KR101494159B1 - 전파 망원경 및 이를 이용한 불변점 산출방법 - Google Patents

전파 망원경 및 이를 이용한 불변점 산출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전파 망원경은 안테나를 상하회전시키는 엘리베이션 축(Elevation Axis)과, 상기 안테나를 좌우회전시키는 애지머스 축(Azimuth Axis)을 포함하는 전파 망원경에 있어서, 상기 엘리베이션 축(Elevation Axis)의 일 단에 설치되어 위치신호를 발생시키는 GPS 안테나; 상기 GPS 안테나가 제 1지점에서 발생시키는 제 1위치신호와, 상기 GPS 안테나가 상기 애지머스 축에 의해 회전하여 상기 제 1지점으로부터 180°이격된 제 2지점에서 발생시키는 제 2위치신호를 각각 수신하는 신호 수신부; 상기 신호 수신부에서 출력된 상기 제 1위치신호 및 제 2위치신호를 각각 수신하여 상기 제 1위치신호로부터 상기 제 1지점에 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제2지점에 대응하는 제 2위치값을 각각 추출하는 위치 추출부; 및 상기 위치 추출부에서 출력된 상기 제 1위치값과 제 2위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점(invariant point,IVP)의 위치값을 산출하는 불변점 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전파 망원경 및 이를 이용한 불변점 산출방법{radio telescope and invariant point calculating method using the same}
본 발명은 전파 망원경 및 이를 이용한 불변점 산출방법에 관한 것으로서, 전파 망원경 안테나의 불변점을 용이하게 산출할 수 있는 전파 망원경 및 이를 이용한 불변점 산출방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전파 망원경은 우주공간에 있는 천체로부터 복사되는 전파를 관측하기 위한 장치를 총칭하는 것으로 전파를 발생하는 천체를 광학 망원경으로 측정하는 것보다 더 정확하게 측정할 수가 있다.
전파 망원경은 포물면을 지닌 자오의형(子午儀型)의 구조가 가장 대표적인데, 전파 망원경은 광학 망원경처럼 천체의 상을 눈으로 볼 수 있는 것이 아니고, 천체로부터 오는 전파의 강도를 기록계에 나타내도록 전파신호를 받아들이는 안테나이다.
그러나, 더 광범위한 뜻으로 전파 망원경을 안테나에서부터 수신기 및 전파신호를 기록하는 기록계까지 합해 전파 망원경이라 총칭할 때도 있는데, 전파를 반사시키는 반사경을 사용할 경우에 그 반사면은 금속판 또는 금속망으로 덮여 있고 그 반사면은 회전 포물면을 형성한 것이 대부분이다.
반사경에서 반사된 전파는 초점에 모이고 거기에 놓여 있는 안테나 또는 도파관에서 수신기로 인도된다. 천체에서 방출되는 전파는 너무도 먼 곳에서 오기 때문에 아주 약하다. 이것을 효과적으로 받아들이기 위해 전파 망원경도 엄청나게 큰 규모의 것이 만들어지고 있다.
전파 망원경은 천체가 일주운동으로 인하여 전파 망원경이 있는 곳의 천정에 오는 것을 기다렸다가 그 천체에서부터 나오는 전파를 수신하는데, 우주통신이나 먼 곳을 나는 인공위성의 레이더 관측에 사용되는 안테나도 전파망원경이라고 부를 수 있다. 전파는 빛보다 파장이 길어 지향성과 분해능이 나쁘기 때문에 태양 표면상에서나 우주공간의 전파원이나 또는 전파천체의 위치를 정밀하게 결정하기 위해서 전파의 간섭계를 사용할 때가 많다.
이 전파 간섭계도 전파 망원경의 일종으로 2개 이상의 안테나를 사용하여 서로 수신한 전파를 간섭시켜 분해능을 얻을 수 있는데, 먼 거리에 놓여 있는 두 전파 망원경은 하나의 간섭계 역할을 할 수 있고, 이런 식의 구조로 되어 있는 것을 초장기선간섭계(VLBI:very large baseline interferometer)라 한다.
도 1은 종래의 크니우주망원경의 구성원리를 나타낸 도이다.
예를 들어, 특허출원번호 제10-1999-0039717호는 크니우주망원경을 소개하고 있는데, 상기 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 단위위성전파망원경군, 위성전파 중앙통제 우주스테이션부, 크니우주망원경 지구본부, CPU제어부, 안테나부, 렌즈각도를 조절하는 구동부, 에너지를 공급하는 전력공급부 및 각종 엔진과 서비스부대시설 등으로 구성되어 지구의 공전궤도를 따라 일년에 한번씩 각각의 단위위성전파망원경을 점검하고, 다양한 우주현상을 실험할 수 있다.
도 2는 종래의 카세그레인 안테나의 구성도이다.
또한, 특허출원번호 제10-2006-0005500호는 카세그레인 안테나를 소개하고 있는데, 상기 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나를 수직방향으로 회전시키기 위한 수직회전기어(4); 수직회전기어를 구동하기 위한 수직 감속기(9); 수직 감속기를 구동시키기 위한 수직 구동모터; 안테나를 수평방향으로 회전시키기 위한 수평회전기어(6); 수평회전기어를 구동하기 위한 수평감속기(8); 수평 감속기를 구동시키기 위한 수평 구동모터; 안테나를 지지하기 위한 안테나 지지구조물(7); 및 안테나 지지구조물에 용접되고 수평 감속기의 일단을 고정하여 수평방향의 힘에 의한 파손을 방지하는 횡력저지장치(10)가 구비되어 수평방향으로 회전중 정지시의 관성이나 풍압에 의해 수평회전 감속모터나 피니언 기어 등이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 전파 망원경에서 안테나의 불변점(invariant point,IVP)은 지구자전 속도의 변화, 대륙 운동, 지구의 극축의 운동 등 지구 운동을 감시하는 기준점으로 사용된다.
일반적으로, VLBI는 천구기준좌표계(international celestial reference frame,ICRF)를 사용하며 멀리 있는 천체를 이용하여 우주에서의 불변점의 절대위치를 결정하기 때문에 지구 운동의 모든 요소 관측이 가능하나, VLBI는 전파 망원경을 사용해서 장시간 관측을 해야하고, 결과는 수개월 후에나 알 수 때문에 일상에 사용하기 어려운 문제점이 있다.
또한, GPS 등 인공위성을 이용한 지구기준좌표계(international terrestrial reference frame,ITRF)는 지구상의 상대 위치를 실시간으로 확인하는데 사용할 수 있지만, 지구 중력장에 묶여서 움직이는 지구 중심이라서, 지구의 운동은 용이하게 알 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 이 두 좌표계를 연결하는 기준점으로 사용하기 위해서 VLBI관측에 사용하는 전파망원경 안테나의 불변점을 GPS 기기로 정밀측위하여 두 좌표계를 연결할 필요가 있는데, 종래에는 상기 안테나의 불변점을 산출하기 위해 전파 망원경에 수백개의 포인트를 붙여놓고 전파 망원경과 수십 미터 떨어진 기준 기둥(pillar)에서 GPS 기기와 측량장비를 이용해서 안테나의 불변점을 찾았는데, 이는 시간과 노력이 많이 들고 좌표 변환에 있어서도 용이하지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로, 천구기준좌표계와 지구기준좌표계를 연결하는 안테나의 불변점을 용이하게 산출하여 지구 운동을 용이하게 감시할 수 있는 전파 망원경 및 이를 이용한 불변점 산출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전파 망원경은 안테나를 상하회전시키는 엘리베이션 축(Elevation Axis)과, 상기 안테나를 좌우회전시키는 애지머스 축(Azimuth Axis)을 포함하는 전파 망원경에 있어서, 상기 엘리베이션 축(Elevation Axis)의 일 단에 설치되어 위치신호를 발생시키는 GPS 안테나; 상기 GPS 안테나가 제 1지점에서 발생시키는 제 1위치신호와, 상기 GPS 안테나가 상기 애지머스 축에 의해 회전하여 상기 제 1지점으로부터 180°이격된 제 2지점에서 발생시키는 제 2위치신호를 각각 수신하는 신호 수신부; 상기 신호 수신부에서 출력된 상기 제 1위치신호 및 제 2위치신호를 각각 수신하여 상기 제 1위치신호로부터 상기 제 1지점에 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제2지점에 대응하는 제 2위치값을 각각 추출하는 위치 추출부; 및 상기 위치 추출부에서 출력된 상기 제 1위치값과 제 2위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점(invariant point,IVP)의 위치값을 산출하는 불변점 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1지점은 상기 GPS 안테나의 방위각이 0°인 위치이고, 상기 제 2지점은 상기 GPS 안테나의 방위각이 180°인 위치인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 불변점 산출부는, 상기 제 1위치값과 제 2위치값의 평균 위치값을 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 불변점은 천구기준좌표계와 지구기준좌표계를 연결하는 로컬 타이(local tie)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전파 망원경은 안테나를 상하회전시키는 엘리베이션 축(Elevation Axis)과, 상기 안테나를 좌우회전시키는 애지머스 축(Azimuth Axis)을 포함하는 전파 망원경에 있어서, 상기 엘리베이션 축(Elevation Axis)의 일 단에 설치되어 위치신호를 발생시키는 제 1GPS 안테나; 상기 엘리베이션 축(Elevation Axis)의 타 단에 설치되어 위치신호를 발생시키는 제 2GPS 안테나; 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나가 제 1지점에서 각각 발생시키는 제 1위치신호와, 상기 애지머스 축에 의해 회전하여 상기 제 1지점으로부터 180°이격된 제 2지점에서 각각 발생시키는 제 2위치신호를 수신하는 신호 수신부; 상기 신호 수신부에서 출력된 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 제 1위치신호 및 제 2위치신호를 수신하여 상기 제 1위치신호로부터 상기 제 1지점에 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제2지점에 대응하는 제 2위치값을 각각 추출하는 위치 추출부; 상기 위치 추출부에서 출력된 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 제 1위치값과 제 2위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점(invariant point,IVP)의 위치값을 산출하는 불변점 산출부; 및 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나를 이용하여 각각 산출된 상기 안테나의 불변점의 위치값을 서로 비교하여 동일 여부를 검증하는 불변점 검증부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나는 상기 엘리베이션 축(Elevation Axis) 상에서 서로 180°이격된 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 불변점 검증부는, 상기 제 1GPS 안테나를 이용하여 산출된 상기 안테나의 제 1불변점의 위치값과 상기 제 2GPS 안테나를 이용하여 산출된 상기 안테나의 제 2불변점의 위치값의 동일 여부를 검증하는 검증 모듈; 상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값이 서로 동일한 경우, 상기 제 1불변점의 위치값 또는 제 2불변점의 위치값 중 어느 하나를 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 확정하는 확정 모듈; 및 상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점 위치값이 서로 동일하지 않은 경우, 상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점의 위치값을 재산출하는 재산출 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 재산출 모듈은, 상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값의 평균 위치값을 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 재산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법은 전파 망원경의 안테나를 상하회전시키는 엘리베이션 축(Elevation Axis)의 일 단에 위치신호를 발생시키는 GPS 안테나를 설치하는 GPS 안테나 설치단계; 상기 GPS 안테나의 방위각이 0°인 제 1지점에서 발생시킨 제 1위치신호를 수신하는 제 1위치신호 수신단계; 상기 GPS 안테나를 상기 전파 망원경의 안테나를 좌우회전시키는 애지머스 축에 의해 상기 제 1지점으로부터 180°이격된 제 2지점으로 회전시키는 GPS 안테나 회전단계; 상기 GPS 안테나의 방위각이 180°인 제 2지점에서 발생시킨 제 2위치신호를 수신하는 제 2위치신호 수신 단계; 상기 제 1위치신호로부터 상기 제 1지점에 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제2지점에 대응하는 제 2위치값을 각각 추출하는 위치값 추출단계; 및 상기 제 1위치값과 제 2위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점(invariant point,IVP)의 위치값을 산출하는 불변점 산출단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 불변점 산출단계는, 상기 제 1위치값과 제 2위치값의 평균 위치값을 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법은 전파 망원경의 안테나를 상하회전시키는 엘리베이션 축(Elevation Axis)의 양 단에 위치신호를 발생시키는 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나를 서로 180°이격시켜 설치하는 GPS 안테나 설치단계; 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 방위각이 각각 0°인 제 1지점에서 발생시킨 제 1위치신호를 수신하는 제 1위치신호 수신단계; 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나를 상기 전파 망원경의 안테나를 좌우회전시키는 애지머스 축에 의해 상기 제 1지점으로부터 180°이격된 제 2지점으로 각각 회전시키는 GPS 안테나 회전단계; 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 방위각이 180°인 제 2지점에서 발생시킨 제 2위치신호를 수신하는 제 2위치신호 수신 단계; 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 제 1위치신호로부터 상기 제 1지점에 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제2지점에 대응하는 제 2위치값을 각각 추출하는 위치값 추출단계; 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 제 1위치값과 제 2위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점(invariant point,IVP)의 위치값을 각각 산출하는 불변점 산출단계; 및 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나를 이용하여 각각 산출된 상기 안테나의 불변점의 위치값을 서로 비교하여 동일 여부를 검증하는 불변점 검증단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 불변점 검증단계는, 상기 제 1GPS 안테나를 이용하여 산출된 상기 안테나의 제 1불변점의 위치값과 상기 제 2GPS 안테나를 이용하여 산출된 상기 안테나의 제 2불변점의 위치값의 동일 여부를 검증하는 검증 공정; 상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값이 서로 동일한 경우, 상기 제 1불변점의 위치값 또는 제 2불변점의 위치값 중 어느 하나를 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 확정하는 확정 공정; 및 상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값이 서로 동일하지 않은 경우, 상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점의 위치값을 재산출하는 재산출 공정;을 포함하고, 상기 재산출 공정은, 상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값의 평균 위치값을 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 재산출하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 전파 망원경 및 이를 이용한 불변점 산출방법에 의하면, 천구기준좌표계와 지구기준좌표계를 연결하는 안테나의 불변점을 용이하게 산출하여 지구 운동을 용이하게 감시할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 크니우주망원경의 구성원리를 나타낸 도이다.
도 2는 종래의 카세그레인 안테나의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전파 망원경의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전파 망원경에 GPS 안테나가 설치된 모습을 보여주는 도이다.
도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전파 망원경이 애지머스 축에 의해 180°회전하는 모습을 보여주는 도이다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경에 GPS 안테나가 설치된 모습을 보여주는 도이다.
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경이 애지머스 축에 의해 180°회전하는 모습을 보여주는 도이다.
도 9는 본 발명에 따른 불변점 검증부의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법의 블록도이다.
도 12는 본 발명에 따른 불변점 검증단계의 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전파 망원경의 구성도이다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 전파 망원경은 천체의 전파신호를 받아들이는 포물면 형상의 안테나, 상기 안테나를 상하회전시키는 엘리베이션 축(Elevation Axis) 및 상기 안테나를 좌우회전시키는 애지머스 축(Azimuth Axis)을 포함하고, 이와 더불어, 상기 안테나의 불변점(invariant point,IVP)을 산출하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, GPS 안테나(100), 신호 수신부(200), 위치 추출부(300) 및 불변점 산출부(400)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전파 망원경에 GPS 안테나가 설치된 모습을 보여주는 도이다.
상기 GPS 안테나(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 엘리베이션 축(20)의 일 단에 설치되며 GPS 위성으로부터 위성신호를 수신하여 현재 위치에 대한 위치신호를 발생시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전파 망원경이 애지머스 축에 의해 180°회전하는 모습을 보여주는 도이다.
구체적으로, 상기 GPS 안테나(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 위치인 제 1지점(P1)에서 제 1위치신호를 발생시킬 수 있고, 상기 애지머스 축(30)에 의해 회전하여 상기 제 1지점(P1)으로부터 180°이격된 제 2지점(P2)에 위치된 후, 상기 제 2지점(P2)에서 제 2위치신호를 발생시킬 수 있는데, 여기서, 상기 제 1지점(P1)은 상기 GPS 안테나(100)의 방위각이 0°인 위치이고, 상기 제 2지점(P2)은 상기 GPS 안테나(100)의 방위각이 180°인 위치이다.
상기 신호 수신부(200)는 상기 GPS 안테나(100)에서 출력되는 제 1위치신호 및 제 2위치신호를 각각 수신할 수 있다.
상기 위치 추출부(300)는 상기 신호 수신부(200)에서 출력되는 제 1위치신호 및 제 2위치신호를 각각 수신한 후, 상기 제 1위치신호 및 제 2위치신호를 각각 분석하여 상기 제 1위치신호로부터 상기 제 1지점(P1)에 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제2지점(P2)에 대응하는 제 2위치값을 각각 추출할 수 있다.
상기 불변점 산출부(400)는 상기 위치 추출부(300)에서 출력된 상기 제 1위치값과 제 2위치값을 이용하여 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값을 산출할 수 있다.
구체적으로, 상기 불변점 산출부(400)는 상기 제 1위치값과 제 2위치값의 평균 위치값을 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값으로 산출할 수 있는데, 여기서, 상기 불변점은 천구기준좌표계(international celestial reference frame,ICRF)와 지구기준좌표계(international terrestrial reference frame,ITRF)를 연결하는 로컬 타이(local tie)의 기준점으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경을 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경의 구성도이다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경은 천체의 전파신호를 받아들이는 포물면 형상의 안테나, 상기 안테나를 상하회전시키는 엘리베이션 축(Elevation Axis) 및 상기 안테나를 좌우회전시키는 애지머스 축(Azimuth Axis)을 포함하고, 이와 더불어, 상기 안테나의 불변점을 산출하기 위해 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1GPS 안테나(110), 제 2GPS 안테나(120), 신호 수신부(200), 위치 추출부(300), 불변점 산출부(400) 및 불변점 검증부(500)를 포함한다.
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경에 GPS 안테나가 설치된 모습을 보여주는 도이다.
상기 제 1GPS 안테나(110)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 엘리베이션 축(20)의 일 단에 설치되고, 상기 제 2GPS 안테나(120)는 상기 엘리베이션 축(20)의 타 단에 설치될 수 있는데, 상기 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)는 각각 GPS 위성으로부터 위성신호를 수신하여 현재 위치에 대한 위치신호를 발생시킬 수 있다.
여기서, 상기 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)는 상기 엘리베이션 축(20) 상에서 서로 180°이격된 위치에 설치될 수 있는데, 예를 들어, 상기 제 1GPS 안테나(110)가 방위각이 0°인 위치에 설치되는 경우, 상기 제 2GPS 안테나(120)는 방위각이 180°인 위치에 설치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경이 애지머스 축에 의해 180°회전하는 모습을 보여주는 도이다.
구체적으로, 상기 제 1GPS 안테나(110)는 도 8에 도시된 바와 같이, 현재 위치인 제 1지점(P1)에서 제 1위치신호를 발생시킬 수 있고, 상기 애지머스 축(30)에 의해 회전하여 상기 제 1지점(P1)으로부터 180°이격된 제 2지점(P2)에 위치된 후, 상기 제 2지점(P2)에서 제 2위치신호를 발생시킬 수 있다.
한편, 상기 제 2GPS 안테나(120)는 상기 애지머스 축(30)에 의해 상기 제 1GPS 안테나(110)가 회전하는 경우, 상기 제 1GPS 안테나(110)와 동시에 회전할 수 있는데, 상기 제 2GPS 안테나(120)는 도 8에 도시된 바와 같이, 현재 위치인 제 1지점(P'1)에서 제 1위치신호를 발생시킬 수 있고, 상기 애지머스 축(30)에 의해 회전하여 상기 제 1지점(P'1)으로부터 180°이격된 제 2지점(P'2)에 위치된 후, 상기 제 2지점(P'2)에서 제 2위치신호를 발생시킬 수 있다.
상기 신호 수신부(200)는 상기 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)가 각각 제 1지점(P1,P'1)에서 발생시키는 제 1위치신호와, 제 2지점(P2,P'2)에서 발생시키는 제 2위치신호를 수신할 수 있다.
상기 위치 추출부(300)는 상기 신호 수신부(200)에서 출력되는 상기 제 1GPS 안테나(110)의 제 1위치신호 및 제 2위치신호를 수신한 후, 상기 제 1위치신호 및 제 2위치신호를 각각 분석하여 상기 제 1위치신호로부터 상기 제 1지점(P1)에 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제2지점(P2)에 대응하는 제 2위치값을 각각 추출할 수 있다.
또한, 상기 위치 추출부(300)는 이와 더불어, 상기 신호 수신부(200)에서 출력되는 상기 제 2GPS 안테나(120)의 제 1위치신호 및 제 2위치신호를 수신한 후, 상기 제 1위치신호 및 제 2위치신호를 각각 분석하여 상기 제 1위치신호로부터 상기 제 1지점(P'1)에 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제2지점(P'2)에 대응하는 제 2위치값을 각각 추출할 수 있다.
상기 불변점 산출부(400)는 상기 위치 추출부(300)에서 출력된 상기 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)의 제 1위치값과 제 2위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점(invariant point,IVP)의 위치값을 산출할 수 있다.
구체적으로, 상기 불변점 산출부(400)는 상기 제 1GPS 안테나(110)의 제 1위치값과 제 2위치값의 평균 위치값을 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값(IVP1)으로 산출할 수 있고, 상기 제 2GPS 안테나(120)의 제 1위치값과 제 2위치값의 평균 위치값을 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값(IVP2)으로 산출할 수 있다.
상기 불변점 검증부(500)는 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나를 이용하여 각각 산출된 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값(IVP1,IVP2)을 서로 비교하여 동일 여부를 검증할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 불변점 검증부의 구성도이다.
상기 불변점 검증부(500)는 도 9에 도시된 바와 같이, 검증 모듈(510), 확정 모듈(520) 및 재산출 모듈(530)을 포함한다.
상기 검증 모듈(510)은 상기 제 1GPS 안테나(110)를 이용하여 산출된 상기 안테나(10)의 제 1불변점의 위치값(IVP1)과 상기 제 2GPS 안테나(120)를 이용하여 산출된 상기 안테나(10)의 제 2불변점의 위치값(IVP2)의 동일 여부를 검증할 수 있다.
상기 확정 모듈(520)은 상기 제 1불변점의 위치값(IVP1)과 제 2불변점의 위치값(IVP2)이 서로 동일한 경우, 상기 제 1불변점의 위치값(IVP1) 또는 제 2불변점의 위치값(IVP2) 중 어느 하나를 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값으로 확정할 수 있다.
상기 재산출 모듈(530)은 상기 제 1불변점의 위치값(IVP1)과 제 2불변점의 위치값(IVP2)이 서로 동일하지 않은 경우, 상기 제 1불변점의 위치값(IVP1)과 제 2불변점의 위치값(IVP2)을 이용하여 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값을 재산출할 수 있다.
구체적으로, 상기 재산출 모듈(530)은 상기 제 1불변점의 위치값(IVP1)과 제 2불변점의 위치값(IVP2)의 평균 위치값을 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 재산출할 수 있다.
이하, 본 발명의 제 1실시예에 따른 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법을 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명의 제 1실시예에 따른 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법의 블록도이다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법은 도 10에 도시된 바와 같이, GPS 안테나 설치단계(S10), 제 1위치신호 수신단계(S20), GPS 안테나 회전단계(S30), 제 2위치신호 수신 단계(S40), 위치값 추출단계(S50) 및 불변점 산출단계(S60)를 포함한다.
상기 GPS 안테나 설치단계(S10)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전파 망원경의 안테나(10)를 상하회전시킬 수 있는 엘리베이션 축(20)의 일 단에 GPS 위성으로부터 위성신호를 수신하여 현재 위치에 대한 위치신호를 발생시킬 수 있는 GPS 안테나(100)를 설치하는 단계이다.
상기 제 1위치신호 수신단계(S20)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 GPS 안테나(100)의 방위각이 0°인 제 1지점(P1)에서 상기 GPS 안테나(100)가 발생시킨 제 1위치신호를 도 3에 도시된 신호 수신부(200)가 수신하는 단계이다.
상기 GPS 안테나 회전단계(S30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 GPS 안테나(100)를 상기 전파 망원경의 안테나(10)를 좌우회전시키는 애지머스 축(30)에 의해 상기 제 1지점(P1)으로부터 180°이격된 제 2지점(P2)으로 회전시키는 단계이다.
상기 제 2위치신호 수신 단계(S40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 GPS 안테나(100)의 방위각이 180°인 제 2지점(P2)에서 상기 GPS 안테나(100)가 발생시킨 제 2위치신호를 상기 신호 수신부(200)가 수신하는 단계이다.
상기 위치값 추출단계(S50)는 도 3에 도시된 위치 추출부(300)에서 상기 제 1위치신호로부터 상기 제 1지점(P1)에 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제2지점(P2)에 대응하는 제 2위치값을 각각 추출하는 단계이다.
상기 불변점 산출단계(S60)는 도 3에 도시된 불변점 산출부(400)에서 상기 제 1위치값과 제 2위치값을 이용하여 상기 안테나(10)의 불변점(invariant point,IVP)의 위치값을 산출하는 단계로, 상기 불변점 산출단계(S60)에서는 상기 제 1위치값과 제 2위치값의 평균 위치값을 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값으로 산출할 수 있다.
이하, 본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법을 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법의 블록도이다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법은 도 11에 도시된 바와 같이, GPS 안테나 설치단계(S100), 제 1위치신호 수신단계(S200), GPS 안테나 회전단계(S300), 제 2위치신호 수신 단계(S400), 위치값 추출단계(S500), 불변점 산출단계(S600) 및 불변점 검증단계(S700)를 포함한다.
상기 GPS 안테나 설치단계(S100)는 도 7에 도시된 바와 같이, 전파 망원경의 안테나(10)를 상하회전시키는 엘리베이션 축(20)의 양 단에 위치신호를 발생시키는 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)를 서로 180°이격시켜 설치하는 단계이다.
상기 제 1위치신호 수신단계(S200)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)의 방위각이 각각 0°인 제 1지점에서 발생시킨 제 1위치신호를 도 6에 도시된 신호 수신부(200)가 수신하는 단계로, 여기서, 상기 제 1GPS 안테나(110)의 방위각이 0°인 제 1지점(P1)과, 상기 제 2GPS 안테나(120)의 방위각이 0°인 제 1지점(P'1)은 상기 엘리베이션 축(20) 상에서 서로 180°이격된 지점이다.
상기 GPS 안테나 회전단계(S300)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)를 상기 전파 망원경의 안테나(10)를 좌우회전시키는 애지머스 축(30)에 의해 상기 제 1지점(P1,P'1)으로부터 180°이격된 제 2지점(P2,P'2)으로 각각 회전시키는 단계로, 여기서, 상기 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)는 상기 애지머스 축(30)에 의해 서로 반대 방향으로 동시에 회전할 수 있다.
상기 제 2위치신호 수신 단계(S400)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)의 방위각이 각각 180°인 제 2지점에서 발생시킨 제 2위치신호를 도 6에 도시된 신호 수신부(200)가 수신하는 단계로, 여기서, 상기 제 1GPS 안테나(110)의 방위각이 180°인 제 2지점(P2)과, 상기 제 2GPS 안테나(120)의 방위각이 180°인 제 2지점(P'2)은 상기 엘리베이션 축(20) 상에서 서로 180°이격된 지점이다.
상기 위치값 추출단계(S500)는 도 6에 도시된 위치 추출부(300)에서 상기 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)의 제 1위치신호로부터 상기 제 1지점(P1,P'1)에 각각 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제2지점(P2,P'2)에 각각 대응하는 제 2위치값을 각각 추출하는 단계이다.
상기 불변점 산출단계(S600)는 도 6에 도시된 불변점 산출부(400)에서 상기 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)의 제 1위치값과 제 2위치값을 이용하여 상기 안테나(10)의 불변점(invariant point,IVP)의 위치값을 각각 산출하는 단계로, 상기 불변점 산출단계(S600)에서는 상기 제 1위치값과 제 2위치값의 평균 위치값을 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값으로 산출할 수 있다.
상기 불변점 검증단계(S700)는 상기 제 1GPS 안테나(110) 및 제 2GPS 안테나(120)를 이용하여 각각 산출된 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값을 도 6에 도시된 불변점 검증부(500)에서 서로 비교하여 동일 여부를 검증하는 단계이다.
도 12는 본 발명에 따른 불변점 검증단계의 블록도이다.
상기 불변점 검증단계(S700)는 도 12에 도시된 바와 같이, 검증 공정(S710), 확정 공정(S720) 및 재산출 공정(S730)을 포함한다.
상기 검증 공정(S710)은 상기 제 1GPS 안테나(110)를 이용하여 산출된 상기 안테나(10)의 제 1불변점의 위치값(IVP1)과 상기 제 2GPS 안테나(120)를 이용하여 산출된 상기 안테나(10)의 제 2불변점의 위치값(IVP2)의 동일 여부를 도 9에 도시된 검증 모듈(510)에서 검증하는 공정이다.
상기 확정 공정(S720)은 상기 제 1불변점의 위치값(IVP1)과 제 2불변점의 위치값(IVP2)이 서로 동일한 경우, 도 9에 도시된 확정 모듈(530)에서 상기 제 1불변점의 위치값(IVP1) 또는 제 2불변점의 위치값(IVP2) 중 어느 하나를 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값으로 확정하는 공정이다.
상기 재산출 공정(S730)은 상기 제 1불변점의 위치값(IVP1)과 제 2불변점의 위치값(IVP2)이 서로 동일하지 않은 경우, 도 9에 도시된 재산출 모듈(530)에서 상기 제 1불변점의 위치값(IVP1)과 제 2불변점의 위치값(IVP2)을 이용하여 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값을 재산출하는 공정으로, 상기 재산출 공정(S730)에서는 상기 제 1불변점의 위치값(IVP1)과 제 2불변점의 위치값(IVP2)의 평균 위치값을 상기 안테나(10)의 불변점의 위치값으로 재산출할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 전파 망원경 및 이를 이용한 불변점 산출방법을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
10:안테나 20:엘리베이션 축
30:애지머스 축 100:GPS 안테나
110:제 1GPS 안테나 120:제 2GPS 안테나
200:신호 수신부 300:위치 추출부
400:불변점 산출부 500:불변점 검증부
510:검증 모듈 520:확정 모듈
530:재산출 모듈
S10,S100:GPS 안테나 설치단계
S20,S200:제 1위치신호 수신단계
S30,S300:GPS 안테나 회전단계
S40,S400:제 2위치신호 수신 단계
S50,S500:위치값 추출단계
S60,S600:불변점 산출단계
S700:불변점 검증단계
S710:검증 공정
S720:확정 공정
S730:재산출 공정

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 안테나를 상하회전시키는 엘리베이션 축(Elevation Axis)과, 상기 안테나를 좌우회전시키는 애지머스 축(Azimuth Axis)을 포함하는 전파 망원경에 있어서,
    상기 엘리베이션 축(Elevation Axis)의 일 단에 설치되어 위치신호를 발생시키는 제 1GPS 안테나;
    상기 엘리베이션 축(Elevation Axis)의 타 단에 설치되어 위치신호를 발생시키는 제 2GPS 안테나;
    상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나가 제 1지점에서 각각 발생시키는 제 1위치신호와, 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나가 상기 애지머스 축에 의해 회전하여 상기 제 1지점으로부터 180°이격된 제 2지점에서 각각 발생시키는 제 2위치신호를 수신하는 신호 수신부;
    상기 신호 수신부에서 출력된 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 제 1위치신호 및 제 2위치신호를 각각 수신하여 상기 제 1위치신호로부터 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 제 1지점에 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 제2지점에 대응하는 제 2위치값을 각각 추출하는 위치 추출부;
    상기 위치 추출부에서 출력된 상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 제 1위치값과 제 2위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점(invariant point,IVP)의 위치값을 산출하는 불변점 산출부; 및
    상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나를 이용하여 각각 산출된 상기 안테나의 불변점의 위치값을 서로 비교하여 동일 여부를 검증하는 불변점 검증부;를 포함하고,
    상기 불변점 검증부는,
    상기 제 1GPS 안테나를 이용하여 산출된 상기 안테나의 제 1불변점의 위치값과 상기 제 2GPS 안테나를 이용하여 산출된 상기 안테나의 제 2불변점의 위치값의 동일 여부를 검증하는 검증 모듈;
    상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값이 서로 동일한 경우, 상기 제 1불변점의 위치값 또는 제 2불변점의 위치값 중 어느 하나를 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 확정하는 확정 모듈; 및
    상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값이 서로 동일하지 않은 경우, 상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점의 위치값을 재산출하는 재산출 모듈;을 포함하며,
    상기 재산출 모듈은,
    상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값의 평균 위치값을 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 재산출하는 것을 특징으로 하는 전파 망원경.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나는 상기 엘리베이션 축(Elevation Axis) 상에서 서로 180°이격된 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 전파 망원경.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 불변점 산출부는,
    상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나 각각에 대한 제 1위치값과 제 2위치값의 평균 위치값을 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 전파 망원경.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 전파 망원경의 안테나를 상하회전시키는 엘리베이션 축(Elevation Axis)의 양 단에 위치신호를 발생시키는 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나를 서로 180°이격시켜 설치하는 GPS 안테나 설치단계;
    상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 방위각이 각각 0°인 제 1지점에서 발생시킨 제 1위치신호를 수신하는 제 1위치신호 수신단계;
    상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나를 상기 전파 망원경의 안테나를 좌우회전시키는 애지머스 축에 의해 상기 제 1지점으로부터 180°이격된 제 2지점으로 각각 회전시키는 GPS 안테나 회전단계;
    상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 방위각이 180°인 제 2지점에서 발생시킨 제 2위치신호를 수신하는 제 2위치신호 수신 단계;
    상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 제 1위치신호로부터 상기 제 1지점에 대응하는 제 1위치값 및 상기 제 2위치신호로부터 상기 제2지점에 대응하는 제 2위치값을 각각 추출하는 위치값 추출단계;
    상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나의 제 1위치값과 제 2위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점(invariant point,IVP)의 위치값을 각각 산출하는 불변점 산출단계; 및
    상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나를 이용하여 각각 산출된 상기 안테나의 불변점의 위치값을 서로 비교하여 동일 여부를 검증하는 불변점 검증단계;를 포함하고,
    상기 불변점 검증단계는,
    상기 제 1GPS 안테나를 이용하여 산출된 상기 안테나의 제 1불변점의 위치값과 상기 제 2GPS 안테나를 이용하여 산출된 상기 안테나의 제 2불변점의 위치값의 동일 여부를 검증하는 검증 공정;
    상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값이 서로 동일한 경우, 상기 제 1불변점의 위치값 또는 제 2불변점 위치값 중 어느 하나를 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 확정하는 확정 공정; 및
    상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값이 서로 동일하지 않은 경우, 상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값을 이용하여 상기 안테나의 불변점의 위치값을 재산출하는 재산출 공정;을 포함하며,
    상기 재산출 공정은,
    상기 제 1불변점의 위치값과 제 2불변점의 위치값의 평균 위치값을 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 재산출하는 것을 특징으로 하는 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 불변점 산출단계는,
    상기 제 1GPS 안테나 및 제 2GPS 안테나 각각에 대한 제 1위치값과 제 2위치값의 평균 위치값을 상기 안테나의 불변점의 위치값으로 산출하는 것을 특징으로 하는 전파 망원경을 이용한 불변점 산출방법.
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