KR101270923B1 - System for monitoring landslide, and positioning sensor used thereto - Google Patents

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KR101270923B1
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Abstract

본 발명은 산비탈, 절토사면, 성토지 등의 각종 경사면에 위성에 기반한 다수의 위치 센서들을 배치하고 기준국 수신기에서 각 위치 센서들로부터 RF 샘플링 신호들을 수집하여 통합처리를 통해 각 위치 센서들의 항법 데이터를 추출해 분석함으로써 위치 센서의 변위 발생을 실시간으로 감지할 수 있으며, 특히 위치 센서의 구성을 단순화시킴으로써 설비 및 운용 비용을 절감할 수 있으며 사태 발생 시 장비 유실이나 분실 상황에서도 센서 회수에 대한 재정적인 부담을 줄일 수 있는 사태 감시 시스템에 관한 것으로, 경사면에 배치되며, 위성으로부터 위성 신호를 받아 RF 샘플링 신호를 추출하여 전송하는 적어도 하나 이상의 위치 센서; 및 상기 위치 센서로부터 전송되는 RF 샘플링 신호를 전달받아 각 위치 센서들의 항법 데이터를 추출해 경사면의 변위 발생 여부를 분석하는 기준국 수신기; 를 포함하며, 상기 위치 센서들은 유선 또는 무선으로 통신이 가능한 센서 네트워크를 구성하여 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하는 것을 특징으로 한다. The present invention arranges a plurality of satellite-based position sensors on various slopes such as hill slopes, cut slopes and fill lands, collects RF sampling signals from each position sensor in a reference station receiver, and processes the navigation data of each position sensor through an integrated process. By detecting and analyzing, the displacement of the position sensor can be detected in real time. In particular, by simplifying the configuration of the position sensor, it is possible to reduce the equipment and operating costs. A situation monitoring system capable of reducing the risk, which is disposed on an inclined surface, receives at least one satellite signal from a satellite and extracts and transmits an RF sampling signal; And a reference station receiver which receives the RF sampling signal transmitted from the position sensor, extracts navigation data of each position sensor, and analyzes whether displacement of the inclined surface occurs. It includes, wherein the position sensor comprises a sensor network capable of communicating by wire or wireless to transmit the RF sampling signal to the reference station receiver through the network communication.

Description

사태 감시 시스템과 이에 사용되는 위치 센서{SYSTEM FOR MONITORING LANDSLIDE, AND POSITIONING SENSOR USED THERETO}Situation monitoring system and position sensor used for it {SYSTEM FOR MONITORING LANDSLIDE, AND POSITIONING SENSOR USED THERETO}

본 발명은 사태 감시 시스템 및 방법과 이에 사용되는 위치 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산비탈, 절토사면, 성토지 등의 각종 경사면에 위성에 기반한 다수의 위치 센서들을 배치하고 기준국 수신기에서 각 위치 센서들로부터 RF 샘플링 신호들을 수집하여 통합처리를 통해 각 위치 센서들의 항법 데이터를 추출해 분석함으로써 위치 센서의 변위 발생을 실시간으로 감지할 수 있으며, 특히 위치 센서의 구성을 단순화시킴으로써 설비 및 운용 비용을 절감할 수 있으며 사태 발생 시 장비 유실이나 분실 상황에서도 센서 회수에 대한 재정적인 부담을 줄일 수 있는 사태 감시 시스템 및 방법과 이에 사용되는 위치 센서에 관한 것이다.
The present invention relates to a situation monitoring system and method and a position sensor used therein, and more particularly, to arrange a plurality of satellite-based position sensors on various inclined surfaces such as hill slopes, cut slopes and fill lands, and to locate each position in a reference station receiver. By collecting RF sampling signals from sensors and extracting and analyzing the navigation data of each position sensor through integrated processing, it is possible to detect the occurrence of displacement of the position sensor in real time, and in particular, reduce the installation and operation costs by simplifying the configuration of the position sensor. The present invention relates to a situation monitoring system and method that can reduce the financial burden on sensor recovery even in the event of an equipment loss or loss, and a position sensor used therein.

일반적으로 경사면, 특히 불안정 요소를 가진 대규모 경사면에서는 붕괴 위험이 상존하는 관계로, 경사면을 적절히 유지 관리할 필요가 있고, 경사면의 유지관리에 있어서는 현재 각종 보호 구조물 및 대책 구조물 등이 시행되고 있다. In general, inclined surfaces, particularly large inclined surfaces having unstable elements, there is a risk of collapse, so it is necessary to properly maintain the inclined surface, and various protective structures and countermeasure structures are currently implemented in maintaining the inclined surface.

하지만 경사면을 유지, 관리하는데 있어서 지반 풍화, 식생 천이 그리고 보호 구조물 및 대책 구조물의 노후화 등의 요인에 의하여 경사면 붕괴 등과 같은 예기치 않은 사태가 발생하고 있으며, 이러한 사태는 그 원인이 다양하고 불확실한 면이 있어 정확한 사태 발생의 시기 예측이 곤란한 어려움이 있다. 그래서 현재 각종 경사면에 대하여는 전문 관리 인력을 통해 경사면 상태를 항상 감시하고 또한 축적된 데이터를 통해 어느 정도 경사면 붕괴를 미리 예측하도록 하고 있으나, 이 역시 인력 투입의 한계와 정확한 시기예측의 곤란성으로 인해 제대로 된 안전관리가 이루어지지 못하고 있는 실정이다. However, in the maintenance and management of slopes, unexpected events such as slope collapse occur due to ground weathering, vegetation transition, and deterioration of protective and countermeasure structures, which have various causes and uncertainty. It is difficult to predict the exact timing of an occurrence. Therefore, for various slopes, professional management personnel always monitor the slope status and accumulate data to predict the slope collapse to some extent, but this is also due to the limitation of manpower input and the difficulty of accurate timing prediction. Safety management is not achieved.

최근에는 이러한 경사면 붕괴를 감시하기 위하여 GNSS(Global Navigation Satellite System) 수신기들을 경사면에 설치하고 이를 통해 각 GNSS 수신기의 변위를 감시함으로써 경사면 붕괴와 같은 사태를 감시할 수 있는 시스템을 구축하는 경우가 있어 왔다. Recently, in order to monitor such slope collapse, there have been cases in which a system for monitoring a situation such as slope collapse has been established by installing global navigation satellite system (GNSS) receivers on a slope and thereby monitoring displacement of each GNSS receiver. .

도 1에는 이러한 GNSS 수신기의 내부 모듈 구조가 도시되어 있다. 1 shows the internal module structure of such a GNSS receiver.

도 1을 참조하면, 안테나(11)에 의해 검출된 위성 신호를 수신하여 중간주파수(IF) 신호로 변환하는 RF부(12)와, 상기 RF부(12)에 의해 변환된 중간주파수 신호를 기저대역으로 낮추고 여기에서 항법정보(위치정보, 시간정보)를 추출하는 베이스 밴드부(13)와, 추출된 항법정보를 처리하고 저장하는 프로세서부(14) 및 메모리부(15)와, 추출된 항법정보를 외부로 전달하기 위한 통신부(16)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, an RF unit 12 which receives a satellite signal detected by the antenna 11 and converts the satellite signal into an intermediate frequency (IF) signal, and the intermediate frequency signal converted by the RF unit 12 are based on. A base band unit 13 for lowering the bandwidth and extracting navigation information (location information, time information), a processor unit 14 and a memory unit 15 for processing and storing the extracted navigation information, and extracted navigation information It is configured to include a communication unit 16 for transmitting to the outside.

상기 RF부(12)는 증폭기, 믹서 및 A/D변환기 등과 같이 하드웨어를 통한 신호처리를 통해 중간주파수 신호를 생성하며, 상기 베이스 밴드부(13)는 소프트웨어적인 연산을 통해 중간주파수 신호를 처리하여 항법정보를 추출할 수 있다. The RF unit 12 generates an intermediate frequency signal through signal processing through hardware, such as an amplifier, a mixer, and an A / D converter, and the base band unit 13 processes the intermediate frequency signal through a software operation for navigation. Information can be extracted.

더욱 구체적으로는, 상기 RF부(12)에서는 안테나(11)로부터 입력되는 위성 신호를 증폭하는 증폭기와, 증폭기에서 출력되는 위성 신호에 적절한 주파수 신호를 믹싱하여 중간주파수 대역으로 위성 신호를 다운 컨버팅하는 믹서와, 믹서에서 출력되는 중간주파수 위성 신호를 증폭하는 증폭기, 및 중간주파수 위성 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 위성 신호를 생성하는 A/D변환부를 포함할 수 있다. More specifically, the RF unit 12 mixes an amplifier for amplifying a satellite signal input from the antenna 11 and an appropriate frequency signal to the satellite signal output from the amplifier to down-convert the satellite signal to an intermediate frequency band. A mixer, an amplifier for amplifying an intermediate frequency satellite signal output from the mixer, and an A / D converter for converting the intermediate frequency satellite signal into a digital signal to generate a digital satellite signal.

통상 상기 RF부(12)에서 상기 A/D변환부는 아날로그 중간주파수 신호를 해당 주파수의 4 배 이상의 주파수로 샘플링하여 디지털 신호화한다. In general, the A / D conversion unit in the RF unit 12 digitally samples an analog intermediate frequency signal at a frequency four times or more of the corresponding frequency.

그런데, 이러한 RF 샘플링 신호를 실시간으로 처리하여 항법정보를 추출하기 위해서는 상기 베이스 밴드부(13)가 적어도 32 Mbps의 데이터 전송 속도를 충족시켜야 하며, 고속의 신호 상관 연산이 필요하다. However, in order to extract the navigation information by processing the RF sampling signal in real time, the base band unit 13 must satisfy a data transmission rate of at least 32 Mbps, and a high speed signal correlation operation is required.

이와 같이 기존 GNSS 수신기는 베이스 밴드부(13)가 연산하여야 하는 데이터 양이 과도하게 방대하며 실시간 위치 정보를 얻기 위해 고속 연산이 요구되므로, 신호 처리에 부가되는 부하가 매우 커지는 문제가 발생한다. 또한 GNSS 수신기에서 베이스 밴드부(13)를 구현하기 위해 고성능 프로세서로의 대체에 따른 제조 단가의 상승과 사용 전력 증가를 초래할 수 있다. As described above, the existing GNSS receiver has an excessively large amount of data to be calculated by the baseband unit 13 and requires a high-speed calculation to obtain real-time location information, which causes a problem that the load added to signal processing becomes very large. In addition, in order to implement the baseband unit 13 in the GNSS receiver, it may cause an increase in manufacturing cost and an increase in power used by the replacement with a high performance processor.

특히나, 기존 GNSS 수신기는 그 가격이 비싸고 데이터 전달범위에 한계가 있기 때문에 경사면을 충분히 커버할 수 있는 시스템 구축이 어려움이 많고, 또한 사태 발생 시 이를 감시하던 GNSS 수신기의 회수가 거의 불가능하다는 이유 때문에 실제 설비 및 운용이 거의 이루어지지 못하고 있는 실정이다.
In particular, since existing GNSS receivers are expensive and have a limited data transmission range, it is difficult to construct a system that can sufficiently cover the slope, and in fact, it is almost impossible to recover the GNSS receivers that have been monitored in case of an emergency. Facilities and operations are hardly achieved.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 산비탈, 절토사면, 성토지 등의 각종 경사면에 위성에 기반한 다수의 위치 센서들을 배치하고 기준국 수신기에서 각 위치 센서들로부터 RF 샘플링 신호들을 수집하여 통합처리를 통해 각 위치 센서들의 항법 데이터를 추출해 분석함으로써 위치 센서의 변위 발생을 실시간으로 감지할 수 있는 사태 감시 시스템 및 방법과 이에 사용되는 위치 센서를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, the object of which is to arrange a plurality of satellite-based position sensors on various slopes such as hill slope, cut slope, land, etc. and RF from each position sensor in the reference station receiver It is to provide a situation monitoring system and method and a position sensor that can be used to detect the occurrence of displacement of the position sensor in real time by collecting and sampling the sampling signals and extracting and analyzing navigation data of each position sensor through an integrated process.

특히 위치 센서의 구성을 단순화시킴으로써 설비 및 운용 비용을 절감할 수 있으며 사태 발생 시 장비 유실이나 분실 상황에서도 센서 회수에 대한 재정적인 부담을 줄일 수 있는 사태 감시 시스템 및 방법과 이에 사용되는 위치 센서를 제공하는 것이다. In particular, by simplifying the configuration of the position sensor, it is possible to reduce equipment and operation costs, and provide a situation monitoring system and method and a position sensor used for reducing the financial burden of sensor recovery in the event of an equipment loss or loss. It is.

또한, 기준국 수신기에서 각 위치 센서들로 트리거링 신호를 전달하고 각 위치 센서들이 트리거링 신호에 따라 정해진 시간 동안 RF 신호를 샘플링하여 일시 저장한 후 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하도록 함으로써 위치 센서 및 센서 네트워크의 통신 과부하를 예방하고 정확하고 신뢰성 있는 위치변위 산출이 가능하는 사태 감시 시스템 및 방법과 이에 사용되는 위치 센서를 제공하는 것이다.
In addition, the reference station receiver transmits a triggering signal to each position sensor, and each position sensor samples and temporarily stores an RF signal for a predetermined time according to the triggering signal, and then transmits an RF sampling signal to the reference station receiver through network communication. The present invention provides a situation monitoring system and method which can prevent communication overload of a position sensor and a sensor network and calculate accurate and reliable position displacement, and a position sensor used therein.

본 발명의 일측면에 따르면, 경사면에 배치되며, 위성으로부터 위성 신호를 받아 RF 샘플링 신호를 추출하여 전송하는 적어도 하나 이상의 위치 센서; 및 상기 위치 센서로부터 전송되는 RF 샘플링 신호를 전달받아 각 위치 센서들의 항법 데이터를 추출해 경사면의 변위 발생 여부를 분석하는 기준국 수신기; 를 포함하며, 상기 위치 센서들은 유선 또는 무선으로 통신이 가능한 센서 네트워크를 구성하여 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하는 것을 특징으로 하는 사태 감시 시스템을 제공한다. According to one aspect of the invention, disposed on the inclined surface, at least one position sensor for receiving a satellite signal from the satellite to extract and transmit the RF sampling signal; And a reference station receiver which receives the RF sampling signal transmitted from the position sensor, extracts navigation data of each position sensor, and analyzes whether displacement of the inclined surface occurs. It includes, wherein the position sensors provide a landslide monitoring system comprising a sensor network capable of communicating by wire or wireless to transmit the RF sampling signal to the reference station receiver through the network communication.

바람직하게는, 상기 위치 센서는, 안테나; 상기 안테나에 의해 검출된 위성 신호를 수신하여 중간주파수 신호로 변환하는 RF부; 상기 RF부에 의해 변환된 중간주파수 신호를 기저대역으로 낮추어 RF 샘플링 신호를 생성해 통신처리하는 샘플링 신호 처리부; 상기 RF 샘플링 신호를 다른 위치 센서 또는 게이트웨이로 전달하기 위한 노드 통신부; 및 다른 위치 센서로부터 전달되는 RF 샘플링 신호를 일시저장하고 RF 샘플링 신호의 네트워크 전달을 위한 경로 정보를 관리하는 메모리부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the position sensor, the antenna; An RF unit which receives the satellite signal detected by the antenna and converts the satellite signal into an intermediate frequency signal; A sampling signal processing unit which generates an RF sampling signal by communicating the intermediate frequency signal converted by the RF unit to a baseband and generates a communication process; A node communication unit for transmitting the RF sampling signal to another location sensor or gateway; And a memory unit for temporarily storing the RF sampling signal transmitted from another position sensor and managing path information for network transmission of the RF sampling signal. Characterized in that it comprises a.

바람직하게는, 상기 기준국 수신기는, 게이트웨이를 통해 각 위치 센서의 RF 샘플링 신호를 전달받는 신호 통신부; 상기 신호 통신부로부터 수집되는 RF 샘플링 신호를 통합처리하여 항법 데이터를 생성하는 베이스밴드 처리부; 및 상기 베이스밴드 처리부의 항법 데이터를 분석하여 각 위치 센서의 변위 발생 여부를 판단하는 데이터 분석부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the reference station receiver, the signal communication unit for receiving the RF sampling signal of each position sensor through a gateway; A baseband processor configured to generate navigation data by integrating an RF sampling signal collected from the signal communicator; And a data analyzer for analyzing the navigation data of the baseband processor to determine whether displacement of each position sensor occurs. Characterized in that it comprises a.

바람직하게는, 상기 센서 네트워크의 구성은 유선 이더넷 또는 무선 와이-파이로 연결되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the configuration of the sensor network is characterized in that connected by wired Ethernet or wireless Wi-Fi.

바람직하게는, 상기 위치 센서는 작동전원 공급을 위한 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the position sensor is characterized in that it further comprises a power supply for operating power supply.

바람직하게는, 상기 기준국 수신기는, 각 위치 센서의 샘플링 기준시각에 대한 트리거링 신호를 생성하는 트리거링 신호 생성부; 를 더 포함하며, 상기 트리거링 신호를 전달받은 위치 센서는 트리거링 신호에 따라 일정 시간 동안 RF 신호를 샘플링하여 일시 저장한 후 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the reference station receiver comprises: a triggering signal generator for generating a triggering signal for a sampling reference time of each position sensor; Further, the position sensor receiving the triggering signal is characterized in that for sampling the RF signal for a predetermined time according to the triggering signal and temporarily stored, and then transmits the RF sampling signal to the reference station receiver through network communication.

한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 경사면에 설치되는 적어도 하나 이상의 위치 센서들이 위성으로부터 현재 위치와 관련된 위성 신호를 수신해 추출한 RF 샘플링 신호들을 기준국 수신기가 센서 네트워크에서 수집하는 단계; (b) 기준국 수신기가 각 위치 센서의 RF 샘플링 신호를 통합처리하여 항법 데이터를 추출하는 단계; (c) 기준국 수신기가 각 위치 센서의 항법 데이터를 분석하여 각 위치 센서의 변위를 산출하는 단계; 및 (d) 특정 위치 센서의 변위 발생이 검출되는 경우, 기준국 수신기가 설정된 사태 발생 처리를 진행시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 사태 감시 방법을 제공한다. On the other hand, according to another aspect of the present invention, (a) at the one or more position sensors installed on the inclined surface receiving a satellite signal related to the current position from the satellite to extract the RF sampling signals from the reference station receiver in the sensor network; (b) the reference station receiver extracting navigation data by integrating the RF sampling signal of each position sensor; (c) the reference station receiver analyzing the navigation data of each position sensor to calculate a displacement of each position sensor; And (d) when the displacement occurrence of the specific position sensor is detected, the reference station receiver proceeds with the set situation occurrence processing; It provides a situation monitoring method comprising a.

바람직하게는, 상기 위치 센서들은 유선 또는 무선으로 통신이 가능한 센서 네트워크를 구성하여 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the position sensors comprise a sensor network capable of communicating by wire or wirelessly and transmitting the RF sampling signal to the reference station receiver through network communication.

바람직하게는, 상기 센서 네트워크의 구성은 유선 이더넷 또는 무선 와이-파이로 연결되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the configuration of the sensor network is characterized in that connected by wired Ethernet or wireless Wi-Fi.

바람직하게는, 상기 기준국 수신기는 각 위치 센서의 샘플링 기준시각에 대한 트리거링 신호를 생성하여 각 위치 센서로 전달하고, 트리거링 신호를 전달받은 위치 센서는 트리거링 신호에 따라 일정 시간 동안 RF 신호를 샘플링하여 일시 저장한 후 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the reference station receiver generates and transmits a triggering signal for each sampling reference time of each position sensor to each position sensor, and the position sensor receiving the triggering signal samples the RF signal for a predetermined time according to the triggering signal. After storing temporarily, the RF sampling signal is transmitted to the reference station receiver through network communication.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 안테나; 상기 안테나에 의해 검출된 위성 신호를 수신하여 중간주파수 신호로 변환하는 RF부; 상기 RF부에 의해 변환된 중간주파수 신호를 기저대역으로 낮추어 RF 샘플링 신호를 생성해 통신처리하는 샘플링 신호 처리부; 상기 RF 샘플링 신호를 다른 위치 센서 또는 게이트웨이로 전달하기 위한 노드 통신부; 및 다른 위치 센서로부터 전달되는 RF 샘플링 신호를 일시저장하고 RF 샘플링 신호의 네트워크 전달을 위한 경로 정보를 관리하는 메모리부; 를 포함하며, 경사면에 배치되는 다른 위치 센서들과 유선 또는 무선으로 통신이 가능한 센서 네트워크를 구성하여 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하는 것을 특징으로 하는 위치 센서를 제공한다. On the other hand, according to another aspect of the invention, the antenna; An RF unit which receives the satellite signal detected by the antenna and converts the satellite signal into an intermediate frequency signal; A sampling signal processing unit which generates an RF sampling signal by communicating the intermediate frequency signal converted by the RF unit to a baseband and generates a communication process; A node communication unit for transmitting the RF sampling signal to another location sensor or gateway; And a memory unit for temporarily storing the RF sampling signal transmitted from another position sensor and managing path information for network transmission of the RF sampling signal. It includes, and comprises a sensor network capable of communicating with other position sensors disposed on the inclined surface by wire or wireless to provide a position sensor, characterized in that for transmitting the RF sampling signal to the reference station receiver through the network communication.

바람직하게는, 상기 위치 센서는 작동전원 공급을 위한 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the position sensor is characterized in that it further comprises a power supply for operating power supply.

바람직하게는, 상기 위치 센서는 기준국 수신기로부터 전달되는 트리거링 신호를 수신하고 해당 트리거링 신호에 따라 일정 시간 동안 RF 신호를 샘플링하여 일시 저장한 후 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the position sensor receives the triggering signal transmitted from the reference station receiver, and stores and temporarily stores the RF signal for a predetermined time according to the triggering signal, and transmits the RF sampling signal to the reference station receiver through network communication. It is characterized by.

본 발명에 따르면, 산비탈, 절토사면, 성토지 등의 각종 경사면에 위성에 기반한 다수의 위치 센서들을 배치하고 기준국 수신기에서 각 위치 센서들로부터 RF 샘플링 신호들을 수집하여 통합처리를 통해 각 위치 센서들의 항법 데이터를 추출해 분석함으로써 위치 센서의 변위 발생을 실시간으로 감지할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, a plurality of satellite-based position sensors are disposed on various slopes such as hill slopes, cut slopes, and fillets, and RF sampling signals are collected from respective position sensors in a reference station receiver. By extracting and analyzing the navigation data, it is possible to detect the occurrence of displacement of the position sensor in real time.

또한 위치 센서의 구성을 단순화시킴으로써 설비 및 운용 비용을 절감할 수 있으며 사태 발생 시 장비 유실이나 분실 상황에서도 센서 회수에 대한 재정적인 부담을 줄일 수 있게 되는 효과도 있다. In addition, by simplifying the configuration of the position sensor, it is possible to reduce the installation and operation costs, and also to reduce the financial burden of the sensor recovery even in the event of equipment loss or loss.

또한, 위치 센서의 구성을 단순화시킴으로써 소형화가 가능하며, 특히 항법 데이터 산출을 위한 연산을 하지 않아 저전력화가 가능해 장기 운용에 유리한 효과도 있다. In addition, it is possible to miniaturize by simplifying the configuration of the position sensor, and in particular, it is advantageous in long-term operation because it is possible to lower power by not performing calculation for navigation data calculation.

또한 기준국 수신기에서 각 위치 센서의 RF 샘플링에 필요한 기준시각인 트리거링 신호를 생성하여 배포함으로써 센서 네트워크의 통신 과부하를 예방하고 정확하고 신뢰성 있는 위치변위 산출이 가능하게 되는 효과도 있다.
In addition, by generating and distributing a triggering signal, which is a reference time required for RF sampling of each position sensor, the reference station receiver prevents communication overload of the sensor network and enables accurate and reliable position displacement calculation.

도 1은 종래 기술에 따른 GNSS 수신기의 구성을 나타내는 블록도.
도 2은 본 발명이 적용되는 전체 사태 감시 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 위치 센서를 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 기준국 수신기를 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 사태 감시 방법을 설명하기 위한 흐름도. 1 is a block diagram showing the configuration of a GNSS receiver according to the prior art.
2 is a view for explaining the overall situation monitoring system to which the present invention is applied.
3 is a block diagram illustrating a position sensor in accordance with the present invention.
4 is a block diagram illustrating a reference station receiver in accordance with the present invention.
5 is a flowchart illustrating a situation monitoring method according to the present invention.

이하 본 발명에 따른 사태 감시 시스템 및 방법과 이에 사용되는 위치 센서에 대한 실시 예를 첨부한 도면을 참고하여 더 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a situation monitoring system and method according to the present invention and a position sensor used therein will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명이 적용되는 전체 사태 감시 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining the overall situation monitoring system to which the present invention is applied.

도 2를 참조하면, 본 발명의 사태 감시 시스템은 경사면의 상태를 감시하기 위해 경사면에 배치되고 위성(S)으로부터 위성 신호를 받고 그 위성 신호에서 RF 샘플링 신호를 추출하여 통신을 통해 전달하는 다수의 위치 센서(20)를 포함한다. Referring to Figure 2, the situation monitoring system of the present invention is disposed on the inclined surface to monitor the state of the inclined surface and receives a satellite signal from the satellite (S) and extracts an RF sampling signal from the satellite signal and transmits through a plurality of communication A position sensor 20.

여기에서 상기 위치 센서(20)들은 생성된 RF 샘플링 신호를 근접 위치된 센서에 전달하여 목적하는 기준국 수신기(40)로 전달되도록 하는 센서 네트워크를 구성하며, 네트워크의 구성은 유선 이더넷(Ethernet) 연결도 가능하지만, 바람직하게는 Wi-Fi(ad hoc)로 무선 연결되는 것이 사태 감시 시스템의 운용에 유리하다. Here, the position sensors 20 configure a sensor network that delivers the generated RF sampling signal to a proximity sensor to be delivered to a target reference station receiver 40, and the configuration of the network is a wired Ethernet connection. It is also possible, but preferably wirelessly connected to Wi-Fi (ad hoc) is advantageous for the operation of the situation monitoring system.

또한 본 발명의 사태 감시 시스템은 경사면 외 위치에 배치되고 상기 위치 센서(20)들로부터 전달되는 RF 샘플링 신호들을 수집하여 통합처리를 통해 각 위치 센서들의 항법 데이터를 추출해 경사면의 변위 발생 여부를 분석하는 기준국 수신기(40)를 포함한다. In addition, the situation monitoring system of the present invention is disposed on the position outside the inclined plane and collects RF sampling signals transmitted from the position sensors 20 to extract the navigation data of each position sensor through the integrated process to analyze whether the displacement of the inclined plane Reference station receiver 40 is included.

여기에서 기준국 수신기(40)는 위치 센서(20)들로부터 전달되는 RF 샘플링 신호를 게이트웨이(30)을 통해 전달받아 수집하며, 상기 게이트웨이(30)는 위치 센서(20)들과의 유무선 통신이 가능하도록 이더넷 스위치(Ethernet Switch)나 Wi-Fi AP(Access Point)로 구성되는 것이 바람직하다. Here, the reference station receiver 40 receives and collects RF sampling signals transmitted from the position sensors 20 through the gateway 30, and the gateway 30 performs wired / wireless communication with the position sensors 20. It is preferable to configure the Ethernet switch (Ethernet Switch) or Wi-Fi AP (Access Point) to enable.

그리고 기준국 수신기(40)는 감시센터에 설치된 컴퓨터 시스템에 접속될 수 있으며, 감지된 사태 발생에 관한 정보를 경보 센터의 경보 시스템으로 전달해 경사면 붕괴 예측에 따른 피난, 규제 정보가 배포되고 경계, 피난, 규제 정보를 배포한 후 기상데이터 및 경사면 상태 데이터와 붕괴 위험도 등급에 따라서 경계, 피난, 규제 정보의 발령을 해제할지 여부를 결정하도록 지원할 수 있고, 또한 휴대폰 네트워크를 통해 지정된 휴대단말에 사태 발생에 관한 정보를 메시지 처리하는 등 다양한 후속 조치가 가능하다. In addition, the reference station receiver 40 can be connected to a computer system installed in the monitoring center, and transmits information on the occurrence of the detected situation to the alarm system of the alarm center so that evacuation and regulation information according to the slope collapse prediction is distributed, and the boundary and evacuation In addition, after distributing regulatory information, it can assist in determining whether to release boundary, evacuation, and regulatory information based on weather data, slope condition data and collapse risk ratings. Various follow-up actions are possible, such as message processing of relevant information.

또한 기준국 수신기(40)는 각 위치 센서(20)들로 트리거링 신호를 전달하고 각 위치 센서(20)들이 트리거링 신호에 따라 정해진 시간 동안 RF 신호를 샘플링하여 일시 저장한 후 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하도록 함으로써 위치 센서 및 센서 네트워크의 통신 과부하를 예방하고 정확하고 신뢰성 있는 위치변위 산출이 가능하게 된다. In addition, the reference station receiver 40 transmits a triggering signal to each of the position sensors 20, and each position sensor 20 samples and temporarily stores an RF signal for a predetermined time according to the triggering signal, and then RF sampling through network communication. By transmitting the signal to the reference station receiver, communication overload of the position sensor and sensor network is prevented and accurate and reliable position displacement calculation is possible.

여기에서 상기 기준국 수신기(40)에서 전달되는 트리거링 신호는 게이트웨이(30)를 거쳐 센서 네트워크를 통해 각 위치 센서(20)로 전달된다. 즉, RF 샘플링 신호의 전달 방식이 상위 노드의 위치 센서에서 하위 노드의 위치 센서로 RF 샘플링 신호를 전달하고, 해당 하위 노드의 위치 센서가 상위 노드 위치 센서의 RF 샘플링 신호까지 함께 전달하는 방식의 센서 네트워크를 통한 신호 전달 방식이며, 마찬가지로 그 역으로 트리거링 신호는 전달되게 되는 것이다. Here, the triggering signal transmitted from the reference station receiver 40 is transmitted to each position sensor 20 through the sensor network via the gateway 30. That is, the RF sampling signal transfer method transmits the RF sampling signal from the position sensor of the upper node to the position sensor of the lower node, and the position sensor of the corresponding lower node also transmits the RF sampling signal of the position sensor of the upper node together. This is a signal transmission method through a network, and vice versa, a triggering signal is transmitted.

이제 도 3을 참조하여 먼저 본 발명에 따른 위치 센서(20)에 대하여 상세히 살펴본다. Now with reference to Figure 3 looks at in detail with respect to the position sensor 20 according to the present invention.

상기 위치 센서(20)는 안테나(21)에 의해 검출된 위성 신호를 수신하여 중간주파수(IF) 신호로 변환하는 RF부(22)와, 상기 RF부(12)에 의해 변환된 중간주파수 신호를 기저대역으로 낮추어 RF 샘플링 신호를 생성하고 이를 통신처리하는 샘플링 신호 처리부(23)와, RF 샘플링 신호를 외부(타 위치 센서 또는 게이트웨이)로 전달하기 위한 노드 통신부(25)를 포함하여 구성되며, 여기에서 상기 메모리부(24)는 타 노드로부터 전달되는 RF 샘플링 신호를 일시저장하고 RF 샘플링 신호의 네트워크 전달을 위한 경로 정보를 관리할 수 있으며, 상기 전원부(26)는 위치 센서(20)의 작동을 위한 전원을 공급한다. The position sensor 20 receives the satellite signal detected by the antenna 21 and converts the RF signal 22 into an intermediate frequency (IF) signal and the intermediate frequency signal converted by the RF unit 12. And a node communication unit 25 for lowering the baseband to generate an RF sampling signal and communicating the same, and a node communication unit 25 for transmitting the RF sampling signal to an external (other position sensor or gateway). The memory unit 24 may temporarily store the RF sampling signal transmitted from another node and manage path information for network transmission of the RF sampling signal, and the power supply unit 26 may operate the position sensor 20. Supply power for

먼저 RF부(22)는 증폭기, 믹서 및 A/D변환기 등과 같이 하드웨어를 통한 신호처리를 통해 중간주파수 신호를 생성하게 되며, 안테나(11)로부터 입력되는 위성 신호를 증폭하는 증폭기와, 증폭기에서 출력되는 위성 신호에 적절한 주파수 신호를 믹싱하여 중간주파수 대역으로 위성 신호를 다운 컨버팅하는 믹서와, 믹서에서 출력되는 중간주파수 위성 신호를 증폭하는 증폭기, 및 중간주파수 위성 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 위성 신호를 생성하는 A/D변환부를 포함할 수 있다. First, the RF unit 22 generates an intermediate frequency signal through signal processing through hardware such as an amplifier, a mixer, and an A / D converter, and an amplifier for amplifying a satellite signal input from the antenna 11 and an output from the amplifier. A mixer that down-converts the satellite signal to an intermediate frequency band by mixing an appropriate frequency signal with a satellite signal, an amplifier that amplifies the intermediate frequency satellite signal output from the mixer, and converts the intermediate frequency satellite signal into a digital signal to convert the digital satellite signal. It may include an A / D conversion unit for generating a.

상기 샘플링 신호 처리부(23)는 상기 RF부(12)에 의해 변환된 중간주파수 신호를 기저대역(base band)으로 낮추어 직접 RF 샘플링 신호를 생성하고 이를 통신처리하여 외부 전달을 위해 상기 노드 통신부(25)로 전달한다. 즉, 본 발명에서 센서 노드 간에 전달되는 신호는 항법 데이터가 아닌 RF 샘플링 신호이므로 별도의 항법 데이터 생성을 위한 신호처리 구성이 불필요하다. The sampling signal processing unit 23 lowers the intermediate frequency signal converted by the RF unit 12 to a base band to directly generate an RF sampling signal, and communicates it to the node communication unit 25 for external transmission. To pass). That is, in the present invention, since the signal transmitted between the sensor nodes is not a navigation data but an RF sampling signal, a signal processing configuration for generating separate navigation data is not necessary.

상기 노드 통신부(25)는 상기 샘플링 신호 처리부(23)로부터 전달되는 RF 샘플링 신호를 전달받는 한편, 상기 메모리부(24)에 저장된 타 센서 노드의 RF 샘플링 신호를 추출해서 자신의 RF 샘플링 신호와 타 노드의 RF 샘플링 신호를 상기 메모리부(24)의 신호 전달 경로 정보를 참조해 타 센서 노드 또는 게이트웨이(30)로 신호를 전달하게 된다. 이때 이러한 노드 통신부(25)의 RF 샘플링 신호의 전달은 유선 이더넷(Ethernet) 연결도 가능하지만, 바람직하게는 와이-파이(Wi-Fi(ad hoc))로 무선 연결되는 것이 사태 감시 시스템의 운용에 유리하다. The node communication unit 25 receives the RF sampling signal transmitted from the sampling signal processing unit 23, and extracts an RF sampling signal of another sensor node stored in the memory unit 24 to obtain its own RF sampling signal and other signals. The RF sampling signal of the node is transferred to another sensor node or the gateway 30 with reference to the signal transmission path information of the memory unit 24. At this time, the RF sampling signal of the node communication unit 25 can be wired Ethernet (Ethernet) connection, but preferably wirelessly connected to the Wi-Fi (ad hoc) for the operation of the situation monitoring system It is advantageous.

그리고 상기 노드 통신부(25)는 넓은 범위의 경사면에 흩어져 설치된 위치 센서(20)들의 설치 특성상 자신을 통해 생성된 RF 샘플링 신호 뿐만 아니라 근접 위치된 타 위치 센서의 RF 샘플링 신호를 함께 다음 경로의 위치 센서로 전달함으로써 위치 센서의 통신범위를 커버하는 센서 네트워크를 구축하게 된다. In addition, the node communication unit 25 not only generates an RF sampling signal generated through itself due to the installation characteristics of the position sensors 20 scattered on a wide range of inclined surfaces, but also an RF sampling signal of another position sensor located in the vicinity of the next path. In this way, the sensor network covering the communication range of the position sensor is established.

따라서 위치 센서 간에 전달되는 데이터에는 RF 샘플링 신호와 함께 각 위치 센서를 식별할 수 있는 식별정보가 함께 포함될 수 있다. Therefore, the data transmitted between the position sensors may include identification information for identifying each position sensor together with the RF sampling signal.

여기에서 상기 메모리부(24)에는 타 센서 노드의 RF 샘플링 신호들이 일시적으로 저장되게 되는데, 이 메모리부(24)에 상기 노드 통신부(25)의 통신 능력보다 많은 RF 샘플링 신호가 누적되면 오버 플로우(Over Flow)가 발생될 우려가 있다. 상대적인 위치 변위를 구하기 위해서는 거의 동일한 시기에 샘플링된 RF 샘플링 신호들을 사용하는 것이 필요하다. Here, the RF sampling signals of other sensor nodes are temporarily stored in the memory unit 24. If more RF sampling signals are accumulated in the memory unit 24 than the communication capability of the node communication unit 25, an overflow ( Overflow) may occur. To find the relative positional displacement, it is necessary to use the RF sampling signals sampled at about the same time.

따라서 연속적인(Continuous) RF 샘플링이 필요하지 않으므로, 데이터 량을 줄이기 위해 상기 기준국 수신기(40)에서는 샘플링 기준시각인 트리거링(triggering) 신호를 각 위치 센서(20)에 전달하게 되며, 각 위치 센서(20)는 기준시각인 트리거링 신호에 따라 일정 시간 동안 RF 신호를 샘플링하여 상기 메모리부(24)에 저장하여 전달하게 된다. Therefore, since continuous RF sampling is not necessary, the reference station receiver 40 transmits a triggering signal, which is a sampling reference time, to each position sensor 20 in order to reduce the amount of data. 20, the RF signal is sampled for a predetermined time according to the triggering signal which is a reference time, stored in the memory unit 24, and transmitted.

한편, 이러한 위치 센서(20)는 경사면의 감시를 위해 경사면에 설치된 후 위성과의 통신 및 센서 네트워크의 통신 그리고 내부 구동 등을 위해 일정한 작동전원을 필요로 하게 되는데, 이를 위해 상기 전원부(26)를 솔라셀(Solar Cell)로 구성함으로써 반영구적인 운용이 가능하도록 할 수 있다. 또한 기상환경에 영향을 받지 않고 안정적인 운용이 가능하도록 상기 전원부(26)에 배터리(Rechargeable Battery)가 추가될 수 있다. On the other hand, the position sensor 20 is installed on the inclined surface for monitoring the inclined surface and requires a certain operating power for communication with the satellite and communication of the sensor network and internal driving, for this purpose, the power supply unit 26 It is possible to make semi-permanent operation possible by constructing a solar cell. In addition, a rechargeable battery may be added to the power supply unit 26 to allow stable operation without being affected by the weather environment.

다음으로 도 4를 참조하여 상기 기준국 수신기(40)에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Next, the reference station receiver 40 will be described in detail with reference to FIG. 4.

도 4를 참조하면, 상기 기준국 수신기(40)는 게이트웨이(30)로부터 각 위치 센서(20)의 RF 샘플링 신호를 전달받는 신호 통신부(41)와, 상기 신호 통신부(41)로부터 수집되는 RF 샘플링 신호를 통합처리하여 항법 데이터를 생성하는 베이스밴드 처리부(42)와, 상기 베이스밴드 처리부(42)의 항법 데이터를 분석하여 각 위치 센서(20)의 변위 발생 여부를 판단하는 데이터 분석부(43)와, 각 위치 센서(20)의 항법 데이터나 변위 정보를 표시하는 표시부(44)와, 각 위치 센서(20)의 항법 데이터나 변위 정보를 저장하며, 경사면에 관한 기본 정보와 변위 발생여부 판단을 위한 정보가 관리되는 데이터 저장부(45)와, 분석된 결과를 외부로 전송하기 위한 외부 통신부(46)와, 각 위치 센서(20)의 샘플링 기준시각에 대한 트리거링 신호를 생성하는 트리거링 신호 생성부(47)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 4, the reference station receiver 40 receives the RF sampling signal of each position sensor 20 from the gateway 30, and the RF sampling collected from the signal communication unit 41. A baseband processor 42 for generating navigation data by integrating a signal, and a data analyzer 43 for determining whether displacement of each position sensor 20 is generated by analyzing navigation data of the baseband processor 42. And a display unit 44 for displaying the navigation data or the displacement information of each position sensor 20, and the navigation data and the displacement information of each position sensor 20, and to determine basic information about the inclined plane and determination of displacement. A data storage unit 45 for managing information for the information, an external communication unit 46 for transmitting the analyzed result to the outside, and a triggering signal generator for generating a triggering signal for a sampling reference time of each position sensor 20. Contains 47 .

상기 신호 통신부(41)는 상기 게이트웨이(30)와 연결되어 전체 센서 네트워크를 구성하는 각 위치 센서(20)들의 RF 샘플링 신호를 수집한다. The signal communication unit 41 is connected to the gateway 30 to collect RF sampling signals of each position sensor 20 constituting the entire sensor network.

또한 상기 베이스밴드 처리부(42)는 상기 신호 통신부(41)로부터 전달되는 RF 샘플링 신호를 전달받고, 소프트웨어적인 연산을 통해 RF 샘플링 신호를 통합처리하여 항법 데이터를 추출하게 된다. 이러한 통합처리 과정은 신호추적을 위해서 각 위치 센서(10)에서 전달된 기저대역으로 다운된 신호와 코드 신호를 상관시켜 상관값을 생성할 수 있으며, 상기 RF 샘플링 신호와 보조 정보를 사용하여 가시 위성들 각각에 대한 의사거리를 계산하게 되며, 의사거리 정보를 사용하여 각 위치 센서(10)의 위치를 결정하게 된다. In addition, the baseband processor 42 receives the RF sampling signal transmitted from the signal communication unit 41 and extracts navigation data by integrating the RF sampling signal through a software operation. The integrated process may generate a correlation value by correlating the coded signal with the signal down to the baseband transmitted from each position sensor 10 for signal tracking, and using the RF sampling signal and the auxiliary information, a visible satellite The pseudo distance for each of them is calculated, and the position of each position sensor 10 is determined using the pseudo distance information.

상기 데이터 분석부(43)는 상기 베이스밴드 처리부(42)에서 출력되는 각 위치 센서(10)의 항법 데이터를 데이터 저장부(45)에 저장하는 한편, 해당 데이터 저장부(45)를 참조해 각 위치 센서(10)의 항법 데이터를 시계열적으로 분석하여 각 위치 센서(20)의 변위 발생 여부를 검출하게 된다. 이러한 변위 발생 여부는 전후 시간에서 위치 센서(10)의 위치값을 비교하여 검출할 수 있으며, 변위 발생 여부에 대한 변위량, 변위속도, 변위가속도에 대한 기준은 상기 데이터 저장부(45)를 참조하게 된다. 그리고 데이터 분석부(43)는 상기 변위 발생 여부에 대한 거리 기준에 따라 검출된 변위값을 비교하여 해당 관리되는 경사면에 대한 경계, 피난, 규제 등의 정보를 생성하여 배포할 수 있다.The data analyzer 43 stores navigation data of each position sensor 10 output from the baseband processor 42 in the data storage 45, while referring to the data storage 45. The navigation data of the position sensor 10 is analyzed in time series to detect whether displacement of each position sensor 20 occurs. Such a displacement may be detected by comparing the position values of the position sensors 10 at the time before and after the time, and the reference for the displacement amount, the displacement speed, and the acceleration of displacement is referred to the data storage unit 45. do. In addition, the data analyzer 43 may generate and distribute information such as a boundary, an evacuation, and a restriction on the inclined plane by comparing the detected displacement value according to the distance reference for whether the displacement occurs.

상기 데이터 저장부(45)는 상기 데이터 분석부(43)를 통해 각 위치 센서(10)의 시간별 항법 데이터를 저장 관리하게 된다. 또한 데이터 저장부(45)에는 각 위치 센서(10)의 변위 발생 여부에 대한 변위량, 변위속도, 변위가속도에 대한 기준 정보가 저장된다. 이러한 기준 정보는 발령 임계값 및 해제 임계값으로 설정될 수 있다. 또한 데이터 저장부(45)에는 관리되는 경사면에 대한 재해이력 및 대책 구조물에 관련된 정보가 기본 정보로 저장되는 동시에 경사면 상태 데이터 및 기상 데이터가 저장 관리된다. The data storage unit 45 stores and manages time-based navigation data of each position sensor 10 through the data analyzer 43. In addition, the data storage unit 45 stores reference information on the displacement amount, the displacement speed, and the acceleration of displacement of each position sensor 10. This reference information may be set to an issue threshold and a release threshold. In addition, the data storage unit 45 stores the information related to the disaster history and the countermeasure structure for the managed slope as basic information, and at the same time, the slope state data and the weather data are stored and managed.

상기 표시부(44)는 상기 데이터 분석부(43)를 통해 전달되는 각 위치 센서(20)의 항법 데이터나 변위 정보를 표시하며, 경사면에 대한 경계, 피난, 규제 등의 정보가 표시될 수 있다. The display unit 44 displays navigation data or displacement information of each position sensor 20 transmitted through the data analysis unit 43, and information such as boundary, evacuation, and regulation on an inclined surface may be displayed.

상기 외부 통신부(46)는 상기 데이터 분석부(43)를 통해 분석된 결과를 감시센터에 설치된 컴퓨터 시스템에 전송할 수 있으며, 경보 센터의 경보 시스템에 전달해 경보 발령이 이루어지도록 지원하거나, 휴대폰 네트워크를 통해 지정된 휴대단말에 전달해 사태 발생에 관한 정보를 메시지 처리할 수 있다. The external communication unit 46 may transmit the result analyzed by the data analysis unit 43 to a computer system installed in the monitoring center, and transmit the result to the alarm system of the alarm center so that an alarm is issued or through a mobile phone network. It can be delivered to a designated mobile terminal to process information about the occurrence of a situation.

즉, 상기 외부 통신부(46)를 통해 상기 기준국 수신기(40)는 감시센터에 설치된 컴퓨터 시스템에 접속될 수 있으며, 감지된 사태 발생에 관한 정보를 경보 센터의 경보 시스템으로 전달해 경사면 붕괴 예측에 따른 피난, 규제 정보가 배포되고 경계, 피난, 규제 정보를 배포한 후 기상데이터 및 경사면 상태 데이터와 붕괴 위험도 등급에 따라서 경계, 피난, 규제 정보의 발령을 해제할지 여부를 결정하도록 지원할 수 있고, 또한 휴대폰 네트워크를 통해 지정된 휴대단말에 사태 발생에 관한 정보를 메시지 처리하는 등 다양한 후속 조치가 가능하다. That is, the reference station receiver 40 may be connected to the computer system installed in the monitoring center through the external communication unit 46. The reference station receiver 40 may transmit the information about the detected incident to the alarm system of the alarm center to predict the collapse of the slope. After evacuation and regulatory information has been distributed and boundary, evacuation and regulatory information has been distributed, we can assist in deciding whether or not to issue boundary, evacuation and regulatory information based on weather data, slope condition data and collapse risk ratings. Various follow-up actions are possible, such as message processing of information on the occurrence of a situation to a designated mobile terminal through a network.

또한 상기 트리거링 신호 생성부(47)는 각 위치 센서(20)의 RF 샘플링에 필요한 기준시각인 트리거링 신호를 생성하고, 이를 상기 신호 통신부(41)를 통해 각 위치 센서(20)로 전달하게 된다. 이에 따라 각 위치 센서(20)는 기준시각인 트리거링 신호에 따라 일정 시간 동안 RF 신호를 샘플링하여 상기 메모리부(24)에 저장하여 전달함으로써 센서 네트워크의 통신 과부하를 예방하고 정확하고 신뢰성 있는 위치변위 산출이 가능하게 된다. 일예로 이러한 트리거링 신호가 1초마다 한번씩 발생되도록 하면 각 위치 센서의 위치 변위를 1초마다 계산할 것이고, 5초마다 한번씩 발생하도록 하면 5초마다 한번씩 위치 변위를 계산하게 된다. 이러한 트리거링 신호의 기준시각은 해당 위치 센서 및 센서 네트워크의 통신능력이나 위치 센서의 메모리 크기 등을 고려하여 결정될 수 있다. In addition, the triggering signal generator 47 generates a triggering signal which is a reference time required for RF sampling of each position sensor 20, and transmits the triggering signal to each position sensor 20 through the signal communication unit 41. Accordingly, each position sensor 20 samples the RF signal for a predetermined time according to the triggering signal which is a reference time, and stores and transmits the RF signal to the memory unit 24 to prevent communication overload of the sensor network and calculate accurate and reliable position displacement. This becomes possible. For example, if the triggering signal is generated once every 1 second, the positional displacement of each position sensor will be calculated every second, and if it is generated once every 5 seconds, the positional displacement will be calculated every 5 seconds. The reference time of the triggering signal may be determined in consideration of the communication capability of the corresponding position sensor and the sensor network or the memory size of the position sensor.

이러한 기준국 수신기(40)는 개별 단말기로 구성될 수도 있지만, PC 상에서 스프트웨어로 구현될 수도 있다. The reference station receiver 40 may be configured as a separate terminal, but may be implemented in software on a PC.

이제 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 사태 감시 방법에 대하여 상세히 설명한다. Now, a situation monitoring method according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5.

이하 설명되는 사태 감시 방법이 적용되는 사태 감시 시스템은 상술한 바와 같이 경사면에 다수의 위치 센서(20)들이 설치되어 위성(S)으로부터 자신의 현재 위치와 관련된 위성 신호를 수신하고 해당 위성 신호에서 RF 샘플링 신호를 추출하게 되며, 각각의 위치 센서(20)들은 유선 또는 무선 센서 네트워크를 구성하여 RF 샘플링 신호를 근접 위치된 센서에 전달해 목적하는 기준국 수신기(40)로 전달되도록 한다. In the landslide monitoring system to which the landslide monitoring method described below is applied, a plurality of position sensors 20 are installed on an inclined surface as described above to receive satellite signals related to their current position from the satellite S, and receive RF signals from the satellite signals. The sampling signal is extracted, and each of the position sensors 20 forms a wired or wireless sensor network to transmit the RF sampling signal to a sensor located in proximity to the desired reference station receiver 40.

우선 상기 기준국 수신기(40)는 트리거링 신호 생성부(47)를 통해 각 위치 센서(20)의 RF 샘플링에 필요한 기준시각인 트리거링 신호를 생성하고 이를 상기 신호 통신부(41)를 통해 각 위치 센서(20)로 전달하게 된다(S10). 이에 따라 각 위치 센서(20)는 기준시각인 트리거링 신호에 따라 일정 시간 동안 RF 신호를 샘플링하여 상기 메모리부(24)에 저장하여 전달하게 된다. 이러한 트리거링 신호의 기준시각은 해당 위치 센서 및 센서 네트워크의 통신능력이나 위치 센서의 메모리 크기 등을 고려하여 결정될 수 있다. First, the reference station receiver 40 generates a triggering signal which is a reference time necessary for RF sampling of each position sensor 20 through the triggering signal generator 47, and generates the position signal through the signal communication unit 41. 20) to be delivered (S10). Accordingly, each position sensor 20 samples the RF signal for a predetermined time according to the triggering signal which is a reference time, and stores and transmits the RF signal to the memory unit 24. The reference time of the triggering signal may be determined in consideration of the communication capability of the corresponding position sensor and the sensor network or the memory size of the position sensor.

이후, 상기 기준국 수신기(40)는 위치 센서(10)들로부터 전달되는 RF 샘플링 신호를 신호 통신부(41)를 통해 수집한다(S20). 여기에서 상기 RF 샘플링 신호는 해당 위치 센서(10)의 RF부(12)에 의해 변환된 중간주파수 신호를 기저대역(base band)으로 낮추어 생성된 것으로, 본 발명에서 센서 노드 간에 전달되는 신호는 항법 데이터가 아닌 RF 샘플링 신호이므로 위치 센서(10)에는 별도의 항법 데이터 생성을 위한 신호처리 구성이 불필요하다. Thereafter, the reference station receiver 40 collects the RF sampling signals transmitted from the position sensors 10 through the signal communication unit 41 (S20). Here, the RF sampling signal is generated by lowering the intermediate frequency signal converted by the RF unit 12 of the corresponding position sensor 10 to a base band. In the present invention, a signal transmitted between sensor nodes is a navigation signal. Since the RF sampling signal is not data, the position sensor 10 does not require a separate signal processing configuration for generating navigation data.

이후, 상기 기준국 수신기(40)는 베이스밴드 처리부(42)를 통해 각 위치 센서(10)의 RF 샘플링 신호에 대하여 소프트웨어적인 연산을 통해 통합처리하여 항법 데이터를 추출하게 된다(S30). Thereafter, the reference station receiver 40 extracts navigation data by integrating the RF sampling signal of each position sensor 10 through a baseband processor 42 through a software operation (S30).

이후, 상기 기준국 수신기(40)는 데이터 분석부(43)를 통해 각 위치 센서(10)의 항법 데이터를 시계열적으로 분석하여 각 위치 센서(20)의 변위를 산출하게 된다(S40). Thereafter, the reference station receiver 40 calculates the displacement of each position sensor 20 by analyzing the navigation data of each position sensor 10 in time series through the data analyzer 43 (S40).

그리고 상기 기준국 수신기(40)는 데이터 분석부(43)를 통해 특정 위치 센서(10)에서 변위 발생이 검출되었는지 여부를 판단하여(S50), 특정 위치 센서(10)에서의 변위 발생이 검출되는 경우, 외부 통신부(46)를 통해 분석된 결과를 감시센터에 설치된 컴퓨터 시스템에 전송하거나, 경보 센터의 경보 시스템에 전달해 경보 발령이 이루어지도록 지원하거나, 휴대폰 네트워크를 통해 지정된 휴대단말에 전달해 사태 발생에 관한 정보를 메시지 처리하는 등 다양한 사태 발생 처리를 진행시킬 수 있다(S60). In addition, the reference station receiver 40 determines whether a displacement is detected in the specific position sensor 10 through the data analyzer 43 (S50), and the displacement is detected in the specific position sensor 10. In this case, the result analyzed by the external communication unit 46 is transmitted to the computer system installed in the monitoring center, the alarm system of the alarm center to support the alarm is issued, or delivered to the designated mobile terminal through the mobile phone network to the situation Various situation occurrence processing may be performed, such as processing information about the message (S60).

한편, 본 발명의 실시예에 따른 사태 감시 방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. On the other hand, the situation monitoring method according to an embodiment of the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed through various electronic means for processing information can be recorded in the storage medium. The storage medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination.

저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 저장 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. Program instructions to be recorded on the storage medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of software. Examples of storage media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic-optical media such as floppy disks. hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media and ROM, RAM, flash memory, and the like. In addition, the above-described medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire, a waveguide, or the like including a carrier wave for transmitting a signal specifying a program command, a data structure, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as devices for processing information electronically using an interpreter or the like, for example, a high-level language code that can be executed by a computer.

상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

20 : 위치 센서 30 : 게이트웨이
40 : 기준국 수신기20: position sensor 30: gateway
40: reference station receiver

Claims (13)

경사면에 배치되며, 위성으로부터 위성 신호를 받아 RF 샘플링 신호를 추출하여 전송하는 적어도 하나 이상의 위치 센서; 및
상기 위치 센서로부터 전송되는 RF 샘플링 신호를 전달받아 각 위치 센서들의 항법 데이터를 추출해 경사면의 변위 발생 여부를 분석하는 기준국 수신기; 를 포함하며,
상기 위치 센서들은 유선 또는 무선으로 통신이 가능한 센서 네트워크를 구성하여 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하는 것을 특징으로 하되,
상기 위치 센서는,
안테나;
상기 안테나에 의해 검출된 위성 신호를 수신하여 중간주파수 신호로 변환하는 RF부;
상기 RF부에 의해 변환된 중간주파수 신호를 기저대역으로 낮추어 RF 샘플링 신호를 생성해 통신처리하는 샘플링 신호 처리부;
상기 RF 샘플링 신호를 다른 위치 센서 또는 게이트웨이로 전달하기 위한 노드 통신부; 및
다른 위치 센서로부터 전달되는 RF 샘플링 신호를 일시저장하고 RF 샘플링 신호의 네트워크 전달을 위한 경로 정보를 관리하는 메모리부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 사태 감시 시스템.
At least one position sensor disposed on an inclined surface and receiving a satellite signal from a satellite and extracting and transmitting an RF sampling signal; And
A reference station receiver which receives the RF sampling signal transmitted from the position sensor and extracts navigation data of each position sensor and analyzes whether displacement of the inclined surface occurs; Including;
Wherein the position sensors are characterized in that for forming a sensor network capable of communicating by wire or wireless to transmit the RF sampling signal to the reference station receiver through the network communication,
The position sensor,
antenna;
An RF unit which receives the satellite signal detected by the antenna and converts the satellite signal into an intermediate frequency signal;
A sampling signal processing unit which generates an RF sampling signal by communicating the intermediate frequency signal converted by the RF unit to a baseband and generates a communication process;
A node communication unit for transmitting the RF sampling signal to another location sensor or gateway; And
A memory unit for temporarily storing an RF sampling signal transmitted from another position sensor and managing path information for network transmission of the RF sampling signal; Incident monitoring system comprising a.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 기준국 수신기는,
게이트웨이를 통해 각 위치 센서의 RF 샘플링 신호를 전달받는 신호 통신부;
상기 신호 통신부로부터 수집되는 RF 샘플링 신호를 통합처리하여 항법 데이터를 생성하는 베이스밴드 처리부; 및
상기 베이스밴드 처리부의 항법 데이터를 분석하여 각 위치 센서의 변위 발생 여부를 판단하는 데이터 분석부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 사태 감시 시스템.
The method of claim 1,
The reference station receiver,
A signal communication unit receiving an RF sampling signal of each position sensor through a gateway;
A baseband processor configured to generate navigation data by integrating an RF sampling signal collected from the signal communicator; And
A data analyzer for analyzing the navigation data of the baseband processor to determine whether displacement of each position sensor occurs; Incident monitoring system comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 센서 네트워크의 구성은 유선 이더넷 또는 무선 와이-파이로 연결되는 것을 특징으로 하는 사태 감시 시스템.
The method of claim 1,
The configuration of the sensor network is a situation monitoring system, characterized in that connected by wired Ethernet or wireless Wi-Fi.
제 1항에 있어서,
상기 위치 센서는 작동전원 공급을 위한 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사태 감시 시스템.
The method of claim 1,
The position sensor further comprises a power supply for operating power supply.
제 3항에 있어서,
상기 기준국 수신기는,
각 위치 센서의 샘플링 기준시각에 대한 트리거링 신호를 생성하는 트리거링 신호 생성부; 를 더 포함하며,
상기 트리거링 신호를 전달받은 위치 센서는 트리거링 신호에 따라 일정 시간 동안 RF 신호를 샘플링하여 일시 저장한 후 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하는 것을 특징으로 하는 사태 감시 시스템.
The method of claim 3, wherein
The reference station receiver,
A triggering signal generator configured to generate a triggering signal for a sampling reference time of each position sensor; More,
And the position sensor receiving the triggering signal samples and temporarily stores the RF signal for a predetermined time according to the triggering signal, and then transmits the RF sampling signal to the reference station receiver through network communication.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 안테나;
상기 안테나에 의해 검출된 위성 신호를 수신하여 중간주파수 신호로 변환하는 RF부;
상기 RF부에 의해 변환된 중간주파수 신호를 기저대역으로 낮추어 RF 샘플링 신호를 생성해 통신처리하는 샘플링 신호 처리부;
상기 RF 샘플링 신호를 다른 위치 센서 또는 게이트웨이로 전달하기 위한 노드 통신부; 및
다른 위치 센서로부터 전달되는 RF 샘플링 신호를 일시저장하고 RF 샘플링 신호의 네트워크 전달을 위한 경로 정보를 관리하는 메모리부; 를 포함하며,
경사면에 배치되는 다른 위치 센서들과 유선 또는 무선으로 통신이 가능한 센서 네트워크를 구성하여 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하는 것을 특징으로 하는 위치 센서.
antenna;
An RF unit which receives the satellite signal detected by the antenna and converts the satellite signal into an intermediate frequency signal;
A sampling signal processing unit which generates an RF sampling signal by communicating the intermediate frequency signal converted by the RF unit to a baseband and generates a communication process;
A node communication unit for transmitting the RF sampling signal to another location sensor or gateway; And
A memory unit for temporarily storing an RF sampling signal transmitted from another position sensor and managing path information for network transmission of the RF sampling signal; Including;
And a sensor network configured to communicate with other position sensors disposed on an inclined surface in a wired or wireless manner, and transmit an RF sampling signal to a reference station receiver through network communication.
제 11항에 있어서,
상기 위치 센서는 작동전원 공급을 위한 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 센서.
12. The method of claim 11,
The position sensor further comprises a power supply for operating power supply.
제 11항에 있어서,
상기 위치 센서는 기준국 수신기로부터 전달되는 트리거링 신호를 수신하고 해당 트리거링 신호에 따라 일정 시간 동안 RF 신호를 샘플링하여 일시 저장한 후 네트워크 통신을 통해 RF 샘플링 신호를 기준국 수신기로 전송하는 것을 특징으로 하는 위치 센서.
12. The method of claim 11,
The position sensor receives a triggering signal transmitted from a reference station receiver, and stores and temporarily stores an RF signal for a predetermined time according to the corresponding triggering signal, and transmits an RF sampling signal to the reference station receiver through network communication. Position sensor.
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