KR101302674B1 - 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법 및 이를 이용한 지피에스에서의 위치 결정 방법 - Google Patents

Abstract

지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법 및 이를 이용한 지피에스에서의 위치 결정 방법이 개시된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 철도 노선 정보에 따라 철도 노선을 미리 설정된 구간으로 구분하고, 미리 설정된 참조점과 철도 노선을 운행하는 열차 각각에 미리 설치된 지피에스 수신기로부터 지피에스 신호를 수신하여, 각각 수신된 지피에스 신호와 미리 설정된 구간 정보를 이용하여 측정하고자 하는 지점의 상대 측위 측정을 수행하고, 측정된 상대 측위를 이용하여 측정하고자 하는 지점에 대한 모호 정수를 결정한다.
본 발명에 따르면, 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서 보다 빠르고 정확하게 모호 정수를 결정할 수 있으며, 모호 정수의 결정이 빠르고 정확하게 이루어짐으로써 지피에스에서의 위치 결정도 보다 빠르고 정확하게 이루어져 위치 정보를 보다 빠르고 정확하게 획득할 수 있는 장점이 있다

Description

지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법 및 이를 이용한 지피에스에서의 위치 결정 방법{Integer ambiguity resolution based GPS carrier phase relative positioning and GPS positioning method using by the same}

본 발명은 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법 및 이를 이용한 지피에스에서의 위치 결정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철도 노선 정보를 이용하여 보다 빠르고 정확하게 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서 모호 정수를 결정하고 이를 이용하여 지피에스에서의 위치도 결정하는 방법에 관한 것이다.

지피에스(GPS)는 Global Positioning System의 약어로서 미국에서 개발된 인공 위성을 이용한 위치 결정 시스템이다.

지피에스는 본래 1970년대 미국 국방부에 의하여 군상용 위성 항행 시스템으로 개발되었으나, 이후 민간에도 사용할 수 있도록 개방하여 현재 민간에서도 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.

지피에스는 위성에서 지상으로의 신호를 제공하는 one-way 시스템으로, 사용자는 지피에스 위성 신호를 수신하기만 하면 되므로 사용자의 숫자 제한이 없는 이점이 있다.

이러한 지피에스에서의 위치를 결정하는 방법으로는 일반적으로 삼변법에 의한 후방 교회법을 이용한다.

이는 미리 알고 있는 세 점에서 목표점 즉 측정하고자 하는 지점까지의 거리를 알면 목표점의 좌표를 결정할 수 있는 방법이다.

이러한 지피에스에서의 위치 결정 방법에서는 목표점의 위치와 시계 오차를 결정하기 위해 최소 4개의 위성에 대한 함수식이 있어야 한다.

한편, 목표점으로부터 위성까지의 거리를 구한 방법은 신호를 이용하는 방식에 따라 크게 2가지로 나눌 수 있다.

첫번째는 코드 방식으로 위성에 탑재된 원자 시계에 의해 정확한 순간에 송신되고 있는 측위용 코드(C/A 코드 또는 P ZHEM)가 수신기에 도달하는 시간을 측정하여 구하는 방법으로서 일반적으로 약 20미터 내외의 정확도를 가진다.

또 다른 방식으로는 위상차 방식이 있으며, 이는 지피에스 신호를 전달하는 반송파 위상(carrier phase)를 이용하는 방법으로서 수 밀리미터 내외의 정확도를 가진다.

한편, 반송파 위상을 이용하는 방법에서 다시 정밀 측위를 위한 방식으로 상대적 위치 측정 방식 즉 상대 측위 방식이 널리 사용된다.

이러한 방식을 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식이라고도 하며, 상대 측위 방식은 미리 설정된 참조점을 기준으로 측정하고자 하는 지점에 대한 상대적인 위치 관계를 계산하여 위치를 결정 즉 절대적 위치를 계산하는 방식이다.

한편, 참조점은 절대 좌표를 알고 있는 경우 기지점이라고도 불리우며, 이러한 반송파 위상 상대 측위 방식은 1cm 내외 범위까지도 정확하게 정확하고자 하는 지점의 위치를 결정하는 것이 가능하다.

이러한 반송파 위상 상대 측위 방식은 다시 스태틱 측위(static positioning) 방식과 실시간 키네마틱 측위(RTK: Real Time Kinematic)방식으로 구분할 수 있다.

스태틱 측위의 경우 복수의 발신기와 수신기를 설치하고 측정하고 하는 지점을 측정하는 장치는 여러 측정 지점을 수 초씩 측정하여 순차적으로 이동해 가면서 각각의 측정 지점의 위치를 결정하는 방식이다.

실시간 키네마틱 측위 방식은 참조점의 지피에스 수신 신호 즉 측정 데이터를 무선으로 측정하고 하는 지점을 측정하는 장치로 전송하고, 측정하고 하는 지점을 측정하는 장치는 참조점에서 수신된 지피에스 신호와 자신이 수신한 지피에스 신호를 해석하여 처리한 후 이를 표시하는 것이다.

한편, 반송파 위상 상대 측위 방식에서는 파수의 불확정 문제로 인하여 지피에스 신호를 수신하기 시작한 시점에 대한 위상의 정수 부분 즉 모호 정수(integer ambiguity)를 알 수 없는 단점이 있다.

모호 정수는 임의의 사이클(Cycle)수로 관측된 반송파 위상의 초기 Bias이다.

초기의 위상 관측치는 지피에스 수신기가 지피에스 신호를 처음 잡았을 때 만들어지는데, 이때 위성과 수신기간에 정확한 사이클 수를 알 수가 없으므로 사이클 정수에 대한 모호 성분이 생기게 되는 것이다.

위상 관측이 시작되면 위성과 수신기간의 전체 파장의 개수는 미지수인채로 지피에스 수신기가 한 파장내의 위상차와 전체파장수의 변화치만 관측한다.

따라서 지피에스 측량 즉 지피에스에서의 위치 결정에서 가장 중요한 문제는 이 불확정치의 정밀 결정, 즉 위성과 수신기간 전체파장의 개수를 정확히 결정하는 일이다.

예를 들어 지피에스 신호 수신 지점과 위성과의 거리가 20,000km라 가정하였을 때, 약 20cm의 위상차를 가지는 지피에스 반송파로 측정한 거리는 100,000,000 사이클이 되어야 하지만 실제 지피에스 수신기에서 표시되는 값은 이와 다르게 된다.

즉, 지피에스 수신기에서 반송파를 수신한 직후의 사이클 이내 소수점은 정확히 파악이 가능하나, 그 이전의 정수 부분은 미지수로서 정확하게 알 수 없는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서는 이러한 모호 정수를 결정하기 위해 3차원의 다중해 검색 공간을 이용한다.

즉, 3차원의 다중해 검색 공간에 존재하는 여러 다중해 중에서 실제 참해를 찾아 나가는 방식을 이용하여 모호 정수를 결정한다.

그러나 이러한 3차원 다중해 검색 공간을 이용하는 방법은 3차원 공간에서 수행되므로 모호 정수의 결정에 많은 계산 시간이 요구되는 문제점이 있다.

또한, 이러한 모호 정수의 결정에 많은 계산 시간이 요구됨에 따라 지피에스에서의 위치 결정 시간도 많이 소요되는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서 보다 빠르고 정확하게 모호 정수를 결정할 수 있는 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법 및 이를 이용한 지피에스에서의 위치 결정 방법을 제안하는 것이다.

또한, 모호 정수의 결정이 빠르고 정확하게 이루어짐으로써 지피에스에서의 위치 결정도 보다 빠르고 정확하게 이루어져 위치 정보를 보다 빠르고 정확하게 획득할 수 있게 하는 획득할 수 있게 하는 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법 및 이를 이용한 지피에스에서의 위치 결정 방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법이 제공된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 지피에스(GPS: Global Positioning System) 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법에 있어서, 철도 노선 정보에 따라 철도 노선을 미리 설정된 구간으로 구분하는 단계; 미리 설정된 참조점과 상기 철도 노선을 운행하는 열차 각각에 미리 설치된 지피에스 수신기로부터 지피에스 신호를 수신하는 단계; 상기 각각 수신된 지피에스 신호와 상기 미리 설정된 구간 정보를 이용하여 측정하고자 하는 지점의 상대 측위 측정을 수행하는 단계; 및 상기 측정된 상대 측위를 이용하여 상기 측정하고자 하는 지점에 대한 모호 정수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법이 제공된다.

상기 측정된 상대 측위를 이용하여 상기 측정하고자 하는 지점에 대한 모호 정수를 결정하는 단계는, 상기 미리 설정된 참조점으로부터 수신된 지피에스 신호와 상기 측정하고자 하는 지점의 지피에스 신호를 이용하여 다중해를 포함하는 모호 정수 결정 공간을 형성하는 단계; 및 상기 철도의 노선 정보와 상기 열차로부터 수신된 지피에스 신호에 근거하여 파악된 구간 정보 그리고 상기 측정하고자 하는 지점에서의 지피에스 신호를 이용하여 공간을 형성하는 단계; 상기 형성된 모호 정수 결정 공간과 상기 철도의 노선 정보와 상기 열차로부터 수신된 지피에스 신호에 근거하여 파악된 구간 정보 그리고 상기 측정하고자 하는 지점에서의 지피에스 신호를 이용하여 형성된 공간에 공통적으로 존재하는 다중해만을 선택하는 단계; 상기 다중해 중 하나의 참해를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법을 이용한 지피에스에서의 위치 결정 방법이 제공된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법 및 이를 이용한 지피에스에서의 위치 결정 방법에 의하면, 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서 보다 빠르고 정확하게 모호 정수를 결정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 모호 정수의 결정이 빠르고 정확하게 이루어짐으로써 지피에스에서의 위치 결정도 보다 빠르고 정확하게 이루어져 위치 정보를 보다 빠르고 정확하게 획득할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법이 구현되는 순서를 도시한 순서도.
도 2는 종래의 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정을 위한 모호 정수 결정 공간을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정을 위한 모호 정수 결정 공간을 도시한 도면.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법이 구현되는 순서를 살펴 보기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법이 구현되는 순서를 도시한 순서도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법은 먼저 철도 노선 정보에 따라 철도 노선을 미리 설정된 구간으로 구분한다(S100).

이러한 철도 노선을 미리 설정된 구간으로 구분하는 것은 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정을 위한 선형 제약 조건으로서 설정하기 위함이다.

즉, 일반적으로 철도 노선의 경우 일반적인 도로와 달리 급격한 방향 전환 없이 대부분 완만한 곡선이나 직선 운행으로 이루지게 되므로 철도의 노선을 구간별로 구분하는 경우 구분된 각각의 노선은 선형으로 볼 수 있는 것이다.

그리고 이러한 노선의 선형 정보를 모호 정수 결정을 위한 3차원 모호 정수 결정 공간에서의 선형 제약 조건으로서 설정함으로써 종래의 3차원의 모호 정수 결정 공간을 1차원으로 변화시킬 수 있게 된다.

이러한 3차원의 모호 정수 결정 공간을 1차원으로 변화시키는 것에 대해서는 후술할 도 2 및 도 3의 설명에서 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

한편, 미리 설정된 참조점과 철도 노선을 운행하는 열차에 각각 미리 설치된 지피에스 수신기를 설치하고, 각각의 설치된 수신기로부터 각각의 지피에스 수신기가 수신한 지피에스 신호를 수신한다(S102).

그리고 각각 수신된 지피에스 신호와 측정하고자 하는 지점의 상대 측위를 수행한다(S104).

그런 다음 측정된 상대적 위치와 미리 설정된 구간으로 구분된 철도 노선 정보를 이용하여 지피에스에서의 위치 즉 절대적 위치를 계산하기 위한 모호 정수를 결정한다(S106).

즉, 모호 정수를 결정함에 있어서 미리 설정된 구간으로 구분된 철도 노선 정보가 모호 정수 결정 공간의 선형 제약 조건으로 작용하여 보다 빠르게 모호 정수를 결정할 수 있게 하는 것이다.

한편, 본 발명의 설명에서 선형 제약 조건으로서 철도 노선 정보를 중심으로 설명하나, 본 발명에 의한 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법 및 이를 이용한 지피에스에서의 위치 결정 방법에 이용될 수 있는 선형 제약 조건은 철도 노선 정보 외에도 물체가 운행되는 선형 시설물이면 모두 가능하다.

예를 들면, 자동차가 운행되는 도로의 경우 이미 구축된 정밀 노선에 대한 위치 정보가 있고 또한 이러한 도로를 운행하는 차량이 있으므로 본 발명에서의 모호 정수 결정을 위한 선행 제약 조건으로 설정될 수 있다.

다만, 도로의 경우 철도와 달리 임의의 차량들이 도로에 진출입하고, 다수의 차량들에 모두 지피에스 수신기를 설치하는 것이 어려우므로 철도와 철도를 운행하는 열차가 본 발명이 적용되기에 보다 바람직하다.

한편, 이러한 철도 노선 정보가 모호 정수 결정 공간의 선형 제약 조건으로 작용하여 보다 빠르게 모호 정수를 결정하여 지피에스에서의 절대적 위치 결정하는 것에 대해 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

도 2는 종래의 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정을 위한 모호 정수 결정 공간을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정을 위한 모호 정수 결정 공간을 도시한 도면이다.

먼저 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정을 위한 모호 정수 결정 공간에서는 원점이 실제 정확한 정수라 가정한다.

즉, 원점이 실제 내가 측정하고자 하는 정확한 지피에스에서의 절대적 위치를 표시할 수 있게 하는 반송파의 싸이클을 나타내는 수인 것이다.

한편, 참조점에서 원점까지의 거리를 직선으로 연결한 선을 기선이라고 하며, 이러한 기선의 길이 즉 참조점에서 측정하고자 하는 위치까지의 거리를 이용하여 절대적 위치를 파악하는 것이 상대적 측위 방식이다.

그러나 지피에스 반송파 상대 측위 방식에서 지피에스 신호의 특성상 참조점에서 거리가 동일한 지점들이 복수개 존재할 수 있다.

즉, 참조점으로부터 동일한 거리에 위치할 수 있는 위치는 여러 개 존재할 수 있으므로 이 중 정확한 위치를 파악하는 것이 필요하게 되는 것이다.

이 때 실제 정확한 위치를 나타낼 수 있는 정수를 참해라 하고 참조점으로부터 동일한 거리에 위치할 수 있으나 실제 위치에 해당하지 않는 것을 나타낼 수 잇는 정수를 거짓해라고 하면 참해와 거짓해를 모두 포함하는 다중해 중에서 참해를 찾아내는 방식이 일반적인 모호 정수 결정 방법이다.

한편, 도 2나 도 3에 도시된 바와 같이 실제로는 직교 좌표 형태가 아닌 지피에스 신호의 특성상 비틀어진 좌표축에 다중해들이 배열되며, 다중해의 간격이 동일하지 않으며, 대부분 반송파의 위상 파장보다 넓게 된다.

그러나 이하에서는 설명의 편의를 위해 직교 좌표 형태 및 다중해의 간격이 동일한 것으로 도시하였다.

한편, 도 2와 같은 3차원의 모호 정수 결정 공간에서 정확한 정수 결정을 위한 정확한 위치를 결정하는 경우 3차원 상에서는 다수의 거짓해가 존재할 수 밖에 없으므로 하나의 참해를 찾아내는데 많은 시간이 소요될 수 밖에 없게 된다.

그러나 본 발명에서는 참조점과 측정하고자 하는 위치에서의 지피에스 신호뿐만 아니라 열차에 미리 설치된 지피에스 수신기로부터 지피에스 신호를 수신하여 이를 모두 이용하여 측정하고자 하는 지점의 정확한 절대적 위치를 결정하는 것이다.

도 3을 참조하면 살펴보면, 먼저 A, B, C, D 지점은 모두 철도 노선 상에 위치하는 지점들이다.

그리고 각각의 지점들 사이가 본 발명에서의 철도 노선상에 미리 구분하여 설정한 구간들에 해당하게 된다. 그리고 이러한 구간 사이는 전술한 바와 같이 직선으로 파악할 수도 있다.

한편, 본 발명에서는 열차에 미리 설치된 지피에스 수신기로부터 열차의 지피에스 신호도 더 수신하게 된다.

따라서 이를 모호 정수 결정 공간에 대입하여 판단하면 도 3과 같이 도시할 수 있게 된다.

열차에 미리 설치된 지피에스 수신기로부터 수신되는 지피에스 신호를 통해 열차가 현재 위치하는 지점, 그리고 해당 지점이 어느 구간에 해당하는지를 알 수 있다.

따라서 도 3에 도시된 바와 같이 철도의 노선 정보와 열차가 위치하는 구간에 대한 정보에 의해 모호 정수 결정 공간에서 다중해의 개수가 줄어들게 된다.

도 3에 예시된 바와 같이 철도 노선이 A, B, C, D를 거쳐가는 구간이라고 하고, 참조점으로부터 기선을 통해 형성될 수 있는 3차원 모호 정수 공간이 도 2와 같다고 가정하면, 본 발명에서는 철도 노선 정보에 따른 공간에 위치하는 해들 중에서만 참해를 찾아내면 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 먼저 종래와 같이 참조점으로부터 기선에 의해 형성된 모호 정수 결정 공간을 형성한다.

그리고 철도의 노선 정보와 열차로부터 수신된 지피에스 신호에 근거하여 파악된 구간 정보를 도시한다.

그렇게 종래에 형성된 모호 정수 결정 공간에서 철도의 노선 정보와 열차로부터 수신된 지피에스 신호에 근거하여 파악된 구간 정보에 해당하는 부분과 측정하고자 하는 지점에 의해 형성되는 공간이 겹쳐지는 부분에만 존재하는 해들만이 남게 된다.

따라서 이렇게 남게 된 부분들만이 모호 정수 결정을 위한 다중해에 포함되고 기존의 형성된 모호 정수 결정 공간에 있던 나머지 해들은 모두 다중해에서 제외되게 된다.

따라서 도 2와 비교하여 참해를 찾아내기 위한 다중해의 개수가 현저하게 줄어들 수 있게 되므로 보다 빠르게 모호 정수를 결정할 수 있게 되는 것이다.

한편, 이러한 모호 정수 결정 방법은 결국 지피에스에서의 위치 결정을 위한 것이며, 따라서 모호 정수가 결정되면 지피에스에서의 위치도 결정되게 된다.

따라서 모호 정수의 결정이 빨라짐에 따라 지피에스에서의 위치 결정 즉 지피에스에서의 절대적 위치 결정도 보다 빠르게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

또한, 종래의 참조점만을 이용한 위치 결정 방법보다 보다 정확한 위치를 결정하는 것이 가능하게 된다.

한편, 전술한 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법 및 이를 이용한 지피에스에서의 위치 결정 방법은 프로그램의 형태로 구현되어 컴퓨터와 같은 디지털 처리 장치에 설치될 수도 있음은 자명하다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (5)

1. 지피에스(GPS: Global Positioning System) 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법에 있어서,
   철도 노선 정보에 따라 철도 노선을 미리 설정된 구간으로 구분하는 단계;
   미리 설정된 참조점과 상기 철도 노선을 운행하는 열차 각각에 미리 설치된 지피에스 수신기로부터 지피에스 신호를 수신하는 단계;
   상기 각각 수신된 지피에스 신호와 상기 미리 설정된 구간 정보를 이용하여 측정하고자 하는 지점의 상대 측위 측정을 수행하는 단계; 및
   상기 측정된 상대 측위를 이용하여 상기 측정하고자 하는 지점에 대한 모호 정수를 결정하는 단계를 포함하되,
   상기 모호 정수를 결정하는 단계는 상기 미리 설정된 구간으로 구분된 철도 노선 정보를 모호 정수 결정 공간 설정 시 선형 제약 조건으로 반영하고, 상기 선형 제약 조건에 의해 다중해의 개수가 줄어든 모호 정수 결정 공간에서 참해를 선택하는 것을 특징으로 하는 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 측정된 상대 측위를 이용하여 상기 측정하고자 하는 지점에 대한 모호 정수를 결정하는 단계는,
   상기 미리 설정된 참조점으로부터 수신된 지피에스 신호와 상기 측정하고자 하는 지점의 지피에스 신호를 이용하여 다중해를 포함하는 모호 정수 결정 공간을 형성하는 단계; 및
   상기 철도의 노선 정보와 상기 열차로부터 수신된 지피에스 신호에 근거하여 파악된 구간 정보 그리고 상기 측정하고자 하는 지점에서의 지피에스 신호를 이용하여 공간을 형성하는 단계;
   상기 형성된 모호 정수 결정 공간과 상기 철도의 노선 정보와 상기 열차로부터 수신된 지피에스 신호에 근거하여 파악된 구간 정보 그리고 상기 측정하고자 하는 지점에서의 지피에스 신호를 이용하여 형성된 공간에 공통적으로 존재하는 다중해만을 선택하는 단계;
   상기 다중해 중 하나의 참해를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 모호 정수 결정 방법을 이용하여 결정된 상기 모호 정수를 이용하여 상기 지피에스에서의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 지피에스에서의 위치 결정 방법.
   
4. 지피에스(GPS: Global Positioning System) 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서,
   철도 노선 정보에 따라 철도 노선을 미리 설정된 구간으로 구분하는 단계;
   미리 설정된 참조점과 상기 철도 노선을 운행하는 열차 각각에 미리 설치된 지피에스 수신기로부터 지피에스 신호를 수신하는 단계;
   상기 각각 수신된 지피에스 신호와 상기 미리 설정된 구간 정보를 이용하여 측정하고자 하는 지점의 상대 측위 측정을 수행하는 단계; 및
   상기 측정된 상대 측위를 이용하여 상기 측정하고자 하는 지점에 대한 모호 정수를 결정하는 단계를 포함하되,
   상기 모호 정수를 결정하는 단계는 상기 미리 설정된 구간으로 구분된 철도 노선 정보를 모호 정수 결정 공간 설정 시 선형 제약 조건으로 반영하고, 상기 선형 제약 조건에 의해 다중해의 개수가 줄어든 모호 정수 결정 공간에서 참해를 선택하는 것을 특징으로 하는 지피에스 반송파 위상 상대 측위 방식에서의 모호 정수 결정 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 모호 정수 결정 방법을 이용하여 결정된 상기 모호 정수를 이용하여 상기 지피에스에서의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 지피에스에서의 위치 결정 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.

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