.
  11. 제10항에 있어서,
    압축된 파라미터들의 세트들의 각각은 상기 미래 시주기들 중 하나의 주기에 대한 상기 예측된 위성 상태들에 대응하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 주기는 4시간 길이인 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    압축된 파라미터들의 제1 세트는 제1 미래 시주기에 대한 상기 예측된 위성 상태들의 모든 파라미터들을 포함하고, 압축된 파라미터들의 제2 세트는 제2 미래 시주기에 대한 상기 예측된 위성 상태들의 파라미터들이 그로부터 계산되는 차이 정보를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 차이 정보는 상기 압축된 파라미터들의 제1 세트와 관련하여 정의되는 방법.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 데이터를 전달하는 단계는 상기 클라이언트 장치로부터 수신된 요청 신호에 응답하여 데이터를 전달하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제2항에 있어서,
    상기 데이터를 전달하는 단계는 적어도 하나의 방송 메시지를 사용해 파라미터들을 전달하는 단계를 더 포함하는 방법.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 제1 통신 링크는 유선 커플링, 무선 커플링 및 유/무선 커플링 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  18. 제2항에 있어서,
    상기 수신된 파라미터들을 상기 클라이언트 장치의 적어도 하나의 메모리 영역에 저장하는 단계를 더 포함하는 방법.
  19. 제2항에 있어서,
    상기 전달된 데이터는 케플러 파라미터들을 포함하고, 상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 선택적으로 재구성하는 단계는 상기 전달된 케플러 파라미터들 중 선택된 파라미터들을 사용해 케플러 모션 방정식들의 해를 구하는 방법.
  20. 제2항에 있어서,
    상기 전달된 데이터는 상기 예측된 위성 상태들의 서브세트를 포함하고, 상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 선택적으로 재구성하는 단계는,
    상기 클라이언트 장치의 적어도 하나의 메모리 영역으로부터 상기 미래 시주기들 중 적어도 하나의 선택된 주기에 대응하는 상기 예측되고 전달된 위성 상태들을 검색하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 제공하기 위해, 상기 예측되고 전달되고 검색된 위성 상태들을 사용해 위성 동적 모션 방적식들을 수치 적분하는 단계를 더 포함하는 방법.
  21. 제2항에 있어서,
    상기 위성들로부터 궤도 데이터(ephemeris data)의 부재를 검출하는 단계를 더 포함하는 방법.
  22. 제2항에 있어서,
    상기 장치에서 무결성 모니터링을 수행하는 단계를 더 포함하는 방법.
  23. 클라이언트 장치의 위치를 판정하기 위한 방법으로서,
    위성 기반 위치 확인 시스템의 적어도 하나의 위성을 위한 상태 이력 데이터를 수신하는 단계;
    상기 상태 이력 데이터를 사용해 위성의 포스 모델에 피팅하는 파라미터들을 발견하고 위성의 동적 모션의 방정식의 수치 적분들에서 발견된 파라미터들을 이용함으로써 미래 시주기들에 대한 위성 상태들을 계속적으로 예측하는 단계;
    상기 예측된 위성 상태들을 표현하는 파라미터들을 서버로부터 상기 클라이언트 장치에게 전달하는 단계;
    상기 전달된 파라미터들을 사용해 상기 미래 시주기들 중 적어도 하나내의 임의의 시간에 대한 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 선택적으로 재구성하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 사용해 상기 클라이언트 장치에서 미래 시점에서의 미래 위성 상태를 발생시키는 단계
    를 포함하는 방법.
  24. 클라이언트 장치의 위치를 판정하기 위한 방법으로서,
    제1 통신 채널을 통해 위성 기반 위치 확인 시스템의 위성들에 대응하는 궤적 이력 데이터를 수신하는 단계;
    상기 궤적 이력 데이터를 사용해 위성의 포스 모델에 피팅하는 파라미터들을 발견하고 위성의 동적 모션의 방정식의 수치 적분들에서 발견된 파라미터들을 이용함으로써 미래 시주기들에 대한 미래 위성 궤적들의 예측들을 발생시키는 단계;
    상기 예측들을 사용해 상기 시주기들 중 적어도 하나내의 임의의 시간에 대한 위성 상태들을 발생시키는 단계;
    상기 발생된 위성 상태들을 사용해 제2 통신 채널을 통해 위성 신호들을 획득하는 단계; 및
    상기 발생된 위성 상태들 및 상기 획득된 위성 신호들에서의 타이밍 데이터를 사용해 상기 클라이언트 장치의 위치를 판정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  25. 통신 시스템으로서,
    위성 기반 위치 확인 시스템의 위성들의 상태 이력 데이터를 수신하는 제1 통신 컴포넌트;
    상기 상태 이력 데이터를 사용해 위성의 포스 모델에 피팅하는 파라미터들을 발견하고 위성의 동적 모션의 방정식의 수치 적분들에서 발견된 파라미터들을 이용함으로써 미래 시주기들에 대한 미래 위성 상태들의 예측들을 계속적으로 발생시키는 제1 신호 프로세싱 컴포넌트;
    상기 예측된 위성 상태들을 표현하는 파라미터들의 세트들을 발생시키는 제2 신호 프로세싱 컴포넌트 - 상기 파라미터들의 세트들의 각각은 상기 미래 시주기들 중 적어도 하나의 주기에 대한 예측된 위성 상태들의 정보를 포함함 -; 및
    상기 발생된 파라미터들의 세트들을 휴대용 전자 장치들에게 전달하는 제2 통신 컴포넌트 - 상기 휴대용 전자 장치들은 상기 전달된 파라미터들의 세트들을 사용해 상기 미래 시주기들 중 적어도 하나내의 임의의 시간에 대한 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 선택적으로 재구성함 -
    를 포함하는 통신 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    각각의 휴대용 전자 장치들은,
    상기 전달된 파라미터들의 세트들을 제1 통신 채널을 통해 수신하는 제1 통신 시스템;
    상기 위성들로부터 제2 통신 채널을 통해 데이터를 수신하는 제2 통신 시스템;
    상기 파라미터들의 전달된 세트들 중 적어도 하나를 사용해 상기 휴대용 장치에서 상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 선택적으로 재구성하는 위성 상태 재구성기; 및
    상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 사용해 위성 신호를 획득하도록 구성된 적어도 하나의 신호 프로세서
    를 포함하는 통신 시스템.
  27. 실행 가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
    상기 실행가능한 명령어들은, 프로세싱 시스템에서 실행되는 경우,
    위성 기반 위치 확인 시스템의 위성들에 대응하는 궤적 이력 데이터를 수신하고,
    상기 궤적 이력 데이터를 사용해 위성의 포스 모델에 피팅하는 파라미터들을 발견하고 위성의 동적 모션의 방정식의 수치 적분들에서 발견된 파라미터들을 이용함으로써 미래 시주기들에 대한 미래 위성 궤적들의 예측들을 발생시키며,
    상기 예측된 미래 위성 궤적들을 사용해 상기 시주기들 중 적어도 하나내의 임의의 시간에 대한 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 재구성하며,
    상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태를 사용해 위성 신호들을 획득하며,
    상기 적어도 하나의 재구성된 위성 상태 및 상기 획득된 위성 신호들로부터의 타이밍 데이터를 사용해 상기 위치를 판정함으로써 장치의 위치를 판정하는
    실행 가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체.
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