KR101447357B1

KR101447357B1 - 내비게이션을 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR101447357B1
Application number: KR1020130034319A
Authority: KR
Inventors: 가오 케; 리우 마오; 조우 징후아; 장 웨이후아; 왕 준
Original assignee: 오투 마이크로, 인코포레이티드
Priority date: 2012-03-31
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2014-10-06
Also published as: KR20130111433A; EP2645129A1; JP2013228380A

Abstract

내비게이션을 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 하나 또는 그 이상의 신호가 수신된다. 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템이 결정된다. 하나 또는 그 이상의 신호는 내비게이션을 유도하고 그리고 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템으로부터 전송된다. 결정된 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템과 관련된 내비게이션 정보는 하나 또는 그 이상의 신호에 기초하여 획득된다.

Description

내비게이션을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR NAVIGATION}

관련 출원

본 발명은 중화인민공화국 지적재산권 사무국(SIPO)에 2012년 03월 31일에 출원된 중국 출원번호 제201210092729.7호에 대한 우선권 및 미국 특허청에 2013년 03월 20일에 출원된 미국 출원번호 제13/847844호에 대한 우선권을 주장하고, 상기 발명의 내용은 전체가 참조로 본 명세서에 결합된다.

본 발명은 전체적으로 내비게이션 기술의 분야에 관한 것이고, 구체적으로 본 발명은 하나 또는 그 이상의 인공위성 내비게이션 시스템에 기초하여 인공위성 위치 결정을 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

현재, 세계적으로 4종류의 인공위성 내비게이션 시스템이 있고: 각각 중국, 미국, 러시아 및 유럽에 의하여 개발된 바이두(북두)(Beidou)(Compass) 인공위성 내비게이션 시스템, 위성항법장치(GPS, Global Positioning System)), 글로나스 내비게이션 인공위성 시스템(GLONASS, Global Novigation Satelite System) 인공위성 시스템 및 갈릴레오 인공위성 시스템이 있다. 바이두 인공위성 내비게이션 시스템은 중국에 의하여 독자적으로 개발되었고 다른 인공위성 내비게이션 시스템과 독립적으로 작동할 수 있다

전통적으로 수신기는 위치 결정 또는 내비게이션을 실행하기 위하여 단일 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 단지 하나의 인공위성 신호만을 수신할 수 있다. 그러나 그와 같은 공지의 수신기는 상대적으로 낮은 위치 결정 정확성을 가진다.

본 발명의 목적은 내비게이션을 위한 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

하나의 실시 형태에서, 내비게이션을 위한 방법이 개시된다. 하나 또는 그 이상의 신호가 수신된다. 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템이 결정된다. 하나 또는 그 이상의 신호가 내비게이션을 유도하고(내비게이션을 가능하게 하고) 그리고 하나 또는 그 이상의 신호는 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템으로부터 전송된다. 결정된 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템과 관련된 내비게이션 정보가 하나 또는 그 이상의 신호에 기초하여 얻어진다.

다른 실시 형태에서, 내비게이션을 위한 시스템이 개시된다. 시스템은 탐지 모듈(검출 모듈)(detection module) 및 계산 모듈을 포함한다. 탐지 모듈은 내비게이션으로 유도되는 하나 또는 그 이상의 신호를 수신하도록 형성된다. 탐지 모듈은 추가로 하나 또는 그 이상의 신호가 전송된 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템을 결정하도록 형성된다. 계산 모듈은 하나 또는 그 이상의 신호에 기초하여 결정된 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템과 관련된 내비게이션 정보를 획득하도록 형성된다.

또 다른 실시 형태에서, 내비게이션을 위하여 기록된 정보를 가지는 기계 판독 가능하고 그리고 비-일시적인(non-transitory) 매체가 개시된다. 기계에 의하여 읽히는 경우 정보는 기계가 일련의 단계를 실행하도록 만든다. 단계는 내비게이션으로 유도되는 하나 또는 그 이상의 신호를 수신하는 단계; 하나 또는 그 이상의 신호가 전송되는 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템을 결정하는 단계; 및 하나 또는 그 이상의 신호에 기초하여 결정된 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템과 관련된 내비게이션 정보를 획득하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 내비게이션 방법은 수신기가 다수 개의 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 인공위성 신호를 수신하여 이용 가능한 위치 결정 인공위성의 수가 증가되도록 하는 것에 의하여 위치 결정 정확성 및 속도 측정 정확성이 양쪽으로 모두 크게 향상될 수 있도록 한다.

청구된 주제 사안의 실시 형태의 특징 및 이점이 도면을 참조하는 아래의 상세한 설명이 진행됨에 따라 명백해질 것이고, 동일한 도면 부호는 동일한 장치를 나타낸다. 이러한 예시적인 실시 형태가 도면을 참조하여 상세하게 기술된다. 이러한 실시 형태는 비-제한적인 실시 형태가 되고, 상기에서 동일한 도면 부호는 다수 관점의 도면을 통하여 유사한 구조를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 내비게이션을 위한 방법을 예시하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 내비게이션을 위한 방법을 예시하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 내비게이션을 위한 방법의 프로세스를 예시하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 내비게이션을 위한 실시 예에 해당되는 방법을 예시하는 순서도이다.

본 발명의 실시 형태에 대한 참조가 상세하게 만들어질 것이다. 본 발명은 이러한 실시 형태와 결합되어 기술되는 한편, 본 발명이 이러한 실시 형태에 제한되는 의도를 가진 것으로 이해되지 않아야 한다. 이와 달리 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 범위에 포함될 수 있는 대안 발명, 수정 발명 및 등가 발명을 포함하는 것으로 의도된다.

추가로 본 발명의 아래의 상세한 설명에서, 다양한 구체적인 사항이 본 발명의 명확한 이해를 위하여 기술된다. 그러나 본 발명은 이러한 상세한 사항이 없이 실행될 수 있는 것으로 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 이해될 것이다. 다른 예로, 본 발명의 특징을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 공지된 방법, 절차, 구성요소 및 회로는 상세하게 기술되지 않을 것이다.

본 발명의 내비게이션 시스템은 바이두(Compass) 인공위성 내비게이션 시스템, 위성 항법 장치(GPS, Global Positioning System), 글로나스 인공위성 내비게이션 시스템 및 갈릴레오 인공위성 내비게이션 시스템을 포함할 수 있다. 각각의 인공위성 내비게이션 시스템은 하나 또는 그 이상의 인공위성을 포함할 수 있다. 예를 들어 바이두 인공위성 내비게이션 시스템은 9개의 바이두 인공위성을 포함하고, 그리고 2020년까지 30개의 이용 가능한 인공위성을 포함할 것이다. 본 발명에 따르면, 수신기에 의하여 수신이 될 수 있는 신호를 전송하는 인공위성은 위치 결정 인공위성으로 명해질 수 있다. 위치 결정 인공위성으로부터 전송된 신호는 인공위성 신호로 명해질 수 있다. 예를 들어 만약 수신기가 6개의 바이두 인공위성으로부터 바이두 인공위성 신호를 수신할 수 있다면, 이러한 6개의 바이두 인공위성은 바이두 위치 결정 인공위성으로 명해질 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 수신기(100)의 블록 다이어그램을 예시한 것이다. 이러한 실시 형태에서, 수신기(100)는 탐지 모듈(검출 모듈)(detection module)(10) 및 계산 모듈(cakcukation module)(20)을 포함한다. 탐지 모듈(10)은 내비게이션을 유도하는(가능하게 하는)(directed to navigation) 하나 또는 그 이상의 신호를 탐지 및/또는 수신하고 그리고 하나 또는 그 이상의 신호가 전송되는 하나 또는 그 이상의 인공위성 내비게이션 시스템을 결정하도록 형성(구성)될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 신호는 하나 또는 그 이상의 인공위성 내비게이션 시스템에 있는 인공위성으로부터 전송된 인공위성 신호가 될 수 있다.

탐지 모듈(10)은 수신된 인공위성 신호가 하나 또는 그 이상의 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 전송되었는지 여부를 탐지할 수 있다. 예를 들어 탐지 모듈(10)은 수신된 인공위성 신호의 I 브랜치 일반 레인징코드(I branch ordinary ranging code)에 따라 바이두 인공위성 신호, GPS 인공위성 신호 및 갈릴레오 인공위성 신호를 탐지하고 그리고 수신된 인공위성 신호의 주파수에 따라 글로나스 인공위성 신호를 탐지한다.

계산 모듈(20)은 탐지 모듈(10)에 결합될(coupled) 수 있고 그리고 하나 또는 그 이상의 신호에 기초하여 수신기(100)에서 내비게이션 정보를 얻거나 계산하기 하도록 형성될 수 있다. 결합된다는 것은 계산 모듈(20)과 탐지 모듈(10)이 직접 또는 간접적으로 연결되는 것을 의미한다. 간접적으로 연결된다는 것은 계산 모듈(20)과 탐지 모듈(10) 사이에 다른 구성 요소가 개재될 수 있다는 의미이다. 내비게이션 정보는 결정된 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템과 관련될 수 있다. 계산 모듈(20)은 추가로 수신된 인공위성 신호에 기초하여 수신기(100)와 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 클록 바이어스에 해당하는 수신기(100)의 변위를 계산하도록 형성될 수 있다. 예를 들어 계산 모듈(20)은 수신된 인공위성 신호에 기초하여 수신기(100)와 각각의 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 각각의 클록 바이어스에 해당되는 수신기(100)의 각각의 변위를 계산할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 계산 모듈(20)은 분배 유닛(distribution unit)(21), 캡쳐와 추적 유닛(capturing and tracking unit)(22) 및 계산 유닛(calculating unit)(23)을 포함한다.

분배 유닛(21)은 각각의 탐지된 인공위성 내비게이션 시스템에서 위치 결정 인공위성을 위한 자원을 분배시키도록 형성될 수 있다. 캡쳐와 추적 유닛(22)은 위치 결정 인공위성으로부터 인공위성 정보를 얻기 위하여 분배 유닛(21)에 의하여 배분된 자원을 이용하여 위치 결정 인공위성을 캡쳐하여 추적하도록 형성될 수 있다. 인공위성에 의하여 제공된 인공위성 정보는 해당되는 위치 결정 인공위성의 의사 거리(의사 레인지)(pseudo range), 위치 좌표, 속도 정보 및 주파수 정보를 포함할 수 있다. 계산 유닛(23)은 수신기의 내비게이션 정보 그리고 수신기(100)와 각각의 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 각각의 클록 바이어스에 해당되는 수신기의 각각의 변위를 계산하도록 형성될 수 있다.

계산 모듈(20)은 추가로 식별 유닛(identification unit)(도 1에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 식별 유닛은 수신된 인공위성 정보에 따라 각각의 인공위성 내비게이션 시스템에서 불필요한(redundant) 위치 결정 인공위성을 식별하도록 형성될 수 있다. 예를 들어 식별 유닛은 불필요한 인공위성으로 많은 오류를 가진 인공위성 정보(예를 들어 의사 거리 및 도플러 측정)를 제공하는 위치 결정 인공위성을 식별할 수 있다. 식별된 불필요한 인공위성으로부터 전송된 신호는 포기될 수 있고 그리고 수신기의 위치를 계산하기 위하여 사용되지 않을 수 있다. 하나의 실시 형태에서, 식별 유닛은 수신기 자동 통합 감시(Receiver Autonomous Integrity Monitoring: RAIM)의 방법에 따라 불필요한 인공위성을 식별할 수 있다. 식별 유닛은 또한 각각의 수신기 루프, 즉 반송파 주파수(carrier frequency), 의사 거리 측정의 변화(variation)과 같은 것에 따라 불필요한 위성을 식별할 수 있다.

도 2는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 내비게이션을 위한 방법을 예시하는 순서도이다. 도 2는 도 1과 함께 기술될 수 있다. 비록 구체적인 프로세스가 도 2에서 기술되어 있지만, 그와 같은 프로세스는 예시적인 것이다. 즉 본 발명은 도 2에 인용된 프로세스의 변형을 수행하도록 충분히 맞추어질 수 있다.

단계 S10에서, 수신기(100)에 있는 탐지 모듈(10)은 내비게이션을 유도하는 하나 또는 그 이상의 신호를 수신할 수 있다. 단계 S20에서, 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템이 결정될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 신호는 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템으로부터 전송될 수 있다. 예를 들어 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템은 서로 다른 인공위성 내비게이션 시스템이 될 수 있다. 단계 S30에서, 내비게이션 정보는 하나 또는 그 이상의 신호에 기초하여 얻어질 수 있다. 내비게이션 정보는 결정된 하나 또는 그 이상의 정보와 관련될 수 있다. 수신기(100)에 있는 계산 모듈(20)은 내비게이션 정보를 계산할 수 있다. 인공위성 신호가 하나 이상의 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 수신되는 경우 계산 모듈(20)은 또한 탐지된 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 수신된 인공위성 정보에 따라 수신기와 각각의 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 각각의 클록 바이어스에 해당되는 수신기(100)의 각각의 변위를 계산할 수 있다.

위치 결정 인공위성에 의하여 제공된 인공위성 정보는 위치 결정 인공위성의 의사-거리, 위치 좌표 정보, 주파수 정보, 도플러 정보, 이페머리스 정보(위치 추산 정보)(ephemeris information) 및 속도 정보와 같은 것을 포함할 수 있다. 수신기(100)의 내비게이션 정보는 수신기(100)의 위치 좌표 정보와 수신기(100)의 속도 정보를 포함할 수 있다.

예를 들어, 바이두 인공위성 신호, GPS 인공위성 신호 및 갈릴레오 인공위성 신호는 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 기술에 기초하고, 그리고 글로나스 인공위성 신호는 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access: FDMA) 기술에 기초한다. 이로 인하여, 단계 S10에서 수신기(100)는 수신된 인공위성 신호가 하나 또는 그 이상의 인공위성 신호로부터 온 것인지 여부를 탐지할 수 있다. 수신기(100)는 I 브랜치 일반 레인징 코드를 사용하는 것에 의하여 수신된 인공위성 신호로부터 GPS 인공위성 신호, 바이두 인공위성 신호 및 갈릴레오 인공위성 신호를 구별할 수 있고, 그리고 주파수에 따라 수신된 인공위성 신호로부터 글로나스 인공위성 신호를 구별할 수 있다.

하나의 실시 형태에서, 바이두 인공위성 신호와 GPS 인공위성 신호는 아래와 같은 방정식에 의하여 표시될 수 있다:

S^j= AC^jD^j cos(2πft +θ^j) (1),

상기에서 A는 I 브랜치에서 변조된 일반 레인징코드의 진폭(amplitude)을 나타내고, C는 I 브랜치 일반 레인징 코드를 나타내고, D는 I 브랜치에서 내비게이션 메시지 데이터를 나타내고, f는 인공위성 신호의 반송파 주파수(carrier frequency)를 나타내고, t는 인공위성 신호의 전송 시간을 나타내고, j는 인공위성의 식별자(Identification, ID)를 나타내고, S^j는 j의 식별자(ID)를 가진 인공위성으로부터 전송된 인공위성 신호를 나타내고, θ는 각각의 인공위성 신호의 초기 반송파 위상(phase)을 나타내고, θ의 값은 각각의 인공위성에 따라 서로 다를 수 있다. 위에서 언급된 매개변수(parameter)는 해당 인공위성에 대하여 모두 공지될 수 있다. 매개변수는 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하는 것에 의하여 수신기(100)에서 얻어질 수 있다. 인공위성 내비게이션 시스템에서 f의 값은 바이두 인공위성 신호, GPS 인공위성 신호 및 갈릴레오 인공위성 신호가 코드 분할 다중 접속 기술(CDMA) 기술에 기초할 수 있으므로 서로 다를 수 있고, 동일 신호 세그먼트에서 3개의 인공위성 내비게이션 시스템의 전송 주파수는 동일할 수 있다. 글로나스 인공위성 신호는 FDMA 기술에 기초할 수 있으므로, 글로나스 인공위성 신호는 주파수에 따라 구별될 수 있다.

각각의 바이두 인공위성, GPS 인공위성 및 갈릴레오 인공위성의 의사-랜덤 번호(pseudo-random number: PRN)는 고유할 수 있다. 그러므로 인공위성의 형태는 의사-랜덤 번호 시퀀스 , 즉 방정식 (1)에서 매개변수 C에 기초하여 결정될 수 있다. 수신기(100)를 위하여, 이용 가능한 인공위성 신호는 인공위성의 의사-랜덤 번호 시퀀스를 재-확립하는 것에 의하여 캡쳐되어 식별될 수 있다.

예를 들어 PRN 시퀀스를 확립하기 위한 방법은 각각의 내비게이션 시스템의 접속 제어 문서(Interface Control Document: ICD)를 확립하는 것으로부터 얻어질 수 있다. 그러므로 수신기(100)는 인공위성 신호의 가능한 수신 주파수 및 PRN 정보를 검색할 수 있다. 인공위성으로부터 인공위성 신호를 수신한 후, 수신기(100)는 I 브랜치에서 내비게이션 메시지 데이터(D) 및 인공위성 신호의 초기 반송파 위상(θ)을 얻을 수 있다. 기초 대역(baseband) 채널이 인공위성의 PRN 시퀀스에 따라 PRN 시퀀스를 확립할 수 있다. 수신기(100)는 인공위성을 캡쳐하여 추적할 수 있다. 만약 인공위성이 성공적으로 캡쳐되어 추적된다면, 현재 인공위성 신호가 입력 신호에 포함될 수 있다. 추가로 단지 확립된 PRN 시퀀스가 캡쳐가 되어 추적된 인공위성 신호의 PRN 시퀀스에 따르는 경우에만, 상관(연관) 피크(correlation peak)가 CDMA 신호와 관련하여 나타날 수 있다. 예를 들어, 확립된 PRN 시퀀스가 캡쳐가 되어 추적된 인공위성 신호의 PRN 시퀀스와 동일한 경우에만, CDMA 신호에 대하여 상관 피크가 나타날 수 있다. 따라서, 수신기(100)는 캡쳐 문턱 값(capturing threshold)에 기초하여 CDMA 신호의 상관 피크를 탐지하는 것에 의하여 인공위성이 성공적으로 캡쳐가 되었는지 아닌지 여부를 탐지할 수 있다.

인공위성은 2종류의 레인징 코드를 송출할 수 있고, 2종류의 레인징 코드는 각각 인공위성 신호의 I 브랜치 및 Q 브랜치에 로딩이 된다. 바이두 인공위성 내비게이션 시스템을 예를 들어 보면, 인공위성 신호의 I 브랜치는 민간 일반 레인징 코드가 되고 그리고 인공위성의 Q 브랜치 신호는 전문적인 정확한 레인징 코드(예를 들어 군사용인)가 되고, 수신기(100)는 단지 인증이 된 이후에 Q 브랜치를 수신할 수 있다.

수신기(100)의 위치 정보를 계산하기 위한 상세한 방법은 도 3과 함께 아래에서 설명이 될 것이다.

도 3은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 다수 개의 인공위성 내비게이션 시스템에 기초하는 내비게이션을 위한 프로세스를 예시하는 순서도이다. 도 3은 도 1 및 도 2와 함께 기술될 수 있다. 하나의 실시 형태에서, 도 3의 프로세서는 도 2의 S30에 포함될 수 있다.

수신기(100)는 탐지된 인공위성 내비게이션 시스템의 위치 결정 인공위성을 위한 자원을 분배할 수 있다. 예를 들어, 수신기(100)는 위치 결정 인공위성의 가시성(visibility), 실행 및 환경에 기초하여 위치 결정 인공위성을 위한 자원(resources)을 분배할 수 있다(S171). 분배된 자원은 하드웨어 자원과 소프트웨어 자원과 같은 CPU 시스템 자원이 되는 캡쳐 채널 및 추적 채널을 포함할 수 있다.

인공위성의 가시성은 수신기(100)에 의하여 수신된 위치 결정 인공위성 위치 추산(ephemeris)에 기초하여 결정될 수 있다. 달리 말하면 수신기(100)는 위치 결정 인공위성이 수신기(100)의 시야 레인징내에 있는지 여부를 탐지할 수 있다. 만약 위치 결정 인공위성이 수신기(100)의 시야 레인징내에 있다면, 수신기(100)는 위치 결정 인공위성을 위한 자원을 분배할 수 있고; 그렇지 않으면 수신기(100)는 위치 결정 인공위성을 위한 자원을 분배하지 못하거나 또는 분배된 자원을 감소시킬 수 있다. 추가로 인공위성 신호의 코딩(coding) 포맷은 서로 다를 수 있다. 서로 다른 포맷을 가진 인공위성 신호를 위한 스캐닝 시간은 동일하지 않을 수 있다. 만약 스캐닝 시간이 너무 오래 걸린다면, 위치 결정 효율이 감소될 수 있다. 그러므로 자원을 분배하는 경우, 스캐닝 시간이 또한 수신기(100)에 의하여 고려될 수 있다.

수신기(100)는 위치 결정 인공위성으로부터 각각의 위치 결정 인공위성의 의사-거리, 위치 좌표, 속도 정보 및 주파수 정보와 같은 것을 얻기 위하여 배분된 자원을 이용하여 위치 결정 인공위성을 캡쳐하여 추적할 수 있다(S172). 위치 결정 인공위성의 측정된 의사-거리는 오류를 가질 수 있다. 오류가 허용 가능한 경우, 위치 결정 결과에 대한 다른 인공위성에 의하여 발생된 측정 오류의 영향을 약화시키기 위하여 위치 결정 인공위성의 수는 증가될 수 있다. 이로 인하여 위치 결정 정확성은 향상될 수 있다. 예를 들어 위치 결정 인공위성의 수는 12가 될 수 있다.

단계 S174에서, 수신기(100)는 단계 S172에서 수신된 인공위성 정보에 따라 수신기(100)의 위치 정보, 속도 정보 및 수신기(100)와 각각의 인공위성 내비게이션 시스템 사이에 각각의 클록 바이어스에 해당하는 각각의 변위를 계산할 수 있다. 수신된 인공위성 정보가 k 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 전송되는 경우 수신기(100)는 아래와 같은 방정식에 따라 위치 정보 및 변위를 계산할 수 있고, 상기에서 k는 1 보다 큰 정수를 나타낸다.

… …

… …

… …

위의 방정식 내에서, ρ₁₁~ρ_1m은 제1 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 m 위치 결정 인공위성의 의사-거리를 각각 나타내고; ρ₂₁~ρ_2n은 제2 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 n 위치 결정 인공위성의 의사-거리를 각각 나타내고; ρ_k1~ρ_kp은 k번째 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 p 위치 결정 인공위성의 의사-거리를 각각 나타낸다. 위치 결정 인공위성의 의사-거리는 수신기(100)의 추적 루프에 의하여 측정될 수 있다. 위의 방정식 내에서, (x_1i, y_1i, z_1i)는 첫 번째 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 위치결정 인공위성 i의 위치 좌표를 나타내고, 상기에서 1≤i≤m가 되고; (x_2i, y_2i, z_2i)은 2번째 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 위치결정 인공위성 j의 위치 좌표를 나타내고, 상기에서 1≤j≤n이 되고; (x_kp, y_kp, z_kp)는 k번째 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 위치결정 인공위성(0)의 위치 좌표를 나타내고, 상기에서 1≤o≤p 및 1≤m+n+p≤12가 된다. 각각의 위치 결정 인공위성의 위치 좌표는 해당되는 인공위성의 궤도 매개변수 및 위치 결정 시간에 따라 계산될 수 있다. 위의 방정식 내에서, b_u1은 수신기(100)와 제1 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 클록 바이어스에 해당되는 수신기(100)의 변위, 즉 수신기(100)의 지역 클록(local clock)과 제1 인공위성 내비게이션 시스템의 클록 사이의 클록 바이어스에 해당되는 변위를 나타내고; 유사하게 b_u2는 수신기(100)와 제2 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 클록 바이어스에 해당되는 수신기(100)의 변위를 나타내고; b_uk는 수신기(100)와 k번째 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 클록 바이어스에 해당되는 변위를 나타내고; 그리고 (x_u, y_u, z_u)는 수신기의 위치 좌표를 나타낸다.

예를 들어, 수신된 인공위성 정보가 2개의 인공위성 내비게이션 시스템, 즉 바이두 인공위성 내비게이션 시스템과 GPS 시스템으로부터 온 것이라고 가정하자. 이로 인하여, 위에서 언급된 방정식에서, k는 2가 되고, 방정식 (2-11)-(2-2n)은 수신기(100)의 위치 정보를 계산하기 위하여 사용될 수 있다. 그러한 상황에서, 5개의 미지수가 존재하고, 즉 x_u, y_u, z_u, b_u1, 및 b_u2가 존재하고, 이로 인하여 적어도 5개의 위치 결정 인공위성이 위치 결정 계산을 실행하기 위하여 요구될 수 있다.

인공위성 정보가 2개의 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 수신이 되는 첫 번째 상황을 인공위성 정보가 하나의 내비게이션 시스템으로부터 수신이 되는 2번째 상황과 비교하면, 첫 번째 상황은 계산된 내비게이션 정보를 교정하기 위하여 수신기(100)와 추가적인 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 클록 바이어스에 해당되는 수신기(100)의 추가적인 변위를 계산하는 것을 포함할 수 있다. 이로 인하여, 위치 결정 정확성이 두 번째 상황과 비교될 때 첫 번째 상황에서 향상될 수 있다. 유사하게, 만약 수신된 인공위성 정보가 3개 또는 그 이상의 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 온 것이라면, 수신기(100)와 각각의 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 각각의 클록 바이어스에 해당되는 수신기(100)의 각각의 변위가 수신기(100)의 위치 정보를 계산하기 위하여 이용될 수 있다. 추가로 바이두 인공위성 내비게이션 시스템, GPS 시스템, 글로나스 인공위성 내비게이션 시스템 및 갈릴레오 인공위성 내비게이션 시스템은 수신기(100)에서 모두 이용 가능할 수 있다, 즉 수신된 인공위성 정보는 위에서 언급된 인공위성 내비게이션 시스템 또는 그들의 조합으로부터 올 수 있다.

간단하게, 위에서 언급된 방정식 (2-11)-(2-kp)은 아래와 같이 방정식 (3)으로 만들어질 수 있다.

상기에서, ρ_ij는 i번째 인공위성 내비게이션 시스템에 있는 j번째 위치 결정 인공위성의 의사-거리를 나타내고; b_ui는 수신기(100)와 i번째 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 해당되는 클록 바이어스의 변위, 즉 수신기(100)의 지역 클록과 i번째 인공위성 내비게이션 시스템의 클록 사이의 클록 바이어스에 해당되는 변위를 나타내고; (x_ij, y_ij, z_ij)는 i번째 인공위성 내비게이션 시스템에서 j번째 위치 결정 인공위성의 위치 좌표를 나타내고; 그리고 (x_u, y_u, z_u)는 수신기(100)의 위치 좌표를 나타낸다.

어떤 지역에서, 인공위성 내비게이션 시스템에서 이용 가능한 위치 결정 인공위성의 수가 상대적으로 적을 수 있다. 이로 인하여, 상대적으로 적은 갯수의 이용 가능한 위치 결정 인공위성을 가진 그러한 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 인공위성 정보를 사용한다면, 위치 결정 정확성이 상대적으로 낮아질 수 있다. 만약 수신기가 다수 개의 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 인공위성 신호를 수신한다면, 이용 가능한 위치 결정 인공위성의 수는 증가될 수 있다. 이로 인하여, 위치결정 정확성 및 속도 측정 정확성이 양쪽으로 모두 크게 향상될 수 있다.

수신기(100)의 속도 정보는 아래와 같은 방정식 (4)에 따라 계산될 수 있다.

상기에서, f_ij는 i번째 인공위성 내비게이션 시스템에 있는 j번째 위치 결정 인공위성으로부터 수신기(100)에 의하여 수신된 인공위성 신호의 수신 주파수를 나타내고; f_Tij는 i번째 인공위성 내비게이션 시스템에 있는 j번째 위치 결정 인공위성에 의하여 전송된 인공위성 신호의 전송 주파수를 나타낸다. 동일한 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 온 인공위성 신호의 전송 주파수는 동일할 수 있다. 만약 i번째 인공위성 내비게이션 시스템이 3개의 인공위성을 포함한다면, f_Ti1=f_Ti2=f_Ti3가 된다. 예를 들어, 바이두 인공위성으로부터 인공위성 신호 B1의 전송 주파수는 1.561098e9 Hz가 될 수 있고, GPS 인공위성으로부터 인공위성 신호 L1의 전송 주파수는 1.57542e9 Hz가 될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 수신 주파수 및 전송 주파수는 주파수 정보에 포함될 수 있다. 방정식 (4)에서, c는 빛의 속도를 나타내고, 상기에서 c=2.99792458e8 m/s가 되고; (v_ij _{_x}, v_ij _{_y}, v_ij _{_z})는 i번째 인공위성 내비게이션 시스템에 있는 j번째 위치 결정 인공위성의 속도 벡터를 나타내고 그리고 위치 결정 인공위성 이페머리스(위치 추산) 및 현재 시간에 따라 계산될 수 있고; (a_ij _{_x}, a_{ij_y}, a_ij _{_z})는 수신기(100)에 대한 상대적인 i번째 인공위성 내비게이션 시스템에서 j번째 위치 결정 인공위성의 방향 벡터(direction vector)를 나타내고, 그리고 a_ij _{_x}=(x_ij-x_u)/r, a_ij _{_y}=(y_ij-yx_u)/r a_ij _{_z}=(z_ij-z_u)/r이 되고, 상기에서 r은 수신기(100)로부터 i번째 인공위성 내비게이션 시스템에 있는 j번째 위치 결정 인공위성에 대한 거리를 나타내고, (x_ij, y_ij, z_ij)는 i번째 인공위성 내비게이션 시스템에 있는 j번째 위치 결정 인공위성의 위치 좌표를 나타내고; (x_u, y_u, z_u)는 수신기의 위치 좌표를 나타내고;

는 수신기의 속도 벡터를 나타내고; 그리고

는 수신기(100)에서 클록의 시간 변화 속도(timing variation rate), 즉 수신기(100)에서 클록 변화의 속도를 나타낸다. 인공위성 내비게이션 시스템에서 시간은 안정적이고, 이로 인하여 시간 변화 속도는 수신기(100)의 클록에 관련될 수 있다고 가정한다. 시간 변화 속도는 수신기(100)와 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 클록 바이어스의 1차 미분(a first derivative)이 될 수 있다.

수신기(100)의 위치 정보와 속도 정보가 위에서 언급된 방법에 따라 계산된 이후, 수신기(100)는 내비게이션을 위한 내비게이션 경로를 발생시킬 수 있다.

하나의 실시 형태에서, 인공위성 의사-거리(satellite-pseudo range)의 측정 및 도플러(Doppler) 측정에서 상대적으로 적은 에러가 존재하는 경우, 위치 결정 계산의 정확성은 위치 결정 인공위성의 수를 증가시키는 것에 의하여 증가될 수 있다. 만약, 예를 들어 인공위성의 추적 능력(tracking quality)이 좋지 않다면, 인공위성에 의하여 제공된 인공위성의 정보에서 인공위성 의사-거리 및 도플러 측정에서 많은 측정 오류가 존재할 수 있다. 이러한 상황에서, 위치결정 인공위성의 수가 증가된다면, 위치 결정 정확성은 감소될 수 있다. 그러므로 많은 오류를 가진 인공위성 정보(예를 들어 의사 거리 및 도플러 측정)를 제공하는 위치 결정 인공위성을 식별하는 것이 필요할 수 있다.

그러므로 다른 프로세서(S173)(도 3에 도시되지 않음)가 S172가 실행된 다음, 그리고 S174가 실행되기 전에 실행될 수 있다. 수신기(100)의 계산 모듈(20)에 있는 식별 유닛은 수신된 인공위성 정보에 따라 각각의 인공위성 내비게이션 시스템에 있는 불필요한(redundant) 위치 결정 인공위성을 식별할 수 있다. 식별된 불필요한 인공위성으로부터 온 인공위성 신호는 버려지고 그리고 수신기(100)의 위치를 계산하기 위하여 사용되지 않을 수 있다. 예를 들어, 식별 유닛은 많은 오류를 가진 인공위성 정보(예를 들어 의사 거리 및 도플러 측정)를 제공하는 위치 결정 인공위성을 불필요한 인공위성으로 식별할 수 있다. 하나의 실시 형태에서, 불필요한 인공위성은 수신기 자동 통합 감시(Receiver Autonomous Integrity Monitoring: RAIM)에 따라 식별될 수 있다. 식별 유닛은 또한 각각의 수신기 루프(loop)의 출력 매개변수, 즉 반송파 주파수의 변화(variation), 의사 거리 측정의 변화와 같은 것에 따라 불필요한 인공위성을 식별할 수 있다.

도 4는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 내비게이션을 위한 실시 예에 해당되는 방법을 예시하는 순서도이다. 바이두(Compass) 인공위성 및 위성 항법 장치(GPS)의 실시 예를 취하면서, 도 4는 도 1과 함께 설명이 될 것이다.

수신기(100)에서 탐지 모듈(10)은 GPS 인공위성 신호(S11)를 수신할 수 있다. 만약 수신기(100)가 GPS 인공위성 신호를 수신한다면, 탐지 모듈(10)은 추가로 수신기(100)가 바이두 인공위성 신호 수신할 수 있는지 여부를 탐지할 수 있다(S12). 이와 달리 만약 수신기(100)가 GPS 인공위성 신호를 수신하지 않는다면, 수신기(100)에 있는 탐지 모듈(10)은 여전히 바이두 인공위성 신호가 수신될 수 있는지 여부를 탐지할 수 있다(S13). 만약 아무런 인공위성 신호가 GPS 시스템 또는 바이두 시스템으로부터 수신되지 않는다면(S14), 아무런 위치 결정이 실행될 수 없고 그리고 탐지 모듈(10)은 인공위성 신호를 탐지하는 것을 계속할 수 있고, 즉 단계 S11로 다시 되돌아 갈 수 있다.

바이두 인공위성 신호 및 GPS 인공위성 신호는 코드 분할 다중 접속(CDMA) 기술에 기초하므로, 수신기(100)는 I 브랜치 일반 레인징코드를 S11, S12 및 S13에서 각각 사용하는 것에 의하여 수신된 인공위성 신호로부터 GPS 인공위성 신호 및 바이두 인공위성을 식별할 수 있다.

만약 수신기(100)가 GPS 인공위성 신호를 수신하고, 바이두 인공위성 신호는 수신하지 못한 경우에는, 수신기(100)는 GPS 인공위성 신호에 기초하여 단일 모드에서 위치 결정을 실행할 수 있다(S15). 만약 수신기(100)가 GPS 인공위성 신호를 수신하지 못했지만, 바이두 인공위성 신호를 수신하였다면, 수신기(100)는 바이두 인공위성 신호에 기초하여 단일 모드에서 위치 결정을 실행할 수 있다(S16).

예를 들어 단계 S16에서, 수신기(100)는 바이두 인공위성 신호를 수신하는 경우, 수신기(100)의 위치 정보 및 수신기(100)와 바이두 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 클록 바이어스에 해당되는 수신기(100)의 변위가 아래의 방정식 (5-1) 내지 (5-m)에 따라 산출될 수 있다:

......

상기에서 ρ₁~ρ_n은 각각 n 바이두 위치 결정 인공위성의 의사-거리를 나타내고, ρ₁~ρ_n은 수신기(100)의 루프 추적에 의하여 계산될 수 있고; (x_i, y_i, z_i)는 i번째 바이두 위치 결정 인공위성의 위치 좌표를 나타내고, 상기에서 1≤i≤n이 된다. (x_i, y_i, z_i)는 i번째 바이두 위치결정 인공위성의 궤도 매개변수 및 위치 결정 시간에 따라 결정될 수 있다. 궤도 매개변수는, 인공위성 신호를 추적하고 그리고 획득한 후, I 브랜치에 대한 내비게이션 메시지 데이터를 복조하고 그리고 인공위성 내비게이션 시스템의 ICD 문서를 분석하고 수집하는 것에 의하여 얻어질 수 있다. 좌표 (x_i, y_i, z_i)는 지구중심 고정좌표계(ECEF, Earth-centered Earth-fixed) 좌표가 될 수 있다. 지구중심 고정 좌표계(ECEF) 좌표 시스템에서, 지구의 중심은 좌표의 원점을 나타낸다. Z 축은 지구의 회전축 방향을 따라 북쪽을 향하고; X축은 위도 및 경도 위치(0,0)를 향하고; Y축은 90도 위도를 향하고, 상기에서 X축, Y축 및 Z축은 오른손 좌표 시스템을 구성한다. 방정식 (5-1) 내지 (5-m)에서, b_u는 수신기(100) 및 바이두 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 클록 바이어스에 대응하는(corresponding) 수신기(100)의 변위를 나타내고; (x_u, y_u, z_u)는 수신기의 위치 좌표를 나타낸다. 방정식 (5-1) 내지 (5-m)에서 4개의 미지수, 즉 x_u, y_u, z_u 및 b_u가 존재한다. 4개의 미지수는 적어도 4개의 바이두 위치 결정 인공위성으로부터의 인공위성 정보에 따라 계산될 수 있다.

만약 수신기(100)가 GPS 인공위성 신호뿐만 아니라 바이두 인공위성 신호를 수신한다면, 수신기(100)는 듀얼 모드에서 위치 결정을 할 수 있다(S17), 즉 수신기(100)는 GPS 인공위성 신호 및 바이두 인공위성 신호에 따라 동시에 위치 결정을 할 수 있다(S17). 수신기(100)는 방정식 (2-11) 내지 (2-2n)에 따라 위치 정보를 계산할 수 있다. 그와 같은 상황에서, 5개의 미지수, 즉 x_u, y_u, z_u,b_u1 및 b_u2가 존재하고, 이로 인하여 적어도 5개의 위치 결정 인공위성이 위치 결정 계산을 실행하기 위하여 요구될 수 있다.

이러한 설명은 본 발명의 범위를 제한하지 않은 의도를 가진 단지 예시적이 목적을 위한 것으로 이해가 되어야 하고, 탐지 모듈(10)은 추가로 수신된 인공위성 신호가 갈릴레오 인공위성 신호 또는 글로나스 인공위성 신호인지 여부를 탐지할 수 있는 것으로 이해가 될 수 있다. 서로 다른 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 인공위성 신호를 탐지하기 위한 순서는 위의 실시 예에서 개시된 순서에 제한되지 않을 수 있는 것으로 이해될 수 있다.

위에서 개략적으로 설명이 된 것처럼 내비게이션을 위한 방법의 특징은 프로그램을 하는 것에 내장될 수 있다. 기술의 프로그램 특징은 전형적으로 일종의 기계 판독 가능 매체에서 실행이 되거나 또는 내장되는 실행 가능한 코드 및/또는 관련 데이터의 형태에 있는 “제품(products)" 또는 ”제조자의 물품(article of manufacturer)"으로 간주될 수 있다. 유형의(tangible) 비-일시적인(non-transitory) “저장(storage)" 형태 매체는 예를 들어 반도체 메모리, 테이프 드라이브, 디스크 드라이브 및 그와 같은 소프트 프로그래밍을 위하여 임의의 시간에 저장을 제공할 수 있는 컴퓨터, 프로세서 또는 그와 같은 것 또는 그들의 관련 모듈의 어느 하나 또는 전부를 포함한다.

소프트웨어의 전부 또는 일부는 인터넷 또는 다양한 다른 원격통신 네트워크와 같은 네트워크를 통하여 임의의 시간에 통신이 될 수 있다. 예를 들어 그와 같은 통신은 하나의 컴퓨터 또는 프로세서로부터 다른 것으로 소프트웨어의 로딩이 가능하도록 할 수 있다. 이로 인하여 소프트웨어 인자를 지닐 수 있는 또 다른 종류의 매체는 예를 들어 전선 또는 광학 랜드 라인 네트워크를 통하여 그리고 다양한 공중파-연결(air-links)을 통하여 지역 기기 사이에 물리적 인터페이스를 가로질러 사용되는 광학, 전자 및 전자기파를 포함한다. 예를 들어 전선 또는 무선 연결, 광학적 연결 또는 그와 같은 그러한 파(waves)를 가지는 물리적 요소는 소프트웨어를 지니는 매체로 간주될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 것으로, 유형의 “저장” 매치로 제한되지 않는 한, 컴퓨터 또는 기계 “판독 가능한 매체”와 같은 용어는 실행을 위하여 프로세서에 명령을 제공하는 것에 참여하는 임의의 매체를 언급한다.

그러므로 기계 판독 가능한 매체는 이에 제한되지 않지만 유형의 저장 매체, 반송파 매체 또는 물리적 전송 매체를 포함하는 많은 형상을 가질 수 있다. 비-휘발성 저장 매체는 예를 들어 도면에 나타낸 것처럼 시스템 또는 구성요소의 임의의 것을 실행하기 위하여 사용될 수 있는 임의의 컴퓨터 또는 그와 같은 것에 있는 저장 기기의 임의의 하나와 같은 광학 또는 마그네틱 디스크를 포함한다. 휘발성 저장 매체는 그와 같은 컴퓨터 플랫폼의 메인 메모리와 같은 동적 메모리를 포함한다. 유형의 전송 매체는 동축 케이블을 포함한다; 구리 선 및 광 섬유, 컴퓨터 시스템 내에 있는 버스를 형성하는 배선을 포함한다. 반송-파 전송 매체는 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 과정에서 생성된 것과 같은 전기, 또는 전자기 신호, 또는 음파 또는 광파의 형태를 취할 수 있다. 그러므로 컴퓨터-판독 가능한 매체의 일반적인 형태는 예를 들어 플로피 디스크, 신축 디스크, 하드 디스크, 마그네틱 테이프, 임의의 다른 마그네틱 매체, CD-ROM, DVD 또는 DVD-ROM, 임의의 다른 광학 매체, 펀치 카드 종이 테이프, 홀 형태를 가진 임의의 다른 물리적 저장 매체, RAM, PROM 및 EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 캐리어, 데이터 또는 명령을 전달하는 캐리어 파, 캐리어 파와 같은 케이블 또는 연결체, 또는 컴퓨터가 프로그래밍 코드 및/또는 데이터를 읽을 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능한 매체의 많은 이러한 형태는 실행을 위하여 하나 또는 그 이상의 명령의 하나 또는 그이상의 연속을 프로세서에 전달하는 것에 포함될 수 있다.

위에서 개시된 것 및 도면은 본 발명의 실시 형태를 나타낸 것인 한편, 다양한 추가 발명, 변형 발명 및 대체 발명이 첨부된 청구범위에서 규정된 것으로 본 발명의 원리의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않고 만들어질 수 있는 것으로 이해될 것이다. 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 형상, 구조, 배열, 비율, 소재, 소자 및 구성요소 많은 변형 그리고 본 발명의 실시에서 사용되는 이와 다른 것을 이용하여 사용될 것이다. 그러므로 본 명세서에서 개시된 실시 형태는 모든 관점에서 예시적이며 제한되지 않는 것으로 간주되어야 하고, 그리고 본 발명의 범위는 첨부된 청구레인징및 그들의 법적 등가물에 의하여 지시되고 위에서 제시된 개시에 제한되지 않는다.

100: 수신기
10: 탐지 모듈 20: 계산 모듈
21: 분배 유닛 22: 캡쳐 및 추적 유닛
23: 계산 유닛

Claims

내비게이션을 위한 방법에 있어서,
내비게이션을 유도하는 하나 또는 그 이상의 신호를 수신하는 단계;
하나 또는 그 이상의 신호가 전송되는 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템을 결정하는 단계; 및
하나 또는 그 이상의 신호에 기초하여, 결정된 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템과 관련된 정보를 획득하는 단계를 포함하고,
내비게이션 시스템과 관련된 정보를 획득하는 단계는,
각각의 인공위성 내비게이션 시스템에서 인공위성을 위한 자원을 배분하는 단계;
각각의 인공위성으로부터 인공위성 정보를 얻기 위하여 배분된 자원을 이용하여 인공위성을 캡쳐하여 추적하는 단계; 및
인공위성 정보에 기초하여 수신기와 관련된 내비게이션 정보를 산출하는 단계를 포함하는 내비게이션을 위한 방법.
청구항 1에 있어서, 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템은 적어도 2개의 인공위성 내비게이션 시스템을 포함하고; 그리고
하나 또는 그 이상의 신호는 수신기에서 수신되고 적어도 2개의 인공위성 내비게이션 시스템과 관련된 인공위성들로부터 전송된 적어도 2개의 인공위성 신호를 포함하는 방법.
청구항 2에 있어서, 인공위성을 캡쳐하여 추적하는 단계 후, 적어도 2개의 인공위성 신호에 기초하여 수신기와 인공위성 내비게이션 시스템 사이에 클록 바이어스에 해당되는 변위를 획득하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
삭제
청구항 2에 있어서, 내비게이션 정보는 수신기의 위치 정보를 포함하고; 위치 정보는 인공위성 정보에 기초하여 얻어지고; 그리고 인공위성 정보는 인공위성의 의사-거리 및 인공위성의 위치 좌표를 포함하는 방법.
청구항 5에 있어서, 내비게이션 정보는 추가로 수신기의 속도 정보를 포함하고; 속도 정보는 인공위성 정보 및 수신기의 위치 정보에 기초하여 얻어지고; 그리고 인공위성 정보는 인공위성의 주파수 정보, 속도 벡터 및 인공위성의 위치 좌표를 포함하는 방법.
청구항 6에 있어서, 주파수 정보는 인공위성 신호의 수신 주파수와 인공위성 신호의 전송 주파수를 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서, 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템을 결정하는 단계는,
하나 또는 그 이상의 신호가 하나 또는 그 이상의 신호의 I 브랜치 일반 레인징 코드에 따라 바이두 인공위성 내비게이션 시스템, 위치 항법 장치(GPS) 또는 갈릴레오 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 전송된 것인지 여부를 결정하는 단계; 및
하나 또는 그 이상의 신호가 하나 또는 그 이상의 신호의 주파수에 따라 글로나스 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 전송된 것인지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
청구항 1에 있어서, 인공위성을 캡쳐하여 추적하는 단계 후, 하나 또는 그 이상의 신호에 기초하여 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템에 있는 하나 또는 그 이상의 불필요한 인공위성을 식별하는 단계; 및
불필요한 인공위성으로부터 전송된 신호를 포기하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
내비게이션을 위한 시스템에 있어서,
내비게이션을 유도하는 하나 또는 그 이상의 신호를 수신하는 단계; 및
하나 또는 그 이상의 신호가 전송된 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템을 결정하는 단계를 위하여 구성된 탐지 모듈;
하나 또는 그 이상의 신호에 기초하여, 결정된 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템과 관련된 내비게이션 정보를 얻는 단계를 위하여 구성된 계산 모듈을 포함하고,
내비게이션 시스템과 관련된 내비게이션 정보를 얻는 단계는,
각각의 인공위성 내비게이션 시스템에서 인공위성을 위한 자원을 배분하는 단계;
각각의 인공위성으로부터 인공위성 정보를 얻기 위하여 배분된 자원을 이용하여 인공위성을 캡쳐하여 추적하는 단계; 및
인공위성 정보에 기초하여 수신기와 관련된 내비게이션 정보를 산출하는 단계를 포함하는 내비게이션을 위한 시스템.
청구항 10에 있어서, 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템은 적어도 2개의 인공위성 내비게이션 시스템을 포함하고; 그리고
하나 또는 그 이상의 신호는 수신기에서 수신되고 적어도 2개의 인공위성 내비게이션 시스템과 관련된 인공위성으로부터 전송된 적어도 2개의 인공위성 신호를 포함하는 시스템.
청구항 11에 있어서, 계산 모듈은 추가로 적어도 2개의 인공위성 신호에 기초하여 수신기와 각각의 인공위성 내비게이션 시스템 사이의 클록 바이어스에 해당되는 변위를 얻도록 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
청구항 11에 있어서, 계산 모듈은
각각의 인공위성 내비게이션 시스템에서 인공위성에 대한 자원을 분배하도록 구성된 분배 유닛;
각각의 인공위성의 인공위성 정보를 얻기 위하여 분배된 자원을 이용하여 인공위성을 캡쳐하여 추적하도록 구성된 캡쳐 및 추적 유닛; 및
인공위성 신호에 기초하여 수신기와 관련된 내비게이션 정보를 계산하도록 구성된 계산 유닛을 포함하는 시스템.
청구항 13에 있어서, 내비게이션 정보는 수신기의 위치 정보를 포함하고;
위치 정보는 인공위성 정보에 기초하여 얻어지고; 그리고
인공위성 정보는 인공위성의 의사-거리 및 위치 좌표를 포함하는 시스템.
청구항 14에 있어서,
내비게이션 정보는 추가로 수신기의 속도 정보를 포함하고;
속도 정보는 인공위성의 정보 및 수신기의 위치 정보에 기초하여 얻어지고; 그리고
인공위성 정보는 주파수 정보, 인공위성의 속도 벡터 및 인공위성의 위치 좌표를 포함하는 시스템.
청구항 10에 있어서, 계산 모듈은 추가로 하나 또는 그 이상의 신호에 기초하여 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템에 있는 하나 또는 그 이상의 불필요한 인공위성을 식별하는 단계; 및 불필요한 인공위성으로부터 전송된 신호를 포기하는 단계를 위해 구성된 식별 유닛을 더 포함하는 시스템.
청구항 10에 있어서, 탐지 모듈은 추가로
하나 또는 그 이상의 신호가 하나 또는 그 이상의 신호의 I 브랜치 일반 레인징코드(ordinary ranging code)에 따라 바이두 인공위성 내비게이션 시스템, 위치 항법 장치 또는 갈릴레오 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 전송된 것인지 여부를 결정하는 단계; 및
하나 또는 그 이상의 신호가 하나 또는 그 이상의 신호의 주파수에 따라 글로나스 인공위성 내비게이션 시스템으로부터 전송된 것인지 여부를 결정하는 단계를 위하여 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
기계에 의하여 판독이 되면 기계가 아래의 단계를 실행하도록 하는 내비게이션을 위한 기록된 정보를 가지는 기계-판독 가능한 유형의(tangible) 비-일시적인 매체에 있어서, 아래의 단계는
내비게이션을 유도하는 하나 또는 그 이상의 신호를 수신하는 단계;
하나 또는 그 이상의 신호가 전송되는 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템을 결정하는 단계; 및
하나 또는 그 이상의 신호에 기초하여, 결정된 하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템과 관련된 내비게이션 정보를 얻는 단계를 포함하고,
내비게이션 시스템과 관련된 내비게이션 정보를 얻는 단계는,
각각의 인공위성 내비게이션 시스템에서 인공위성을 위한 자원을 배분하는 단계;
각각의 인공위성으로부터 인공위성 정보를 얻기 위하여 배분된 자원을 이용하여 인공위성을 캡쳐하여 추적하는 단계; 및
인공위성 정보에 기초하여 수신기와 관련된 내비게이션 정보를 산출하는 단계를 포함하는 기계-판독 가능한 유형의 비-일시적인 매체.
청구항 1에 있어서,
수신기와 관련된 내비게이션 정보를 산출하는 단계는,
하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템 중 첫 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성으로부터, 첫 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성의 의사 거리와 위치 좌표를 포함하는 첫 번째 위성 정보를 얻는 단계;
하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템 중 두 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성으로부터, 두 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성의 의사 거리와 위치 좌표를 포함하는 두 번째 위성 정보를 얻는 단계; 및
첫 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 인공위성의 의사 거리와 좌표, 그리고 두 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 인공위성의 의사 거리와 좌표에 따라, 수신기와 첫 번째 인공위성 내비게이션 시스템 사이에 클록 바이어스에 해당되는 첫 번째 변위, 수신기와 두 번째 인공위성 내비게이션 시스템 사이에 클록 바이어스에 해당되는 두 번째 변위, 그리고 수신기의 위치좌표를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
청구항 10에 있어서, 계산 모듈은,
수신기와 관련된 내비게이션 정보를 산출하는 단계는,
하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템 중 첫 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성으로부터, 첫 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성의 의사 거리와 위치 좌표를 포함하는 첫 번째 위성 정보를 얻는 단계;
하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템 중 두 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성으로부터, 두 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성의 의사 거리와 위치 좌표를 포함하는 두 번째 위성 정보를 얻는 단계; 및
첫 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 인공위성의 의사 거리와 좌표, 그리고 두 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 인공위성의 의사 거리와 좌표에 따라, 수신기와 첫 번째 인공위성 내비게이션 시스템 사이에 클록 바이어스에 해당되는 첫 번째 변위, 수신기와 두 번째 인공위성 내비게이션 시스템 사이에 클록 바이어스에 해당되는 두 번째 변위, 그리고 수신기의 위치좌표를 계산하는 단계를 포함하는 시스템
청구항 18에 있어서,
수신기와 관련된 내비게이션 정보를 산출하는 단계는,
하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템 중 첫 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성으로부터, 첫 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성의 의사 거리와 위치 좌표를 포함하는 첫 번째 위성 정보를 얻는 단계;
하나 또는 그 이상의 내비게이션 시스템 중 두 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성으로부터, 두 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 위성의 의사 거리와 위치 좌표를 포함하는 두 번째 위성 정보를 얻는 단계; 및
첫 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 인공위성의 의사 거리와 좌표, 그리고 두 번째 내비게이션 시스템에 속한 최소한 하나의 인공위성의 의사 거리와 좌표에 따라, 수신기와 첫 번째 인공위성 내비게이션 시스템 사이에 클록 바이어스에 해당되는 첫 번째 변위, 수신기와 두 번째 인공위성 내비게이션 시스템 사이에 클록 바이어스에 해당되는 두 번째 변위, 그리고 수신기의 위치좌표를 계산하는 단계를 포함하는 기계-판독 가능한 유형의 비-일시적인 매체.