KR101537013B1 - Apparatus and method of track generation for global navigation satellite system simulator - Google Patents

Apparatus and method of track generation for global navigation satellite system simulator Download PDF

Info

Publication number
KR101537013B1
KR101537013B1 KR1020090113302A KR20090113302A KR101537013B1 KR 101537013 B1 KR101537013 B1 KR 101537013B1 KR 1020090113302 A KR1020090113302 A KR 1020090113302A KR 20090113302 A KR20090113302 A KR 20090113302A KR 101537013 B1 KR101537013 B1 KR 101537013B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coordinate system
locus
axis
information
earth
Prior art date
Application number
KR1020090113302A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110056824A (en
Inventor
정성균
김태희
박한얼
이재은
이상욱
김재훈
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020090113302A priority Critical patent/KR101537013B1/en
Publication of KR20110056824A publication Critical patent/KR20110056824A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101537013B1 publication Critical patent/KR101537013B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/393Trajectory determination or predictive tracking, e.g. Kalman filtering
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/24Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
    • B64G1/242Orbits and trajectories
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20Instruments for performing navigational calculations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/14Receivers specially adapted for specific applications
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44Arrangements for executing specific programs

Abstract

본 발명은, 수신기의 위치를 생성하는 위성항법 시뮬레이터의 궤적 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for generating a locus of a satellite navigation simulator that generates a position of a receiver.

본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 수신기의 위치 정보를 위도, 경도 및 고도로 입력받고, 생성할 궤적의 정보를 입력받는 입력부와, 상기 수신기의 위치 정보를 지구의 중심점을 원점으로 하는 X 축 Y 축 및 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계의 좌표로 1차 변환하고, 상기 1차 변환된 지구중심 고정좌표계의 좌표를 X 축 및 Y 축 값이 "0"이 되도록 축 변환하여 지역좌표계의 좌표를 생성하는 좌표계변환부와, 상기 생성할 궤적 정보를 상기 지역좌표계를 이용하여 계산하고, 상기 지역좌표계의 축 변환 값을 계산하는 수치계산부와, 상기 궤적정보를 이용하여 생성된 궤적을 상기 지역좌표계에서 계산된 축 변환값을 이용하여 상기 지구중심 고정좌표계로 재 변환하는 재 변환부를 포함하되, 상기 수치계산부는, 상기 지역좌표계를 이용하여 상기 생성할 궤적 정보를 계산하는 지역좌표계 궤적 생성부와, 상기 지구중심 고정좌표계에서 축 변환하여 생성된 상기 지역좌표계로 회전이동하는 회전각을 계산하는 회전각 계산부를 포함한다.An apparatus according to an embodiment of the present invention includes an input unit that receives position information of a receiver at latitude, longitude, and altitude and receives information of a locus to be generated, and an X-axis Y Center coordinate system having the axis and the Z axis, and the coordinate of the first-order converted earth-centered fixed coordinate system is transformed so that the values of the X and Y axes are "0 " A trajectory information generating unit for generating trajectory information by using the local coordinate system and calculating an axial transformation value of the local coordinate system; And a re-transformation unit for re-transforming the transformed coordinate value into the earth-centered fixed coordinate system using the calculated axial transformation value, wherein the numerical value calculation unit A locus coordinate system locator for calculating locus information; and a rotation angle calculator for calculating a rotation angle for rotating the local coordinate system generated by the axial transformation in the earth center fixed coordinate system.

위성항법, 위치생성, 궤적 Satellite navigation, location generation, trajectory

Description

위성항법 시뮬레이터의 궤적 생성 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF TRACK GENERATION FOR GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM SIMULATOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an apparatus and method for generating a trajectory of a satellite navigation simulator,

본 발명은 위성항법 시뮬레이터의 궤적 생성 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수신기의 위치를 생성하는 위성항법 시뮬레이터의 궤적 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for generating a trajectory of a satellite navigation simulator, and more particularly, to an apparatus and method for generating a trajectory of a satellite navigation simulator for generating a position of a receiver.

위성항법시스템(GNSS; Global Navigation Satellite System)은 지상으로부터 일정 높이에 떠 있는 위성들과 상기 위성들이 송신하는 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신기로 구성된다. 또한, 각 위성들은 위성들을 식별하기 위한 고유의 신호들을 송신한다. 수신기는 각 위성들로부터 고유의 신호를 구별하여 수신하고, 수신된 신호로부터 수신기의 현재 위치, 이동 속도 및 현재 시각 등을 계산할 수 있다.A Global Navigation Satellite System (GNSS) consists of satellites floating at a certain height from the ground and at least one receiver for receiving the signals transmitted by the satellites. In addition, each satellite transmits unique signals for identifying the satellites. The receiver can distinguish and receive unique signals from the respective satellites, and calculate the current position, moving speed and current time of the receiver from the received signal.

위성항법시스템은 기상상황에 관계없이 위성신호의 수신이 가능하며, 전 세계의 모든 곳에서 항법수행이 가능하기 때문에 사용이 계속 증가하고 있다. 대표적인 위성항법시스템으로는, 미국의 GPS(Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System) 및 유럽의 GALILEO 등이 있다.Satellite navigation systems are capable of receiving satellite signals regardless of weather conditions and are continuously increasing in use because they can be navigated anywhere in the world. Typical satellite navigation systems include Global Positioning System (GPS) in the United States, GLONASS (Global Navigation System) in Russia, and GALILEO in Europe.

위성항법수신기는 항법위성으로부터 전송된 신호를 수신한 후 이를 이용하여 항법정보를 계산할 수 있는 장치이다. 수신된 위성신호를 이용하여 항법정보를 계산하기 위해서는 수신된 위성신호가 어떤 위성에서 송신한 신호인지를 알아야 하며, 각 위성신호에서 항법정보 계산에 필요한 위성의 항법메시지 신호를 추출해야 한다.The satellite navigation receiver is a device that can calculate the navigation information using the signal transmitted from the navigation satellite. In order to calculate the navigation information using the received satellite signal, it is necessary to know which satellite the received satellite signal is transmitted from, and extract the satellite navigation message signal required for calculating the navigation information from each satellite signal.

또한, 3차원 위치 정보를 계산하기 위해서는 한 번에 4개 이상의 위성신호를 동시에 수신해야 한다. 그러므로 위성항법수신기는 전원이 공급된 이후 위성신호를 수신하여 항법정보를 계산해내기 위하여 다양한 작업을 수행한다.In order to calculate three-dimensional position information, four or more satellite signals must be simultaneously received at the same time. Therefore, the satellite navigation receiver performs various tasks in order to calculate the navigation information by receiving the satellite signals after the power is supplied.

한편, 위성항법 시뮬레이터란 위성항법 신호를 가상으로 생성하여 제공함으로써 위성항법 관련 기술의 개발에 이용하고 다양한 위성항법 데이터를 생성하여 학술적이나 산업적으로 사용하기 위한 것이다.On the other hand, the satellite navigation simulator is used for the development of satellite navigation technology by virtually generating and providing satellite navigation signals, and for generating various satellite navigation data for use in academic and industrial applications.

위성항법 시뮬레이터 기술은 위성항법 수신기 기술과 항법 알고리즘의 검증 등에 이용될 수 있으며 수신기 기술의 개발요소로 활용될 수 있다. 위성항법 시뮬레이터를 개발하기 위해서는 항법 위성의 위치를 생성하고 가상으로 수신기의 위치를 생성하여 수신기의 위치에 맞게 위성항법 신호를 가상으로 생성해 내야 한다. 수신기의 위치를 생성하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으며 시뮬레이터가 지원하는 사용자 위치생성 방법을 따라 다양하게 생성할 수 있다.Satellite navigation simulator technology can be used for satellite navigation receiver technology and navigation algorithm verification and it can be used as a development element of receiver technology. In order to develop a satellite navigation simulator, it is necessary to generate the position of the navigation satellite and to create the position of the receiver virtually to generate the satellite navigation signal according to the position of the receiver. There are many ways to create the location of the receiver and it can be created variously according to the user location generation method supported by the simulator.

위성항법 시뮬레이터는 위성항법 수신기의 개발이나 측위 알고리즘 검증을 위해 사용된다. 위성항법 시뮬레이터는 시뮬레이터를 사용하는 사용자가 임의의 수 신기 위치를 설정하고 가상 항법위성의 위치를 바탕으로 수신기 위치에 맞게 위성항법 신호를 생성하는 기술이다.The satellite navigation simulator is used for the development of satellite navigation receivers and verification of positioning algorithms. A satellite navigation simulator is a technique in which a user using a simulator sets an arbitrary receiver position and generates a satellite navigation signal according to the position of a receiver based on the position of a virtual navigation satellite.

위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 위치를 생성하는 방법은 정적인 방법과 동적인 방법이 있다. 정적인 방법은 고정된 위치에서 수신기의 위치를 생성하는 방법이며, 동적인 방법은 수신기가 지나가는 경로점을 설정하여 시간에 따라 경로점을 지나가도록 생성하는 방법이다.There are static and dynamic methods for generating the position of the receiver in the satellite navigation simulator. A static method is a method of generating a position of a receiver at a fixed position, and a dynamic method is a method of generating a path point passing through the receiver by passing through the path point according to time.

종래의 기술은 경로점을 사용자가 설정하여 원하는 위치를 생성하고, 특정한 형상의 경로를 원할 경우 사용자가 미리 경로점을 해당 형상으로 계산해야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 원형궤적과 같이 특정한 형상일 경우 완벽한 원형궤적을 생성할 수 없는 문제점이 있다.In the conventional technique, a user sets a path point to create a desired position, and when a path of a specific shape is desired, the user must calculate the path point in advance as a corresponding shape. In addition, There is a problem that a circular trajectory can not be generated.

따라서 본 발명은, 위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 위치로부터 오차없이 특정한 궤적을 생성하기 위한 방법을 제공한다.Therefore, the present invention provides a method for generating a specific trajectory without error from the position of the receiver in a satellite navigation simulator.

또한, 본 발명에서는 위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 위치로부터 원형 또는 타원형과 같은 궤적을 빠르게 생성할 수 있는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for rapidly generating a circular or elliptical trajectory from the position of a receiver in a satellite navigation simulator.

본 발명에 따른 장치는, 위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 궤적을 생성하기 위한 장치에 있어서, 상기 수신기의 위치 정보를 위도, 경도 및 고도로 입력받고, 생성할 궤적의 정보를 입력받는 입력부와, 상기 수신기의 위치 정보를 지구의 중심점을 원점으로 하는 X 축 Y 축 및 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계의 좌표로 1차 변환하고, 상기 1차 변환된 지구중심 고정좌표계의 좌표를 X 축 및 Y 축 값이 "0"이 되도록 축 변환하여 지역좌표계의 좌표를 생성하는 좌표계변환부와, 상기 생성할 궤적 정보를 상기 지역좌표계를 이용하여 계산하고, 상기 지역좌표계의 축 변환 값을 계산하는 수치계산부와, 상기 궤적정보를 이용하여 생성된 궤적을 상기 지역좌표계에서 계산된 축 변환값을 이용하여 상기 지구중심 고정좌표계로 재 변환하는 재 변환부를 포함하되, 상기 수치계산부는, 상기 지역좌표계를 이용하여 상기 생성할 궤적 정보를 계산하는 지역좌표계 궤적 생성부와, 상기 지구중심 고정좌표계에서 축 변환하여 생성된 상기 지역좌표계로 회전이동하는 회전각을 계산하는 회전각 계산부를 포함한다.An apparatus for generating a trajectory of a receiver in a satellite navigation simulator includes an input unit for receiving position information of the receiver at latitude, longitude and altitude and inputting information of a trajectory to be generated, The position information is linearly transformed into the coordinates of the earth centered fixed coordinate system having the X axis Y axis and the Z axis whose origin is the center point of the earth, Quot ;, a numerical value calculation unit for calculating the locus information to be generated using the local coordinate system and calculating the axial transformation value of the local coordinate system, And a re-transform unit for re-transforming the locus generated using the information into the earth-centered fixed coordinate system using the axial transform value calculated in the local coordinate system The numerical value calculation unit may include a local coordinate system trajectory generation unit for calculating the locus information to be generated using the local coordinate system, and a rotation angle calculation unit for calculating a rotation angle for rotating the local coordinate system generated by the axis- And a rotation angle calculation unit for calculating a rotation angle.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 궤적을 생성하기 위한 방법에 있어서, (a) 상기 수신기의 위치 정보를 위도, 경도 및 고도로 입력받고, 생성할 궤적의 정보를 입력받는 단계와, (b) 상기 수신기의 위치 정보를 지구의 중심점을 원점으로 하는 X 축 Y 축 및 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계의 좌표로 1차 변환하고, 상기 1차 변환된 지구중심 고정좌표계의 좌표를 X 축 및 Y 축 값이 "0"이 되도록 축 변환하여 지역좌표계의 좌표를 생성하는 단계와, (c) 상기 생성할 궤적 정보를 상기 지역좌표계를 이용하여 계산하고, 상기 지역좌표계의 축 변환 값을 계산하는 단계와, (d) 상기 궤적정보를 이용하여 생성된 궤적을 상기 지역좌표계에서 계산된 축 변환값을 이용하여 상기 지구중심 고정좌표계로 재 변환하는 단계를 포함하되, 상기 (c) 단계는, 상기 지역좌표계를 이용하여 상기 생성할 궤적 정보를 계산하는 과정과, 상기 지구중심 고정좌표계에서 축 변환하여 생성된 상기 지역좌표계로 회전이동하는 회전각을 계산하는 과정을 포함한다.In addition, the method according to the present invention is a method for generating a trajectory of a receiver in a satellite navigation simulator, the method comprising the steps of: (a) receiving position information of the receiver at latitude, longitude and altitude, And (b) firstly transforming the position information of the receiver into coordinates of an earth-centered fixed coordinate system having an X-axis Y-axis and a Z-axis having a center point of the earth as an origin, and the coordinates of the first- Axis coordinate system to generate coordinates of a local coordinate system by performing an axial transformation on the axis and Y-axis values to be "0 ", (c) calculating the locus information to be generated using the local coordinate system, And (d) re-converting the locus generated using the locus information into the geocentric fixed coordinate system using the axial transformation value calculated in the local coordinate system, The step (c) includes a step of calculating the locus information to be generated using the local coordinate system, and a step of calculating a rotation angle to be rotated to the local coordinate system generated by axial transformation in the earth center fixed coordinate system do.

본 발명을 적용하면, 위성항법 시뮬레이터의 신호생성을 위하여 수신기 위치를 생성할 때 생성하기 어려운 특정한 형상의 궤적을 효과적으로 생성할 수 있다.According to the present invention, it is possible to effectively generate a trajectory of a specific shape that is difficult to generate when generating a receiver position for generating a signal of a satellite navigation simulator.

또한, 본 발명을 적용하면, 다양한 형태의 수신기의 궤적 생성이 가능하게 되며, 시뮬레이터를 이용하여 수신기의 성능 테스트를 할 때도 궤적에 따라 수신기가 움직일 때의 특성을 파악할 수 있다.Also, according to the present invention, it is possible to generate trajectories of various types of receivers, and when a performance test of a receiver is performed using a simulator, the characteristics when the receiver moves according to the trajectory can be grasped.

또한, 궤적의 생성은 위성항법 시뮬레이터뿐만 아니라 위성 시뮬레이터 및 지구상에서 운동하는 효과를 고려하는 시뮬레이터 및 게임 등의 프로그램에 활용할 수 있다.In addition, the generation of the trajectory can be utilized not only as a satellite navigation simulator but also as a satellite simulator and a program such as a simulator and a game considering effects of motion on the earth.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하에서 설명되는 각 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된 것일 뿐이며, 각 제조 회사 또는 연구 그룹에서는 동일한 용도임에도 불구하고 서로 다른 용어로 사용될 수 있음에 유의해야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. It should also be noted that the terms described below are merely used to facilitate understanding of the present invention and that different manufacturers or research groups may use different terms in spite of the same use.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른, 궤적 생성 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a locus generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 궤적 생성장치는 입력부(101), 좌표계변환부(102), 수치계산부(105), 재 변환부(109)로 구현할 수 있다.The locus generation apparatus of the present invention can be implemented by an input unit 101, a coordinate system conversion unit 102, a numerical calculation unit 105, and a re-conversion unit 109.

입력부(101)는 사용자가 입력하는 정보를 미리 결정된 신호로 변환하여 위성 항법 시뮬레이터의 다음 단계의 장치로 제공한다. 일반적으로 입력부(101)는 인터페이스 방식에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 키보드, 마우스, 터치스크린, 조이스틱 등 다양한 형태로 구현이 가능하다. 따라서 사용자는 입력부(101)의 구현 방식에 따라 원하는 값 또는 정보를 위성항법 시뮬레이터로 입력할 수 있다. 여기서 입력부(101)를 통해 사용자가 입력하는 값은 원형궤적을 생성하기 위한 정보가 될 수 있다. 사용자가 입력하는 값을 예를 들어 살펴보면, 수신기의 위치를 중점으로 하여 원을 형성하기 위한 반지름 값 또는 특정 원주의 값이 될 수도 있고, 타원을 형성하는 경우 해당 타원의 두 초점의 좌표 값이 될 수 있으며, 사각형을 형성하는 경우 네 꼭지점의 좌표 값이 될 수 있다.The input unit 101 converts the information input by the user into a predetermined signal and provides it to the next stage apparatus of the satellite navigation simulator. In general, the input unit 101 may be implemented in various ways according to an interface method, and may be implemented in various forms such as a keyboard, a mouse, a touch screen, and a joystick. Accordingly, the user can input a desired value or information to the satellite navigation simulator according to the implementation method of the input unit 101. Here, the value input by the user through the input unit 101 may be information for generating a circular trajectory. For example, a value inputted by a user may be a radius value or a specific circumference value for forming a circle with the receiver's position as an emphasis, or may be a coordinate value of two foci of the corresponding ellipse when forming an ellipse And if it forms a square, it can be the coordinate value of the four vertices.

이하에서 설명하는 본 발명은 설명의 편의를 위해 원형궤적인 경우만을 예로 들어 설명하기로 한다.For convenience of description, the present invention will be described below with reference to a circular trajectory only.

입력부(101)를 통해 사용자가 입력하는 값은 원형궤적을 생성하기 위한 정보로서, 예를 들어 원형궤적의 중심점과 생성할 궤적의 반지름이 될 수 있다. 원형궤적의 중심점은 사용자가 수신기의 위치를 파악할 수 있도록 위도, 경도, 고도

Figure 112015030741511-pat00001
로 입력할 수 있다. 입력부(101)는 사용자가 입력한 위도, 경도, 고도 정보를 다음 단계인 좌표계변환부(102)로 출력한다.The value input by the user through the input unit 101 is information for generating a circular locus, for example, a center point of a circular locus and a radius of a locus to be generated. The center point of the circular trajectory is the latitude, longitude, altitude
Figure 112015030741511-pat00001
As shown in FIG. The input unit 101 outputs the latitude, longitude, and altitude information input by the user to the coordinate system conversion unit 102, which is the next step.

좌표계변환부(102)는 지구중심 고정좌표계 변환부(103)와 지역좌표계 생성부(104)로 구현할 수 있다.The coordinate system conversion unit 102 may be implemented by a geocentric fixed coordinate system conversion unit 103 and a local coordinate system generation unit 104.

지구중심 고정좌표계 변환부(103)는 입력부(101)에서 출력된 위도, 경도, 고도

Figure 112015030741511-pat00002
좌표를 지구의 중심점을 기준으로 하는 좌표계로 변환한다. 이러한 좌표계를 지구중심 고정좌표계라 한다. 지구중심 고정좌표계는 X 축과 Y 축과 Z 축을 가지므로, 지표상의 특정 위치는 위도, 경도 및 고도로 표현할 수 있다. 여기서 고도는 지구중심 고정좌표계에서 지구중심(원점)으로부터 지표까지의 고도를 의미한다. 이러한 지구중심 고정좌표계에 맞춰 사용자가 입력한 수신기의 위치를 표현하기 위해서는 위도, 경도 및 고도의 입력받고, 이 정보들을 지구중심 고정좌표계로 표현하면,
Figure 112015030741511-pat00003
로 변환할 수 있다. 이와 같이 지구중심 고정좌표계로 표현된 지표상의 특정 위치의 좌표는
Figure 112015030741511-pat00004
을 중심으로 소정의 반지름을 가지는 원형궤적을 구하기는 쉽지 않다. 지역좌표계 생성부(104)는 원형궤도의 중심점이 Z축에 일치하도록 축 변환을 한다. 즉, 지구중심과 원형궤적의 중심점을 잇는 직선을 Z 축으로 하는 새로운 좌표계를 생성하고, 이 좌표계를 지역좌표계라 하고,
Figure 112015030741511-pat00005
로 표시한다.The geocentric stationary coordinate system conversion unit 103 converts the latitude, longitude, altitude, and altitude information output from the input unit 101
Figure 112015030741511-pat00002
Converts the coordinates to a coordinate system based on the center point of the earth. This coordinate system is called a geocentric fixed coordinate system. Since the geocentric fixed coordinate system has the X axis, the Y axis, and the Z axis, a specific position on the surface can be expressed as latitude, longitude and altitude. Here, altitude means the altitude from the center of the Earth (origin) to the Earth in the Earth-centered fixed coordinate system. In order to express the position of the receiver inputted by the user in accordance with the earth-centered fixed coordinate system, when receiving the latitude, longitude, and altitude and expressing the information by the earth-centered fixed coordinate system,
Figure 112015030741511-pat00003
. ≪ / RTI > In this way, the coordinates of a specific position on the earth represented by the earth-centered fixed coordinate system
Figure 112015030741511-pat00004
It is not easy to obtain a circular locus having a predetermined radius centering on a circle. The local coordinate system generation unit 104 performs axis conversion so that the center point of the circular orbit coincides with the Z axis. In other words, a new coordinate system is created in which a straight line connecting the center of the earth and the center point of the circular locus is defined as a Z-axis, and this coordinate system is called a local coordinate system,
Figure 112015030741511-pat00005
.

수치계산부(105)는 지역좌표계 생성부(104)에서 생성된 지역좌표계를 전달받 아 지역좌표계에서의 원형궤적과 회전각을 계산한다.The numerical value calculation unit 105 receives the local coordinate system generated by the local coordinate system generation unit 104 and calculates the circular locus and the rotation angle in the local coordinate system.

수치계산부(105)는 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)와 회전각 계산부(107)로 구현할 수 있다. 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)는 지역좌표 생성부(104)에서 축 변환된 지역좌표계에서 원형궤적의 중심으로부터 반지름이 R 인 원형궤적을 생성해 낸다.The numerical value calculation unit 105 may be implemented by a local coordinate system circular locus generation unit 106 and a rotation angle calculation unit 107. The local coordinate system circular locus generation unit 106 generates a circular locus having a radius R from the center of the circular locus in the area coordinate system that has been axially transformed by the local coordinate generator unit 104. [

회전각 계산부(107)는 지구중심 고정좌표계에서 새로이 생성된 지역좌표계로 이동하는 회전이동의 회전각을 계산한다. 회전각을 계산하는 방법은 후술될 도 3에서 자세히 설명하기로 한다.The rotation angle calculation unit 107 calculates the rotation angle of the rotation movement moving from the earth center fixed coordinate system to the newly generated local coordinate system. The method of calculating the rotation angle will be described later in detail with reference to FIG.

재 변환부(109)는 상기 생성된 원형궤적 정보를 회전각 계산부(107)에서 지역좌표계로 계산된 축 변환값을 이용하여 지구중심 고정좌표계로 재 변환한다. 즉, 상기 지역좌표계에서 생성된 회전각과 원형궤적을 이용하여 지구중심 고정좌표계로 회전이동하여 원형궤적을 생성한다.The re-transformation unit 109 re-converts the generated circular sign information into the earth-centered fixed coordinate system using the axial transformation value calculated in the local coordinate system in the rotation angle calculation unit 107. In other words, the circular locus is generated by rotating the robot using the rotation angle and the circular locus generated in the local coordinate system to the geocentric fixed coordinate system.

따라서 본 발명은 원형궤적의 중심점

Figure 112015030741511-pat00006
과 반지름(R)을 입력받아 지구의 중심점을 기준으로 하는 지구중심좌표계
Figure 112015030741511-pat00007
로 변환한다. 그런 다음, 원형궤도의 중심점이 Z축에 일치하도록 축 변환을 하여 지역좌표계
Figure 112015030741511-pat00008
를 생성한다. 이 지역좌표계에서 원형궤적을 생성하고, 실제 지구중심 고정좌표계로 회전 이동하는 방법으로 경로점의 계산없이 원형궤적을 생성해 내고 경로점 방식으로 생성했을 경우에 비해 오차를 줄여 완벽한 원형궤적을 생성해 내는 장치이다.Therefore, according to the present invention,
Figure 112015030741511-pat00006
And the radius (R) are input to the center-of-gravity coordinate system
Figure 112015030741511-pat00007
. Then, the center point of the circular orbit coincides with the Z axis,
Figure 112015030741511-pat00008
. A circular trajectory is created in this local coordinate system and rotated to an actual earth-centered fixed coordinate system. A circular trajectory is created without calculating the path point, and a perfect circular trajectory is generated by reducing the error compared to the case of generating the circular point trajectory It is a device that emits.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른, 지구상의 특정위치를 중심으로 원형궤적을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a method of generating a circular trajectory around a specific position on the earth according to an embodiment of the present invention.

원형궤적을 생성하기 위해서는, 지구(211)의 중심점(210)을 기준으로 X 축과 Y 축 및 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계(212), 원형궤적의 중심점(213), 원형궤적(215), 원형궤적의 중심점을 이용한 X' 축과 Y' 축 및 Z' 축을 가지는 지역좌표계(214) 등이 이용된다.In order to generate the circular locus, the center-of-gravity fixed coordinate system 212 having the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis with respect to the center point 210 of the earth 211, the center point 213 of the circular locus, A local coordinate system 214 having an X 'axis, a Y' axis and a Z 'axis using the center point of the circular locus, and the like are used.

원형궤적(215)을 생성하기 위해 입력부(101)를 통해 사용자가 입력하는 값은 원형궤적의 중심점(213)과 원형궤적의 반지름(R)이다. 원형궤적의 중심점(213)은 사용자가 수신기의 위치를 파악할 수 있도록 편의를 위해 위도, 경도, 고도

Figure 112015030741511-pat00009
로 입력할 수 있다. 또한, 입력부(101)는 사용자가 입력한 위도, 경도, 고도 정보를 다음 단계인 좌표계변환부(102)로 출력한다.The value input by the user through the input unit 101 to generate the circular locus 215 is the center point 213 of the circular locus and the radius R of the circular locus. The center point 213 of the circular trajectory may be a latitude, longitude, altitude
Figure 112015030741511-pat00009
As shown in FIG. Also, the input unit 101 outputs the latitude, longitude, and altitude information input by the user to the coordinate system conversion unit 102, which is the next step.

좌표계변환부(102)의 지구중심 고정좌표계 변환부(103)는 입력부(101)에서 위도, 경도, 고도로 입력된 좌표

Figure 112015030741511-pat00010
를 지구(211)의 중심점(210)을 기준으로 X 축과 Y 축과 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계(212)로 변환하여
Figure 112015030741511-pat00011
로 계산한다.The geocentric stationary coordinate system conversion unit 103 of the coordinate system conversion unit 102 converts the latitude, longitude, and altitude coordinates
Figure 112015030741511-pat00010
Is converted to a center-of-gravity fixed coordinate system 212 having an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis with respect to a center point 210 of the earth 211
Figure 112015030741511-pat00011
.

원형궤적을 생성하기 위해서는 원형궤적의 중심점을 이용하여 지역좌표계를 생성해야 한다. 지역좌표계 생성부(104)는 지구중심과 원형궤도의 중심점이 Z축에 일치하도록 축 변환을 하여 지역좌표계(214)를 생성한다.To create a circular locus, a local coordinate system must be created using the center point of the circular locus. The local coordinate system generation unit 104 generates an area coordinate system 214 by performing an axis transformation so that the center point of the earth and the center point of the circular orbit coincide with the Z axis.

수치계산부(105)의 구성요소인 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)는 지역좌표계 생성부(104)에 의해 생성된 지역좌표계에서 원형궤적을 생성한다. 새로운 지역좌표계에서 원형궤적의 중심점은 하기 <수학식 1>과 같이 표현된다.The local coordinate system circular locus generation unit 106, which is a component of the numerical value calculation unit 105, generates a circular locus in the local coordinate system generated by the local coordinate system generation unit 104. In the new local coordinate system, the center point of the circular locus is expressed by Equation (1).

Figure 112015030741511-pat00012
Figure 112015030741511-pat00012

새로운 지역좌표계에서 원형궤적의 중심으로부터 원형궤적을 생성한다. 반지름이 R 인 원형궤적을 생성할 때, 원형궤적의 좌표는 지역좌표계에서 하기 <수학식 2>와 같이 표시할 수 있다.Create a circular locus from the center of the circular locus in the new local coordinate system. When generating a circular locus having a radius of R, the coordinates of the circular locus can be expressed as shown in Equation (2) in the local coordinate system.

Figure 112009071783010-pat00013
Figure 112009071783010-pat00013

여기서

Figure 112009071783010-pat00014
이다.here
Figure 112009071783010-pat00014
to be.

Figure 112015030741511-pat00015
는 시뮬레이션 시간이고,
Figure 112015030741511-pat00016
는 시뮬레이션 시작시간,
Figure 112015030741511-pat00017
는 시뮬레이션이 끝나는 시간을 나타낸다. 시뮬레이션이 진행되는 동안 상기 <수학식 2>를 이용하면 원형궤적의 중심점(213)으로부터 R 만큼의 반지름을 갖는 원형궤적(215)이 생성된다.
Figure 112015030741511-pat00015
Is the simulation time,
Figure 112015030741511-pat00016
The simulation start time,
Figure 112015030741511-pat00017
Represents the time at which the simulation ends. Using the above Equation (2), a circular locus 215 having a radius of R from the center point 213 of the circular locus is generated during the simulation.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 지구중심 고정좌표계에서 지역좌표계로 축 변환하는 회전이동의 회전각을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a method of calculating a rotation angle of a rotation movement in which a coordinate transformation from an earth-centered fixed coordinate system to a local coordinate system according to an embodiment of the present invention is performed.

수치계산부(105)의 회전각 계산부(107)는 지구중심 고정좌표계에서 새로이 생성된 지역좌표계로 이동하는 회전이동의 회전각을 계산한다.The rotation angle calculation unit 107 of the numerical value calculation unit 105 calculates the rotation angle of the rotation movement moving from the earth center fixed coordinate system to the newly generated local coordinate system.

회전각 계산부(107)는 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)에서 지역좌표계에서 원형궤적의 중심으로부터 반지름이 R 인 원형궤적을 생성한 원형궤적(215)을 좌표축의 변환을 고려하여 지구중심 고정좌표계(212)에서의 좌표점을 계산해 낸다. 여기서 회전각은 지구중심고정좌표계(212)에서 지역좌표계(214)로 회전하는 회전각을 고려한다. 회전각의 설정은 X 축과 Y 축 회전이동만으로 고려하면 되고 Z 축의 회전이동은 고려하지 않아도 된다. 원형궤적에서는 Z 축의 회전이동은 필요하지 않기 때문이다.The rotation angle calculation unit 107 calculates the rotation angle 215 of the circular locus 215 having a radius of R from the center of the circular locus in the local coordinate system in the local coordinate system circular locus generation unit 106, The coordinate points in the coordinate system 212 are calculated. Here, the rotation angle takes into account the rotation angle of rotation from the earth-centered fixed coordinate system 212 to the local coordinate system 214. The setting of the rotation angle should be considered only for the X-axis and Y-axis rotation and not for the Z-axis rotation. This is because the rotation movement of the Z axis is not necessary in the circular trajectory.

X 축과 Y 축의 회전각을 각각

Figure 112015030741511-pat00018
(321)과
Figure 112015030741511-pat00019
(322)라고 하면, 원형궤적 중심점을 이용한 지역좌표계로 이동해야 할 각은 도 3에 나타난 것과 같이 회전각을 계산하면 된다. 도 3의 회전각을 각각의 좌표축에 대하여 삼각함수에 의해 계산한다. 여기서 회전이동의 각에 따라 발산하는 경우가 발생하므로 중심점의
Figure 112015030741511-pat00020
,
Figure 112015030741511-pat00021
,
Figure 112015030741511-pat00022
의 좌표에 따라 양수, 음수, 0일 경우를 나누어서 계산하여야 한다. 도 3에 도시된 각을 각각 계산식으로 표현하면 아래와 같다.The rotation angles of the X and Y axes are
Figure 112015030741511-pat00018
(321) and
Figure 112015030741511-pat00019
(322), the angle to be shifted to the local coordinate system using the circular locus center point can be calculated by calculating the rotation angle as shown in FIG. The rotation angles of FIG. 3 are calculated by trigonometric functions with respect to the respective coordinate axes. Here, since divergence occurs depending on the angle of the rotational movement,
Figure 112015030741511-pat00020
,
Figure 112015030741511-pat00021
,
Figure 112015030741511-pat00022
The number of positive values, the number of negative values, and the case of zero. The angles shown in FIG. 3 can be expressed as follows.

첫째,

Figure 112015030741511-pat00023
경우는 북반구에 해당하여, 이때 X 축의 회전각
Figure 112015030741511-pat00024
이라 하고, Y 축의 회전각을
Figure 112015030741511-pat00025
라 하면, 하기 <수학식 3>과 같이 표시할 수 있다.first,
Figure 112015030741511-pat00023
The case corresponds to the northern hemisphere,
Figure 112015030741511-pat00024
And the rotation angle of the Y axis is
Figure 112015030741511-pat00025
Can be expressed as Equation (3) below.

Figure 112015030741511-pat00026
Figure 112015030741511-pat00026

Figure 112015030741511-pat00027
Figure 112015030741511-pat00027

둘째,

Figure 112015030741511-pat00028
경우는 적도에 해당하여, 이 경우 X 축과 Y 축의 회전각을 각각
Figure 112015030741511-pat00029
Figure 112015030741511-pat00030
라 한다. 이 각각의 회전각은 위도(
Figure 112015030741511-pat00031
)와 경도(
Figure 112015030741511-pat00032
)의 조건에 따라 각각의 X 축의 회전각
Figure 112015030741511-pat00033
과 Y 축의 회전각을
Figure 112015030741511-pat00034
를 산출하는 방법이 틀리다. 이 산출 계산식은 하기 <수학식 4>로 표시할 수 있다.second,
Figure 112015030741511-pat00028
In this case, the rotation angles of the X axis and the Y axis are respectively
Figure 112015030741511-pat00029
and
Figure 112015030741511-pat00030
. Each of these angles of rotation represents the latitude (
Figure 112015030741511-pat00031
) And hardness (
Figure 112015030741511-pat00032
), The rotation angle of each X-axis
Figure 112015030741511-pat00033
And the rotation angle of the Y axis
Figure 112015030741511-pat00034
Is different. This calculation formula can be expressed by Equation (4) below.

Figure 112015030741511-pat00035
1) 경우
Figure 112015030741511-pat00035
1) Case

Figure 112015030741511-pat00036
Figure 112015030741511-pat00036

Figure 112015030741511-pat00037
Figure 112015030741511-pat00037

2)

Figure 112015030741511-pat00038
경우2)
Figure 112015030741511-pat00038
Occation

Figure 112015030741511-pat00039
Figure 112015030741511-pat00039

Figure 112015030741511-pat00040
경우①
Figure 112015030741511-pat00040
Occation

Figure 112015030741511-pat00041
Figure 112015030741511-pat00041

Figure 112015030741511-pat00042
경우②
Figure 112015030741511-pat00042
Occation

Figure 112015030741511-pat00043
Figure 112015030741511-pat00043

Figure 112015030741511-pat00044
경우③
Figure 112015030741511-pat00044
Occation

Figure 112015030741511-pat00045
Figure 112015030741511-pat00045

3)

Figure 112015030741511-pat00046
경우3)
Figure 112015030741511-pat00046
Occation

Figure 112015030741511-pat00047
Figure 112015030741511-pat00047

Figure 112015030741511-pat00048
Figure 112015030741511-pat00048

셋째,

Figure 112015030741511-pat00049
경우는 남반구에 해당하여, 이때 X 축의 회전각
Figure 112015030741511-pat00050
이라 하고, Y 축의 회전각을
Figure 112015030741511-pat00051
라 하면, 하기 <수학식 5>와 같이 표시할 수 있다.third,
Figure 112015030741511-pat00049
The case corresponds to the southern hemisphere, where the rotation angle of the X axis
Figure 112015030741511-pat00050
And the rotation angle of the Y axis is
Figure 112015030741511-pat00051
Can be expressed as Equation (5) below.

Figure 112015030741511-pat00052
Figure 112015030741511-pat00052

Figure 112015030741511-pat00053
Figure 112015030741511-pat00053

중심점

Figure 112015030741511-pat00054
,
Figure 112015030741511-pat00055
,
Figure 112015030741511-pat00056
의 부호에 따라서 계산하면
Figure 112015030741511-pat00057
(321)과
Figure 112015030741511-pat00058
(322)의 회전각을 구할 수 있다.node
Figure 112015030741511-pat00054
,
Figure 112015030741511-pat00055
,
Figure 112015030741511-pat00056
According to the sign of
Figure 112015030741511-pat00057
(321) and
Figure 112015030741511-pat00058
The rotation angle of the rotor 322 can be obtained.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른, 원형궤적 생성의 순서도이다.4 is a flowchart of circular locus generation according to an embodiment of the present invention.

403단계에서 입력부(101)는 원형궤적을 생성하기 위해 사용자가 입력하는 값으로, 원형궤적의 중심점(213)과 원형궤적의 반지름(R) 정보가 이에 해당한다. 원형궤적의 중심점(213)은 사용자가 수신기의 위치를 알 수 있도록 위도, 경도, 고도로 나타나는

Figure 112015030741511-pat00059
로 입력할 수 있다.In step 403, the input unit 101 is a value input by the user to generate a circular trajectory, which corresponds to the center point 213 of the circular trajectory and the radius (R) information of the circular trajectory. The center point 213 of the circular locus may be a latitude, longitude, or altitude
Figure 112015030741511-pat00059
As shown in FIG.

405단계에서 지구중심 고정좌표계 변환부(103)는 입력부(101)에서 위도, 경도, 고도로 입력된 좌표

Figure 112015030741511-pat00060
를 지구(211)의 중심점(210)을 기준으로 X 축과 Y 축과 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계(212)로 변환하여
Figure 112015030741511-pat00061
으로 계산한다. 그리고 원형궤적을 생성하기 위해 원형궤적의 중심점을 이용하여 지역좌표계를 생성해 내야 한다. 지역좌표계 생성부(104)는 지구중심(210)과 원형궤적의 중심점(213)을 잇는 직선을 Z축으로 하는 새로운 지역좌표계를 생성한다.In step 405, the earth-centered fixed coordinate system conversion unit 103 converts the latitude, longitude, and altitude coordinates
Figure 112015030741511-pat00060
Is converted to a center-of-gravity fixed coordinate system 212 having an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis with respect to a center point 210 of the earth 211
Figure 112015030741511-pat00061
. To generate the circular locus, a local coordinate system should be created using the center point of the circular locus. The local coordinate system generation unit 104 generates a new local coordinate system having the Z axis as a straight line connecting the center of the earth 210 and the center point 213 of the circular locus.

그런 다음, 407단계에서 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)는 지역좌표계 생성부(104)에서 생성된 지역좌표계(214)에서 원형궤적을 생성한다. 지역좌표계(214)는 지구 중심과 원형궤적의 중심점을 잇는 직선을 Z축으로 하는 좌표계로 도 2에서 나타낸 방법에 의해서 지역좌표계를 생성하고 원형궤적을 생성한다.Then, in step 407, the local coordinate system circular locus generator 106 generates a circular locus in the local coordinate system 214 generated by the local coordinate system generator 104. The local coordinate system 214 generates a circular locus by generating a local coordinate system by a method shown in FIG. 2 as a coordinate system having a straight line connecting the center of the earth and the center point of the circular locus as the Z axis.

409단계에서 회전각 계산부(107)는 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)에서 지역좌표계에서 원형궤적의 중심으로부터 반지름이 R 인 원형궤적을 생성한 원형궤적(215)을 좌표축의 변환을 고려하여 지구중심 고정좌표계(212)에서의 좌표점을 계 산해 낸다.In step 409, the rotation angle calculation unit 107 calculates a circular trajectory 215 in which a circular trajectory having a radius R from the center of the circular trajectory in the local coordinate system is generated in the local coordinate system circular trajectory generation unit 106, Coordinate points in the earth-center fixed coordinate system 212 are calculated.

회전각을 계산하는 방법은, 본 발명의 구체적인 실시 예인 도 3에 나타난 방법에 의해서 이루어진다. 회전각 계산부(107)에서 회전각이 계산된 다음에는 계산된 회전각을 이용하여 회전이동을 한다.The method of calculating the rotation angle is performed by the method shown in Fig. 3, which is a specific embodiment of the present invention. After the rotation angle is calculated by the rotation angle calculation unit 107, the rotation movement is performed using the calculated rotation angle.

411단계에서 재 변환부(109)는 회전이동을 통하여 원형궤적을 지구중심고정좌표계로 변환한다. 지구중심 고정좌표계를

Figure 112015030741511-pat00062
라 하고 지역좌표계를
Figure 112015030741511-pat00063
라 할 때 회전각에 의한 좌표계의 회전이동식은 하기 <수학식 6>와 같다.In operation 411, the re-transform unit 109 transforms the circular locus into a geocentric fixed coordinate system through rotational movement. Earth-centered fixed coordinate system
Figure 112015030741511-pat00062
And the local coordinate system
Figure 112015030741511-pat00063
The rotational movement of the coordinate system by the rotation angle is expressed by Equation (6).

Figure 112015030741511-pat00064
Figure 112015030741511-pat00064

따라서 좌표변환 행렬을

Figure 112015030741511-pat00065
라 할 때, 하기 <수학식 7>와 같이 간단히 표시할 수 있다.Therefore,
Figure 112015030741511-pat00065
, It can be expressed simply as Equation (7) below.

Figure 112015030741511-pat00066
Figure 112015030741511-pat00066

Figure 112015030741511-pat00067
Figure 112015030741511-pat00067

구하고자 하는 원형궤적은 지구중심 고정좌표계에서의 원형궤적이므로 C의 역행렬을 고려하면 하기 <수학식 8>과 같이 표시할 수 있다.Since the circular trajectory to be obtained is a circular trajectory in the geocentric fixed coordinate system, the inverse matrix of C can be considered as Equation (8).

Figure 112015030741511-pat00068
Figure 112015030741511-pat00068

또한, 411단계에서 재 변환부(111)는 지구중심 고정좌표계에서 원형궤적을 생성한다.Also, in step 411, the re-transform unit 111 generates a circular locus in the geocentric fixed coordinate system.

X', Y', Z'의 지역좌표계에서 원형궤적식을 넣으면 지구중심고정 좌표계에서의 원형궤적은 하기 <수학식 9>와 같은 행렬식으로 표시된다.If a circular locus is inserted in the local coordinate system of X ', Y', Z ', the circular locus in the geocentric fixed coordinate system is expressed by the following matrix formula.

Figure 112015030741511-pat00069
Figure 112015030741511-pat00069

이와 같은 과정을 거치면 위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 위치를 생성해 낼 때 특정 중심점으로부터의 원형궤적을 지구중심 고정좌표계로 계산해 낼 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
In this way, when generating the position of the receiver in the satellite navigation simulator, the circular trajectory from a specific center point can be calculated as a geocentric fixed coordinate system.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Various permutations, modifications and variations are possible without departing from the spirit of the invention.
Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, but should be determined by the scope of the appended claims, as well as the appended claims.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 궤적 생성 장치의 구성도,1 is a configuration diagram of a locus generating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지구상의 특정위치를 중심으로 원형궤적을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining a method of generating a circular trajectory around a specific position on the earth according to a preferred embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지구중심고정좌표계에서 새로이 생성된 지역좌표계로 이동하는 회전이동의 회전각을 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면,3 is a view for explaining a method of calculating a rotation angle of a rotation movement from a geocentric fixed coordinate system to a newly generated local coordinate system according to a preferred embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원형궤적 생성의 순서도이다.4 is a flowchart of circular locus generation according to a preferred embodiment of the present invention.

Claims (8)

위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 궤적을 생성하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for generating a trajectory of a receiver in a satellite navigation simulator, 상기 수신기의 위치 정보를 위도, 경도 및 고도로 입력받고, 생성할 궤적의 정보를 입력받는 입력부와,An input unit receiving position information of the receiver at latitude, longitude and altitude and receiving information of a locus to be generated; 상기 수신기의 위치 정보를 지구의 중심점을 원점으로 하는 X 축 Y 축 및 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계의 좌표로 1차 변환하고, 상기 1차 변환된 지구중심 고정좌표계의 좌표를 X 축 및 Y 축 값이 "0"이 되도록 축 변환하여 지역좌표계의 좌표를 생성하는 좌표계변환부와,The position information of the receiver is firstly transformed into the coordinates of an earth centered fixed coordinate system having an X axis Y axis and a Z axis having a center point of the earth as an origin and the coordinates of the earth transformed earth center fixed coordinate system are converted into X axis and Y axis values Coordinate system is converted to "0" to generate coordinates of the local coordinate system, 상기 생성할 궤적 정보를 상기 지역좌표계를 이용하여 계산하고, 상기 지역좌표계의 축 변환 값을 계산하는 수치계산부와,A numerical value calculation unit for calculating the locus information to be generated using the local coordinate system and calculating an axial conversion value of the local coordinate system, 상기 궤적정보를 이용하여 생성된 궤적을 상기 지역좌표계에서 계산된 축 변환값을 이용하여 상기 지구중심 고정좌표계로 재 변환하는 재 변환부를 포함하되,And a re-transformation unit for re-transforming the locus generated using the locus information into the earth-centered fixed coordinate system using the axial transformation value calculated in the local coordinate system, 상기 수치계산부는,The numerical value calculation unit may calculate, 상기 지역좌표계를 이용하여 상기 생성할 궤적 정보를 계산하는 지역좌표계 궤적 생성부와,A local coordinate system trajectory generator for calculating the locus information to be generated using the local coordinate system, 상기 지구중심 고정좌표계에서 축 변환하여 생성된 상기 지역좌표계로 회전이동하는 회전각을 계산하는 회전각 계산부A rotation angle calculation unit for calculating a rotation angle that rotates and moves to the local coordinate system generated by axial transformation in the earth- 를 포함하는 위성항법 시뮬레이터에서 궤적 생성 장치.And a locus generator for generating a locus in the satellite navigation simulator. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 궤적 정보가 원형일 경우 상기 궤적 정보는 해당 원형궤적의 반지름 값인, 위성항법 시뮬레이터에서 궤적 생성 장치.And when the sign information is circular, the sign information is a radius value of the corresponding circular sign. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 궤적 정보가 타원일 경우 상기 궤적 정보는 해당 타원의 두 초점의 좌표 값인, 위성항법 시뮬레이터에서 궤적 생성 장치.And when the locus information is an ellipse, the locus information is a coordinate value of two foci of the ellipse. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 좌표계변환부는,Wherein the coordinate system conversion unit comprises: 상기 수신기의 위치 정보를 상기 지구의 중심점을 원점으로 하는 X 축 Y 축 및 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계의 좌표로 1차 변환하는 지구중심 고정좌표계 변환부와,Centered stationary coordinate system transforming unit for transforming the position information of the receiver into coordinates of an earth-centered fixed coordinate system having an X-axis Y-axis and a Z-axis having a center point of the earth as an origin, 상기 1차 변환된 지구중심 고정좌표계의 좌표를 X 축 및 Y 축 값이 "0"이 되도록 축 변환하여 지역좌표계의 좌표를 생성하는 지역좌표계 생성부A local coordinate system generating unit for generating a coordinate of a local coordinate system by performing an axial transformation on the coordinates of the first-order transformed earth-centered fixed coordinate system so that the X-axis and Y- 를 포함하는 위성항법 시뮬레이터에서 궤적 생성 장치.And a locus generator for generating a locus in the satellite navigation simulator. 삭제delete 위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 궤적을 생성하기 위한 방법에 있어서,A method for generating a trajectory of a receiver in a satellite navigation simulator, (a) 상기 수신기의 위치 정보를 위도, 경도 및 고도로 입력받고, 생성할 궤적의 정보를 입력받는 단계와,(a) receiving location information of the receiver at latitude, longitude and altitude and receiving information of a locus to be generated; (b) 상기 수신기의 위치 정보를 지구의 중심점을 원점으로 하는 X 축 Y 축 및 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계의 좌표로 1차 변환하고, 상기 1차 변환된 지구중심 고정좌표계의 좌표를 X 축 및 Y 축 값이 "0"이 되도록 축 변환하여 지역좌표계의 좌표를 생성하는 단계와,(b) transforming the position information of the receiver into the coordinates of an earth-centered fixed coordinate system having an X-axis Y-axis and a Z-axis having a center point of the earth as an origin, Transforming the Y-axis value to be "0" to generate coordinates of a local coordinate system; (c) 상기 생성할 궤적 정보를 상기 지역좌표계를 이용하여 계산하고, 상기 지역좌표계의 축 변환 값을 계산하는 단계와,(c) calculating the locus information to be generated using the local coordinate system and calculating an axial transformation value of the local coordinate system; (d) 상기 궤적정보를 이용하여 생성된 궤적을 상기 지역좌표계에서 계산된 축 변환값을 이용하여 상기 지구중심 고정좌표계로 재 변환하는 단계를 포함하되,(d) reconverting the locus generated using the locus information to the geocentric fixed coordinate system using the axial transform value calculated in the local coordinate system, 상기 (c) 단계는,The step (c) 상기 지역좌표계를 이용하여 상기 생성할 궤적 정보를 계산하는 과정과,Calculating trajectory information to be generated using the local coordinate system; 상기 지구중심 고정좌표계에서 축 변환하여 생성된 상기 지역좌표계로 회전이동하는 회전각을 계산하는 과정A step of calculating a rotation angle that rotates and moves to the local coordinate system generated by axial transformation in the earth center fixed coordinate system 을 포함하는 위성항법 시뮬레이터에서 궤적 생성 방법.A method for generating a trajectory in a satellite navigation simulator. 제 6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 궤적 정보가 원형일 경우 상기 궤적 정보는 해당 원형궤적의 반지름 값인, 위성항법 시뮬레이터에서 궤적 생성 방법.And when the locus information is circular, the locus information is a radius value of the corresponding locus locus. 제 6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 궤적 정보가 타원일 경우 상기 궤적 정보는 해당 타원의 두 초점의 좌표 값인, 위성항법 시뮬레이터에서 궤적 생성 방법.And when the locus information is an ellipse, the locus information is a coordinate value of two foci of the ellipse.
KR1020090113302A 2009-11-23 2009-11-23 Apparatus and method of track generation for global navigation satellite system simulator KR101537013B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090113302A KR101537013B1 (en) 2009-11-23 2009-11-23 Apparatus and method of track generation for global navigation satellite system simulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090113302A KR101537013B1 (en) 2009-11-23 2009-11-23 Apparatus and method of track generation for global navigation satellite system simulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110056824A KR20110056824A (en) 2011-05-31
KR101537013B1 true KR101537013B1 (en) 2015-07-16

Family

ID=44365132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090113302A KR101537013B1 (en) 2009-11-23 2009-11-23 Apparatus and method of track generation for global navigation satellite system simulator

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101537013B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111352129A (en) * 2020-03-24 2020-06-30 广东星舆科技有限公司 Method and device for monitoring differential quality and computer medium

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104316938B (en) * 2014-09-25 2016-10-19 上海欧科微航天科技有限公司 A kind of New Satellite simulator for the plesiochronous communication system of low orbit satellite
CN104597462A (en) * 2015-02-27 2015-05-06 南通航大电子科技有限公司 GNSS (global navigation satellite system) signal simulator and implementing method thereof on basis of GPU (graphic processing unit)
CN110940267B (en) * 2018-09-25 2023-04-25 深圳中科飞测科技股份有限公司 Measuring method and measuring system thereof
KR101969863B1 (en) * 2018-11-19 2019-08-13 한국건설기술연구원 Method and apparatus for simulating of GPS receiver observation environment based on DSM
CN114952833B (en) * 2022-05-18 2023-11-21 中国船舶集团有限公司第七二三研究所 PCC-based real-time data transmission control method for large mechanical arm

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11311665A (en) * 1998-04-28 1999-11-09 Mitsubishi Electric Corp Navigation device and navigation of artificial satellite
KR20030042092A (en) * 2001-11-21 2003-05-28 한국전자통신연구원 System for displaying of satellite motion and method thereof
KR20090005614A (en) * 2007-07-09 2009-01-14 자동차부품연구원 System for review of gps receving set an indoor and method thereof
KR20090036863A (en) * 2007-10-10 2009-04-15 한국전자통신연구원 Apparatus and method for gnss evaluation signal generation based on software

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11311665A (en) * 1998-04-28 1999-11-09 Mitsubishi Electric Corp Navigation device and navigation of artificial satellite
KR20030042092A (en) * 2001-11-21 2003-05-28 한국전자통신연구원 System for displaying of satellite motion and method thereof
KR20090005614A (en) * 2007-07-09 2009-01-14 자동차부품연구원 System for review of gps receving set an indoor and method thereof
KR20090036863A (en) * 2007-10-10 2009-04-15 한국전자통신연구원 Apparatus and method for gnss evaluation signal generation based on software

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111352129A (en) * 2020-03-24 2020-06-30 广东星舆科技有限公司 Method and device for monitoring differential quality and computer medium
CN111352129B (en) * 2020-03-24 2022-05-24 广东星舆科技有限公司 Method and device for monitoring differential quality and computer medium

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110056824A (en) 2011-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101537013B1 (en) Apparatus and method of track generation for global navigation satellite system simulator
Petrovski et al. Digital satellite navigation and geophysics: A practical guide with GNSS signal simulator and receiver laboratory
CN102176029B (en) Global positioning system (GPS) direct and multipath signal simulator and simulation method
CN105184002B (en) A kind of several simulating analysis for passing antenna pointing angle
CN106773783B (en) Semi-physical simulation test system and method for continuously operating reference station system
CN109435955A (en) A kind of automated driving system performance estimating method, device, equipment and storage medium
CN105607094A (en) GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver simulator and gravity field inversion system
CN111275757B (en) Pseudo-satellite field simulation layout method based on DEM data processing
CN103675834A (en) Indoor satellite signal simulation system
CN103135116A (en) Method and device produced by satellite simulating signal
CN102375146A (en) Method and system for simulating GPS (Global Positioning System) digital medium-frequency signal
Fauzi et al. Tropical forest tree positioning accuracy: A comparison of low cost GNSS-enabled devices
Raghu et al. Tracking of IRNSS, GPS and hybrid satellites by using IRNSS receiver in STK simulation
CN102540210A (en) Method and device for generating radio frequency signal of satellite under rotating conditions of carrier
Al-Sinbol et al. Simplified GPS model for UAV fault tolerant control laws design
CN202110287U (en) Global positioning system (GPS) direct and multi-path signal simulator
CN103941593B (en) low orbit satellite attitude simulation method
Zhang et al. SiRF InstantFix II Technology
Yang et al. Assisted cold start method for GPS receiver with artificial neural network-based satellite orbit prediction
CN105372625A (en) Space-borne passive location simulation method and verification method
KR20150116950A (en) controller of satellite navigation signal generater
JP2014052306A (en) Orbit parameter generation method for satellite positioning, generation program and satellite positioning system
Dexiang et al. Design of a reconfigurable platform for navigation signal simulation
Moon et al. Performance improvement of low-cost star-tracker simulator via image distortion compensation
Zhang et al. Evaluation of Positioning Performance using the GPS+ QZSS in Shanghai

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180627

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190425

Year of fee payment: 5