KR101452622B1 - 내비게이션 비트 경계 결정 장치 및 그의 방법 - Google Patents

내비게이션 비트 경계 결정 장치 및 그의 방법 Download PDF

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Abstract

내비게이션 비트 경계 결정 장치 및 그의 방법이 개시된다. 내비게이션 비트 경계 결정 장치는 바이두 인공위성 신호 수신 모듈, 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈, 계산 모듈 및 결정 모듈을 포함한다. 바이두 인공위성 신호 수신 모듈은 바이두 정지 지구 궤도(GEO) 인공위성 신호를 수신하고, 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간을 결정하고 기록한다. 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈은 GPS 시간 신호와 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치를 수신한다. 계산 모듈은 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 계산한다. 결정 모듈은 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정한다.

Description

내비게이션 비트 경계 결정 장치 및 그의 방법{A NAVIGATION BIT BOUNDARY DETERMINATION APPARATUS AND A METHOD THEREOF}
관련 출원
본 발명은 중화인민공화국 지적 재산 사무국(SIPO)에 2012년 3월 31일에 출원된 특허출원번호 제201210092646.8호에 대한 우선권을 주장하고, 상기 출원의 발명 내용은 전체가 참조로 본 명세서에 결합된다.
본 발명은 일반적으로 인공위성 내비게이션 및 위치 결정 분야에 관한 것이고, 구체적으로 본 발명은 바이두 정지 위성 지구 궤도(Beidou Geostationary Earth Orbit)(아래에서 GEO라고 함)의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 내비게이션 비트 경계 결정 장치 및 장치의 바이두 GEO 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.
전자 산업 및 컴퓨터 기술의 발전과 함께, 인공위성 내비게이션 및 위치 결정(positioning) 기술이 널리 사용되고 그리고 군사적 응용뿐만 아니라 사람의 일상 생활에 중요한 영향을 미친다. 현재, 세계적으로 중국, 미국, 러시아 및 유럽에 의하여 각각 개발된 바이두(Compass) 내비게이션 시스템, 위성 항법 장치(Global Positioning System: GPS), 글로나스 시스템(GLONASS) 및 갈릴레오 시스템과 같은 4 종류의 인공위성 내비게이션 및 위치 결정 시스템이 있다. GPS 시스템이 현재 가장 초기에 그리고 가장 잘-개발된 내비게이션 및 위치 결정 시스템이다.
인공위성 내비게이션 및 위치 결정 시스템은 대개 3개의 부분을 포함한다: 공간 부분(space part), 제어 부분(control part) 및 사용자 부분(user part). 공간 부분은 궤도에 있는 다수 개의 인공위성을 포함한다. 제어 부분은 주로 감시 시스템을 포함하고, 감시 시스템은 예를 들어 마스터 제어 스테이션, 인젝션 스테이션(injection station) 등과 같은 다수개의 기초 스테이션으로 이루어져 있다. 그리고 사용자 부분은 데이터 프로세싱 소프트웨어가 내장되어 있으며 그리고 인공위성 신호를 수신하고 그리고 수신된 인공위성 신호에 기초하여 위치 결정 및/또는 내비게이션을 처리하기 위한 수신기(receiver)이다.
작동 과정에서, 바이두 GEO 인공위성으로부터 신호를 사용하여 위치 결정 또는 길을 찾기(navigating) 위한 공지의 방법은 비트 동기화(synchronization)의 실행을 필요로 한다. 그러나 비트 동기화는 대개 많은 시간이 걸리고, 이로 인하여 바이두 GEO 인공위성 신호는 빠른 위치 결정 또는 내비게이션 계산을 위하여 사용될 수 없다.
일반적으로 서로 다른 공지된 선행 정보에 따르면, 수신된 인공위성 신호에 기초하여 위치 결정 및/또는 내비게이션 목적을 위하여 인공위성 신호를 수신하도록 형성된 수신기는 핫 부트 모드(hot boot mode), 웜 부트 모드(warm boot mode) 또는 콜드 부트 모드(cold boot mode)로부터 부팅될 수 있다. 수신기의 근접 위치(approximate position)와 정확한 인공위성 클록 정보(clock information)를 가지는 인공위성 위치 추산(ephemeris)이 수신되고 그리고 때때로 수신기가 이러한 핫 부트 모드에서 부팅되기 위하여 일 초 내지 수초가 걸리는 경우, 수신기는 핫 부트 모드로부터 부팅된다. 수신기의 근접 위치 및 정확한 인공위성 클록 정보를 포함하는 인공위성 역법(satellite almanac)이 수신되고 그리고 수신기가 이러한 웜 부트 모드에서 부팅되기 위하여 30 초가 걸리는 경우, 수신기는 웜 부트 모드로부터 부팅된다. 이용 가능한 인공위성 정보(예를 들어, 인공위성 위치 추산, 인공위성 역법, 수신기의 이전 위치 및 인공위성 클록)가 존재하지 않고 그리고 수신기가 이러한 콜드 부트 모드에서 부팅되기 위하여 45초가 걸리는 경우, 수신기는 콜드 부트 모드로부터 부팅된다. 예를 들어, 수신기의 초기화 또는 예를 들어 수신기의 배터리의 충전이 소진되어 수신기의 재시작으로 인하여 인공위성 역법 정보가 소실되는 경우, 수신기는 콜드 부트 모드로부터 부팅된다. 수신기의 마지막 위치 결정 계산 및 이동 거리가 문턱 값을 초과하므로 비교적 긴 시간이 경과하는 경우, 수신기는 또한 콜드 부트 모드로부터 부팅된다. 따라서, 수신기가 부팅되기 위하여 약 45 초가 걸린다.
전통적으로 비트 동기화는 인공위성 위치 결정 및 내비게이션 시스템에서 에러 없는 전송(error free transmission)을 만들기 위하여 실행되고, 비트 동기화는 인공위성 위치 추산 정보를 계산하기 전에 필요하다. 따라서, 수신기가 웜 부트 모드 또는 콜드 부트 모드에 있고 그리고 위치 결정 및 내비게이션 목적을 위하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 사용하는 경우, 비트 동기화의 단계가 필요하다. 수신기가 비트 동기화를 실행하기 위하여 수 초가 소요되므로, 바이두 GEO 인공위성 신호는 빠른 위치 결정 및 내비게이션 계산을 위하여 사용될 수 없다. 그러나 만약 비트 동기화 시간이 감소될 수 있다면, 바이두 GEO 인공위성 신호는 이후 빠른 위치 결정 및 내비게이션 계산을 제공하기 위하여 사용될 수 있다.
바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계가 결정되는 경우, 비트 동기화의 단계가 제거될 수 있다. 바이두 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계의 탐지는 물체의 위치를 결정하기 위하여 중요하다. 구체적으로 만약 내비게이션 비트 경계가 발견된다면, 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여(capturing) 추적하기(tracking) 위한 초기 점이 결정될 수 있으며, GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 보다 긴 연속적인 통합 시간(integration time), 즉 내비게이션 비트 데이터의 사이클을 사용하는 방법이 또한 사용될 수 있다. 이로 인하여 보다 약한 신호를 가진 인공위성이 캡쳐되어 추적될 수 있으며. 수신기의 성능이 또한 향상된다.
본 발명의 목적은 비트 동기화 시간을 감소시키는 장치를 제공하는 것이다.
하나의 실시 형태에서, 내비게이션 비트 경계 결정 장치가 개시된다. 내비게이션 비트 경계 결정 장치는 바이두 인공위성 신호 수신 모듈, 위치 수신과 클록 캘리브레이션(눈금 설정)(calibration) 모듈, 계산 모듈 및 결정 모듈을 포함한다. 바이두 인공위성 신호 수신 모듈은 바이두 GEO 인공위성 신호를 수신하고, 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간을 결정하여 기록한다. 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈은, GPS 위치 결정 정보에 기초하여 GPS 수신기에 의하여 계산된 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 GPS 시간 신호 및 위치를 수신하고, 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간의 캘리브레이션을 한다(캘리브레이팅하다). 계산 모듈은 내비게이션 비트 경계 결정 장치, 바이두 CEO 인공위성의 좌표 및 바이두 CEO 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 계산한다. 결정 모듈은 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정한다.
다른 실시 형태에서, 내비게이션 비트 경계 결정 장치를 가진 바이두 인공위성 수신기가 개시된다. 바이두 인공위성 수신기는 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정한다. 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추척하기 위한 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 채용된 연속 합산 시간(integration time)은 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계에 기초하여 결정된다.
또 다른 실시 형태에서, 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 바이두 GEO 인공위성 신호를 수신하고 그리고 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간을 기록하는 단계; GPS 위치 결정 정보에 기초하여 GPS 수신기에 의하여 계산된 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치 및 GPS 시간 신호를 수신하고 그리고 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간의 캘리브레이션을 하는 단계; 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치, 바이두 GEO 인공위성의 좌표 및 바이두 GEO 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 계산하는 단계; 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 바이두 GEO 인공위성 신호가 비트 동기화를 실행하지 않고 빠른 위치 결정 및 내비게이션 계산을 위하여 사용될 수 있도록 하고, 이로 인하여 수 초가 절약되도록 한다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 장치는 훨씬 긴 연속 합산 시간이 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 적용될 수 있고, 그리고 더 약한 신호를 가진 인공위성이 캡쳐되어 추적될 수 있고, 그리고 이로 인하여 이러한 약한 신호의 캡쳐 및 추적의 정확성이 추가로 증가되고, 그리고 수신기의 성능이 또한 향상될 있도록 한다는 이점을 가진다.
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 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 실시 예의 블록 다이어그램의 예시이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 다수 개의 인공위성과 통신하는 본 발명의 수신기를 예시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 계산 모듈의 상세한 블록 다이어그램을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기의 실시예를 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 방법을 예시하는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 도 5에 도시된 단계 S540의 상세한 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.
바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 내비게이션 비트 경계 결정 장치가 개시된다. 내비게이션 비트 경계 결정 장치는 GPS 위치 결정 정보에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정할 수 있다. 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 사용은 비트 동기화의 필요성을 제거하고, 따라서 바이두 GEO 인공위성은 빠른 위치 결정 및 내비게이션 반응을 위하여 사용될 수 있으며, 이는 수신기의 성능을 향상시킨다. 하나의 실시 형태에서, 수신기에는 내비게이션 비트 경계 결정 장치가 장착된다. 바이두 GEO 인공위성은 바이두 인공위성 중 하나이며, 이것은 지구 상공 36,000 킬로미터에 궤도를 가지는 지구-동기화 인공위성이다.
내비게이션 비트 경계 결정 장치는 바이두 인공위성 신호 수신 모듈, 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈, 계산 모듈 및 결정 모듈을 포함한다. 바이두 인공위성 신호 수신 모듈은 바이두 GEO 인공위성 신호를 수신하고, 바이두 CEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간을 결정하여 기록하도록 형성된다. 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈은, 외부 GPS 수신기로부터 GPS 위치 결정 정보에 기초하여 외부 GPS 수신기에 의하여 계산된 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치 및 GPS 시간 신호를 수신하고, 그리고 수신된 GPS 시간 신호에 따라 캘리브레이션된 수신 시간을 생성하기 위하여 바이두 인공위성 신호 수신 모듈로부터 수신된 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간의 캘리브레이션을 하도록 형성된다. 계산 모듈은, 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈에 의해 수신된 네비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치, 저장 모듈로부터 검색된(retrieved) 바이두 GEO 인공위성의 좌표, 및 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈에 의하여 계산된 바이두 GEO 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 계산하도록 형성된다. 결정 모듈은, 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간 및 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위한 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 채용된 연속 합산 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하도록 형성된다.
내비게이션 비트 경계 결정 장치의 실시 형태가 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세하게 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 실시 예를 예시한 것이다. 도 1에 도시된 것처럼, 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)는 클록 모듈(110), 바이두 인공위성 신호 수신 모듈(120), 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈(130), 계산 모듈(140), 결정 모듈(150) 및 저장 모듈(160)을 포함한다.
도 1에 도시된 것처럼, 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)에 있는 클록 모듈(110)은 지역 시간(local time)을 제공하도록 형성된다.
바이두 GEO 인공위성 신호를 수신하도록 형성된 바이두 인공위성 신호 수신 모듈(120)은 클록 모듈(110)에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간을 결정하고 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간을 기록한다. 예를 들어, 위에서 언급된 바이두 GEO 인공위성 신호 및 바이두 GEO 인공위성 신호의 기록된 지역 수신 시간과 같은 바이두 인공위성 신호 수신 모듈(120)에 의하여 수신된 신호는 다른 모듈에 의하여 처리되거나 또는 호출되기 위하여 저장 모듈(160)에 저장될 수 있다.
GPS 수신기로부터 GPS 위치 결정 정보에 기초하여 GPS 수신기(도 1에 도시되지 않음)에 의하여 계산된 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 GPS 시간 신호 및 위치를 수신하도록 형성된 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈(130)은, 수신된 GPS 시간 신호에 따라 바이두 인공위성 신호 수신 모듈(120)로부터 수신된 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간과 클록 모듈(110)을 캘리브레이션 한다. 예를 들어, 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간은 GPS 위치 결정 정보로부터 얻은 클록 바이어스(tu)에 기초하여 캘리브레이션이 되고, 그리고 이후 바이두 GEO 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간이 얻어질 수 있다. GPS 위치 결정 정보에 기초하여 GPS 수신기에 의하여 계산된 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 위치가 저장 모듈(160)에 저장된다.
하나의 실시 형태에서, 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 위치가 외부 GPS 수신기(도 1에 도시되지 않음)에 의하여 계산될 수 있고, 그리고 위치 수신과 캘리브레이션 모듈(130)은 외부 GPS 수신기로부터 계산된 정보를 수신한다. 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈(130)에 의하여 수신된 계산된 정보는 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위하여 사용된다.
추가로 클록 모듈(110)이 수신기의 클록 바이어스(tu)에 기초하여 캘리브레이션이 되는 경우, 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간이 또한 캘리브레이션이 된다. 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈(130)에 의하여 얻어진 수신 정보가 저장 모듈(160)에 저장된다. 추가로 저장 모듈(160)은 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)에서 각각의 모듈에 의하여 생성되거나 사용된 다른 정보를 추가로 저장한다. 이러한 종류의 정보는 이에 제한되지 않지만 예를 들어 바이두 GEO 인공위성의 좌표 및 임시 데이터와 같은 계산 매개변수를 포함한다.
계산 모듈(140)은 저장 모듈(150)에 저장된 정보를 수신하고 그리고 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 계산한다.
결정 모듈(150)은 계산 모듈(140)로부터 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 수신하고, 수신된 전송 시간에 따라 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 계산하고, 그리고 바이두 GEO 인공위성 신호의 결정된 내비게이션 비트 경계에 따라 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위해 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)에 의하여 채용된 연속 합산 시간을 결정한다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 적용을 예시한 것이다. 도 2에 도시된 것처럼, GP1~GP4는 외부 GPS 수신기에 의하여 검색되어 사용될 수 있는 4개의 GPS 인공위성을 나타내고, GE는 바이두 GEO 인공위성을 나타낸다. GP1~GP4의 좌표는 각각 (X1, Y1, Z1) ~ (X4, Y4, Z4)로 알려져 있다. 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 좌표는 (X0, Y0, Z0)이 된다. 4개의 GPS 인공위성의 위치와 GPS 시간 정보에 따라, 4개의 방정식이 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 좌표, 즉 (X0, Y0, Z0)을 계산하기 위하여 만들어질 수 있다. 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 좌표를 계산하기 위한 상세한 방정식은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있고, 본 명세서에서 간결성과 명확성을 위하여 기술되지 않을 것이다. 외부 GPS 수신기가 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 근처에 위치하는 경우, 외부 GPS 수신기의 위치는 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 위치와 동일한 것으로 간주될 수 있다. 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 위치, 즉 좌표(X0, Y0, Z0)의 값은 외부 GPS 수신기로부터 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈(130)에 의하여 수신될 수 있다. 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 GPS 위치 결정과 상세한 계산 과정의 작동 원리가 공지되어 있다는 것을 인지할 것이고, 그리고 그것은 본 명세서에서 간결성과 명확성을 위하여 기술되지 않을 것이다.
도 2에 예시된 것처럼, 바이두 GEO 인공위성(GE)은 또한 지구 동기화 인공위성이며, 바이두 GEO 인공위성(GE)을 위한 3-차원 공간 좌표(X5, Y5, Z5)가 또한 공지되어 있다. 계산 모듈(140)은 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100), 바이두 GEO 인공위성(GE)의 좌표 및 바이두 GEO 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성을 위한 전송 시간을 계산할 수 있다. 계산 모듈(140)은 도 3에 도시된 블록 다이어그램에 따라 형성될 수 있다.
도 3은 도 1에 예시된 계산 모듈(140)의 상세한 블록 다이어그램을 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 것처럼, 계산 모듈(140)은 제1 계산 서브 모듈(310), 제2 계산 서브 모듈(320) 및 제3 계산 서브 모듈(330)을 포함한다.
제1 계산 서브 모듈(310)은 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 좌표와 바이두 GEO 인공위성(GE)의 좌표에 따라 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)와 바이두 GEO 인공위성(GE) 사이의 거리 r을 계산하도록 형성되고, 여기에서 좌표(X0, Y0, Z0)와 (X5, Y5, Z5)는 각각 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 위치와 바이두 GEO 인공위성(GE)의 위치를 나타낸다. 거리 r은 방정식(1-1)에 따라 계산된다:
Figure 112013023535961-pat00001
내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)와 바이두 GEO 인공위성(GE)사이의 거리 r이 계산된 이후, 제2 계산 서브 모듈(320)은 바이두 GEO 인공위성(GE)으로부터 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)에 전송된 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 소요 시간(transmission time) t를 계산한다. 전송 소요 시간 t는 방정식 (1-2)에 따라 계산된다:
Figure 112013023535961-pat00002
상기에서 c는 빛의 속력을 나타낸다.
따라서 바이두 GEO 인공위성(GE)으로부터 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)로 전송된 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 소요 시간 t는 제1 계산 서브모듈(310)과 제2 계산 서브모듈(320)을 사용하여 얻어진다. 제3 계산 서브 모듈(330)은 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈(130)에 의하여 캘리브레이션이 된 바이두 GEO 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간과 제2 계산 서브모듈(320)에 의하여 계산된 전송 소요 시간 t에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간(transmitting time)을 계산하도록 형성된다. 예를 들어 tr 은 바이두 GEO 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간을 나타내고, tt 은 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 나타내며, tt의 값은 (tr-t)와 동일하다.
결정 모듈(150)은 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간(tt)에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정할 수 있다. 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간(tt)에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 실시 예가 아래에서 기술될 것이다.
예를 들어, 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 초기 전송 시간은 t0, 즉 초기 전송 시간은 바이두 GEO 인공위성이 인공위성 신호를 전송하는 시간이 된다. 하나의 실시 형태에서, 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 초기 전송 시간(t0)은 실-시간 클록(Real-Time Clock)(이후 RTC라고 함)으로부터 변환되는 GPS 시간이다. RTC 클록에 기초하여 GPS 시간을 계산하는 방법은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있다. 예를 들어 시작 시간으로 1999년 8월 21/22일을 사용하여, 방정식이 현재 GPS 시간을 계산하기 위하여 아래와 같이 만들어진다:
tGPS=[dow*24+(시간(hour)+지역번호(zonenum))*60+분(min)]*60+초(sec)+시차(leapsec); (1-3),
상기에서, dow는 일주일 중 하루(a day of week)를 나타내고; 시간(hour), 분(min) 및 초(sec)는 각각 RTC 시간의 시간, 분 및 초 정보를 나타내고, 지역 번호(zonenum)는 RTC 시간의 시간 지역을 나타내고; 시차(leapsec)는 현재 표준시(Coordinated Universal Time: UTC)와 GPS 시간의 차이를 나타낸다. 바이두 GEO 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간은 tr이고, 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간은 tt이며, 방정식은 아래와 같다:
x = (tt-t0) mod 2ms; (1-4),
상기에서, x는 2 ms에 의하여 나누어진 tt와 t0의 차이의 나머지(remainder)이고, 시간을 위한 tt와 t0 단위는 밀리세컨드(ms)이다. x의 값에 따라, 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계가 계산되고, GEO 인공위성 신호를 캡쳐해서 추적하기 위한 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 채용된 더 긴 연속 합산 시간이 내비게이션 비트 경계 결정 장치에서 결정 모듈에 의하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 만약 x의 값이 0과 동일하다면, 바이두 GEO 인공위성 신호가 시간 tt에서 내비게이션 비트 경계에 있는 것을 의미하고, 이로 인하여 바이두 GEO 인공위성 신호가 2 ms의 연속 합산 시간(즉 내비게이션 비트 데이터의 사이클) 내에서 시간 tt로부터 캡쳐되어 추적될 수 있고, 그렇지 않으면 바이두 GEO 인공위성 신호는 시간 (tt+2-x)에 내비게이션 비트 경계에 있고, 따라서 바이두 GEO 인공위성 신호는 2 ms의 연속 합산 시간 내에서 시간 (tt+2-x)로부터 캡쳐되어 추적될 수 있다. 따라서, 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계는 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간에 기초하여 결정될 수 있다.
방정식 (1-4)에서 tt와 t0은 동일 시스템 시간에 의하여 캘리브레이션이 되어야 한다는 점에 유의하여야 한다. 예를 들어, 만약 tt가 GPS 시간에 의하여 캘리브레이션이된다면, t0 도 또한 GPS 시간에 의하여 캘리브레이션이 되어야 하고, x는 방정식 (1-4)에 의하여 계산된다.
일반적으로 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 속력(bit rate)은 500 bps이다(즉 내비게이션 비트 데이터의 사이클은 2 ms이다). 내비게이션 비트 경계가 결정되지 않은 상황에서, 바이두 GEO 인공위성 신호는 1 ms의 연속 합산 시간 내에서 캡쳐 모드(capturing mode)에서 캡쳐되어 추적되어야 한다. 그러나, 만약 훨씬 긴 연속 합산 시간이 예상된다면, 비트 동기화의 단계가 요구된다. 만약 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계가 본 발명에서 개시된 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)를 사용하여 결정된다면, 바이두 GEO 인공위성 신호는 비트 동기화를 실행하지 않고 훨씬 긴 연속 합산 시간 범위 내에서 캡쳐 모드에서 갭쳐되어 추적될 수 있으며, 따라서 바이두 GEO 인공위성 신호는 빠른 위치 결정 및 내비게이션 계산을 위하여 사용될 수 있다. 훨씬 긴 연속 합산 시간은 [1 ms, 2 ms]의 범위에서 임의의 실수가 될 수 있다. 바람직하게, 2 ms의 연속 합산 시간의 범위 내에서 수신기의 캡쳐 모드가 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 1 ms의 연속 합산 시간의 범위 내 캡쳐 모드와 비교할 때, 훨씬 긴 연속 합산 시간이 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 사용될 수 있고, 훨씬 약한 인공위성 신호가 캡쳐되어 추적될 수 있으며, 캡쳐 및 추적의 정확성이 또한 증가될 수 있다.
바이두 인공위성 신호를 위한 전송 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하는 개시된 실시 형태는 예시적인 것이며, 이에 제한되지는 않는 것으로 이해되어야 한다. 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 바이두 인공위성 신호를 위한 전송 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 다른 실시 형태가 또한 본 발명에 포함되는 것으로 인지할 것이고, 이러한 실시 형태는 간결성과 명확성을 위하여 반복하여 설명되지 않을 것이다.
또 다른 실시 형태에서, 내비게이션 비트 경계 결정 장치는 하나 이상의 바이두 GEO 인공위성과 상호 작용을 한다. 작동 과정에서, 만약 다수 개의 바이두 GEO 인공위성 신호가 위치 결정 및/또는 내비게이션 계산을 위하여 요구된다면, 이러한 다수 개의 바이두 GEO 인공위성 신호를 처리하기 위한 방법은 위에서 언급된 방법과 동일하고 간결성과 명확성을 위하여 본 명세서에서 반복하여 설명되지 않을 것이다.
위에서 언급된 것처럼, 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)는 외부 GPS 수신기로부터 수신된 GPS 위치 결정 정보에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정할 수 있다. 달리 말하면, 개시된 본 발명은 비트 동기화를 실행하지 않고 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정할 수 있다. 따라서, 인공위성 위치 결정 및/또는 내비게이션 기술에서, 위에서 언급된 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)가 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위하여 그리고 또한 위치 결정 및/또는 내비게이션 목적을 위하여 사용될 수 있다. 수신기가 비트 동기화를 실행하지 않고 웜 부트 모드 또는 콜드 부트 모드에 있는 경우 바이두 GEO 인공위성 신호는 빠른 위치 결정 및 내비게이션 계산을 위하여 사용될 수 있으며, 따라서 수 초(several second)가 절약될 수 있다. 또한, 위에서 언급된 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)가 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위하여 사용되는 경우, 훨씬 긴 연속 합산 시간이 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)에 의하여 채택될 수 있으며, 이로 인하여 더 약한 신호를 가진 인공위성이 또한 위치 결정 및 내비게이션 목적을 위하여 사용될 수 있고, 그리고 추가로 이러한 더 약한 신호의 캡쳐 및 추적의 정확성이 증가될 수 있다.
하나의 실시 형태에서, 바이두 인공위성 수신기가 개시된다. 바이두 인공위성 수신기는 위에서 설명이 된 것과 같은 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)를 포함할 수 있다.
바이두 인공위성 수신기는 내비게이션 비트 경계 결정 장치를 포함하고, 바이두 인공위성 수신기에 있는 내비게이션 비트 경계 결정 장치는 도 1에 제시된 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)와 유사한 구성요소 및 기능을 가지며, 이는 간결성과 명확성을 위해 명세서에서는 설명되지 않을 것이다.
또한, 바이두 인공위성 수신기 내의 내비게이션 비트 경계 결정 장치는 마이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위해 사용된다. 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계에 따라, 연속 합산 시간이 결정되고, 그리고 이후 바이두 GEO 인공위성으로부터 바이두 GEO 인공위성 신호가 결정된 연속 합산 시간 내에서 캡쳐되어 추적될 수 있다. 즉, 바이두 GEO 인공위성 신호가 연속 합산 시간 및 위에서 언급된 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계 내에서 캡쳐되어 추적될 수 있다. 바이두 GEO 인공위성 신호가 연속 합산 시간 내에서 캡쳐되어 추적될 수 있으므로, 바이두 GEO 인공위성 신호는 이후 비트 동기화에 대한 필요없이 사용될 수 있다.
위에서 언급된 것처럼, 바이두 인공위성 수신기에 있는 내비게이션 비트 경계 결정 장치가 비트 동기화를 수행하지 않고 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 수신기가 비트 동기화를 실행하지 않고 웜 부트 모드 또는 콜드 부트 모드에 있는 경우, 바이두 GEO 인공위성 신호느 빠른 위치 결정 및 내비게이션 계산을 위하여 사용될 수 있고, 이로 인하여 수 초(several seconds)가 절약될 수 있다. 또한, 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계가 결정되었으므로, 훨씬 긴 연속 합산 시간이 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 채택될 수 있다. 따라서, 더 약한 신호를 가진 인공위성이 캡쳐되어 추적될 수 있고, 이로 인하여 캡쳐 및 추적의 정확성이 또한 향상되며 수신기의 성능이 향상된다.
하나의 실시 형태에서, GPS/바이두 듀얼 모드 수신기가 제공된다. GPS/바이두 듀얼 모드 수신기는 위에서 언급된 것과 같은 GPS 수신기와 바이두 인공위성 수신기를 포함한다. 도 4는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기(400)의 실시예를 예시한 것이다.
도 4에 도시된 것처럼, GPS/바이두 듀얼 모드 수신기(400)는 GPS 수신기(410)와 바이두 인공위성 수신기(420)를 포함한다. 바이두 인공위성 수신기(420)에는 내비게이션 비트 경계 결정 장치(422)가 설치된다. 바이두 인공위성 수신기(420) 및 내비게이션 비트 경계 결정 장치(422)는 각각 위에서 설명이 된 바이두 인공위성 수신기 및 내비게이션 비트 경계 결정 장치와 유사한 구성요소 및 기능을 가지며, 여기에서는 간결성과 명확성을 위하여 반복하여 설명되지 않을 것이다.
GPS 수신기(410)는 상업적인 GPS 수신기들 중 하나일 수 있고, GPS 위치 결정 정보에 따라, 즉 내비게이션 비트 경계 결정 장치(422)의 위치에 따라 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기(400)의 위치와 GPS 시간 신호를 획득할 수 있다. 위에서 언급된 것과 같은 GPS 위치 결정 정보 및 GPS 시간 신호가 바이두 인공위성 수신기(420)에 있는 내비게이션 비트 경계 결정 장치(422)에 제공될 수 있다. 구체적으로 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기(400)의 3차원 공간 좌표를 결정하기 위하여, 적어도 4개의 GPS 인공위성이 GPS 위치 결정 과정 중 캡쳐되어야 한다.
개시된 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기(400)는 내비게이션 비트 경계 결정 장치(422)를 포함한다. 개시된 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기(400)는 종래의 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기와 같은 방법으로 2 종류의 모드에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 개시된 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기(400)는 GPS 인공위성 또는 바이두 인공위성을 사용하여 위치 결정 및/또는 길 찾기 중 어느 하나를 할 수 있다. 개시된 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기(400)는 또한 GPS 위치 결정 정보로부터 얻어진 정보에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정할 수 있다. 그와 같은 정보는 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기(400)의 위치 및 GPS 시간 신호를 포함한다. 따라서, 바이두 GEO 인공위성 신호는 비트 동기화를 수행하지 않고 빠른 위치 결정 및 내비게이션 계산을 위하여 사용될 수 있으며, 이로 인하여 수 초가 절약된다. 훨씬 긴 연속 합산 시간이 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치(422)에 의하여 채택될 수 있고, 그리고 더 약한 신호를 가진 인공위성이 캡쳐되어 추적될 수 있으며, 따라서 이러한 약한 신호의 캡쳐 및 추적의 정확성이 추가로 증가되고, 수신기의 성능 또한 향상된다.
하나의 실시 형태에서, 모바일 기기는 위에서 언급된 바이두 인공위성 수신기 또는 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기를 포함할 수 있다. 구체적으로 모바일 기기는 내비게이터(navigator), 모바일 폰, 노트 북, 아이패드, PDA(개인용 디지털 보조기기), 예를 들어 MP3/MP4 플레이어 및 전자책(E-book)과 같은 멀티미디어 플레이어 기기 및 GPS 수신기(410)를 포함할 수 있는 다른 기기 중 임의의 하나가 될 수 있다.
하나의 실시 형태에서, 바이두 인공위성 수신기 또는 GPS/바이두 듀얼 모드 수신기가 장착된 위에서 언급된 모바일 기기는 도 1에서 제시된 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)를 포함한다. 수신기가 비트 동기화를 수행하지 않고 웜 부트 모드 또는 콜드 부트 모드에 있는 경우, 바이두 GEO 인공위성 신호는 빠른 위치 결정 및 내비게이션 계산을 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 훨씬 긴 연속 합산 시간이 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 채택될 수 있으며, 더 약한 신호를 가진 인공위성이 캡쳐되어 추적되고, 이로 인하여 캡쳐 및 추적의 정확성이 추가로 증가될 수 있다.
바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 방법이 제공된다. 방법의 실시예가 도 1, 도 5 및 도 6과 함께 기술될 것이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 내비게이션 비트 경계를 결정하는 방법을 예시한 것이다. 도 5에 도시된 것처럼, 순서도(500)는 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 방법을 예시한 것이다. 이러한 실시 형태에서 개시된 방법은 단계 S520 내지 S550을 포함한다. 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)에 있는 바이두 인공위성 신호 수신 모듈(120)은 바이두 GEO 인공위성 신호를 수신한다(S520). 바이두 인공위성 신호 수신 모듈(120)은 클록 모듈(110)에 따라 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간을 결정한다(S521). 단계 S521을 실행한 후, 바이두 인공위성 신호 수신 모듈(120)은 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간을 기록한다(S522). 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)에 있는 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈(130)은 외부 GPS 수신기로부터 GPS 위치 결정 정보에 기초하여 외부 GPS 수신기에 의하여 계산된 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치와 GPS 시간 신호를 수신한다(S530). 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈(130)은 캘리브레이션된 수신 시간을 생성하기 위하여 수신된 GPS 시간 신호에 기초하여 지역 시간과 지역 수신 시간을 캘리브레이션 한다(S531). 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)의 위치 및 사용자의 위치가 이러한 사양(specification)에서 교환가능하도록 사용된다. 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)에 있는 계산 모듈(140)은 사용자의 위치, 바이두 GEO 인공위성의 좌표(이미 알려진 것) 및 바이두 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 계산한다(S540).
바이두 인공위성 신호를 위한 전송 시간의 계산은 도 6에 도시된 단계 S610 내지 S630에 의하여 별도로 분리될 수 있다.
도 6에 도시된 것처럼, 계산 모듈(140)에 있는 제1 계산 서브 모듈(310)은 단계 S530에서 수신된 사용자 위치 및 바이두 GEO 인공위성의 좌표에 기초하여 사용자와 바이두 GEO 인공위성 사이의 거리 r을 계산한다(S610).
계산 모듈(140)에 있는 제2 계산 서브 모듈(320)은 단계 S610에서 얻어진 사용자와 바이두 GEO 인공위성 사이에 거리 r에 기초하여 바이두 GEO 인공위성으로부터 내비게이션 비트 결정 장치(100)로 전송된 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간 t을 계산한다(S620).
계산 모듈(140)에 있는 제3 계산 서브 모듈(330)은 전송 시간 t와 바이두 GEO 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간(tt)를 계산한다(S630).
보다 구체적으로, 단계 S610, S620 및 S630에서 제시된 계산의 상세한 방법은 각각 도 3과 함께 설명된 제1 계산 서브 모듈(310), 제2 계산 서브 모듈(320) 및 제3 계산 서브 모듈(330)에 의하여 실행될 수 있고, 간결성과 명확성을 위하여 여기에서는 설명되지 않을 것이다.
따라서, 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간(tt)이 단계 S540을 실행한 후, 즉 상세한 단계 S610 내지 S630에서 얻어진다. 이후 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)에 있는 결정 모듈(150)은 단계 S540에서 계산된 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간(tt) 및 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위한 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 채택된 연속 합산 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정한다(S550). 단계 S550에서 실행되는 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 상세한 방법은 이미 설명이 되었으며, 여기에서는 반복되지 않을 것이다. 바이두 GEO 인공위성 신호의 결정된 내비게이션 비트 경계는 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치(100)에 의하여 채택되는 연속 합산 시간을 결정하기 위하여 사용된다. 연속 합산 시간은 1 ms와 2 ms 사이의 임의의 기간이 될 수 있다.
위에서 설명이 된 것처럼, 본 발명의 하나의 실시 형태에 따르면, 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 방법은 외부 GPS 수신기로부터 수신된 GPS 위치 결정 정보를 사용하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정할 수 있다. 달리 말하면, 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계는 비트 동기화를 수행하지 않고 결정될 수 있다. 따라서, 인공위성 위치 결정 및/또는 내비게이션 기술에서, 위에서 언급된 내비게이션 비트 경계 결정 장치는 바이두 GEO 인공위성 신호의 네비게이션 비트 경계의 결정 및 위치 결정과 네비게이션을 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 수신기가 비트 동기화를 수행하지 않고 웜 부트 모드 또는 콜드 부트 모드에 있는 경우, 바이두 GEO 인공위성 신호는 빠른 위치 결정 및 내비게이션 계산을 위하여 사용될 수 있으며, 따라서 수 초가 절약될 수 있다. 또한, 위에서 언급된 내비게이션 비트 경계 결정 장치가 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위하여 사용되는 경우, 훨씬 긴 연속 합산 시간이 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 채택될 수 있고, 이로 인하여 보다 약한 신호를 가진 인공위성이 캡쳐되어 추적될 수 있으며, 따라서 캡쳐 및 추적의 정확성이 추가로 증가될 수 있다.
하나의 실시 형태에서, 본 발명의 하나의 실시 형태에 따라 인공위성 내비게이션 및 위치 결정 방법이 제공된다. 인공위성 내비게이션 및 위치 결정 방법은 예를 들어 바이두 GEO 인공위성 신호 및/또는 바이두 비-정지 지구 궤도(Non Geostationary Earth Orbit: NGEO) 인공위성 신호와 같은 바이두 인공위성 신호에 기초하여 내비게이션 및 위치 결정을 처리하는 방법을 포함한다. 이러한 방법에서, 내비게이션 및 위치 결정 처리 방법은 공지의 바이두 인공위성 수신기에 의하여 실행된다. 이러한 방법은 간단하게 바이두 단일 모드 내비게이션 및 위치 결정 처리 방법으로 명명될 수 있다. 인공위성 내비게이션 및 위치 결정 방법은 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위하여 위에서 언급된 방법을 사용함으로써 내비게이션 및 위치 결정을 처리하는 방법을 추가로 포함한다. 이러한 방법은 또한 보조 내비게이션 및 위치 결정 처리 방법으로 알려져 있다.
위에서 언급된 보조 내비게이션 및 위치 결정 처리 방법은 추가로 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하는 단계 및 비트 동기화를 수행하지 않고 바이두 GEO 인공위성에 의하여 물체의 위치를 결정하기 위하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 채택되는 연속 합산 시간을 결정하는 단계를 포함한다.
다른 실시 형태에서, 인공위성 내비게이션 및 위치 결정 방법은 추가로 GPS 단일 모드 내비게이션 및 위치 결정 처리 방법, 바이두 단일 모드 내비게이션 및 위치 결정 처리 방법과 보조 내비게이션 및 위치 결정 처리 방법을 포함한다. 즉, 내비게이션 및 위치 결정 처리는 공지의 GPS 수신기에 의하여 실행된다. 이러한 상황에서, 보조 내비게이션 및 위치 결정 처리 방법은 GPS 단일 모드 내비게이션 및 위치 결정 처리 방법에서 작동된 몇 가지 처리 단계에 의하여 행해질 수 있다. 추가로 이러한 내비게이션 및 위치 결정 처리의 3개의 처리 방법은 사용자의 요구 또는 실제 상황에 따라 임의로 또는 독립적으로 선택될 수 있다.
따라서, 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계는 GPS 위치 결정 정보에 기초하여 위에서 언급된 인공위성 내비게이션 위치 결정 방법을 수행함으로써 결정될 수 있다. 수신기가 비트 동기화를 수행하지 않고 웜 부트 모드 또는 콜드 부트 모드에 있는 경우, 바이두 GEO 인공위성 신호는 빠른 위치 결정 및 내비게이션 계산을 위하여 사용될 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 청구범위 및 그들의 법적 등가물에 의하여 지시되고 위에서 제시된 개시에 제한되지 않는다.
110: 클록 모듈 120: 바이두 인공위성 신호 수신 모듈
130: 위치수신과 클록 캘리브레이션 모듈 (위치수신과 클록 눈금 설정 모듈)
140: 계산 모듈
150: 결정 모듈 160: 저장 모듈
310: 제1 계산 서브모듈 320: 제2 계산 서브모듈
330: 제3 계산 서브모듈 410:GPS 수신기
420: 바이두 인공위성 수신기 422: 내비게이션 비트 경계 결정 장치

Claims (13)

  1. 바이두 정지 지구 궤도(Geostationary Earth Orbit: GEO) 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하기 위한 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 있어서,
    바이두 GEO 인공위성 신호를 수신하고, 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간을 결정하여 기록하는 바이두 인공위성 신호 수신 모듈;
    외부 GPS 수신기로부터 GPS 위치 결정 정보에 기초하여 외부 GPS 수신기에 의하여 계산된 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치 및 GPS 시간 신호를 수신하고, 수신된 GPS 시간 신호에 따라 바이두 인공위성 신호 수신 모듈로부터 수신된 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간의 캘리브레이션을 하는 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈;
    위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈에 의하여 수신된 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치, 저장 모듈로부터 검색된(retrieved) 바이두 GEO 인공위성의 좌표, 및 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈에 의하여 캘리브레이션된 바이두 GEO 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 계산하는 계산 모듈; 및
    바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하는 결정 모듈을 포함하고,
    결정 모듈은 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간과 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 초기 전송 시간의 차를 이용하여 내비게이션 비트 경계를 결정하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 비트 경계 결정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계는 결정 모듈에 의하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 채택된 연속 합산 시간을 결정하기 위하여 사용되는 내비게이션 비트 경계 결정 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 연속 합산 시간은 1 ms와 2 ms 사이인 내비게이션 비트 경계 결정 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 계산 모듈은 추가로
    내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치 및 바이두 인공위성의 좌표에 기초하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치와 바이두 GEO 인공위성 사이의 거리를 계산하는 제1 계산 서브모듈;
    내비게이션 비트 경계 결정 장치와 바이두 GEO 인공위성 사이의 거리에 기초하여 바이두 GEO 인공위성으로부터 내비게이션 비트 경계 결정 장치로 전송된 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 소요 시간을 계산하는 제2 계산 서브모듈; 및
    바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 소요 시간 및 캘리브레이션된 수신 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 계산하는 제3 계산 서브모듈을 포함하는 내비게이션 비트 경계 결정 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 지역 시간을 결정하기 위해 작동가능한 클록 모듈을 더 포함하고, 여기에서 바이두 인공위성 신호 수신 모듈은 클록 모듈로부터 수신된 지역 시간에 따라 지역 수신 시간을 결정하는 내비게이션 비트 경계 결정 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    정보를 저장하는 저장 모듈을 더 포함하고, 여기에서 저장 모듈은 바이두 인공위성 신호 수신 모듈에 의하여 결정된 지역 수신 시간 및 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈에 의하여 수신된 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치를 저장하는 내비게이션 비트 경계 결정 장치.
  7. 바이두 인공위성 수신기에 있어서,
    바이두 정지 지구 궤도(GEO) 인공위성 신호를 위한 전송 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하는 내비게이션 비트 경계 결정 장치를 포함하고, 여기에서 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위한 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 채택된 연속 합산 시간(continuous integration time)은 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계에 기초하여 결정됨을 특징으로 하고,
    내비게이션 비트 경계 결정 장치는 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간과 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 초기 전송 시간의 차를 이용하여 내비게이션 비트 경계를 결정하는 것을 특징으로 하는 바이두 인공위성 수신기.
  8. 바이두 정지 지구 궤도(GEO) 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하는 방법에 있어서,
    바이두 인공위성 신호 수신 모듈에 의하여 바이두 GEO 인공위성으로부터 바이두 GEO 인공위성 신호를 수신하는 단계;
    바이두 인공위성 신호 수신 모듈에 의하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 신호를 기록하는 단계;
    외부 GPS 수신기로부터 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈에 의하여 GPS 위치 결정 정보에 기초하여 외부 GPS 수신기에 의하여 계산된 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치 및 GPS 시간 신호를 수신하는 단계;
    캘리브레이션된 수신 시간을 생성하기 위하여 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈에 의하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간의 캘리브레이션을 하는 단계;
    위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈에 의하여 수신된 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치, 저장 모듈로부터 검색된 바이두 GEO 인공위성의 좌표, 및 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈에 의하여 캘리브레이션된 바이두 GEO 인공위성 신호의 캘리브레이션된 수신 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 계산하는 단계; 및
    결정 모듈에 의하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하는 단계를 포함하고,
    내비게이션 비트 경계를 결정하는 단계는 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간과 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 초기 전송 시간의 차를 이용하여 내비게이션 비트 경계를 결정하는 것을 특징으로 하는, 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계를 결정하는 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    결정 모듈에 의하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 내비게이션 비트 경계에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 캡쳐하여 추적하기 위하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치에 의하여 채택된 연속 합산 시간을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 연속 합산 시간은 1 ms 와 2 ms 사이인 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치 및 바이두 GEO 인공위성의 좌표에 기초하여 내비게이션 비트 경계 결정 장치와 바이두 GEO 인공위성 사이의 거리를 계산하는 단계;
    내비게이션 비트 경계 결정 장치와 바이두 GEO 인공위성 사이의 거리에 기초하여 바이두 GEO 인공위성으로부터 내비게이션 비트 경계 결정 장치로 전송된 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 소요 시간을 계산하는 단계; 및
    바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 소요 시간 및 캘리브레이션된 수신 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호를 위한 전송 시간을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 청구항 8에 있어서, 클록 모듈에 의하여 제공된 지역 시간에 기초하여 바이두 GEO 인공위성 신호의 지역 수신 시간을 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 청구항 8에 있어서, 위치 수신과 클록 캘리브레이션 모듈에 의하여 수신된 내비게이션 비트 경계 결정 장치의 위치, 및 바이두 인공위성 신호 수신 모듈에 의하여 결정된 지역 수신 시간을 저장 모듈에 저장하는 단계를 더 포함하는 방법.
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