KR101271257B1 - Global navigation satellite signal tracking device, location information obtaining deviec and method of tracking global navigation satellite signal - Google Patents

Global navigation satellite signal tracking device, location information obtaining deviec and method of tracking global navigation satellite signal Download PDF

Info

Publication number
KR101271257B1
KR101271257B1 KR1020120005688A KR20120005688A KR101271257B1 KR 101271257 B1 KR101271257 B1 KR 101271257B1 KR 1020120005688 A KR1020120005688 A KR 1020120005688A KR 20120005688 A KR20120005688 A KR 20120005688A KR 101271257 B1 KR101271257 B1 KR 101271257B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
error
satellite navigation
trackers
tracking
Prior art date
Application number
KR1020120005688A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이헌
한진희
이정구
Original Assignee
주식회사 텔에이스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 텔에이스 filed Critical 주식회사 텔에이스
Priority to KR1020120005688A priority Critical patent/KR101271257B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101271257B1 publication Critical patent/KR101271257B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/30Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/23Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements
    • G01S19/235Calibration of receiver components
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/29Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system carrier including Doppler, related
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/421Determining position by combining or switching between position solutions or signals derived from different satellite radio beacon positioning systems; by combining or switching between position solutions or signals derived from different modes of operation in a single system
    • G01S19/425Determining position by combining or switching between position solutions or signals derived from different satellite radio beacon positioning systems; by combining or switching between position solutions or signals derived from different modes of operation in a single system by combining or switching between signals derived from different satellite radio beacon positioning systems

Abstract

PURPOSE: A satellite navigation signal tracking apparatus, a position data acquisition apparatus, and a satellite navigation signal tracking method are provided to improve a tracking function of a satellite navigation signal in a jamming environment. CONSTITUTION: A satellite navigation signal tracking apparatus is comprised of the followings: a plurality of individual signal trackers(131a-131n) which respectively receive a plurality of baseband signals and track a satellite navigation signal; and an error extractor(136) which is combined with a plurality of individual signal trackers and extracts tracking errors from the tracking result of the plurality of individual signal trackers. If the satellite navigation signal tracking is successfully performed among the plurality of individual signal trackers, the individual signal trackers which are not available for the satellite navigation signal tracking perform the error correction and the signal tracking function at the same time, based on an error value which is extracted from the error extractor. [Reference numerals] (132a,132b,132b) Frequency corrector; (133a,133b,133n) Synchronization corrector; (134a,134b,134n) Correlator; (135a,135b,135n) Local synchronization error extractor; (136) Frequency error extractor; (137) Integration code synchronization error extractor; (AA) Frequency; (BB,DD,FF) Data/correlator; (CC,EE,GG) Delay value; (HH) Synchronization value

Description

위성항법 신호 추적 장치, 위치 정보 획득 장치, 그리고 위성항법 신호 추적 방법{GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SIGNAL TRACKING DEVICE, LOCATION INFORMATION OBTAINING DEVIEC AND METHOD OF TRACKING GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SIGNAL}GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SIGNAL TRACKING DEVICE, LOCATION INFORMATION OBTAINING DEVIEC AND METHOD OF TRACKING GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SIGNAL}

본 발명은 위성항법 신호 추적 장치, 위치 정보 획득 장치, 그리고 위성항법 신호 추적 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a satellite navigation signal tracking device, a location information acquisition device, and a satellite navigation signal tracking method.

과학 기술이 발전하면서, 항법(navigation) 기술 또한 함께 발전하고 있다. 최근 널리 이용되고 있는 대표적인 항법 기술은 글로벌 위성항법 시스템(GNSS, Global Navigation Satellite System)이다. 글로벌 위성 항법 시스템은 지구 궤도에 항법 위성을 설치하고, 항법 위성들로부터 수신되는 신호들에 기반하여 수신자의 위치를 판별하는 시스템이다.As technology advances, navigation technology is also developing. A typical navigation technology that is widely used recently is the Global Navigation Satellite System (GNSS). Global satellite navigation system is a system that installs a navigation satellite in the earth orbit, and determines the position of the receiver based on the signals received from the navigation satellites.

글로벌 위성항법 시스템은 미국에서 연구된 GPS (Global Positioning System), 유럽에서 연구되는 갈릴레오(Galileo), 러시아에서 연구되는 글로나스(GLONASS), 그리고 중국에서 연구되는 컴파스(Compass) 등이 있다.Global satellite navigation systems include the Global Positioning System (GPS) in the US, Galileo in Europe, GLONASS in Russia, and the Compass in China.

본 발명의 목적은 재밍과 같은 환경에서도 향상된 위성항법 신호의 추적 기능을 갖는 위성항법 신호 추적 장치, 위치 정보 획득 장치, 그리고 위성항법 신호 추적 방법을 제공하는 데에 있다.Disclosure of Invention An object of the present invention is to provide a satellite navigation signal tracking device, a location information acquisition device, and a satellite navigation signal tracking method having an improved satellite navigation signal tracking function in an environment such as jamming.

본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 신호 추적 장치는 복수의 기저대역 신호들을 각각 수신하고, 위성항법 신호를 추적하는 위성별 복수의 개별 신호 추적기들; 및 상기 복수의 개별 신호 추적기들의 추적 결과로부터 추적 에러를 추출하는 에러 추출기를 포함한다. 상기 복수의 개별 신호 추적기들 중 하나 이상에서 위성항법 신호 추적이 성공적으로 수행되면, 위성항법 신호 추적이 안되는 개별 신호추적기들도 상기 에러 추출기에 의해 추출된 에러값에 기반하여 에러 보정을 수행하고 신호 추적 기능을 동시에 수행한다.Satellite navigation signal tracking device according to an embodiment of the present invention comprises a plurality of individual signal trackers for each satellite for receiving a plurality of baseband signals, respectively, and tracking the satellite navigation signal; And an error extractor for extracting tracking errors from the tracking results of the plurality of individual signal trackers. If the satellite navigation signal tracking is successfully performed in one or more of the plurality of individual signal trackers, the individual signal trackers that are not satellite navigation signal tracking also perform error correction based on the error value extracted by the error extractor. Simultaneously performs the tracking function.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에러 추출기는 상기 추적 결과로부터 주파수 에러를 추출하는 주파수 에러 추출기; 및 상기 추적 결과로부터 코드 동기 에러를 추출하는 통합 코드 동기 에러 추출기를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the error extractor comprises: a frequency error extractor for extracting a frequency error from the tracking result; And an integrated code synchronization error extractor for extracting code synchronization errors from the tracking result.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 개별 신호 추적기에서 동일한 위성항법 신호가 추적될 때, 상기 에러 추출기는 상기 복수의 개별 신호 추적기들에서 검출되는 에러값들의 평균값을 선택할 수 있다.In one embodiment of the invention, when the same satellite navigation signal is tracked in the plurality of individual signal trackers, the error extractor may select an average value of error values detected in the plurality of individual signal trackers.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 개별 신호 추적기에서 동일한 위성항법 신호가 추적될 때, 상기 에러 추출기는 상기 복수의 개별 신호 추적기들 중 가장 추적이 잘 되는 개별 신호 추적기에서 검출되는 에러값을 선택할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the same satellite navigation signal is tracked in the plurality of individual signal trackers, the error extractor detects an error value detected in the individual signal tracker that is most well tracked among the plurality of individual signal trackers. Can be selected.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 개별 신호 추적기들 각각은 입력 신호와 항법 위성 코드들을 상호 상관하는 상관기; 상기 상관기의 출력 신호에 기반하여 코드 동기 에러를 추출하는 국소 동기 에러 추출기; 상기 에러 추출기의 주파수 에러 추출값에 따라 기저대역 신호의 주파수를 보정하는 주파수 보정기; 및상기 에러 추출기의 통합 코드 동기 에러 추출값 또는 상기 국소 동기 에러 추출기의 코드 동기 에러 추출값에 따라 동기 보정을 수행하는 동기 보정기를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, each of the plurality of individual signal trackers comprises: a correlator that correlates the input signal and the navigation satellite codes; A local synchronization error extractor for extracting code synchronization errors based on the output signal of the correlator; A frequency corrector for correcting the frequency of the baseband signal according to the frequency error extraction value of the error extractor; And a sync corrector configured to perform sync correction according to an integrated code sync error extract value of the error extractor or a code sync error extract value of the local sync error extractor.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에러 추출기는 상기 상관기의 출력 신호에 기반하여 주파수 에러 및 코드 동기 에러를 산출할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the error extractor may calculate a frequency error and a code synchronization error based on an output signal of the correlator.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 추적되는 위성항법 신호가 존재하지 않으면, 상기 동기 보정기는 상기 에러 추출기의 통합 코드 동기 에러 추출값에 따라 동기 보정을 수행할 수 있다.In one embodiment of the present invention, if the satellite navigation signal to be tracked does not exist, the synchronization corrector may perform synchronization correction according to the integrated code synchronization error extraction value of the error extractor.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 추적되는 위성항법 신호가 존재하면, 상기 동기 보정기는 상기 국소 동기 에러 추출기의 코드 동기 에러 추출값에 따라 상기 동기 보정을 수행할 수 있다.In one embodiment of the present invention, if the satellite navigation signal to be tracked, the synchronization corrector may perform the synchronization correction according to the code synchronization error extraction value of the local synchronization error extractor.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 국소 동기 에러 추출기의 코드 동기 에러 추출값과 상기 에러 추출기의 통합코드 동기 에러 추출값의 차이로 기저대역 신호 간의 지연시간을 추출할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the delay time between the baseband signal may be extracted based on a difference between the code synchronization error extraction value of the local synchronization error extractor and the integrated code synchronization error extraction value of the error extractor.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 기저대역 신호들은 서로 다른 방향으로부터 수신되는 신호들에 대응할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of baseband signals may correspond to signals received from different directions.

본 발명의 일 실시예에 따른 위치 정보 획득 장치는 복수의 안테나들을 포함하는 안테나부; 상기 복수의 안테나들로부터 수신되는 신호들을 다운컨버팅하고, 복수의 기저대역 신호들을 출력하거나, 상기 복수의 안테나들로부터 수신되는 신호들을 빔포밍하여 복수의 기저대역 신호들을 출력하는 반송파 처리 및 빔 구성부; 상기 복수의 기저대역 신호들에 기반하여 위성항법 신호들을 추적하는 위성항법 신호 추적부; 및 상기 추적된 위성항법 신호들에 기반하여 위치 및 시각 정보를 검출하는 신호 처리부를 포함한다. An apparatus for obtaining location information according to an embodiment of the present invention includes an antenna unit including a plurality of antennas; Carrier processing and beam construction unit for down-converting the signals received from the plurality of antennas, outputting a plurality of baseband signals, or beamforming the signals received from the plurality of antennas to output a plurality of baseband signals ; A satellite navigation signal tracking unit for tracking satellite navigation signals based on the plurality of baseband signals; And a signal processor detecting position and visual information based on the tracked satellite navigation signals.

상기 위성항법 신호 추적부는 상기 복수의 기저대역 신호들을 각각 수신하는 복수의 개별 신호 추적기들; 및 상기 복수의 개별 신호 추적기들의 추적 결과로부터 추적 에러를 추출하는 에러 추출기를 포함할 수 있다. 상기 복수의 개별 신호 추적기들 각각은 추적되는 위성항법 신호가 존재하지 않을 때, 위성 항법 신호가 존재하는 개별 신호 추적기로부터 상기 에러 추출기에 의해 추출된 에러값에 기반하여 에러 보정을 수행할 수 있다.The satellite navigation signal tracking unit includes a plurality of individual signal trackers each receiving the plurality of baseband signals; And an error extractor for extracting a tracking error from the tracking results of the plurality of individual signal trackers. Each of the plurality of individual signal trackers may perform error correction based on the error value extracted by the error extractor from the individual signal tracker in which the satellite navigation signal exists when the satellite navigation signal does not exist.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 안테나부는 복수의 방향들에 대해 지향성을 갖는 복수의 지향성 안테나들을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the antenna unit may include a plurality of directional antennas having directivity in a plurality of directions.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반송파 처리 및 빔 구성부는 상기 복수의 안테나들이 복수의 방향들에 대해 지향성을 갖도록 빔 포밍을 수행할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the carrier processing and beam configuration unit may perform beamforming so that the plurality of antennas have directivity in a plurality of directions.

본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 신호 추적 방법은 위성별 복수의 개별 신호 추적기들을 이용하여 복수의 방향들에 대해 위성항법 신호를 추적하는 단계; 및 상기 위성항법 신호가 추적되면, 상기 추적된 위성항법 신호에 따라 위성항법 신호가 추적되지 않는 개별 신호 추적기들을 동시에 동작시키는 단계를 포함한다.A satellite navigation signal tracking method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: tracking a satellite navigation signal in a plurality of directions using a plurality of individual signal trackers for each satellite; And when the satellite navigation signal is tracked, simultaneously operating individual signal trackers for which the satellite navigation signal is not tracked according to the tracked satellite navigation signal.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 개별 신호 추적기들을 동작시키는 단계는 상기 추적된 위성항법 신호로부터 주파수 에러 및 코드 동기 에러를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 주파수 에러 및 코드 동기 에러에 따라 상기 위성항법 신호가 추적되지 않는 개별 신호 추적기들을 동작시키는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, operating the individual signal trackers comprises: extracting a frequency error and a code synchronization error from the tracked satellite navigation signal; And operating individual signal trackers for which the satellite navigation signal is not tracked according to the extracted frequency error and code synchronization error.

본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 신호 추적 장치는 서로 다른 방향을 바라보는 복수의 기저대역 신호들을 수신하여 위성을 추적하는 복수 개의 신호 추적부들; 및 상기 신호 추적부들의 출력 신호를 처리하는 신호처리부를 포함한다. 상기 신호 추적부들 각각은 상기 기저대역 신호들에 각각 할당된 복수의 개별 신호 추적기들을 포함한다. 복수의 개별 신호 추적기들 각각은 대응하는 기저대역 신호에 대한 주파수보정, 동기 보정, 및 상관을 병렬로 수행할 수 있다. 코드 동기 에러 추출과 주파수 동기 에러 추출은 상기 신호 추적부 별로 통합하여 수행할 수 있다.Satellite navigation signal tracking device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of signal tracking units for tracking a satellite by receiving a plurality of baseband signals facing different directions; And a signal processing unit processing the output signals of the signal tracking units. Each of the signal trackers includes a plurality of individual signal trackers each assigned to the baseband signals. Each of the plurality of individual signal trackers may perform frequency correction, synchronization correction, and correlation on the corresponding baseband signal in parallel. Code synchronization error extraction and frequency synchronization error extraction may be performed by combining the signal tracking units.

본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 신호 추적 방법은 서로 다른 방향을 바라보는 복수의 기저대역 신호들을 형성하는 단계; 상기 기저대역 신호들에 대한 주파수보정, 동기 보정, 및 상관을 병렬로 수행하는 단계; 및 상기 기저대역 신호들을 통합하여 통합 코드 동기 에러 추출과 주파수 동기 에러 추출을 수행하는 단계를 포함한다.Satellite navigation signal tracking method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of forming a plurality of baseband signals facing different directions; Performing frequency correction, synchronization correction, and correlation on the baseband signals in parallel; And integrating the baseband signals to perform integrated code synchronization error extraction and frequency synchronization error extraction.

본 발명에 따르면, 위성항법 신호가 없어 신호추적이 안되는 개별 신호추적기들도 동일한 위성에 대해 신호 추적에 성공한 개별 신호추적기들의 결과를 이용하여 동시에 동작할 수 있다. 위치 관계의 변화에 의해 위성항법 신호가 수신되는 방향이 변화해도, 개별 신호 추적기들은 추적된 위성항법 신호로 계속 동작 중이므로 방향이 바뀌어 위성 항법 신호가 없다가 새롭게 존재하게된 개별 신호추적기에서 즉시 위성 합법 신호 추적이 이루어진다. 따라서, 방향 변경에도 지연없이 향상된 위성항법 신호의 추적 기능을 갖는 위성항법 신호 추적 장치, 위치 정보 획득 장치, 그리고 위성항법 신호 추적 방법이 제공된다.According to the present invention, individual signal trackers which do not have signal tracking due to no satellite navigation signal may operate simultaneously using the results of the individual signal trackers that succeed in signal tracking for the same satellite. Even if the direction of the satellite navigation signal changes due to the change in positional relationship, the individual signal trackers continue to operate with the tracked satellite navigation signal, so the direction is changed and there is no satellite navigation signal. Signal tracking takes place. Accordingly, there is provided a satellite navigation signal tracking device, a location information acquisition device, and a satellite navigation signal tracking method having an improved satellite navigation signal tracking function without delay even in the direction change.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 정보 획득 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 위성항법 신호 추적부를 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 신호 추적부를 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법 신호 추적 방법을 보여주는 순서도이다.
도 5는 위치 정보 획득 장치가 위성항법 신호들을 수신하는 예를 보여준다.
도 6은 위치 정보 획득 장치의 추적 결과를 보여주는 테이블이다.
도 7은 위치 정보 획득 장치가 회전하여 위성항법 신호들을 수신하는 예를 보여준다.
도 8은 위치 정보 획득 장치의 추적 결과를 보여주는 테이블이다.
도 9는 제 1 예에 따른 안테나부를 보여준다.
도 10은 제 2 예에 따른 안테나부를 보여준다.
1 is a block diagram illustrating an apparatus for obtaining location information according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a satellite navigation signal tracking unit of FIG. 1.
3 is a block diagram illustrating a signal tracking unit of FIG. 2.
4 is a flowchart showing a satellite navigation signal tracking method according to an embodiment of the present invention.
5 shows an example in which the location information acquisition apparatus receives satellite navigation signals.
6 is a table illustrating a tracking result of the apparatus for obtaining location information.
7 shows an example in which the position information obtaining apparatus rotates to receive satellite navigation signals.
8 is a table illustrating a tracking result of the apparatus for obtaining location information.
9 shows an antenna unit according to the first example.
10 shows an antenna unit according to the second example.

이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention. .

GNSS (Global Navigation Satellite System) 시스템은 지구상에 고르게 분포된 위성들을 이용하여 위치 정보를 전송한다. GNSS 수신기는 위성신호의 지연시간을 측정하여 GNSS 수신기의 위치를 계산할 수 있다. 예를 들어, 상용화된 GNSS 시스템으로서 GPS(Global Positioning System)가 있다. GPS는 미국방성에서 군사용으로 설계되고 운영되고 있다. GPS 수신기는 12시간에 지구를 한 바퀴씩 도는 24개의 위성으로부터 신호를 수신한다. GPS 수신기는 일반적으로 4개 이상의 위성신호를 수신한다. GPS 수신기는 수신된 위성신호에 대하여 일련의 신호처리를 수행함으로써 수신기의 위치를 판별할 수 있다.The Global Navigation Satellite System (GNSS) system transmits location information using satellites evenly distributed on Earth. The GNSS receiver may calculate the position of the GNSS receiver by measuring the delay time of the satellite signal. For example, there is a global positioning system (GPS) as a commercially available GNSS system. GPS is designed and operated for military use by the US Department of Defense. The GPS receiver receives signals from 24 satellites orbiting the earth at 12 hours. GPS receivers generally receive four or more satellite signals. The GPS receiver may determine the position of the receiver by performing a series of signal processing on the received satellite signal.

GPS는 아주 미약한 신호를 사용하기 때문에 재밍에 매우 취약해 특수한 용도에 사용시 이에 대한 대비가 필요하다. GPS의 항재밍 방법으로 가장 보편적인 방법은 복수의 안테나를 사용하여 특정한 방향성을 갖는 빔을 형성하여 재밍신호를 제거하는 방식이다. 이때, 재밍신호의 방향에 대해 널(NULL)을 형성하는 빔을 만들어 재밍신호를 제거한 후 기저대역 신호처리를 하는 방식과 복수의 방향성을 갖는 빔을 만들어 각 빔 별로 기저대역신호처리를 한 후 위성 선택을 하는 방식이 사용되고 있다. 이러한 방식들은 모두 정확한 빔 형성 과정에 따른 복잡성과 고속, 회전 시에 고속 빔 형성 변경에 대한 대처가 부족한 단점이 있다.Because GPS uses very weak signals, it is very vulnerable to jamming, so it needs to be prepared for special use. The most common method of anti-jamming method of GPS is to remove a jamming signal by forming a beam having a specific direction by using a plurality of antennas. At this time, the beam forming the null signal with respect to the direction of the jamming signal is removed to remove the jamming signal, and the baseband signal processing is performed. The method of making a choice is used. All of these methods suffer from the complexity of the accurate beamforming process and the lack of coping with high speed beamforming at high speed and rotation.

본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 신호 추적 장치는 GPS의 재밍(jamming)을 극복하기 위하여 복수 개의 안테나로 방향성이 다른 복 수개의 빔이 형성될 때 기저대역에서 복수 개의 빔에 대해 신호처리를 통합 처리할 수 있다.The satellite navigation signal tracking device according to an embodiment of the present invention performs signal processing on a plurality of beams in a baseband when a plurality of beams having different directions are formed with a plurality of antennas to overcome jamming of GPS. Can be integrated.

일반적으로 항재밍(anti-jamming)을 위해 복수 개의 빔을 형성해도 기저대역의 신호처리는 각 빔 별로 각각 병렬 처리되어 위성별로 선택하였다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 신호 추적 장치는 복수 개의 빔에 대해 코드 동기 및 주파수 동기와 같은 GPS 기저대역 신호처리를 통합 처리한다. 이에 따라, 상기 위성항법 신호 추적 장치는 정확한 빔 형성에 필요한 계산의 복잡성을 줄일 수 있다. 상기 위성항법 신호 추적 장치는 고속, 고회전의 환경에서도 스마트 재밍(GPS와 동일한 형태의 방해신호에 의한 재밍)을 포함한 항재밍 효과를 쉽게 구현될 수 있다.In general, even if a plurality of beams are formed for anti-jamming, the baseband signal processing is selected for each satellite by parallel processing for each beam. However, the satellite navigation signal tracking device according to an embodiment of the present invention integrates GPS baseband signal processing such as code synchronization and frequency synchronization for a plurality of beams. Accordingly, the satellite navigation signal tracking device can reduce the complexity of calculation required for accurate beam formation. The satellite navigation signal tracking device can easily implement an anti-jamming effect including smart jamming (jamming by a disturbance signal of the same type as GPS) even in a high-speed, high-rotation environment.

본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 신호 추적 장치는 일정한 각도 또는 일정한 입체각에서 제공되는 복수 개의 빔 신호 또는 기저대역신호들을 동시에 병렬로 신호 처리한다. 기저대역신호들을 처리하여 최적의 주파수와 동기 코드 값을 구하고, 모든 기저대역신호들(모든 빔)에 대하여 주파수 동기와 코드 동기는 동일하게 유지된다. 위와 같은 신호처리는 위성별로 수행된다. 위성 항법 신호가 전혀 없는 빔(기저대역신호)의 신호 처리는 위성 항법 신호가 있는 빔(기저대역신호)의 처리결과로 상시적으로 수행된다. 따라서, 고속, 고회전시 위성항법 신호가 없던 빔에 갑자기 신호가 들어와도 아무런 지연 없이 신호처리 결과를 추출할 수 있다.The satellite navigation signal tracking device according to an embodiment of the present invention simultaneously processes a plurality of beam signals or baseband signals provided at a constant angle or a constant solid angle in parallel. The baseband signals are processed to obtain an optimal frequency and sync code value, and the frequency sync and code sync are kept the same for all baseband signals (all beams). The above signal processing is performed for each satellite. Signal processing of a beam (baseband signal) having no satellite navigation signal is always performed as a result of processing of a beam (baseband signal) with satellite navigation signal. Therefore, even if a signal suddenly enters a beam without a satellite navigation signal at high speed and high rotation, the signal processing result can be extracted without any delay.

본 발명은 빔 형성의 정확성이 요구되지 않고, 스마트 재밍에 대한 대처가 가능하고, 고속 및 회전 시에 각 빔에서의 신호가 급격히 변화해도 대처가 가능한 위성항법 신호 추적 장치, 위치 정보 획득 장치, 그리고 위성항법 신호 추적 방법을 제공한다.The present invention does not require the accuracy of beam forming, it is possible to cope with smart jamming, and the satellite navigation signal tracking device, position information acquisition device, which can cope with a sudden change in the signal in each beam at high speed and rotation, and Provides a satellite navigation signal tracking method.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 정보 획득 장치(100)를 보여주는 블록도이다. 위치 정보 획득 장치(100)는 위성항법 신호들을 수신하고, 이에 따라 자신의 위치 정보를 획득할 수 있다.1 is a block diagram illustrating an apparatus 100 for obtaining location information according to an exemplary embodiment of the present invention. The location information acquisition apparatus 100 may receive satellite navigation signals and, accordingly, obtain its location information.

도 1을 참조하면, 위치 정보 획득 장치(100)는 안테나부(110), 반송파 처리 및 빔 구성부(120), 위성항법 신호 추적부(130), 그리고 신호 처리부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the apparatus 100 for obtaining location information includes an antenna unit 110, a carrier processing and beam construction unit 120, a satellite navigation signal tracking unit 130, and a signal processing unit 140.

안테나부(110)는 복수의 안테나들을 포함한다. 안테나부(110)는 수신된 신호들(R1~Rm)을 출력할 수 있다. 안테나부(110)는 서로 다른 방향들로부터 신호들을 수신하는 지향성 안테나들을 포함할 수 있다. 또는 안테나부(110)는 빔포밍 기법에 의하여 방향성을 가지도록 안테나 어레이를 포함할 수 있다.The antenna unit 110 includes a plurality of antennas. The antenna unit 110 may output the received signals R1 to Rm. The antenna unit 110 may include directional antennas that receive signals from different directions. Alternatively, the antenna unit 110 may include an antenna array to have directionality by the beamforming technique.

반송파 처리 및 빔 구성부(120)는 안테나부(110)로부터 신호들(R1~Rm)을 수신한다. 반송파 처리 및 빔 구성부(120)는 위성항법 신호들에 대응하는 반송파들을 이용하여, 수신된 신호들(R1~Rm)을 증폭하고, 다운컨버팅할 수 있다.The carrier processing and beam construction unit 120 receives signals R1 to Rm from the antenna unit 110. The carrier processing and beam configuration unit 120 may amplify and downconvert the received signals R1 to Rm using carrier waves corresponding to the satellite navigation signals.

안테나부(110)가 지향성 안테나들인 경우, 상기 지향성 안테나들의 출력은 이미 빔을 형성하였다. 따라서, 상기 반송파 처리 및 빔 구성부(120)는 별도의 빔 형성 과정을 처리할 필요가 없다. When the antenna section 110 is directional antennas, the output of the directional antennas has already formed a beam. Therefore, the carrier processing and beam configuration unit 120 does not need to process a separate beam forming process.

안테나부(110)가 안테나 어레이들을 사용하는 경우, 상기 반송파 처리 및 빔 구성부(120)은 빔을 형성하기 위하여 다운컨버팅된 신호의 진폭과 위상을 조절할 수 있다. 이에 따라, 반송파 처리 및 빔 구성부(120)는 빔포밍(beamforming)을 수행한 기저대역 신호들(B1~Bn)을 출력할 수 있다. When the antenna unit 110 uses antenna arrays, the carrier processing and beam configuration unit 120 may adjust the amplitude and phase of the downconverted signal to form a beam. Accordingly, the carrier processing and beam configuration unit 120 may output baseband signals B1 to Bn that have undergone beamforming.

예를 들어, 상기 반송파 처리 및 빔 구성부(120)는 소정의 각도로 분할된 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 빔포밍(beamforming)은 시간에 따라 가중치(weighting)를 변경하면서 빔이 위성을 따라가도록 수행할 수 도 있고, 시간에 따라 변하지 않고 공간적으로 균일하게 빔들이 분포하도록 수행될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 위성을 추적하는 빔포밍(beamforming) 방법에 비하여, 다양한 구성이 가능하다.For example, the carrier processing and beam configuration unit 120 may perform beamforming divided by a predetermined angle. That is, beamforming according to the present invention may be performed so that the beam follows the satellite while changing the weighting with time, or may be performed so that the beams are distributed uniformly in space without changing with time. have. Accordingly, the present invention is possible in various configurations as compared to the beamforming method for tracking satellites.

반송파 처리 및 빔 구성부(120)는 안테나부(110)의 안테나들이 서로 다른 방향들로부터 신호들을 수신하도록 빔(beam)을 구성할 수 있다. 빔(beam)은 서로 다른 방향을 바라보도록 형성될 수 있다. 기저대역 신호들(B1~Bn)은 서로 다른 빔에 각각 대응할 수 있다.The carrier processing and beam construction unit 120 may configure a beam such that the antennas of the antenna unit 110 receive signals from different directions. Beams may be formed to face different directions. The baseband signals B1 to Bn may correspond to different beams, respectively.

위성항법 신호 추적부(130)는 기저대역 신호들(B1~Bn)을 수신한다. 위성항법 신호 추적부(130)는 기저대역 신호들(B1~Bn)을 전체적으로 처리하여 위성항법 신호들을 추적할 수 있다. 위성항법 신호 추적부(130)는 추적된 위성항법 신호들에 대한 정보를 출력할 수 있다.The satellite navigation signal tracking unit 130 receives baseband signals B1 to Bn. The satellite navigation signal tracking unit 130 may process the satellite navigation signals by processing the baseband signals B1 to Bn as a whole. The satellite navigation signal tracking unit 130 may output information on the tracked satellite navigation signals.

신호 처리부(140)는 위성항법 신호 추적부(130)로부터 추적된 위성항법 신호들에 대한 정보를 수신한다. 수신된 정보에 기반하여, 신호 처리부(140)는 위치 및 시각 계산을 수행할 수 있다.The signal processor 140 receives information about the satellite navigation signals tracked from the satellite navigation signal tracker 130. Based on the received information, the signal processor 140 may perform a position and time calculation.

도 2는 도 1의 위성항법 신호 추적부(130)를 보여주는 블록도이다. 2 is a block diagram illustrating the satellite navigation signal tracking unit 130 of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 위성항법 신호 추적부(130)는 복수의 신호 추적부들(131~13k)을 포함한다. 각 신호 추적부는 기저대역 신호들(B1~Bn)을 수신할 수 있다. 각 신호 추적부는 기저대역 신호들(B1~Bn)을 전체적으로 처리하여 위성항법 신호를 추적할 수 있다. Referring to FIG. 2, the satellite navigation signal tracking unit 130 includes a plurality of signal tracking units 131 to 13k. Each signal tracker may receive baseband signals B1 to Bn. Each signal tracker may track the satellite navigation signal by processing the baseband signals B1 to Bn as a whole.

예를 들어, 각 신호 추적부(131)는 하나의 위성에 대응하는 위성항법 신호를 추적할 수 있다. 각 신호 추적부(131)는 추적된 위성항법 신호에 대한 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호 추적부(131)는 제1 위성을 추적하도록 설정되고, 제2 신호 추적부(132)는 제1 위성과 다른 제2 위성을 추적할 수 있다.For example, each signal tracking unit 131 may track a satellite navigation signal corresponding to one satellite. Each signal tracking unit 131 may output information about the tracked satellite navigation signal. For example, the first signal tracker 131 may be set to track the first satellite, and the second signal tracker 132 may track a second satellite different from the first satellite.

위성항법 신호 추적부(130)는 적어도 4 개의 신호 추적부를 포함할 수 있다.이에 따라, 제1 신호 추적부(131)는 제1 위성만을 추적하고, 제2 신호 추적부(132)는 제2 위성만을 추적하고, 제3 위성 추적부는 제3 위성만을 추적하고, 제4 위성 추적부는 제4 위성만을 추적할 수 있다.The satellite navigation signal tracker 130 may include at least four signal trackers. Accordingly, the first signal tracker 131 tracks only the first satellite, and the second signal tracker 132 may control the second signal. Only satellites may be tracked, the third satellite tracker may track only the third satellite, and the fourth satellite tracker may track only the fourth satellite.

도 3은 도 2의 신호 추적부(131)를 보여주는 블록도이다. 예시적으로, 다른 신호 추적부들(132~13k)은 도 3에 도시된 신호 추적부(131)와 동일한 구조를 갖고, 동일한 방법으로 동작할 수 있다.3 is a block diagram illustrating the signal tracking unit 131 of FIG. 2. For example, the other signal tracking units 132 to 13k may have the same structure as the signal tracking unit 131 shown in FIG. 3 and may operate in the same manner.

도 3을 참조하면, 제1 신호 추적부(131)는 복수의 개별 신호 추적기들(132a~132n), 주파수 에러 추출기(136), 그리고 통합 코드 동기 에러 추출기(137)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the first signal tracker 131 includes a plurality of individual signal trackers 132a to 132n, a frequency error extractor 136, and an integrated code sync error extractor 137.

복수의 개별 신호 추적기들(132a~132n)은 각각 복수의 기저대역 신호들(B1~Bn)을 수신한다. 복수의 개별 신호 추적기들(132a~132n)의 개수는 빔의 개수 또는 기저대역 신호들(B1~Bn)의 개수와 일치할 수 있다.The plurality of individual signal trackers 132a to 132n each receive a plurality of baseband signals B1 to Bn. The number of individual signal trackers 132a to 132n may match the number of beams or the number of baseband signals B1 to Bn.

각 개별 신호 추적기는 수신되는 기저대역 신호에서 위성항법 신호를 추적할 수 있다. 즉, 복수의 개별 신호 추적기들(131a~131n)은 서로 다른 방향의 위성항법 신호들을 추적할 수 있다. 복수의 개별 신호 추적기들(131a~131n)의 추적 결과는 주파수 에러 추출기(136) 및 통합 코드 동기 에러 추출기(137)로 전송된다.Each individual signal tracker can track the satellite navigation signal in the received baseband signal. That is, the plurality of individual signal trackers 131a to 131n may track satellite navigation signals in different directions. The tracking results of the plurality of individual signal trackers 131a to 131n are transmitted to the frequency error extractor 136 and the integrated code sync error extractor 137.

각 개별 신호 추적기(131a)는 주파수 보정기(132a), 동기 보정기(133a), 상관기(134a), 그리고 국소 동기 에러 추출기(135a)를 포함한다.Each individual signal tracker 131a includes a frequency corrector 132a, a sync corrector 133a, a correlator 134a, and a local sync error extractor 135a.

주파수 보정기(132a)는 주파수 에러 추출기(136)로부터 주파수 에러를 수신한다. 수신된 주파수 에러를 이용하여, 주파수 보정기(132a)는 기저대역 신호(B1)의 주파수 에러를 보정할 수 있다. 주파수 보정기(132a)에 의해 주파수가 보정된 신호는 동기 보정기(133a)로 출력된다.The frequency corrector 132a receives the frequency error from the frequency error extractor 136. Using the received frequency error, the frequency corrector 132a may correct the frequency error of the baseband signal B1. The signal whose frequency is corrected by the frequency corrector 132a is output to the synchronous corrector 133a.

동기 보정기(133a)는 주파수 보정기(132a)의 출력 신호를 수신한다. 동기 보정기(133a)는 국소 동기 에러 추출기(135a)로부터 동기 에러를 수신한다. 동기 보정기(133a)는 수신된 동기 에러를 이용하여, 입력 신호의 동기를 보정할 수 있다. 동기 보정기(133a)에 의해 동기가 보정된 신호는 상관기(134a)로 출력된다.The synchronous corrector 133a receives the output signal of the frequency corrector 132a. The sync corrector 133a receives the sync error from the local sync error extractor 135a. The synchronization corrector 133a may correct the synchronization of the input signal by using the received synchronization error. The signal whose synchronization has been corrected by the synchronization corrector 133a is output to the correlator 134a.

상관기(134a)는 입력 신호와 항법 위성 코드들을 상호 상관할 수 있다. 항법 위성 코드들은 항법 위성들에 할당된 고유한 코드들일 수 있다. 항법 위성 코드들은 의사 랜덤 코드들(PRN code)일 수 있다. 상관기(134a)는 항법 위성 코드들을 변경하면서 상호 상관을 수행할 수 있다. The correlator 134a may cross correlate the input signal with the navigation satellite codes. Navigation satellite codes may be unique codes assigned to navigation satellites. The navigation satellite codes may be pseudo random codes (PRN code). Correlator 134a may perform cross-correlation while changing navigation satellite codes.

예를 들어, 상관값이 제 1 문턱값 이상 산출될 때, 상관기(134a)는 해당 항법 위성 코드에 매치(match)되는 위성항법 신호가 수신되는 것으로 판별할 수 있다. 특정 항법 위성 코드에 따른 상관값이 문턱값 이상일 때, 상관기(134a)는 해당 항법 위성 코드를 유지하며 상호 상관을 수행할 수 있다. For example, when the correlation value is calculated above the first threshold value, the correlator 134a may determine that a satellite navigation signal that matches the corresponding navigation satellite code is received. When the correlation value according to a specific navigation satellite code is greater than or equal to a threshold value, the correlator 134a may perform cross correlation while maintaining the corresponding navigation satellite code.

예를 들어, 위성항법 신호가 없는 때, 상관기(134b)는 위성항법 신호를 추출한 다른 상관기(134a)의 항법 위성 코드로 고정될 수 있다.For example, when there is no satellite navigation signal, the correlator 134b may be fixed with the navigation satellite code of another correlator 134a from which the satellite navigation signal is extracted.

상관기(134a)의 상관 결과(예를 들어, 상관값)는 국소 동기 에러 추출기(135a), 주파수 에러 추출기(136), 그리고 통합 코드 동기 에러 추출기(137)로 전송된다. 국소 동기에러 추출기(135a)는 지연값을 신호 처리부(140)에 제공할 수 있다. 지연값은 기저대역의 입력 RF 경로가 안테나, 증폭기, 및 필터 등을 통한 경로별 시간 지연의 차이이다. 지연값을 보정(calibration)하는 것은 어려울 수 있다. The correlation result (eg, correlation value) of the correlator 134a is sent to the local synchronous error extractor 135a, the frequency error extractor 136, and the integrated code synchronous error extractor 137. The local synchronization error extractor 135a may provide a delay value to the signal processor 140. The delay value is the difference in path-by-path delay of the baseband input RF path through antennas, amplifiers, and filters. It can be difficult to calibrate the delay value.

국소 동기 에러 추출기(135a)는 상관기(134a)로부터 상관 결과를 수신한다. 국소 동기 에러 추출기(135a)는 상관 결과에 기반하여 동기 에러를 추출할 수 있다. 예를 들어, 상관값이 소정의 문턱값 이상일 때 신호가 수신되는 것으로 판별할 수 있다. 국소 동기 에러 추출기(135a)는 동기 보정값을 선택하고, 이를 동기 보정기(133a)에 전송할 수 있다.Local synchronization error extractor 135a receives the correlation result from correlator 134a. The local synchronization error extractor 135a may extract the synchronization error based on the correlation result. For example, it may be determined that a signal is received when the correlation value is greater than or equal to a predetermined threshold. The local synchronization error extractor 135a may select a synchronization correction value and transmit it to the synchronization corrector 133a.

국소 동기 에러 추출기(135a)는 통합 코드 동기 에러 추출기(137)로부터 동기 보정값을 수신한다. 추적되는 위성항법 신호가 존재하지 않을 때, 국소 동기 에러 추출기(135a)는 통합 코드 동기 에러 추출기(137)로부터 수신되는 동기 보정값을 동기 보정기(133a)로 출력할 수 있다.Local synchronization error extractor 135a receives a synchronization correction value from integrated code synchronization error extractor 137. When the satellite navigation signal to be tracked does not exist, the local sync error extractor 135a may output a sync correction value received from the integrated code sync error extractor 137 to the sync corrector 133a.

주파수 에러 추출기(136)는 복수의 개별 신호 추적기들(131a~131n)로부터 추적 결과를 수신한다. 추적 결과에 기반하여, 주파수 에러 추출기(136)는 추적되는 위성항법 신호의 주파수 에러를 추출할 수 있다. 예를 들어, 주파수 에러 추출기(136)는 추적되는 위성항법 신호의 위상 변화를 검출하고, 검출 결과에 따라 주파수 에러를 추출할 수 있다. 추출된 주파수 에러(또는 그에 따른 주파수 보정값)는 복수의 개별 신호 추적기들(131a~131n) 또는 주파수 보정기들(133a~1333n)로 전송된다. 주파수 에러 추출기(136)는 대표 빔 또는 최고의 상관 값을 가지는 기저대역신호의 주파수를 신호처리부에 출력할 수 있다.The frequency error extractor 136 receives the tracking result from the plurality of individual signal trackers 131a to 131n. Based on the tracking result, the frequency error extractor 136 may extract the frequency error of the satellite navigation signal being tracked. For example, the frequency error extractor 136 may detect the phase change of the satellite navigation signal being tracked and extract the frequency error according to the detection result. The extracted frequency error (or corresponding frequency correction value) is transmitted to the plurality of individual signal trackers 131a to 131n or the frequency correctors 133a to 1333n. The frequency error extractor 136 may output a frequency of the baseband signal having the representative beam or the highest correlation value to the signal processor.

둘 이상의 개별 신호 추적기들(131a,131b)에서 위성항법 신호가 추적될 때, 주파수 에러 추출기(136)는 가장 좋은 추적 결과를 보이는 개별 신호 추적기(131a)의 추적 결과에 따라 주파수 에러를 추출할 수 있다. When the satellite navigation signal is tracked in two or more individual signal trackers 131a and 131b, the frequency error extractor 136 may extract the frequency error according to the tracking result of the individual signal tracker 131a which shows the best tracking result. have.

둘 이상의 개별 신호 추적기들(131a,131b)로부터 위성항법 신호가 추적될 때, 주파수 에러 추출기(136)는 둘 이상의 개별 신호 추적기들(131a,131b)의 주파수 에러들의 평균값을 최종적인 주파수 에러로 추출할 수 있다.When the satellite navigation signal is tracked from two or more individual signal trackers 131a and 131b, the frequency error extractor 136 extracts the average value of the frequency errors of the two or more individual signal trackers 131a and 131b as the final frequency error. can do.

통합 코드 동기 에러 추출기(137)는 복수의 개별 신호 추적기들(131a~131n)로부터 추적 결과를 수신한다. 추적 결과에 기반하여, 통합 코드 동기 에러 추출기(137)는 통합 코드 동기 에러를 추출한다. 추출된 주파수 에러는 복수의 개별 신호 추적기들(131a~131n) 또는 국소 동기 에러 추출기들(135a~135n)로 전송된다. 통합 코드 동기 에러 추출기(137)는 대표 빔 또는 최고의 상관값을 가지는 기저대역신호의 동기값(도달시간)을 신호 처리부에 제공할 수 있다.The integrated code sync error extractor 137 receives the tracking result from the plurality of individual signal trackers 131a to 131n. Based on the tracking result, the integrated code sync error extractor 137 extracts the integrated code sync error. The extracted frequency error is transmitted to a plurality of individual signal trackers 131a to 131n or local synchronization error extractors 135a to 135n. The integrated code synchronization error extractor 137 may provide the signal processing unit with a synchronization value (arrival time) of the baseband signal having the representative beam or the highest correlation value.

둘 이상의 개별 신호 추적기들(131a,131b)에서 위성항법 신호가 추적될 때, 통합 코드 동기 에러 추출기(137)는 가장 좋은 추적 결과를 보이는 개별 신호 추적기(131a)의 추적 결과에 따라 통합 코드 동기 에러를 추출할 수 있다. 추출된 코드 동기 에러(또는 그에 따른 코드 동기 보정값)는 복수의 개별 신호 추적기들(131a~131n) 또는 국소 동기 에러 추출기들(135a~135n)로 전송된다.When the satellite navigation signal is tracked in two or more individual signal trackers 131a and 131b, the integrated code synchronization error extractor 137 is based on the tracking result of the individual signal tracker 131a which shows the best tracking result. Can be extracted. The extracted code synchronization error (or corresponding code synchronization correction value) is transmitted to a plurality of individual signal trackers 131a to 131n or local synchronization error extractors 135a to 135n.

예시적으로, 주파수 보정기(132a), 상관기(134a), 그리고 주파수 에러 추출기(136)는 주파수 고정 루프(FLL, Frequency Locked Loop)를 형성할 수 있다. 동기 보정기(133a), 상관기(134a), 그리고 국소 동기 에러 추출기(135a) 또는 통합 코드 동기 에러 추출기(137)는 지연 고정 루프(DLL, Delayed Locked Loop)를 형성할 수 있다.In exemplary embodiments, the frequency corrector 132a, the correlator 134a, and the frequency error extractor 136 may form a frequency locked loop (FLL). The sync corrector 133a, the correlator 134a, and the local sync error extractor 135a or the integrated code sync error extractor 137 may form a delay locked loop (DLL).

개별 신호 추적기에서 위성항법 신호가 추적될 때, 이로부터 주파수 에러 및 통합 코드 동기 에러가 추출된다. 위성항법 신호가 없거나 매우 미약하여 위성항법 신호들이 추적되지 않는 개별 신호 추적기들은 위성항법 신호가 추적되는 개별신호 추적기에서 추출된 주파수 에러 및 코드 동기 에러에 따라 주파수 보정 및 동기 보정이 되어 상관기가 동작된다. 따라서, 위성항법 신호가 수신되는 방향이 변화할 때, 위성항법 신호가 검출되는 기저대역 신호 또는 빔이 변화할 수 있다. 이때, 위성항법 신호를 수신하는 개별 신호 추적기가 변화할 수 있다. 즉, 다른 기저대역 신호에서 위성 항법 신호가 포함되도록 변화할 때, 다른 기저대역 신호에 대응하는 개별 신호 추적기들이 항상 동작하고 있어 즉시 신호추적이 가능하다.When the satellite navigation signal is tracked in an individual signal tracker, frequency error and integrated code synchronization error are extracted therefrom. The individual signal trackers without satellite navigation signals or very weak satellite signals are not tracked. The correlator operates by frequency correction and synchronization correction according to the frequency error and code synchronization error extracted from the individual signal tracker for which the satellite navigation signals are tracked. . Thus, when the direction in which the satellite navigation signal is received changes, the baseband signal or beam in which the satellite navigation signal is detected may change. At this time, the individual signal tracker for receiving the satellite navigation signal may change. In other words, when changing from another baseband signal to include a satellite navigation signal, the individual signal trackers corresponding to the other baseband signal are always in operation and immediately signal tracking is possible.

예를 들어, 제1 개별 신호 추적기(131a)가 제1 위성을 추적하고 있고 다른 개별 신호 추적기들(131b~131n)은 위성신호가 없어 위성을 추적하지 못하고 있다고 가정한다. 다른 개별 신호 추적기들(131b~131n)은 제1 개별 신호 추적기(131a)에 의한 주파수 보정과 동기 보정을 주파수 에러 추출기 및 통합 코드 동기 에러 추출기를 통하여 데이터를 제공받아 동기 보정 및 상관을 수행한다. For example, it is assumed that the first individual signal tracker 131a is tracking the first satellite and the other individual signal trackers 131b to 131n are unable to track the satellite because there is no satellite signal. The other individual signal trackers 131b to 131n receive data through a frequency error extractor and an integrated code sync error extractor for frequency correction and synchronization correction by the first individual signal tracker 131a to perform synchronization correction and correlation.

소정의 시간이 지난 후, 제1 위성의 위성 신호가 제2 기저 대역 신호(B2)에 나타나난 경우, 제2 개별 신호 추적기(131b)는 이미 제1 위성에 대한 주파수 보정과 동기 보정에 대한 자료를 가지고 동작하고 있다. 따라서, 상기 제2 개별 신호 추적기(131b)는 즉시 제1 위성을 추적할 수 있다.After a predetermined time, when the satellite signal of the first satellite appears in the second baseband signal B2, the second individual signal tracker 131b has already received data on the frequency correction and the synchronization correction for the first satellite. Is working with. Thus, the second individual signal tracker 131b can immediately track the first satellite.

위성항법 신호들을 추적하지 않는 개별 신호 추적기들이 주파수 보정 및 동기 보정을 수행하고 있으면, 위성항법 신호를 수신하는 개별 신호 추적기가 변화해도, 위성항법 신호를 새로이 수신한 개별 신호 추적기가 위성항법 신호를 용이하게 추적할 수 있다.If individual signal trackers that do not track satellite navigation signals are performing frequency and synchronous corrections, the individual signal trackers that newly receive the satellite navigation signals facilitate the satellite navigation signals, even if the individual signal trackers receiving the satellite navigation signals change. Can be tracked.

위성항법 신호의 추적 결과에 따라, 신호 추적부(131)는 추적된 위성항법 신호에 대한 정보(지연값, 동기값, 주파수, 데이터, 상관값)를 신호 처리부(140)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 주파수 에러 추출기(136)는 가장 추적이 잘 되는(예를 들어, 가장 상관값이 높은) 위성항법 신호의 주파수에 대한 정보를 신호 처리부(140)로 출력할 수 있다. 이에 기반하여, 신호 처리부(140)는 위성항법 신호의 주파수를 판별할 수 있다.According to the tracking result of the satellite navigation signal, the signal tracking unit 131 may output information (delay value, synchronization value, frequency, data, correlation value) about the tracked satellite navigation signal to the signal processor 140. For example, the frequency error extractor 136 may output information about the frequency of the satellite navigation signal with the best tracking (eg, the highest correlation value) to the signal processor 140. Based on this, the signal processor 140 may determine the frequency of the satellite navigation signal.

통합 코드 동기 에러 추출기(137)는 코드의 위치, 즉 코드의 동기 시점에 대한 정보(동기값)를 신호 처리부(140)로 출력할 수 있다. 이에 기반하여, 신호 처리부(140)는 위성항법 신호의 동기 정보를 획득할 수 있다. 동기 정보는 항법 위성으로부터 송신된 위성항법 신호가 위치 정보 획득 장치(100)에 도달할 때까지의 지연 시간을 나타내고, 위치 계산을 위해 요구되는 필수 정보일 수 있다.The integrated code synchronization error extractor 137 may output the location of the code, that is, information (synchronization value) about the synchronization time point of the code, to the signal processor 140. Based on this, the signal processor 140 may acquire synchronization information of the satellite navigation signal. The synchronization information indicates a delay time until the satellite navigation signal transmitted from the navigation satellite reaches the position information obtaining apparatus 100, and may be essential information required for the position calculation.

각 국소 동기 에러 추출기(135a~135n)는 통합 코드 동기 에러값과 국소 동기에러 값의 차이인 지연값을 신호 처리부(140)로 출력할 수 있다. 지연값에 기반하여, 신호 처리부(140)는 안테나부(110), 반송파 처리 및 빔 구성부(120), 그리고 위성항법 신호 처리부(130)의 각 경로에서 발생하는 지연시간의 차이를 판별할 수 있다. 지연값은 국소 동기 에러값과 통합 동기 에러값의 차이로 각 기저대역 신호의 전달값(propagation delay)의 차이이다. 예를 들어 기저대역 간 신호전달시간이 동일하다면 지연값은 영(zero)일 수 있다.Each of the local synchronization error extractors 135a to 135n may output a delay value, which is a difference between the integrated code synchronization error value and the local synchronization error value, to the signal processor 140. Based on the delay value, the signal processor 140 may determine a difference in delay time occurring in each path of the antenna unit 110, the carrier processing and beam construction unit 120, and the satellite navigation signal processing unit 130. have. The delay value is the difference between the propagation delay of each baseband signal as the difference between the local synchronization error value and the integrated synchronization error value. For example, if the signal propagation time between basebands is the same, the delay value may be zero.

상관기(134a)는 추적된 위성항법 신호의 데이터를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상관기(134a)는 Ephemeris, Almanac, 시간 등과 같은 GPS 정보, 신호 품질을 가리키는 CNR (Carrier to Noise Ratio), 상관값 등을 출력할 수 있다.The correlator 134a may output data of the tracked satellite navigation signal. For example, the correlator 134a may output GPS information such as Ephemeris, Almanac, time, CNR (Carrier to Noise Ratio) indicating a signal quality, a correlation value, and the like.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위성항법 신호 추적 방법을 보여주는 순서도이다. 4 is a flowchart showing a satellite navigation signal tracking method according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, S110 단계에서, 추적되는 위성항법 신호가 존재하는지 판별된다. 추적되는 위성항법 신호가 존재하면, S120 단계에서, 추적된 위성항법 신호에 따라 위성항법 신호를 추적되하지 않는 개별 신호 추적기들이 동작된다. 위성항법 신호가 없어 추적되지 않는 개별 신호 추적기들은 추적된 위성항법 신호의 주파수 에러 및 코드 동기 에러로 보정되어 상관기가 동작될 수 있다. 즉, 개별 신호 추적기들은 항상 위성항법 신호를 추적할 수 있는 레디(ready) 상태로 동작할 수 있다.3 and 4, in step S110, it is determined whether there is a satellite navigation signal being tracked. If there is a satellite navigation signal to be tracked, in step S120, individual signal trackers are operated that do not track the satellite navigation signal according to the tracked satellite navigation signal. The individual signal trackers that are not tracked because of no satellite navigation signal are corrected by the frequency error and code synchronization error of the tracked satellite navigation signal so that the correlator can be operated. That is, individual signal trackers can operate in a ready state that can always track satellite navigation signals.

도 5는 위치 정보 획득 장치(100)가 위성항법 신호들을 수신하는 예를 보여준다. 도 6은 위치 정보 획득 장치(100)의 추적 결과를 보여주는 테이블이다. 5 shows an example in which the location information acquisition apparatus 100 receives satellite navigation signals. 6 is a table illustrating a tracking result of the apparatus 100 for obtaining location information.

도 5 및 도 6을 참조하면, 위치 정보 획득 장치(100)는 서로 다른 방향들로부터 신호들을 수신하거나, 각 안테나의 신호들 처리하여 빔포밍한다. 위치 정보 획득 장치(100)는 지향성 안테나들을 이용하여 서로 다른 방향들로부터 신호들을 수신할 수 있다. 빔 형성시 위성의 방향성을 고려할 필요가 없다. 따라서, 빔 형성은 단순한 형태로 가능하다. 예를 들어, 빔은 일정한 각도로 분할되도록 형성될 수 있다.5 and 6, the location information acquisition apparatus 100 receives signals from different directions or processes signals of respective antennas to perform beamforming. The location information acquisition apparatus 100 may receive signals from different directions using directional antennas. It is not necessary to consider the directionality of the satellites when forming the beam. Thus, beam forming is possible in a simple form. For example, the beam may be formed to be split at an angle.

또는 위치 정보 획득 장치(100)는 빔 포밍(beam forming)을 이용하여 서로 다른 방향들의 빔을 형성하도록 수신 신호들을 처리할 수 있다. Alternatively, the location information acquisition apparatus 100 may process the received signals to form beams in different directions using beam forming.

위치 정보 획득 장치(100)가 지향성 안테나들을 이용하는 경우, 신호를 수신하는 방향들의 수는 기저대역 신호들(B1~Bn, 도 2 참조)의 수와 동일할 수 있다. 즉, 하나의 방향으로부터 하나의 기저대역 신호가 생성될 수 있다.When the location information acquisition apparatus 100 uses the directional antennas, the number of directions for receiving the signal may be equal to the number of baseband signals B1 to Bn (see FIG. 2). That is, one baseband signal can be generated from one direction.

예시적으로, 두 개의 항법 위성들(S1, S2) 및 하나의 재머(J1, Jammer)가 신호들을 송신할 수 있다. 제1 항법 위성(S1)의 위성항법 신호는 제 5 방향(5)으로부터 수신되고, 제2 항법 위성(S2)의 위성항법 신호는 제 9 방향(9)으로부터 수신되고, 재머(J1)의 재밍 신호는 제 7 방향(7)으로부터 수신될 수 있다.In exemplary embodiments, two navigation satellites S1 and S2 and one jammer J1 may transmit signals. The satellite navigation signal of the first navigation satellite S1 is received from the fifth direction 5, the satellite navigation signal of the second navigation satellite S2 is received from the ninth direction 9, and the jamming of the jammer J1 is performed. The signal may be received from the seventh direction 7.

위성항법 신호들은 신호의 세기 및 동기 측면에서, 적합한 위성항법 신호인 것으로 판별될 수 있다. 재밍 신호는 신호의 세기는 크지만 동기가 이루어지지 않을 수 있다. 동기가 이루어지지 않은 신호는 재밍 신호로 판별되고, 신호 추적부들(131~13k, 도 2 참조)에서 추적되지 않을 수 있다.The satellite navigation signals may be determined to be suitable satellite navigation signals in terms of signal strength and synchronization. The jamming signal has a high signal strength but may not be synchronized. The signal that is not synchronized is determined as a jamming signal and may not be tracked by the signal tracking units 131 to 13k (see FIG. 2).

또한, 위성항법 신호와 동일한 형태의 신호를 송출하는 스마트 재밍의 경우, 통상의 재밍과 달리 동일한 위성항법 코드를 사용하기 때문에 동기가 이루어 지고 신호 추적이 가능 하게 된다. 하지만, 위성의 방향성이 해당 빔의 방향성과 모순이 생기게 된다. 예를 들어 제 7방향으로 수신되는 기저대역 신호(B7)에서 복수 개의 위성항법신호가 추적되고 추적된 복수 개의 위성의 방향성이 제 7 방향과 일치하지 않을 수 있다. 따라서, 제 7방향의 기저대역신호(B7)는 스마트 재밍 신호로 판별될 수 있다.In addition, in the case of smart jamming, which transmits a signal of the same type as the satellite navigation signal, unlike the normal jamming, the same satellite navigation code is used, so that synchronization and signal tracking are possible. However, the directionality of the satellites is inconsistent with the directionality of the beam. For example, a plurality of satellite navigation signals may be tracked in the baseband signal B7 received in the seventh direction, and the directionalities of the plurality of satellites tracked may not coincide with the seventh direction. Therefore, the baseband signal B7 in the seventh direction may be determined as a smart jamming signal.

제1 항법 위성(S1)의 신호는 하나의 신호 추적부(예를 들어, 131)에서 추적될 수 있다. 해당 신호 추적부(예를 들어, 131)에서 제 5 방향(5)을 담당하는 개별 신호 추적기(131e)가 위성항법 신호를 추적할 수 있다. 이 개별 신호 추적기(131e)로부터 추출되는 주파수 에러 및 코드 동기 에러에 따라, 신호 추적부(예를 들어, 131)의 개별 신호 추적기들(예를 들어, 위성항법 신호가 추적되지 않는 개별 신호 추적기들)이 주파수 보정 및 동기 보정을 수행할 수 있다.The signal of the first navigation satellite S1 may be tracked by one signal tracker (eg, 131). In the signal tracking unit (eg, 131), an individual signal tracker 131e in charge of the fifth direction 5 may track the satellite navigation signal. According to the frequency error and the code synchronization error extracted from the individual signal tracker 131e, the individual signal trackers of the signal tracker (e.g., 131) (e.g., individual signal trackers for which the satellite navigation signal is not tracked). ) Can perform frequency correction and synchronous correction.

제2 항법 위성(S2)의 신호는 다른 하나의 신호 추적부(예를 들어, 132)에서 추적될 수 있다. 해당 신호 추적부(예를 들어, 132)에서 제 9 방향(9)을 담당하는 개별 신호 추적기(131i)가 위성항법 신호를 추적할 수 있다. 이 개별 신호 추적기(131i)로부터 추출되는 주파수 에러 및 코드 동기 에러에 따라, 신호 추적부(예를 들어, 132)의 개별 신호 추적기들(예를 들어, 위성항법 신호가 추적되지 않는 개별 신호 추적기들)이 주파수 보정 및 동기 보정을 수행할 수 있다.The signal of the second navigation satellite S2 may be tracked by another signal tracker (eg, 132). In the signal tracking unit (for example, 132), an individual signal tracker 131i in charge of the ninth direction 9 may track the satellite navigation signal. Depending on the frequency error and code synchronization error extracted from this individual signal tracker 131i, the individual signal trackers of the signal tracker (e.g., 132) (e.g., individual signal trackers for which the satellite navigation signal is not tracked). ) Can perform frequency correction and synchronous correction.

도 7은 위치 정보 획득 장치(100)가 회전하여 위성항법 신호들을 수신하는 예를 보여준다. 도 8은 위치 정보 획득 장치(100)의 추적 결과를 보여주는 테이블이다. FIG. 7 shows an example in which the location information acquisition apparatus 100 rotates to receive satellite navigation signals. 8 is a table illustrating a tracking result of the apparatus 100 for obtaining location information.

도 7 및 도 8을 참조하면, 위치 정보 획득 장치(100)가 회전하여, 제1 항법 위성(S1)의 위성항법 신호는 제 6 방향(6)에서 수신되고, 제2 항법 위성(S2)의 위성항법 신호는 제 10 방향(10)에서 수신될 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, the position information acquisition apparatus 100 is rotated so that the satellite navigation signal of the first navigation satellite S1 is received in the sixth direction 6, and the second navigation satellite S2 is rotated. The satellite navigation signal may be received in the tenth direction 10.

제1 항법 위성(S1)의 위성항법 신호를 추적하는 신호 추적부(예를 들어, 131)의 개별 신호 추적기들(예를 들어, 위성항법 신호가 추적되지 않는 개별 신호 추적기들)은 주파수 보정, 동기 보정, 및 상관을 수행하고 있다. 신호 추적부(131)의 개별 신호 추적기들의 상관기는 제1 항법 위성(S1)의 PRN 코드로 고정될 수 있다. The individual signal trackers of the signal tracking unit (eg, 131) for tracking the satellite navigation signal of the first navigation satellite S1 (eg, the individual signal trackers for which the satellite navigation signal is not tracked) are frequency corrected, Sync correction and correlation are performed. The correlators of the individual signal trackers of the signal tracker 131 may be fixed with the PRN code of the first navigation satellite S1.

따라서, 위성항법 신호를 추적하지 않던 제 6 방향(6)을 담당하는 개별 신호 추적기는 새로이 수신되는 위성항법 신호가 들어오는 순간부터 바로 상관기 출력이 정상으로 나와 위성항법 신호를 추적할 수 있다.Therefore, the individual signal tracker in the sixth direction 6, which did not track the satellite navigation signal, can immediately output the correlator output from the moment a newly received satellite navigation signal is received to track the satellite navigation signal.

변형될 실시예에 따르면, 신호 추적부(예를 들어, 131)의 개별 신호 추적기들 중에서 제5 방향을 담당하는 개별 신호 추적기(131e)와 제5 방향에 이웃한 제4 방향 및 제 6 방향을 담당하는 개별 신호 추적기들(131d,131f)만 동작할 수 있다. 이 경우, 소모 전력을 감소시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, among the individual signal trackers of the signal tracker (eg, 131), the individual signal trackers 131e that are in charge of the fifth direction and the fourth and sixth directions adjacent to the fifth direction may be selected. Only the individual signal trackers 131d and 131f in charge may operate. In this case, power consumption can be reduced.

제2 항법 위성(S2)의 위성항법 신호를 추적하는 신호 추적부(예를 들어, 132)의 개별 신호 추적기들(예를 들어, 위성항법 신호가 추적되지 않는 개별 신호 추적기들)은 주파수 보정, 동기 보정, 및 상관을 항상 수행하고 있다. 따라서, 위성항법 신호를 추적하지 않던 제 10 방향(10)을 담당하는 개별 신호 추적기는 새로이 수신되는 위성항법 신호를 즉시 추적할 수 있다.The individual signal trackers of the signal tracking unit (eg, 132) for tracking the satellite navigation signals of the second navigation satellite S2 (eg, individual signal trackers for which the satellite navigation signals are not tracked) are frequency corrected, Synchronous correction and correlation are always performed. Thus, the individual signal tracker in charge of the tenth direction 10, which did not track the satellite navigation signal, can immediately track the newly received satellite navigation signal.

상술된 바와 같이, 특정한 개별 신호 추적기에서 위성항법 신호가 추적되면, 위성항법 신호가 추적되지 않는 개별 신호 추적기들도 위성항법 신호를 추적하는 개별 신호 추적기에 동기되어 동작할 수 있다. 따라서, 위치 정보 획득 장치(100)가 고속, 회전 운동을 해도, 위치 정보가 용이하게 획득될 수 있다.As described above, if a satellite navigation signal is tracked in a particular individual signal tracker, the individual signal trackers for which the satellite navigation signal is not tracked may operate in synchronization with the individual signal tracker tracking the satellite navigation signal. Therefore, even if the position information obtaining apparatus 100 performs a high speed and rotational motion, the position information can be easily obtained.

도 9는 제 1 예에 따른 안테나부(110a)를 보여준다. 9 shows the antenna unit 110a according to the first example.

도 9를 참조하면, 안테나부(110a)는 서로 다른 방향들로 정렬된 복수의 지향성 안테나들을 포함할 수 있다. 하나의 지향성 안테나는 하나의 방향을 담당하고, 하나의 기저대역 신호에 대응할 수 있다. 안테나부(110a)가 지향성 안테나들을 포함할 때, 반송파 처리 및 빔 구성부(120)는 빔 포밍 기능을 구비하지 않을 수 있다.Referring to FIG. 9, the antenna unit 110a may include a plurality of directional antennas arranged in different directions. One directional antenna is responsible for one direction and may correspond to one baseband signal. When the antenna unit 110a includes directional antennas, the carrier processing and beam configuration unit 120 may not have a beam forming function.

도 10은 제 2 예에 따른 안테나부(110b)를 보여준다. 도 10을 참조하면, 안테나부(110b)는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 반송파 처리 및 빔 구성부(120)는 둘 또는 그 이상의 안테나들의 출력들을 이용하여 하나의 빔을 형성할 수 있다. 반송파 처리 및 빔 구성부(120)는 서로 다른 방향들을 담당하는 복수의 빔들을 형성할 수 있다. 하나의 빔으로 수신되는 신호는 하나의 기저대역 신호에 대응할 수 있다.10 shows the antenna unit 110b according to the second example. Referring to FIG. 10, the antenna unit 110b may include a plurality of antennas. The carrier processing and beam construction unit 120 may form one beam using the outputs of two or more antennas. The carrier processing and beam configuration unit 120 may form a plurality of beams that cover different directions. The signal received in one beam may correspond to one baseband signal.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the claims equivalent to the claims of the present invention as well as the claims of the following.

100; 위치 정보 획득 장치 110; 안테나부
120; 반송파 처리 및 빔 구성부 130; 위성항법 신호 추적부
140; 신호 처리부 131~13k; 신호 추적부들
1311~131n; 개별 신호 추적기들 132; 주파수 보정기
133; 동기 보정기 134; 상관기
135; 국소 동기 에러 추출기 136; 주파수 에러 추출기
137; 통합 코드 동기 에러 추출기
100; Location information acquisition device 110; The antenna portion
120; Carrier processing and beam construction 130; Satellite navigation signal tracking unit
140; Signal processor 131 to 13k; Signal tracers
1311 to 131n; Individual signal trackers 132; Frequency compensator
133; Synchronous compensator 134; Correlator
135; Local synchronous error extractor 136; Frequency error extractor
137; Integrated Code Synchronization Error Extractor

Claims (17)

복수의 기저대역 신호들을 각각 수신하고, 위성항법 신호를 추적하는 위성별 복수의 개별 신호 추적기들; 및
복수의 개별 신호 추적기들에 결합되고, 상기 복수의 개별 신호 추적기들의 추적 결과로부터 추적 에러를 추출하는 에러 추출기를 포함하고,
상기 복수의 개별 신호 추적기들 중 하나 이상에서 위성항법 신호 추적이 성공적으로 수행되면, 위성항법 신호 추적이 안되는 개별 신호추적기들도 상기 에러 추출기에 의해 추출된 에러값에 기반하여 에러 보정을 수행하고 신호 추적 기능을 동시에 수행하는 위성항법 신호 추적 장치.
A plurality of individual signal trackers for each satellite, each receiving a plurality of baseband signals and tracking a satellite navigation signal; And
An error extractor coupled to a plurality of individual signal trackers, for extracting a tracking error from a tracking result of the plurality of individual signal trackers,
If the satellite navigation signal tracking is successfully performed in one or more of the plurality of individual signal trackers, the individual signal trackers that are not satellite navigation signal tracking also perform error correction based on the error value extracted by the error extractor. Satellite navigation signal tracking device that simultaneously performs tracking functions.
제 1 항에 있어서,
상기 에러 추출기는,
상기 추적 결과로부터 주파수 에러를 추출하는 주파수 에러 추출기; 및
상기 추적 결과로부터 통합 코드 동기 에러를 추출하는 통합 코드 동기 에러 추출기를 포함하는 위성항법 신호 추적 장치.
The method of claim 1,
The error extractor,
A frequency error extractor for extracting a frequency error from the tracking result; And
And an integrated code synchronization error extractor for extracting an integrated code synchronization error from the tracking result.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 개별 신호 추적기에서 동일한 위성항법 신호가 추적될 때, 상기 에러 추출기는 상기 복수의 개별 신호 추적기들에서 검출되는 에러값들의 평균값을 선택하는 위성항법 신호 추적 장치.
The method of claim 1,
And when the same satellite navigation signal is tracked in the plurality of individual signal trackers, the error extractor selects an average value of error values detected in the plurality of individual signal trackers.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 개별 신호 추적기에서 동일한 위성항법 신호가 추적될 때, 상기 에러 추출기는 상기 복수의 개별 신호 추적기들 중 위성항법 신호와 항법 위성 코드들의 상관값이 문턱값 이상으로 추적되는 개별 신호 추적기에서 검출되는 에러값을 선택하는 위성항법 신호 추적 장치.
The method of claim 1,
When the same satellite navigation signal is tracked in the plurality of individual signal trackers, the error extractor is detected in the individual signal tracker in which the correlation value of the satellite navigation signal and the navigation satellite codes of the plurality of individual signal trackers is tracked above a threshold. Satellite navigation signal tracking device to select the error value to be.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 개별 신호 추적기들 각각은,
입력 신호와 항법 위성 코드들을 상호 상관하는 상관기;
상기 상관기의 출력 신호에 기반하여 코드 동기 에러를 추출하는 국소 동기 에러 추출기;
상기 에러 추출기의 주파수 에러 추출값에 따라 기저대역 신호의 주파수를 보정하는 주파수 보정기; 및
상기 에러 추출기의 통합 코드 동기 에러 추출값 또는 상기 국소 동기 에러 추출기의 코드 동기 에러 추출값에 따라 동기 보정을 수행하는 동기 보정기를 포함하는 위성항법 신호 추적 장치.
The method of claim 1,
Each of the plurality of individual signal trackers,
A correlator that correlates the input signal with the navigation satellite codes;
A local synchronization error extractor for extracting code synchronization errors based on the output signal of the correlator;
A frequency corrector for correcting the frequency of the baseband signal according to the frequency error extraction value of the error extractor; And
And a synchronization corrector configured to perform synchronization correction according to an integrated code synchronization error extraction value of the error extractor or a code synchronization error extraction value of the local synchronization error extractor.
제 5 항에 있어서,
상기 에러 추출기는 상기 상관기의 출력 신호에 기반하여 주파수 에러 및 통합 코드 동기 에러를 산출하는 위성항법 신호 추적 장치.
The method of claim 5, wherein
And the error extractor calculates a frequency error and an integrated code synchronization error based on the output signal of the correlator.
제 5 항에 있어서,
추적되는 위성항법 신호가 존재하지 않으면, 상기 동기 보정기는 상기 에러 추출기의 통합 코드 동기 에러 추출값에 따라 동기 보정을 수행하는 위성항법 신호 추적 장치.
The method of claim 5, wherein
And if the satellite navigation signal to be tracked does not exist, the synchronization corrector performs synchronization correction according to the integrated code synchronization error extraction value of the error extractor.
제 5 항에 있어서,
추적되는 위성항법 신호가 존재하면, 상기 동기 보정기는 상기 국소 동기 에러 추출기의 통합 코드 동기 에러 추출값에 따라 상기 동기 보정을 수행하는 위성항법 신호 추적 장치.
The method of claim 5, wherein
And a satellite navigation signal to be tracked, wherein the synchronization corrector performs the synchronization correction according to an integrated code synchronization error extraction value of the local synchronization error extractor.
제 8 항에 있어서,
상기 국소 동기 에러 추출기의 코드 동기 에러 추출값과 상기 에러 추출기의 통합 코드 동기 에러 추출값의 차이로 기저대역 신호 간의 지연시간을 추출하는 위성항법 신호 추적 장치.
The method of claim 8,
And a satellite navigation signal tracking device extracting a delay time between baseband signals based on a difference between a code synchronization error extraction value of the local synchronization error extractor and an integrated code synchronization error extraction value of the error extractor.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 기저대역 신호들은 서로 다른 방향으로부터 수신되는 신호들에 대응하는 위성항법 신호 추적 장치.
The method of claim 1,
And said plurality of baseband signals corresponds to signals received from different directions.
복수의 안테나들을 포함하는 안테나부;
상기 복수의 안테나들로부터 수신되는 신호들을 다운컨버팅하고, 복수의 기저대역 신호들을 출력하거나, 상기 복수의 안테나들로부터 수신되는 신호들을 빔포밍하여 복수의 기저대역 신호들을 출력하는 반송파 처리 및 빔 구성부;
상기 복수의 기저대역 신호들에 기반하여 위성항법 신호들을 추적하는 복수의 위성항법 신호 추적부; 및
상기 추적된 위성항법 신호들에 기반하여 위치 및 시각 정보를 검출하는 신호 처리부를 포함하고,
상기 위성항법 신호 추적부 각각은,
상기 복수의 기저대역 신호들을 각각 수신하는 복수의 개별 신호 추적기들; 및
복수의 개별 신호 추적기들에 결합되고, 상기 복수의 개별 신호 추적기들의 추적 결과로부터 추적 에러를 추출하는 에러 추출기를 포함하고,
상기 복수의 개별 신호 추적기들 각각은 추적되는 위성항법 신호가 존재하지 않을 때, 위성 항법 신호가 존재하는 개별 신호 추적기로부터 상기 에러 추출기에 의해 추출된 에러값에 기반하여 에러 보정을 수행하는 위치 정보 획득 장치.
An antenna unit including a plurality of antennas;
Carrier processing and beam construction unit for down-converting the signals received from the plurality of antennas, outputting a plurality of baseband signals, or beamforming the signals received from the plurality of antennas to output a plurality of baseband signals ;
A plurality of satellite navigation signal tracking units for tracking satellite navigation signals based on the plurality of baseband signals; And
A signal processor detecting position and visual information based on the tracked satellite navigation signals,
Each of the satellite navigation signal tracking unit,
A plurality of individual signal trackers, each receiving the plurality of baseband signals; And
An error extractor coupled to a plurality of individual signal trackers, for extracting a tracking error from a tracking result of the plurality of individual signal trackers,
Each of the plurality of individual signal trackers obtains position information for performing error correction based on an error value extracted by the error extractor from an individual signal tracker having a satellite navigation signal when there is no satellite navigation signal to be tracked. Device.
제 11 항에 있어서,
상기 안테나부는,
복수의 방향들에 대해 지향성을 갖는 복수의 지향성 안테나들을 포함하는 위치 정보 획득 장치.
The method of claim 11,
The antenna unit,
And a plurality of directional antennas having directivity with respect to the plurality of directions.
제 11 항에 있어서,
상기 반송파 처리 및 빔 구성부는,
상기 복수의 안테나들이 복수의 방향들에 대해 지향성을 갖도록 빔 포밍을 수행하는 위치 정보 획득 장치.
The method of claim 11,
The carrier processing and beam configuration unit,
And beamforming so that the plurality of antennas are directed in a plurality of directions.
복수의 개별 신호 추적기들을 포함하는 위성항법 신호 추적 장치의 위성항법 신호 추적 방법에 있어서:
상기 복수의 개별 신호 추적기들을 이용하여 복수의 방향들에 대해 위성항법 신호를 추적하는 단계; 및
상기 복수의 개별 신호 추적기들 중 적어도 하나의 개별 신호 추적기에 의해 상기 위성항법 신호가 추적되면, 상기 추적된 위성항법 신호에 의해 검출되는 추적 에러에 따라, 위성항법 신호가 추적되지 않는 개별 신호 추적기들이 에러 보정을 수행하도록 상기 위성항법 신호가 추적되지 않는 개별 신호 추적기들을 동시에 동작시키는 단계를 포함하는 위성항법 신호 추적 방법.
In the satellite navigation signal tracking method of a satellite navigation signal tracking device comprising a plurality of individual signal trackers:
Tracking the satellite navigation signal in a plurality of directions using the plurality of individual signal trackers; And
When the satellite navigation signal is tracked by at least one individual signal tracker of the plurality of individual signal trackers, according to the tracking error detected by the tracked satellite navigation signal, the individual signal trackers for which the satellite navigation signal is not tracked are detected. Simultaneously operating individual signal trackers for which the satellite signal is not tracked to perform error correction.
제 14 항에 있어서,
상기 개별 신호 추적기들을 동작시키는 단계는,
상기 추적된 위성항법 신호로부터 주파수 에러 및 통합 코드 동기 에러를 추출하는 단계; 및
상기 추출된 주파수 에러 및 통합 코드 동기 에러에 따라 상기 에러 보정을 수행하도록 상기 위성항법 신호가 추적되지 않는 개별 신호 추적기들을 동작시키는 단계를 포함하는 위성항법 신호 추적 방법.
15. The method of claim 14,
Operating the individual signal trackers,
Extracting a frequency error and an integrated code synchronization error from the tracked satellite navigation signal; And
Operating individual signal trackers for which the satellite navigation signal is not tracked to perform the error correction according to the extracted frequency error and integrated code synchronization error.
서로 다른 방향을 바라보는 복수의 기저대역 신호들을 수신하여 위성을 추적하는 복수 개의 신호 추적부들; 및
상기 신호 추적부들의 출력 신호를 처리하는 신호처리부를 포함하고,
상기 신호 추적부들 각각은 상기 기저대역 신호들에 각각 할당된 복수의 개별 신호 추적기들을 포함하고,
복수의 개별 신호 추적기들 각각은 추적된 기저대역 신호에 대한 주파수보정, 동기 보정, 및 상관을 병렬로 수행하고,
상기 추적된 기저대역 신호를 갖는 개별 신호 추적기들의 주파수 보정, 동기 보정 및 상관의 결과에 따라, 추적된 기저대역 신호를 갖지 않는 개별 신호 추적기들의 코드 동기 에러 보정과 주파수 동기 에러 보정을 통합하여 수행하는 것을 특징으로 하는 위성항법 신호 추적 장치.
A plurality of signal tracking units receiving a plurality of baseband signals facing different directions to track satellites; And
A signal processor for processing output signals of the signal trackers;
Each of the signal trackers includes a plurality of individual signal trackers each assigned to the baseband signals,
Each of the plurality of individual signal trackers performs frequency correction, synchronization correction, and correlation on the tracked baseband signal in parallel,
According to the results of the frequency correction, synchronization correction, and correlation of the individual signal trackers having the tracked baseband signal, the code synchronization error correction and the frequency synchronization error correction of the individual signal trackers without the tracked baseband signal may be performed in combination. Satellite navigation signal tracking device, characterized in that.
복수의 개별 신호 추적기들을 포함하는 위성항법 신호 추적 장치의 위성항법 신호 추적 방법에 있어서:
상기 복수의 개별 신호 추적기들을 이용하여 서로 다른 방향을 바라보는 복수의 기저대역 신호들을 추적하는 단계;
상기 기저대역 신호들을 추적하는 개별 신호 추적기들을 이용하여 기저대역 신호들에 대한 주파수보정, 동기 보정, 및 상관을 병렬로 수행하는 단계; 및
상기 기저대역 신호들을 추적하는 개별 신호 추적기들의 주파수 보정, 동기 보정 및 상관의 결과에 따라, 상기 기저대역 신호들을 추적하지 않는 개별 신호 추적기들의 통합 코드 동기 에러 보정과 주파수 동기 에러 보정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위성항법 신호 추적 방법.
In the satellite navigation signal tracking method of a satellite navigation signal tracking device comprising a plurality of individual signal trackers:
Tracking the plurality of baseband signals looking in different directions using the plurality of individual signal trackers;
Performing frequency correction, synchronization correction, and correlation on baseband signals in parallel using separate signal trackers that track the baseband signals; And
Performing integrated code synchronization error correction and frequency synchronization error correction of the individual signal trackers that do not track the baseband signals according to a result of frequency correction, synchronization correction, and correlation of the individual signal trackers that track the baseband signals. Satellite navigation signal tracking method comprising a.
KR1020120005688A 2012-01-18 2012-01-18 Global navigation satellite signal tracking device, location information obtaining deviec and method of tracking global navigation satellite signal KR101271257B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120005688A KR101271257B1 (en) 2012-01-18 2012-01-18 Global navigation satellite signal tracking device, location information obtaining deviec and method of tracking global navigation satellite signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120005688A KR101271257B1 (en) 2012-01-18 2012-01-18 Global navigation satellite signal tracking device, location information obtaining deviec and method of tracking global navigation satellite signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101271257B1 true KR101271257B1 (en) 2013-06-07

Family

ID=48866223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120005688A KR101271257B1 (en) 2012-01-18 2012-01-18 Global navigation satellite signal tracking device, location information obtaining deviec and method of tracking global navigation satellite signal

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101271257B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180063398A (en) * 2016-12-01 2018-06-12 넵코어스 주식회사 Anti-jamming apparatus for global navigation satellite system and anti-jamming method for global navigation satellite system
KR20180137803A (en) * 2017-06-19 2018-12-28 국방과학연구소 GPS Satellite Selection Method for Multi-Beamforming

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001208821A (en) 2000-01-28 2001-08-03 Toshiba Corp Receiver for positioning, and method of processing positioning information applied therefor
KR100967196B1 (en) 2008-03-06 2010-07-05 한양네비콤주식회사 Apparatus for Tracking GPS and Galileo Signal in GPS/Galileo Receiver
JP2010276495A (en) 2009-05-29 2010-12-09 Japan Radio Co Ltd Receiver

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001208821A (en) 2000-01-28 2001-08-03 Toshiba Corp Receiver for positioning, and method of processing positioning information applied therefor
KR100967196B1 (en) 2008-03-06 2010-07-05 한양네비콤주식회사 Apparatus for Tracking GPS and Galileo Signal in GPS/Galileo Receiver
JP2010276495A (en) 2009-05-29 2010-12-09 Japan Radio Co Ltd Receiver

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180063398A (en) * 2016-12-01 2018-06-12 넵코어스 주식회사 Anti-jamming apparatus for global navigation satellite system and anti-jamming method for global navigation satellite system
KR101871908B1 (en) * 2016-12-01 2018-07-03 넵코어스 주식회사 Anti-jamming apparatus for global navigation satellite system and anti-jamming method for global navigation satellite system
KR20180137803A (en) * 2017-06-19 2018-12-28 국방과학연구소 GPS Satellite Selection Method for Multi-Beamforming
KR101943892B1 (en) * 2017-06-19 2019-01-30 국방과학연구소 GPS Satellite Selection Method for Multi-Beamforming

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2535738B1 (en) Improved antenna beam forming for tracking a transmitter signal
US7764224B1 (en) Advanced spoofer mitigation and geolocation through spoofer tracking
US11181646B2 (en) Systems and methods for providing anti-spoofing capability to a global navigation satellite system receiver
US5185610A (en) GPS system and method for deriving pointing or attitude from a single GPS receiver
US20110068973A1 (en) Assimilating GNSS Signals to Improve Accuracy, Robustness, and Resistance to Signal Interference
US10267922B2 (en) Multipath mitigation in positioning systems
EP3109672B1 (en) Gnss receiver with a capability to resolve ambiguities using an uncombined formulation
US6154173A (en) Method and apparatus for processing multipath reflection effects in timing systems
CN109696696B (en) Navigation receiver device suitable for high-orbit spacecraft
US10732291B2 (en) Multipath mitigation in a GNSS radio receiver
US20150022398A1 (en) Method and program of detecting positioning signals, positioning signal reception device, positioning apparatus and information equipment terminal
EP2455781A1 (en) GNSS receiver
LaMance et al. Locata correlator-based beam forming antenna technology for precise indoor positioning and attitude
US6882312B1 (en) Method and apparatus for multipath mitigation using antenna array
US20140091966A1 (en) Multi-antenna radio-navigation signals reception device
US20080062042A1 (en) Pseudo random code modulated signal combiner
KR101271257B1 (en) Global navigation satellite signal tracking device, location information obtaining deviec and method of tracking global navigation satellite signal
Juang et al. Development of a PC-based software receiver for the reception of Beidou navigation satellite signals
CN104798307A (en) Gnss system and method using unbiased code phase tracking with interleaved pseudo-random code
US9500749B2 (en) Device for receiving radio-navigation signals with multiple antennas and common synchronization slaving
CN113721267B (en) GNSS deception jamming detection method based on dual-receiver carrier phase difference
US7454289B2 (en) Method of improving the determination of the attitude of a vehicle with the aid of satellite radionavigation signals
Vagle et al. Multi-antenna GNSS and INS/odometer coupling for robust vehicular navigation
Lo et al. Developing a dual polarization antenna (DPA) for high dynamic applications
US9645251B1 (en) Estimation of roll and roll rate of a spinning body based on a signal received from a remote transmitter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160517

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170525

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190529

Year of fee payment: 7