KR101505104B1 - 위성항법장치 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 장치 및 방법 - Google Patents

위성항법장치 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위성항법장치(Global Positioning System : GPS) 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 네비게이션 메뉴가 선택될 시, QoS(Quality of Service) 파라미터 값을 무한대(Unlimited)로 설정하는 과정과, 상기 QoS 파라미터 값의 바운더리 내 GPS 위성들로부터 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 획득하는 과정과, 상기 획득된 위치 정보를 기반으로 위치를 결정하는 과정과, 이전에 결정된 위치가, 현재 결정된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값 바운더리 내에 포함될 시, 상기 QoS 파라미터 값을, 상기 무한대보다 작은 상기 제 1 QoS 파라미터 값으로 재설정하는 과정을 포함하여, TTFF(Time To First Fix) 단축과 높은 정확도를 동시에 획득할 수 있는 이점이 있다.
GPS(Global Positioning System), 위치 결정, TTFF(Time To First Fix), QoS(Quality of Service) 파라미터

Description

위성항법장치 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POSITION FIX IN TERMINAL WITH GLOBAL POSITIONING SYSTEM MODULE}
본 발명은 위성항법장치(Global Positioning System : GPS) 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 장치 및 방법에 관한 것으로, GPS 모듈이 구비된 단말에서 위치를 결정함에 있어, 동적 QoS(Quality of Service) 파라미터를 사용하여 TTFF(Time To First Fix) 단축과 높은 정확도를 동시에 획득하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 위성항법장치(Global Positioning System : 이하 'GPS'라 칭함) 위성을 이용한 위치 결정 기술은 차량 및 선박 항법 장치나, 이동통신 단말기의 위치 측정 분야 등 다양한 분야에서 폭넓게 이용되고 있다. 상기 GPS 위성을 이용한 위치 결정은, 위치를 측정하고자 하는 사용자 측에서 GPS 신호를 추적(tracking)하고, 추적된 GPS 신호로부터 필요한 정보를 취득(acquisition)한 후, 취득된 정보를 기반으로 사용자 측의 위치를 산출(navigation)하여, 사용자의 현재 위치를 결정하는(fix) 단계로 이루어진다. 이러한 과정을 수행하는 사용자측 장비를 GPS 모듈이라 한다.
상기 GPS 모듈이 GPS 신호를 수신 및 분석하여 위치를 결정하기 위해 요구되는 실제적인 시간을 TTFF(Time To First Fix)라 하며, 이는 정확도(Accuracy)와 함께, 위치 결정 장비의 가장 중요한 체감 성능 요소로서 작용한다. 하지만 상기 TTFF와 정확도는 트레이드 오프(Trade Off) 관계에 있으며, 따라서 종래 기술에 따른 위치 결정 방법은 성능 향상에 한계가 있다. 즉, 종래에는 QoS(Quality of Service) 파라미터(parameter) 값이 고정되어 있어, TTFF 단축과 높은 정확도 중 하나만을 획득할 수 있다. 예를 들어, QoS 파라미터 값을 무한대(unlimited)로 고정 설정하였을 경우 TTFF를 크게 단축시킬 수 있다. 그 이유는 실제 사용자의 위치에서 무한대까지 오차를 가진 GPS 신호를 사용자의 위치 결정에 사용하기 때문이다. 하지만, 실제 사용자의 위치에서 무한대까지 오차를 가진 GPS 신호는 정확도에 영향을 준다.
본 발명의 목적은 GPS 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 GPS 모듈이 구비된 단말에서 위치를 결정함에 있어, 동적 QoS 파라미터를 사용하여 TTFF 단축과 높은 정확도를 동시에 획득하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 위성항법장치(Global Positioning System : GPS) 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 방법은, 네비게이션 메뉴가 선택될 시, QoS(Quality of Service) 파라미터 값을 무한대(Unlimited)로 설정하는 과정과, 상기 QoS 파라미터 값의 바운더리 내 GPS 위성들로부터 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 획득하는 과정과, 상기 획득된 위치 정보를 기반으로 위치를 결정하는 과정과, 이전에 결정된 위치가, 현재 결정된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값 바운더리 내에 포함될 시, 상기 QoS 파라미터 값을, 상기 무한대보다 작은 상기 제 1 QoS 파라미터 값으로 재설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 위성항법장치(Global Positioning System : GPS) 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 장치는, 네 비게이션 메뉴가 선택될 시, QoS(Quality of Service) 파라미터 값을 무한대(Unlimited)로 설정하는 QoS 파라미터 값 설정부와, GPS 위성들로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 신호 수신부와, 상기 QoS 파라미터 값의 바운더리 내 GPS 위성들로부터 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 획득하고, 상기 획득된 위치 정보를 기반으로 위치를 결정하는 위치 결정부와, 이전에 결정된 위치가, 현재 결정된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값 바운더리 내에 포함될 시, 상기 QoS 파라미터 값을, 상기 무한대보다 작은 상기 제 1 QoS 파라미터 값으로 재설정하도록 상기 QoS 파라미터 값 설정부를 제어하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, GPS 모듈이 구비된 단말에서 위치를 결정함에 있어, 동적 QoS 파라미터를 사용함으로써, TTFF 단축과 높은 정확도를 동시에 획득할 수 있는 이점이 있다. 이로써, 사용자의 만족도를 높일 수 있으며, 네비게이션(nevigation)의 사용이 보다 편리해지는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 GPS 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 장치 및 방법에 관해 설명하기로 한다. 특히, GPS 모듈이 구비된 단말에서 위치를 결정함에 있어, 동적 QoS 파라미터를 사용하여 TTFF 단축과 높은 정확도를 동시에 획득하기 위한 장치 및 방법에 관해 설명하기로 한다. 이하 본 발명은, GPS 모듈이 구비된 단말을 예로 들어 설명할 것이나, GPS 모듈이 구비된 모든 디바이스에 적용 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 GPS 모듈이 구비된 단말의 장치 구성을 도시한 블록도이다.
도시된 바와 같이, 단말은 제어부(100), GPS 모듈(110), 저장부(120), 입력부(130), 표시부(140)를 포함하여 구성되며, 상기 GPS 모듈(110)은 위치 결정부(111), GPS 신호 수신부(113), QoS 파라미터 값 설정부(115), 판단부(117)를 포함하여 구성된다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 제어부(100)는 상기 단말의 전반적인 동작을 위한 제어 및 처리를 수행하며, 특히 본 발명에 따라 사용자의 키 조작에 따라 네비게이션 메뉴가 선택될 시, 상기 GPS 모듈(110)을 구동시켜, 동적 QoS 파라미터를 사용하여 위치를 결정하기 위한 제어 및 처리를 수행한다.
상기 GPS 모듈(110) 내 위치 결정부(111)는 상기 QoS 파라미터 값 설정부(115)으로부터 QoS 파라미터 값을 입력받고, 상기 GPS 신호 수신부(113)로부터 GPS 신호를 입력받아, 상기 QoS 파라미터 값 바운더리 내 GPS 위성들로부터 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 획득하고, 상기 획득된 위치 정보를 기반으로 사용자의 위치를 결정(Position Fix)한 후, 상기 결정된 위치를 상기 판단부(117) 및 표시부(140)로 제공한다.
상기 GPS 신호 수신부(113)는 안테나를 통해 GPS 위성들로부터 GPS 신호를 수신하고, 상기 수신된 GPS 신호를 상기 위치 결정부(111)로 제공한다.
상기 QoS 파라미터 값 설정부(115)는 사용자의 키 조작에 따라 네비게이션 메뉴가 선택될 시, 초기 QoS 파라미터 값을 무한대(Unlimited)로 설정하고, 상기 설정된 초기 QoS 파라미터 값을 상기 위치 결정부(111)로 제공한다. 이후, 상기 판단부(117)로부터의 제어에 따라, 상기 QoS 파라미터 값 설정부(115)는 QoS 파라미터 값을 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m) 혹은 제 2 QoS 파라미터 값(예, 250m)으로 재설정한다. 여기서, 상기 제 1 QoS 파라미터 값은 상기 무한대보다 작은 값으로 설정되고, 상기 제 2 QoS 파라미터 값은 제 1 QoS 파라미터 값보다 크면서 상기 무한대보다 작은 값으로 설정된다.
상기 판단부(117)는 상기 위치 결정부(111)에 의해 이전에 결정된 위치가, 현재 결정된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m) 바운더리 내에 포함되는지 여부를 검사하고, 이전에 결정된 위치가, 현재 결정된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m) 바운더리 내에 포함될 시, 상기 QoS 파라미터 값을 상기 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m)으로 재설정하도록 상기 QoS 파라미터 값 설정부(115)를 제어한다. 또한, 상기 판단부(117)는 GPS 신호 수신이 불가능할 시, 상기 제 1 QoS 파라미터 값을 제 2 QoS 파라미터 값(예, 250m)으로 재설정하도록 상기 QoS 파라미터 값 설정부(115)를 제어한다.
상기 저장부(120)는 상기 단말의 전반적인 동작에 필요한 프로그램 및 각종 정보들을 저장하며, 특히 본 발명에 따라 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m) 및 제 2 QoS 파라미터 값(예, 250m)을 저장한다.
상기 입력부(130)는 다수의 기능키들을 구비하여 사용자가 누르는 키에 대응하는 데이터를 상기 제어부(100)로 제공한다.
상기 표시부(140)는 상기 단말의 동작 중에 발생되는 상태 정보, 숫자 및 문자들을 디스플레이한다. 특히, 상기 표시부(140)는 상기 위치 결정부(111)에 의해 결정된 사용자의 위치를 표시한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 GPS 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 방법의 절차를 도시한 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 단말은 201단계에서 사용자의 키 조작에 따라 네비게이션 메뉴가 선택되는지 여부를 검사한다. 상기 네비게이션 메뉴가 선택될 시, 상기 단말은 203단계에서 GPS 모듈을 구동한다.
이후, 상기 단말은 205단계에서 초기 QoS 파라미터 값을 무한대(Unlimited)로 설정한다. 혹은 GPS 신호를 수신 및 이용하여 위치를 결정할 수 있는 최대한의 값으로 설정할 수 있다. 이는 초기 TTFF를 단축시키기 위함이며, 이로써 실제 사용자의 위치에서 무한대까지 오차를 가진 GPS 신호가 사용자의 위치 결정에 이용될 수 있다.
이후, 상기 단말은 207단계에서 GPS 위성들로부터 GPS 신호를 수신하고, 상기 설정된 초기 QoS 파라미터 값 바운더리 내 GPS 위성들로부터 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 획득하며, 상기 획득된 위치 정보를 기반으로 사용자의 초기 위치를 결정(Position Fix)한다. 또한, 상기 단말은 상기 207단계에서 상기 결정된 초기 위치를 표시부에 표시한다.
이후, 상기 단말은 209단계에서, 상기 207단계와 동일한 방법으로, GPS 위성들로부터 GPS 신호를 수신하고, 상기 설정된 초기 QoS 파라미터 값 바운더리 내 GPS 위성들로부터 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 획득하며, 상기 획득된 위치 정보를 기반으로 사용자의 다음 위치를 결정(Position Fix)한다. 또한, 상기 단말은 상기 209단계에서 상기 결정된 다음 위치를 표시부에 표시한다.
이후, 상기 단말은 211단계에서 이전에 결정 및 표시된 위치가, 현재 결정 및 표시된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m) 바운더리 내에 포함되는지 여부를 검사한다. 이는 상기 결정 및 표시된 위치들이 연속해서 근접할 경우, 실제 단말의 위치에 근접하였음을 판단하고, 이후부터는 QoS 파라미터 값을 낮추어, TTFF 단축보다 높은 정확도에 초점을 맞추기 위함이다. 여기서, 상기 제 1 QoS 파라미터 값은 허용 가능한 최소한의 오차를 가진 GPS 신호를 사용자의 위치 결정에 이용하기 위해 설정되는 값으로, GPS 신호를 수신 및 이용하여 위치를 결정할 수 있는 최소한의 값으로 설정된다.
상기 211단계에서, 이전에 결정 및 표시된 위치가, 현재 결정 및 표시된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값 바운더리 내에 포함되지 않을 시, 상기 단 말은 상기 209단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다. 반면, 이전에 결정 및 표시된 위치가, 현재 결정 및 표시된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m) 바운더리 내에 포함될 시, 상기 단말은 213단계에서 상기 설정된 초기 QoS 파라미터 값을 상기 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m)으로 재설정한다. 혹은 상기 제 1 QoS 파라미터 값과 다른 값으로 재설정할 수도 있다. 이로써 상기 재설정된 제 1 QoS 파라미터 값 바운더리 내 GPS 신호가 사용자의 위치 결정에 이용될 수 있으며, 높은 정확도를 얻을 수 있다.
하지만, 도심지역 또는 터널 등의 GPS 신호가 약한 지역에서는 GPS 모듈이 동작을 멈추는 경우가 발생할 수 있으며, 이 경우 GPS 신호가 약한 지역을 통과한 후 회복되는 시간(즉, 위치 결정 시간)이 소요된다. 이와 같이 GPS 모듈이 동작을 멈추는 경우를 최소화하고 회복되는 시간 또한 최소화하기 위해, 본 발명에서는 QoS 파라미터 값을 다시 넓게 설정하는 방안을 제시한다.
다시 말해, 상기 단말은 215단계에서 GPS 신호가 수신 불가능한지 여부를 검사한다. 상기 215단계에서 GPS 신호가 수신 가능할 시, 상기 단말은 219단계에서 GPS 위성들로부터 GPS 신호를 수신하고, 상기 재설정된 제 1 QoS 파라미터 값 바운더리 내 GPS 위성들로부터 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 획득하며, 상기 획득된 위치 정보를 기반으로 사용자의 다음 위치를 결정(Position Fix)한다. 또한, 상기 단말은 상기 219단계에서 상기 결정된 다음 위치를 표시부에 표시한 후, 상기 215단계로 돌아가 이하 단계를 반복 수행한다.
반면, 상기 215단계에서 GPS 신호가 수신 불가능할 시, 상기 단말은 217단계 에서 상기 제 1 QoS 파라미터 값을 제 2 QoS 파라미터 값(예, 250m)으로 변경하여 재설정한다. 여기서, 상기 제 2 QoS 파라미터 값은 상기 제 1 QoS 파라미터 값보다 큰 값으로 설정된다. 즉, QoS 파라미터 값을 더 넓게 설정하여, 더 넓은 QoS 파라미터 값 바운더리 내 GPS 위성들로부터의 GPS 신호를 사용자 위치 결정에 이용할 수 있도록 하고, 이로써 GPS 신호가 약한 지역을 통과한 후 회복되는 시간(즉, 위치 결정 시간)을 최소화한다. 이후, 상기 단말은 상기 209단계로 돌아가 GPS 위성들로부터 GPS 신호를 수신하고, 상기 재설정된 제 2 QoS 파라미터 값 바운더리 내 GPS 위성들로부터 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 획득하며, 상기 획득된 위치 정보를 기반으로 사용자의 다음 위치를 결정(Position Fix)한다. 또한, 상기 단말은 상기 209단계에서 상기 결정된 다음 위치를 표시부에 표시한 후, 이하 단계를 반복 수행한다.
이후, 상기 단말은 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 GPS 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 방법을 도시한 예시도이다.
상기 도 3을 참조하면, 단말은 초기 QoS 파라미터 값을 무한대(Unlimited)로 설정한 상태에서 단말의 초기 위치로서 제 1 위치(301)를 결정하고, 다음 위치로서 제 2 위치(302)를 결정한다. 이때, 상기 제 1 위치(301)는 제 2 위치(302)를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m) 바운더리 내에 포함되지 않는다. 따라서, 상기 단말은 초기 QoS 파라미터 값을 그대로 유지한 상태에서 단말의 다음 위치로 서 제 3 위치(303)를 결정한다. 이때 역시, 상기 제 2 위치(302)는 제 3 위치(303)를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m) 바운더리 내에 포함되지 않는다. 따라서, 상기 단말은 초기 QoS 파라미터 값을 그대로 유지한 상태에서 단말의 다음 위치로서 제 4 위치(304)를 결정한다. 이때, 상기 제 3 위치(303)는 제 4 위치(304)를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m) 바운더리 내에 포함된다. 따라서, 상기 단말은 상기 설정된 초기 QoS 파라미터 값을 상기 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m)으로 재설정하고, 상기 제 1 QoS 파라미터 값(예, 80m)으로 재설정된 상태에서 단말의 다음 위치로서 제 5 위치(305)를 결정할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 GPS 모듈이 구비된 단말의 장치 구성을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 GPS 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 방법의 절차를 도시한 흐름도, 및
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 GPS 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 방법을 도시한 예시도.

Claims (8)

  1. 위성항법장치(Global Positioning System : GPS) 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 방법에 있어서,
    네비게이션 메뉴가 선택될 시, QoS(Quality of Service) 파라미터 값을 무한대(Unlimited)로 설정하는 과정과,
    상기 QoS 파라미터 값의 바운더리 내 GPS 위성들로부터 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 획득하는 과정과,
    상기 획득된 위치 정보를 기반으로 위치를 결정하는 과정과,
    이전에 결정된 위치가, 현재 결정된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값 바운더리 내에 포함될 시, 상기 QoS 파라미터 값을, 상기 무한대보다 작은 상기 제 1 QoS 파라미터 값으로 재설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    이전에 결정된 위치가, 현재 결정된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값 바운더리 내에 포함되지 않을 시, 상기 QoS 파라미터 값을 유지하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    GPS 신호 수신이 불가능할 시, 상기 QoS 파라미터 값을, 상기 제 1 QoS 파라미터 값보다 크면서 상기 무한대보다 작은 제 2 QoS 파라미터 값으로 재설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정된 위치를 표시부에 디스플레이하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 위성항법장치(Global Positioning System : GPS) 모듈이 구비된 단말의 위치 결정 장치에 있어서,
    네비게이션 메뉴가 선택될 시, QoS(Quality of Service) 파라미터 값을 무한대(Unlimited)로 설정하는 QoS 파라미터 값 설정부와,
    GPS 위성들로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 신호 수신부와,
    상기 QoS 파라미터 값의 바운더리 내 GPS 위성들로부터 수신된 GPS 신호로부터 위치 정보를 획득하고, 상기 획득된 위치 정보를 기반으로 위치를 결정하는 위치 결정부와,
    이전에 결정된 위치가, 현재 결정된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값 바운더리 내에 포함될 시, 상기 QoS 파라미터 값을, 상기 무한대보다 작은 상기 제 1 QoS 파라미터 값으로 재설정하도록 상기 QoS 파라미터 값 설정부를 제어하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 판단부는,
    이전에 결정된 위치가, 현재 결정된 위치를 기준으로 한 제 1 QoS 파라미터 값 바운더리 내에 포함되지 않을 시, 상기 QoS 파라미터 값을 유지하도록 상기 QoS 파라미터 값 설정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 판단부는,
    GPS 신호 수신이 불가능할 시, 상기 QoS 파라미터 값을, 상기 제 1 QoS 파라미터 값보다 크면서 상기 무한대보다 작은 제 2 QoS 파라미터 값으로 재설정하도록 상기 QoS 파라미터 값 설정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 결정된 위치를 디스플레이하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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