KR101547598B1 - Apparatusand method for receiving signal in global navigation satellite system - Google Patents

Apparatusand method for receiving signal in global navigation satellite system Download PDF

Info

Publication number
KR101547598B1
KR101547598B1 KR1020090075901A KR20090075901A KR101547598B1 KR 101547598 B1 KR101547598 B1 KR 101547598B1 KR 1020090075901 A KR1020090075901 A KR 1020090075901A KR 20090075901 A KR20090075901 A KR 20090075901A KR 101547598 B1 KR101547598 B1 KR 101547598B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
code phase
doppler
satellite
code
signal
Prior art date
Application number
KR1020090075901A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110018216A (en
Inventor
주인원
김재현
최승현
신천식
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 KR1020090075901A priority Critical patent/KR101547598B1/en
Publication of KR20110018216A publication Critical patent/KR20110018216A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101547598B1 publication Critical patent/KR101547598B1/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
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • 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
    • G01S11/00Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • 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
    • G01S11/00Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • 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
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 위성 항법 시스템에서 신호 획득 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 위성 항법 시스템에서 항법 신호의 획득 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for acquiring a signal in a satellite navigation system, and more particularly, to an apparatus and method for acquiring a navigation signal in a satellite navigation system.

본 발명에서는 기존 신호 획득 장치에 추가적인 하드웨어가 필요하지 않고, 신속한 신호 추적을 위한 신호 획득 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides an apparatus and method for acquiring signals for rapid signal tracking without requiring additional hardware in existing signal acquisition devices.

본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 항법 시스템의 수신기에서 위성 신호를 획득하기 위한 장치에 있어서, 위성으로부터 수신된 신호에서 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 제 1 계산부와, 상기 제 1 계산부에서 계산된 값들과 상기 위성의 캐리어 주파수 및 코드 주파수를 이용하여 상기 코드위상 및 도플러를 보정하는 제 2 계산부를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 장치를 포함한다.An apparatus for acquiring a satellite signal in a receiver of a satellite navigation system according to an embodiment of the present invention, the apparatus for detecting an identifier of the satellite in a signal received from a satellite, calculating a code phase and a Doppler, And a second calculation unit for correcting the code phase and the Doppler using the values calculated by the first calculation unit and the carrier frequency and the code frequency of the satellite, Signal acquisition device.

도플러, 코드 위상, 항법 시스템, 신호 획득 Doppler, code phase, navigation system, signal acquisition

Description

위성 항법 시스템에서 신호 획득 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECEIVING SIGNAL IN GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR RECEIVING SIGNAL IN GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM [0002]

본 발명은 위성 항법 시스템에서 신호 획득 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 위성 항법 시스템에서 항법 신호의 획득 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for acquiring a signal in a satellite navigation system, and more particularly, to an apparatus and method for acquiring a navigation signal in a satellite navigation system.

"본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 전파방송산업진흥개발사업 의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제고유번호: 2007-S-301-03, 과제명 : 위성항법 지상국시스템 및 탐색구조 단말기 기술개발].""The present invention was derived from research carried out by the Ministry of Knowledge Economy and the National Institute of Information and Communications Technology as part of the propagation broadcasting industry promotion project [Task No. 2007-S-301-03, Project Name: Satellite Navigation Ground Station System and Navigation Structure terminal technology development].

위성 항법 시스템은 지구상의 정지 궤도에 있는 다수의 위성들로부터 수신된 신호를 이용하여 위치를 추정하기 위한 시스템이다. 이러한 위성 항법 시스템에는 일반적으로 널리 사용되는 GPS(Global Positioning System), 유럽의 갈릴레오 위치결정시스템, 러시아의 GLONASS 등의 시스템이 있다.A satellite navigation system is a system for estimating a position using signals received from a plurality of satellites in geostationary orbit. These satellite navigation systems include the widely used Global Positioning System (GPS), Galileo positioning system in Europe, and GLONASS in Russia.

위성 항법 시스템은 다수의 위성들과 수신기로 구성된다. 다수의 위성들은 신호기로 신호를 송신하며 신호의 종류에는 L1 C/A 및 GPS L5 등이 있다. 지구상의 정지 궤도에 있는 다수의 위성들로부터 수신된 신호를 이용하여 위치를 추정하기 위해서는 적어도 3개의 위성이 필요하다. 하지만, 수신기가 위성으로부터 송신신호를 수신하여 신호추적과정에 필요한 코드 위상, 도플러 등을 계산하는 과정 중 발생되는 문제점에 대해 자세히 설명하기 위해서 수신기는 하나의 위성으로부터 신호를 수신한다고 가정한다.The satellite navigation system consists of a number of satellites and receivers. Many satellites transmit signals to the signalers, and the types of signals include L1 C / A and GPS L5. At least three satellites are required to estimate the position using signals received from multiple satellites in geostationary orbits. However, it is assumed that a receiver receives a signal from one satellite in order to describe a problem occurring during a process of receiving a transmission signal from a satellite and calculating a code phase, a Doppler, and the like necessary for the signal tracking process.

수신기는 위성으로부터 신호를 수신하고 신호추적을 위해서 수신된 신호를 기반으로 코드 위상, 도플러 등을 계산한다. 그리고 계산된 코드 위상, 도플러 등은 신호 추적을 위해 사용된다. 이와 같이 위성들로부터 송신된 신호의 처리단계는 신호획득단계와 신호추적단계로 나뉜다.The receiver receives the signal from the satellite and calculates the code phase, Doppler, etc. based on the received signal for signal tracking. The calculated code phase, Doppler, etc. are used for signal tracking. The processing steps of the signals transmitted from the satellites are divided into a signal acquisition step and a signal tracking step.

신호획득단계에서 수신기는 위성들로부터 신호를 수신하고, 신호 추적에 사용될 신호획득결과 값을 계산한다. 상기 신호회득결과 값에는 위성번호, 코드 위상 및 도플러 등이 있으며, 이 값들은 신호추적단계에 제공된다. 여기서, 위성번호는 각 위성들을 구별하기 위한 위성 식별자를 이용하여 검출할 수 있다. 수신기는 신호획득단계에서 계산된 신호획득결과 값에 기반하여 신호획득단계를 실행한다. 신호추적단계가 정상적으로 동작하기 위해서는 신호추적결과인 도플러가 정확해야 하고. 코드위상은 1칩 오차 이내로 정확해야 한다.In the signal acquisition step, the receiver receives signals from the satellites and calculates the signal acquisition result to be used for signal tracking. The signal gain result values include a satellite number, a code phase and a Doppler, and these values are provided to the signal tracking step. Here, the satellite number can be detected using a satellite identifier for distinguishing each satellite. The receiver executes the signal acquisition step based on the signal acquisition result value calculated in the signal acquisition step. In order for the signal tracking stage to operate properly, the Doppler signal must be accurate. The code phase should be accurate to within one chip error.

신호획득단계에서 위성으로부터 수신된 GPS L5신호의 코드 주기는 L1 C/A와 동일한 1ms이지만, 코드 주파수는 10.23 MHz, 위성으로부터 한 주기에 전송받는 코드 길이가 10,230개로 L1 C/A 신호에 비해 10배가 더 크다. GPS L5신호의 코드 주파수가 높기 때문에 L1 C/A 신호에 비해 측위정확도가 향상된다. 하지만, GPS L5신 호의 코드 길이가 10배가 더 크기 때문에, 신호추적단계에 사용될 신호획득결과 값을 처리하는 시간이 더 길어진다는 단점이 있다. 또한, 신호추적결과인 코드위상과 도플러는 시간에 따라 변하기 때문에, 초기 항법 신호를 수신한 시점부터 신호획득결과 값을 얻는데 걸리는 시간 이전까지의 신호획득결과 값을 이용하여 신호추적을 하면 신호추적에 실패하게 된다.In the signal acquisition phase, the code period of the GPS L5 signal received from the satellite is 1 ms, which is the same as L1 C / A, but the code frequency is 10.23 MHz. The ship is bigger. Since the code frequency of the GPS L5 signal is high, the positioning accuracy is improved compared to the L1 C / A signal. However, since the code length of the GPS L5 signal is 10 times larger, it takes a longer time to process the signal acquisition result value to be used in the signal tracking step. In addition, since the code phase and Doppler changes with time, the signal tracking result from the signal acquisition result up to the time it takes to acquire the signal acquisition result value from the time of receiving the initial navigation signal, It fails.

이하, 도 1을 참조하여 신호획득단계 및 신호추적단계에 대해서 설명하겠다. Hereinafter, the signal acquisition step and the signal tracking step will be described with reference to FIG.

도 1은 신호획득 처리시간에 따른 코드위상정보의 변화를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a change in code phase information according to a signal acquisition processing time.

도 1을 참조하면, 수신기는 신호처리 기능에 따라 신호획득단계(10), 신호추적단계(16)로 나뉜다. 신호획득단계(10)는 t0시점부터 t3시점까지를 나타내고, 신호추적단계(14)는 t3시점부터 t6시점까지를 나타낸다.Referring to FIG. 1, a receiver is divided into a signal acquisition step 10 and a signal tracking step 16 according to a signal processing function. The signal acquisition step 10 shows from the time t0 to the time t3, and the signal tracking step 14 shows from the time t3 to the time t6.

먼저, 수신기는 위성으로부터 코드 1주기로 항법데이터를 수신한다. 코드 1주기는 t0시점부터 t2시점까지이다. 따라서 수신기는 신호획득단계(10)에서 t0시점부터 t2시점까지의 코드 1주기의 항법데이터(11)를 수신한다. 이때, 초기 코드 위상(12a)은 t1시점에 존재한다, 수신기는 t0시점부터 t2시점까지의 코드 1주기를 수신했기 때문에 초기 코드 위상(12a)의 위치는 t0시점부터 t2시점사이에 존재한다. 이후 수신기는 t2시점부터 t3시점까지의 시간동안 t0시점부터 t2시점범위에서 수신한 코드 1주기의 항법데이터를 기반으로 초기코드위상을 계산한다. 초기코드위상을 계산함으로써 위성번호, 코드 위상 및 도플러 등을 얻을 수 있다. 이때, t2시점부터 t3시점까지의 시간을 신호획득 처리시간(13)이라고 하며, 신호획득 처리시 간(13)은 코드 1주기를 수신하는 시간보다 오래 걸린다.First, the receiver receives the navigation data from the satellite in one code cycle. The code 1 cycle is from the time t0 to the time t2. Therefore, the receiver receives the navigation data 11 of one cycle of code from the time t0 to the time t2 in the signal acquisition step 10. At this time, the initial code phase 12a exists at the time t1. Since the receiver receives the code 1 period from the time t0 to the time t2, the position of the initial code phase 12a exists between the time t0 and the time t2. Then, the receiver computes the initial code phase based on the navigation data of one cycle of code received from the time t0 to the time t2 for the time from t2 to t3. By calculating the initial code phase, satellite number, code phase, Doppler, etc. can be obtained. At this time, the time from the time t2 to the time t3 is referred to as a signal acquisition processing time 13, and the signal acquisition processing time 13 takes longer than the time for receiving one code cycle.

초기코드위상(12a)이 t1시점에 있을 때 t0시점부터 t2시점범위에서 수신한 항법데이터를 기반으로 계산된 초기코드위상(12b)은 t4시점에 위치하게 된다.The initial code phase 12b calculated based on the navigation data received from the time t0 to the time t2 when the initial code phase 12a is at the time t1 is located at the time t4.

즉, 신호획득단계(10)에서 항법데이터를 수신하여 신호획득단계(10)를 수행하면, 신호획득 처리시간(13)이 경과된 시점에서 초기 코드위상(12b)을 획득할 수 있다. 이때, 신호획득 처리시간(13)이 경과된 시점에서 항법데이터를 재수신하고, 상기 항법데이터를 기반으로 계산된 코드위상이 t4시점에 위치하는 초기코드위상(12b)라고 가정한다. 그런데, 신호획득 처리시간(13)이 경과된 시점인 t3시점부터 t6시점까지의 코드 1주기 항법데이터(14)를 수신하여 코드위상을 검색해보면 실제코드위상의 위치는 t4시점이 아닌 t5시점에서 검색된다. 이때, 성공적인 신호추적과정을 위해서 초기코드위상(12b)의 위치인 t4시점과 변경된 코드위상 위치인 t5시점이 같거나, 1칩 이내의 오차가 발생해야 한다. 하지만, 신호획득 처리시간(13)이 코드 1주기 항법데이터를 수신하는 시간보다 더 오래 걸리기 때문에, 1칩 이상의 오차가 발생한다.That is, when the signal acquisition step 10 receives the navigation data and performs the signal acquisition step 10, the initial code phase 12b can be obtained when the signal acquisition processing time 13 elapses. At this time, it is assumed that the navigation data is re-received when the signal acquisition processing time 13 elapses, and the code phase calculated based on the navigation data is the initial code phase 12b located at the time t4. However, when the code 1 cycle navigation data 14 from the time t3 to the time t6 when the signal acquisition processing time 13 has elapsed is received and the code phase is retrieved, the position of the actual code phase is not at the time t4, . At this time, for the successful signal tracing process, the time point of t4, which is the position of the initial code phase 12b, and the time point of t5, which is the changed code phase position, must be equal or within one chip. However, since the signal acquisition processing time 13 takes longer than the time for receiving the code 1 cycle navigation data, an error of one chip or more occurs.

만약, 1칩 이상의 오차가 발생할 경우에는 신호추적에 실패하거나 신호를 잃어버릴 수 있다. 일반적으로 코드위상과 도플러는 시간에 따라 변하기 때문에 자연스럽게 발생하는 현상이다. 따라서 코드위상에서 1칩 이내의 오차가 발생하도록 코드위상을 새롭게 보상해주어야 한다.If an error of more than one chip occurs, the signal can not be tracked or the signal may be lost. In general, the code phase and Doppler change naturally with time. Therefore, it is necessary to newly compensate the code phase so that an error within one chip occurs in the code phase.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 종래기술에는 코드 위상에서 1칩 이상의 오차가 발생하지 않도록 신호획득 처리시간을 최대한 줄이는 방법을 사용하였다. 하지만, 신호획득 시간을 줄이기 위해서 하드웨어를 코드길이만큼의 탭수를 갖는 Matched Filer 방식이나 다중 상관기 방식을 기반으로 구현을 해야 하기 때문에, 하드웨어의 구현이 복잡해지고 비용이 증가하는 문제가 있다.In order to solve such a problem, in the prior art, a method of minimizing the signal acquisition processing time is used so that an error of one chip or more does not occur in the code phase. However, in order to reduce the signal acquisition time, it is necessary to implement hardware based on a matched filer method or a multi-correlator method having a number of taps as long as the code length, so that the hardware implementation becomes complicated and the cost increases.

또한, 도플러는 신호획득 처리시간에 따라서 크게 변하지 않는다. 하지만, 도플러가 정확하게 계산되지 않으면, 신호전력의 감쇄가 많이 발생하여 신호추적에 실패할 수 있다. 따라서 정확한 도플러를 얻기 위해서 주파수 검색 해상도를 높여 코드를 검색한다. 즉, 도플러의 정확성을 높이기 위해서 높은 주파수 검색 해상도를 사용하면 그 만큼 정밀하게 코드 검색을 할 수 있다. 하지만, 주파수 검색 해상도와 비례적으로 연산량이 많아지기 때문에 신호획득 처리시간이 길어지거나 구현복잡도가 증가하는 문제가 발생한다.In addition, the Doppler does not change significantly depending on the signal acquisition processing time. However, if the Doppler is not calculated correctly, there may be a lot of attenuation of the signal power and the signal tracking may fail. Therefore, in order to obtain accurate Doppler, the code search is performed by increasing the frequency search resolution. In other words, using a high frequency search resolution to improve the accuracy of the Doppler can perform code search as precisely as possible. However, because the computation amount increases proportionally with the frequency search resolution, the signal acquisition processing time becomes longer or the implementation complexity increases.

즉, 정확한 도플러를 얻기 위해서는 높은 주파수 검색 해상도를 사용하면 많은 주파수를 검색할 수 있다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 주파수 검색 해상도에 따른 검색 셀 구조에 대해 설명한다.That is, in order to obtain an accurate Doppler, a high frequency search resolution can be used to search a large number of frequencies. Hereinafter, the search cell structure according to the frequency search resolution will be described with reference to FIG. 2 and FIG.

도 2는 주파수 검색 해상도가 500 Hz 인 경우의 검색 셀 구조에 대해 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 주파수 검색 해상도가 250 Hz 인 경우의 검색 셀 구조에 대해 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram for explaining a search cell structure when the frequency search resolution is 500 Hz, and FIG. 3 is a diagram for explaining a search cell structure when the frequency search resolution is 250 Hz.

도 2와 도 3은 수신기가 위성으로부터 코드 1주기 동안 GPS L5 신호를 수신한 경우이다. 코드 1주기 동안 수신한 GPS L5 신호는 20460 칩들로 이루어진다. x축과 y축은 각각 도플러 주파수 검색 해상도와 코드를 의미한다. 도플러 주파수 검색 해상도에 따라 -7 KHz ~ 7 KHz 범위에서 셀 단위로 코드를 검색한다. 수신기가 위성으로부터 코드 1주기로 GPS L5 신호를 수신하기 때문에, 코드는 20450 칩 범위에 존재한다. 또한, 코드 위상에서 1칩 이내의 오차가 발생해야 신호 추적에 실패하지 않기 때문에, 셀은 1/2 칩으로 구성된다. FIGS. 2 and 3 show the case where the receiver receives the GPS L5 signal for one cycle of code from the satellite. The GPS L5 signal received during one code cycle consists of 20460 chips. The x and y axes respectively indicate the Doppler frequency search resolution and code. Doppler Frequency Search Code is searched cell by cell in the range of -7 KHz ~ 7 KHz according to resolution. Since the receiver receives the GPS L5 signal in one cycle of code from the satellite, the code is in the 20450 chip range. In addition, since an error within one chip in the code phase does not cause a failure in signal tracking, the cell is constituted by a half chip.

도 2는 주파수 검색 해상도가 500 Hz일 때 주파수를 검색하는 경우이다. 도 2에서는 도플러를 고정시키지 않고 0 KHz부터 코드의 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 검색한다. 먼저, 0 KHz부터 코드의 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 처음부터 끝까지 검색한다(210). 그 후, 주파수 검색 해상도만큼 증가시킨 도플러에서 코드를 검색하기 위해서 다시 +500 Hz로 돌아간다(220). 주파수 검색 해상도가 500 Hz이기 때문에, +500 Hz부터 주파수 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 처음부터 끝까지 검색한다(230). 상기와 같은 과정을 500 Hz 단위로 -7 KHz ~ 7 KHz 범위 내에서 +와 -를 번갈아가면서 검색하면 총 29번(17)의 코드검색이 실행된다.FIG. 2 is a case of searching for a frequency when the frequency search resolution is 500 Hz. In FIG. 2, the code search starts from 0 KHz without fixing the Doppler, and codes existing in the 20450 chip are searched. First, a code search starts from 0 KHz, and codes existing in the 20450 chip are searched from the beginning to the end (210). Thereafter, the Doppler incremented by the frequency search resolution is again returned to +500 Hz (220) to retrieve the code. Since the frequency search resolution is 500 Hz, the frequency search starts from +500 Hz, and the codes existing in the 20450 chip are searched from the beginning to the end (230). If the above procedure is repeatedly performed in the range of -7 KHz to 7 KHz in units of 500 Hz in the order of + and -, a total of 29 (17) code searches are executed.

도 3은 파수 검색 해상도가 250 Hz일 때 주파수를 검색하는 경우이다. 도 3에서는 도플러를 고정시키지 않고 0 KHz부터 코드의 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 검색한다. 먼저, 0 KHz부터 코드의 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 처음부터 끝까지 검색한다(310). 그 후, 주파수 검색 해상도만큼 증가시킨 도플러에서 주파수를 검색하기 위해서 다시 +250 Hz로 돌아간다(320). 주파수 검색 해상도가 250 Hz이기 때문에, +250 Hz부터 주파수 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 처음부터 끝까지 검색한다(330). 상기와 같은 과정을 250 Hz 단위로 -7 KHz ~ 7 KHz 범위 내에서 +와 -를 번갈아가면서 검색 하면 도 2에서 실행된 코드검색횟수의 2배인 총 57번의(18) 코드검색이 실행된다.3 is a case of searching for a frequency when the wave number search resolution is 250 Hz. In FIG. 3, code search is started from 0 KHz without fixing the Doppler, and code existing in the 20450 chip is searched. First, a code search starts from 0 KHz, and code existing in the 20450 chip is searched from the beginning to the end (310). Thereafter, the Doppler incremented by the frequency search resolution is again returned to +250 Hz (320) to retrieve the frequency. Since the frequency search resolution is 250 Hz, the frequency search starts from +250 Hz, and the code existing in the 20450 chip is searched from the beginning to the end (330). If the above procedure is repeatedly performed in the range of -7 KHz to 7 KHz in units of 250 Hz while searching for + and - alternately, a total of 57 (18) code searches are executed which are twice the number of code searches performed in FIG.

즉, 도플러의 정확성을 높이기 위해서 높은 주파수 검색 해상도를 사용하면 그 만큼 정밀하게 코드 검색을 할 수 있다. 하지만, 주파수 검색 해상도와 비례적으로 연산량이 많아지기 때문에 신호획득 처리시간이 길어지거나 구현복잡도가 증가하는 문제가 발생한다.In other words, using a high frequency search resolution to improve the accuracy of the Doppler can perform code search as precisely as possible. However, because the computation amount increases proportionally with the frequency search resolution, there arises a problem that the signal acquisition processing time becomes longer or the implementation complexity increases.

따라서 본 발명에서는 기존 신호 획득 장치에 추가적인 하드웨어가 필요하지 않은 신호 획득 장치 및 방법을 제공한다.Therefore, the present invention provides an apparatus and method for acquiring a signal that does not require additional hardware in a conventional signal acquisition apparatus.

또한 본 발명에서는 신속한 신호 추적을 위한 신호 획득 장치 및 방법을 제공한다.The present invention also provides an apparatus and method for acquiring signals for rapid signal tracking.

본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 항법 시스템의 수신기에서 위성 신호를 획득하기 위한 장치는, 위성으로부터 수신된 신호에서 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 제 1 계산부와, 상기 제 1 계산부에서 계산된 값들과 상기 위성의 캐리어 주파수 및 코드 주파수를 이용하여 상기 코드위상 및 도플러를 보정하는 제 2 계산부를 포함한다.An apparatus for acquiring a satellite signal in a receiver of a satellite navigation system, in accordance with an embodiment of the present invention, detects an identifier of the satellite in a signal received from a satellite, calculates a code phase and a Doppler, And a second calculation unit for correcting the code phase and the Doppler using the values calculated by the first calculation unit and the carrier frequency and the code frequency of the satellite.

본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 항법 시스템의 수신기에서 위성 신호를 획득하기 위한 방법은, 위성으로부터 수신된 신호에서 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 제 1 계산 과정과, 상기 제 1 계산 과정에서 계산된 값들과 상기 위성의 캐리어 주파수 및 코드 주파수를 이용하여 상기 코드위상 및 도플러를 보정하는 제 2 계산 과정을 포함한다.A method for acquiring a satellite signal in a receiver of a satellite navigation system according to an embodiment of the present invention includes detecting an identifier of the satellite in a signal received from a satellite, calculating a code phase and a Doppler, And a second calculation process of correcting the code phase and the Doppler using the calculated values and the carrier frequency and the code frequency of the satellite in the first calculation process.

본 발명의 위성 신호 획득 장치를 사용하면 기존 신호 획득 장치에 추가적인 하드웨어가 필요하지 않고, 신속한 신호 추적을 위한 신호 획득할 수 있다. The use of the satellite signal acquisition device of the present invention does not require additional hardware in the existing signal acquisition device, and can acquire signals for rapid signal tracking.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 수신기의 블록구성도이다.4 is a block diagram of a receiver according to the present invention.

도 4를 참조하면, 수신기는 RF부(410), 제1 계산부(420), 제 2 계산부(430), 추적부(440)를 포함한다. 여기서 RF부(410), 제 1 계산부(420), 제 2 계산부(430)는 신호 획득 단계를 수행하는데 사용된다. 또한, 추적부는(440)은 신호 추적 단계 를 수행하는데 사용된다. 제 1 계산부(420)는 버퍼(421)와 신호획득결과 계산부(422)를 포함하고, 제 2 계산부(430)는 정밀 코드위상 재검색부(431)와 정밀 도플러 재계산부(432)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the receiver includes an RF unit 410, a first calculation unit 420, a second calculation unit 430, and a tracking unit 440. Here, the RF unit 410, the first calculation unit 420, and the second calculation unit 430 are used to perform the signal acquisition step. In addition, the tracing unit 440 is used to perform the signal tracing step. The first calculation unit 420 includes a buffer 421 and a signal acquisition result calculation unit 422. The second calculation unit 430 includes a precision code phase re-searching unit 431 and a precision Doppler recalculator 432 .

RF부(410)는 위성으로부터 코드 1주기의 항법데이터를 수신한다. 제 1 계산부(420)의 버퍼(421)는 RF부(410)로부터 수신한 항법데이터를 임시적으로 저장한다. 제 1 계산부(420)의 신호획득결과 계산부(422)는 버퍼(421)에 임시적으로 저장된 코드 1주기의 항법데이터를 기반하여 신호획득결과 값을 계산한다. 상기 신호획득결과 값에는 위성번호, 코드 위상, 도플러 등이 있다. RF부(410)가 위성으로부터 코드 1주기의 항법데이터를 수신한 이후시점부터 신호획득결과 계산부(422)가 신호획득결과 값을 산출한 시점까지의 시간을 신호획득 처리시간이라고 한다. 이때, 신호획득 처리시간을 1ms에 동기 된 시점으로 수정해야 한다. 예를 들어, 위성으로부터 코드 주기가 1ms인 GPS L5 신호를 수신하고, 신호획득 처리시간이 495.3ms 걸렸다고 가정한다. 그러면 1ms 동기 된 시점인 496ms까지를 신호획득 처리시간으로 수정한다.The RF unit 410 receives the navigation data of one cycle of code from the satellite. The buffer 421 of the first calculation unit 420 temporarily stores the navigation data received from the RF unit 410. The signal acquisition result calculation unit 422 of the first calculation unit 420 calculates the signal acquisition result value based on the navigation data of one cycle of the code temporarily stored in the buffer 421. The result of the signal acquisition includes a satellite number, a code phase, a Doppler, and the like. The time from the time when the RF unit 410 receives the navigation data of one cycle of code to the time when the signal acquisition result calculation unit 422 calculates the signal acquisition result value is called the signal acquisition processing time. At this time, the signal acquisition processing time should be corrected to the time synchronized with 1 ms. For example, it is assumed that a GPS L5 signal with a code period of 1 ms is received from a satellite, and the signal acquisition processing time is 495.3 ms. Then, up to 496 ms, which is the synchronization time of 1 ms, is corrected to the signal acquisition processing time.

다음으로, 정밀 코드위상 재검색부(431)는 신호획득 처리시간동안 변경된 코드위상을 <수학식 1>을 이용하여 계산한다.Next, the precise code phase re-search unit 431 calculates the code phase changed during the signal acquisition processing time using Equation (1).

Figure 112009050174819-pat00001
Figure 112009050174819-pat00002
변경된 코드 위상 = 도플러 / 캐리어주파수 코드 주파수 신호획득 처리시간
Figure 112009050174819-pat00001
Figure 112009050174819-pat00002
Modified code phase = Doppler / carrier frequency code Frequency signal acquisition processing time

여기서, 캐리어 주파수와 코드 주파수는 입력 받은 신호에 따라 달라진다. 예를 들어 수신된 신호가 GPS L5일 경우에는 캐리어 주파수는 1176.45 MHz, 코드 주파수는 10.23 MHz이며, 코드 주기는 1ms 이다. 또한, 수신된 신호가 GPS L1일 경우에는 캐리어 주파수는 1574.42 MHz, 코드 주파수는 1.032 MHz, 코드 주기는 1ms이다. 신호획득 처리시간은 초기에 수신된 항법 데이터를 기반으로 신호획득결과 값을 계산하는데 소요되는 시간이다. 즉, 신호획득 처리시간은 상기 도 2 및 도 3에서와 같이 도플러를 고정시키지 않고 0 KHz부터 주파수 검색을 시작하여 -7 KHz ~ 7 KHz 범위 내에서 +와 -를 번갈아가면서 코드위상을 검색하는데 소요되는 시간을 포함한다.Here, the carrier frequency and the code frequency depend on the input signal. For example, if the received signal is GPS L5, the carrier frequency is 1176.45 MHz, the code frequency is 10.23 MHz, and the code period is 1 ms. When the received signal is GPS L1, the carrier frequency is 1574.42 MHz, the code frequency is 1.032 MHz, and the code period is 1 ms. The signal acquisition processing time is the time required to calculate the signal acquisition result value based on the initially received navigation data. That is, the signal acquisition processing time starts to search the frequency from 0 KHz without fixing the Doppler as shown in FIG. 2 and FIG. 3, and it is necessary to search the code phase while alternating between + and - within the range of -7 KHz to 7 KHz Lt; / RTI &gt; time.

도플러는 초기코드위상이 검색된 시점의 주파수 해상도를 의미한다. 즉, 신호획득결과 계산부(422)가 코드 1주기의 20450 칩 내에 존재하는 코드를 처음부터 끝까지 검색한다. 이때, 신호전력이 제일 큰 값이 검색된 셀의 위상이 초기코드위상이 되며, 초기코드위상이 검색된 시점의 주파수 해상도가 도플러에 해당한다.Doppler refers to the frequency resolution at which the initial code phase is retrieved. That is, the signal acquisition result calculation unit 422 searches for codes existing in the 20450 chip of one cycle of code from the beginning to the end. In this case, the phase of the cell in which the signal power is the largest is the initial code phase, and the frequency resolution at the time when the initial code phase is searched corresponds to Doppler.

상기 <수학식 1>을 이용하여 계산된 변경된 코드 위상은 신호획득 처리시간동안 도플러에 의해 변경된 코드위상이다. 따라서 정밀코드위상 재계산부(431)는 항법데이터를 수신한 초기시점부터 신호획득 처리시간이 경과된 시점까지의 재계산된 초기 코드 위상을 계산하기 위해서 하기 <수학식 2>를 이용한다.The changed code phase calculated using Equation (1) is the code phase changed by the Doppler during the signal acquisition processing time. Therefore, the precision code phase recomputer 431 uses Equation (2) to calculate the recalculated initial code phase from the initial point of time when the navigation data is received to the point at which the signal acquisition processing time has elapsed.

재계산된 초기 코드 위상 = 제 1 계산부에서 계산된 초기코드위상 + 변경된 코드 위상The recalculated initial code phase = the initial code phase calculated in the first calculation unit + the changed code phase

<수학식 2>와 같이, 정밀코드위상 재계산부(431)는 초기 시점의 항법데이터를 기반으로 계산된 초기코드위상과 신호획득 처리시간동안 변경된 코드 위상을 합하여 항법데이터를 수신한 초기시점부터 신호획득 처리시간이 경과된 시점까지의 재계산된 초기 코드 위상을 계산한다.As shown in Equation (2), the precision code phase recomputer 431 compares the initial code phase calculated based on the navigation data at the initial time point with the changed code phase during the signal acquisition processing time, And calculates a recalculated initial code phase up to the point at which the acquisition processing time has elapsed.

여기서, <수학식 1>에서 사용된 도플러는 상기 도 2 및 도 3과 같이 도플러를 고정시키지 않고 주파수 검색 해상도 단위로 코드위상을 검색하는 동안 코드위상이 검색된 시점에서의 값이다. 또한, 도플러는 초기 시점의 항법데이터를 기반으로 계산된 결과이기 때문에, 도플러와 코드위상은 오차를 포함한다.Here, the Doppler used in Equation (1) is a value at a time when a code phase is searched while a code phase is searched for every frequency search resolution without fixing the Doppler, as shown in FIG. 2 and FIG. Also, since Doppler is a computation result based on the initial navigation data, Doppler and code phase include errors.

만약 코드위상에서 1칩 이상의 오차가 발생하거나 도플러가 부정확하면 신호추적에 실패하거나 신호를 잃어버릴 수 있기 때문에, 재계산된 코드 위상 주변에서 정확한 코드위상을 재검색해야한다.If more than one chip error in the code phase or Doppler is inaccurate, then the correct code phase should be rediscovered around the re-computed code phase, since it may fail to track or lose the signal.

이를 위해 RF부(410)는 재계산된 코드 위상 주변에서 정확한 코드위상을 재검색하기 위해서 신호획득 처리시간이 1ms 동기 된 시점에서 항법데이터를 재수신하여 버퍼(421)에 임시 저장한다. 그 후, 신호획득 결과 계산부(422)는 초기 신호 획득 당시에 검색된 도플러 주파수를 이용하여 캐리어를 제거시키고, <수학식 2>에서 재계산된 코드 위상 주변의 코드 위상들을 재검색한다. 이때, 재계산된 코드위상주변의 코드 위상들을 재검색하는 과정은 신호획득 결과 계산부(422)를 그대로 사용하면 되기 때문에 추가적인 하드웨어가 필요 없다. 또한, 고정된 도플러에서 코드위상 주변의 몇 개의 칩에 대해서만 코드위상을 검색하면 되기 때문에 연산량이 크게 증가하지 않는다. 따라서 짧은 시간에 신호획득결과 값을 새롭게 얻을 수 있다.For this, the RF unit 410 re-receives the navigation data and temporarily stores it in the buffer 421 when the signal acquisition processing time is synchronized with 1 ms in order to redetect the correct code phase around the re-calculated code phase. Thereafter, the signal acquisition result calculator 422 removes the carrier using the Doppler frequency detected at the time of acquiring the initial signal, and re-computes the code phases around the re-calculated code phase in Equation (2). At this time, the process of re-calculating the code phases around the re-calculated code phase requires the signal acquisition result calculation unit 422 to be used as it is, so that no additional hardware is required. In addition, since the code phase is searched for only a few chips around the code phase in the fixed Doppler, the calculation amount does not increase greatly. Therefore, the signal acquisition result value can be newly obtained in a short time.

신호획득 결과 계산부(422)는 고정된 도플러에서 재계산된 코드위상주변의 몇 개에 칩을 검색한다. 이때, 신호획득 결과 계산부(422)는 재계산된 코드위상주변의 신호전력을 비교하여 제일 큰 값이 검색된 코드위상을 정밀코드위상으로 결정한다.The signal acquisition result calculation unit 422 searches for a chip in several places around the code phase recalculated in the fixed Doppler. At this time, the signal acquisition result calculator 422 compares the signal power around the re-calculated code phase to determine the code phase in which the largest value is found as the precise code phase.

그 후, 정밀코드위상 재계산부(431)는 <수학식 3>을 이용하여 오차가 포함되어있지 않은 변경된 정밀코드위상이 계산한다.Thereafter, the precision code phase recalculator 431 calculates the changed precision code phase that does not include the error using Equation (3).

변경된 정밀코드위상 = 정밀코드위상 - 초기코드위상Modified Precision Code Phase = Precision Code Phase - Initial Code Phase

한편, <수학식 1>을 이용하여 계산된 변경된 코드위상은 주파수 검색 해상도만큼의 도플러 오차에 의한 코드위상오차를 포함하는 값이므로 부정확한 값이다. 하지만, <수학식 3>을 이용하여 계산된 변경된 정밀코드위상은 <수학식 2>을 이용하여 계산된 재계산된 코드위상주변으로 신호획득을 재수행하여 얻어진 정밀코드위상을 이용하였기 때문에, 오차가 제거된 정밀한 값이다. 따라서 정밀 도플러 재계산부(432)는 코드위상오차가 제거된 변경된 정밀 코드 위상을 이용하여 정밀 도플러를 계산한다. 즉, 정밀 도플러 재계산부(432)는 아래 <수학식 4>를 이용하여 정밀 도플러를 계산한다.Meanwhile, the changed code phase calculated using Equation (1) is an incorrect value because it includes a code phase error due to the Doppler error by the frequency search resolution. However, since the changed precise code phase calculated using Equation (3) uses the precise code phase obtained by re-executing the signal acquisition around the re-calculated code phase calculated using Equation (2) It is a precise value removed. Therefore, the accurate Doppler recalculator 432 calculates the accurate Doppler using the changed precision code phase from which the code phase error is removed. That is, the accurate Doppler recalculator 432 calculates the accurate Doppler using Equation (4) below.

Figure 112009050174819-pat00003
Figure 112009050174819-pat00004
정밀 도플러 = (변경된 정밀코드위상 캐리어주파수) / (코드주파수 신호획득 처리시간)
Figure 112009050174819-pat00003
Figure 112009050174819-pat00004
Precision Doppler = (Modified Precision Code Phase Carrier Frequency) / (Code Frequency Signal Acquisition Processing Time)

<수학식 4>에서 변경된 정밀코드위상은 <수학식 3>을 이용하여 계산된 값이다. 또한, 캐리어주파수와 코드주파수는 앞에서 전술한 바와 같이 입력 받은 신호에 따라 달라진다. 신호획득 처리시간은 초기에 수신된 항법 데이터를 기반으로 신호획득결과 값을 계산하는데 소요되는 시간이다.The precision code phase changed in Equation (4) is a value calculated using Equation (3). In addition, the carrier frequency and the code frequency are different according to the input signal as described above. The signal acquisition processing time is the time required to calculate the signal acquisition result value based on the initially received navigation data.

결론적으로, 신호획득결과 계산부(422)에서 계산된 코드 위상과 정밀 코드위상 재검색부(431)에서 검색된 정밀코드위상 및 정밀 도플러 재계산부(432)에서 계산된 정밀 도플러는 신호 추적을 위해서 추적부(440)로 전송된다.The precise Doppler calculated by the precise Doppler recalculator 432 and the precise code phase searched by the precise code phase re-searching unit 431 may be used for tracking the signal, (440).

상기 과정을 통해서 계산된 변경된 정밀코드위상에는 오차가 존재하지 않고 도플러는 정확하기 때문에 정확하고 빠르게 신호추적단계를 실행할 수 있다. 이하 도 5를 참조하여 신호 획득 과정의 절차를 설명하겠다.Since there is no error in the changed precision code phase calculated through the above process and the Doppler is accurate, the signal tracking step can be executed accurately and quickly. Hereinafter, the procedure of the signal acquisition process will be described with reference to FIG.

도 5는 본 발명에 따른 신호 획득 과정의 절차를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a procedure of a signal acquisition process according to the present invention.

도 5를 참조하면, RF부(410)는 510단계에서 위성으로부터 코드 1주기의 항법 데이터를 수신하고, 이를 버퍼(421)에 임시 저장한다. 신호획득결과 계산부(422)는 520단계에서 버퍼(421)에 임시적으로 저장된 항법데이터를 기반으로 초기 신호획득결과 값을 계산한다. 상기 신호획득결과 값에는 위성번호, 코드 위상, 도플러 등이 있다. RF부(410)가 위성으로부터 항법데이터를 수신한 시점부터 신호획득결과 계산부가 신호획득결과 값을 산출한 시점까지의 시간을 신호획득 처리시간이라고 한다. 이때, 신호획득 처리시간을 1ms에 동기 된 시점으로 수정해야 한다. 예를 들어, 위성으로부터 코드 주기가 1ms인 GPS L5 신호를 수신하고, 신호획득 처리시간이 495.3ms 걸렸다고 가정한다. 그러면 신호획득결과 계산부(422)는 530단계에서 신호획득 처리시간을 1ms 동기 된 시점인 496ms로 수정한다.Referring to FIG. 5, in step 510, the RF unit 410 receives the navigation data of one cycle of code from the satellite and temporarily stores the navigation data in the buffer 421. The signal acquisition result calculation unit 422 calculates an initial signal acquisition result value based on the navigation data temporarily stored in the buffer 421 in step 520. [ The result of the signal acquisition includes a satellite number, a code phase, a Doppler, and the like. The time from when the RF unit 410 receives the navigation data from the satellite to when the signal acquisition result calculation unit calculates the signal acquisition result value is called signal acquisition processing time. At this time, the signal acquisition processing time should be corrected to the time synchronized with 1 ms. For example, it is assumed that a GPS L5 signal with a code period of 1 ms is received from a satellite, and the signal acquisition processing time is 495.3 ms. In step 530, the signal acquisition result calculation unit 422 corrects the signal acquisition processing time to 496 ms, which is the synchronization time of 1 ms.

다음으로, 정밀 코드위상 재검색부(431)는 540단계에서 상기 <수학식1>을 이용하여 신호획득 처리시간동안 변경된 코드위상을 계산한다. 변경된 코드위상은 신호획득 처리시간동안 도플러에 의해 변경된 코드위상이기 때문에, 정밀 코드위상 재검색부(431)는 550단계에서 상기 <수학식 2>를 이용하여 초기시점부터 신호획득 처리시간이 경과된 시점까지의 코드위상을 계산한다. 여기서, 변경된 코드위상을 계산할 때 사용한 도플러는 초기 시점의 항법데이터를 기반으로 계산된 결과 값이기 때문에 도플러와 변경된 코드위상은 오차를 포함한다.Next, the precise code phase re-search unit 431 calculates the code phase changed during the signal acquisition processing time using Equation (1) in step 540. [ Since the changed code phase is the code phase changed by the Doppler during the signal acquisition processing time, the precise code phase re-search unit 431 determines in step 550 that the signal acquisition processing time has elapsed from the initial point by using Equation (2) Lt; / RTI &gt; Here, since the Doppler used in calculating the changed code phase is a calculated value based on the initial-time navigation data, the Doppler and the changed code phase include an error.

만약 코드위상에서 1칩 이상의 오차가 발생하거나 도플러가 부정확하면 신호추적에 실패하거나 신호를 잃어버릴 수 있기 때문에, 재계산된 코드 위상 주변에서 정확한 코드위상을 재검색해야한다.If more than one chip error in the code phase or Doppler is inaccurate, then the correct code phase should be rediscovered around the re-computed code phase, since it may fail to track or lose the signal.

이를 위해 RF부(410)는 560단계에서 재계산된 코드 위상 주변에서 정확한 코드위상을 재검색하기 위해서 신호획득 처리시간이 1ms 동기 된 시점에서 항법데이터를 재수신하여 버퍼(421)에 임시 저장한다. 그 후, 신호획득 결과 계산부(422)는 570단계에서 초기 신호 획득 당시에 검색된 도플러 주파수를 이용하여 캐리어를 제거시키고, 재계산된 코드 위상 주변의 코드 위상들을 재검색한다. 신호획득 결과 계산부(422)는 580단계에서 재계산된 코드 위상 주변의 신호전력을 비교하여 제일 큰 값을 검색된 코드 위상의 정밀 코드위상으로 결정한다. 그 후, 정밀코드위상 재계산부(431)는 상기 <수학식 3>을 이용하여 오차가 포함되어 있지 않은 변경된 정 밀코드위상을 계산한다.To do this, the RF unit 410 re-receives the navigation data and temporarily stores it in the buffer 421 when the signal acquisition processing time is synchronized with 1 ms in order to re-search the correct code phase around the re-calculated code phase in step 560. Thereafter, the signal acquisition result calculator 422 removes the carrier using the Doppler frequency detected at the acquisition of the initial signal in step 570, and re-computes the code phases around the re-calculated code phase. The signal acquisition result calculator 422 compares the signal power around the recalculated code phase in step 580 and determines the largest value as the precise code phase of the retrieved code phase. Thereafter, the precision code phase recomputer 431 calculates the corrected code phase that does not include an error using Equation (3).

한편, 상기 <수학식 1>을 이용하여 계산된 변경된 코드위상은 주파수 검색 해상도만큼의 도플러 오차에 의한 코드위상오차를 포함하는 값이므로 부정확한 값이다. 하지만, 상기 <수학식 3>을 이용하여 계산된 변경된 정밀코드위상은 상기 <수학식 2>을 이용하여 계산된 재계산된 코드위상주변으로 신호획득을 재수행하여 얻어진 정밀코드위상을 이용하였기 때문에, 오차가 제거된 정밀한 값이다. 따라서 정밀 도플러 재계산부(432)는 코드위상오차가 제거된 변경된 정밀 코드 위상을 이용하여 정밀 도플러를 계산한다. 즉, 정밀 도플러 재계산부(432) 590단계에서 상기 <수학식 4>를 이용하여 정밀 도플러를 계산한다.On the other hand, the changed code phase calculated using Equation (1) is an incorrect value because it includes a code phase error due to the Doppler error by the frequency search resolution. However, since the modified precision code phase calculated using Equation (3) uses the precise code phase obtained by re-executing the signal acquisition around the re-calculated code phase calculated using Equation (2) It is precise value with error removed. Therefore, the accurate Doppler recalculator 432 calculates the accurate Doppler using the changed precision code phase from which the code phase error is removed. That is, the fine Doppler recalculator 432 calculates the fine Doppler using Equation (4) in step 590.

도 1은 신호획득 처리시간에 따른 코드위상정보의 변화를 설명하기 위한 도면,1 is a diagram for explaining a change in code phase information according to a signal acquisition processing time,

도 2는 주파수 검색 해상도가 500 Hz 인 경우의 검색 셀 구조에 대해 설명하기 위한 도면,2 is a diagram for explaining a search cell structure when a frequency search resolution is 500 Hz,

도 3은 주파수 검색 해상도가 250 Hz 인 경우의 검색 셀 구조에 대해 설명하기 위한 도면,3 is a diagram for explaining a search cell structure when a frequency search resolution is 250 Hz,

도 4는 본 발명에 따른 수신기의 블록구성도,4 is a block diagram of a receiver according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 신호 획득 과정의 절차를 설명하기 위한 도면.5 is a diagram for explaining a procedure of a signal acquisition process according to the present invention.

Claims (10)

위성 항법 시스템의 수신기에서 위성 신호를 획득하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for acquiring a satellite signal at a receiver of a satellite navigation system, 위성으로부터 수신된 신호에서 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 제 1 계산부와,A first calculator for detecting an identifier of the satellite in a signal received from the satellite, calculating a code phase and a Doppler, and measuring a time required for the calculation, 상기 제 1 계산부에서 계산된 값들과 상기 위성의 캐리어 주파수 및 코드 주파수를 이용하여 상기 코드위상 및 도플러를 보정하는 제 2 계산부를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 장치.And a second calculator for correcting the code phase and the Doppler using the values calculated by the first calculator and the carrier frequency and the code frequency of the satellite. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 계산부는,The apparatus according to claim 1, 상기 위성으로부터 수신된 신호를 임시 저장하는 버퍼와,A buffer for temporarily storing a signal received from the satellite, 상기 버퍼에 저장된 신호로부터 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 신호획득결과 계산부를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 장치.And a signal acquisition result calculation unit for detecting an identifier of the satellite from the signal stored in the buffer, calculating a code phase and a Doppler, and measuring a time spent in the calculation. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 계산부는,3. The apparatus according to claim 1 or 2, 상기 제 1 계산부에서 계산된 도플러와 상기 계산에 소요된 측정 시간 및 상기 위성의 캐리어 주파수와 코드 주파수를 이용하여 코드 위상의 변경 양을 계산하여 이를 상기 제 1 계산부에서 계산된 초기 위상에 보정하는 코드위상 재검색부와,Calculating a change amount of the code phase using the Doppler calculated by the first calculation unit and the measurement time required for the calculation and the carrier frequency and the code frequency of the satellite, A code phase re-search unit, 상기 코드위상 재검색부에서 재검색된 코드위상과 상기 제 1 계산부에서 계산된 도플러와 상기 계산에 소요된 측정 시간 및 상기 위성의 캐리어 주파수와 코드 주파수를 이용하여 도플러를 재계산하는 도플러 재계산부를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 장치.And a Doppler recalculation unit for recalculating the Doppler using the code phase re-searched by the code phase re-search unit, the Doppler calculated by the first calculation unit, the measurement time required for the calculation, and the carrier frequency and the code frequency of the satellite Wherein the signal acquisition device comprises: 제 3 항에 있어서, 상기 코드 위상 재검색부는,The apparatus according to claim 3, wherein the code phase re- 하기 <수학식 5>를 이용하여 변경된 코드 위상을 계산하고, 하기 <수학식 6>을 이용하여 초기 코드위상을 재계산한 후 도플러를 고정시킨 값에서 재계산된 코드위상을 검색하여 정밀 코드 위상을 검색하고, 하기 <수학식 7>을 이용하여 보정된 정밀 코드 위상을 계산함을 특징으로 하는 신호 획득 장치,The modified code phase is calculated using Equation (5) below, the initial code phase is recalculated using Equation (6), and the re-calculated code phase is retrieved from the value obtained by fixing the Doppler, And calculates a corrected precision code phase using Equation (7): &quot; (7) &quot; <수학식 5>&Quot; (5) &quot; 변경된 코드 위상 = 도플러 / 캐리어주파수
Figure 112009050174819-pat00005
코드 주파수
Figure 112009050174819-pat00006
신호획득 처리시간
Modified Code Phase = Doppler / Carrier Frequency
Figure 112009050174819-pat00005
Code frequency
Figure 112009050174819-pat00006
Signal acquisition processing time
<수학식 6>&Quot; (6) &quot; 재계산된 초기 코드 위상 = 제 1 계산부에서 계산된 초기코드위상 + 변경된 코드 위상The recalculated initial code phase = the initial code phase calculated in the first calculation unit + the changed code phase <수학식 7>&Quot; (7) &quot; 보정된 정밀코드위상 = 정밀코드위상 - 초기코드위상.Corrected Precision Code Phase = Precision Code Phase - Initial Code Phase.
제 4 항에 있어서, 도플러 재계산부는,5. The Doppler flowmeter according to claim 4, 하기 <수학식 8>을 이용하여 도플러를 재계산하는 도플러 재계산부를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 장치,And a Doppler recalculator for recalculating the Doppler using Equation (8): < EMI ID = 8.0 > <수학식 8>&Quot; (8) &quot; 재계산된 도플러 = (보정된 정밀코드위상
Figure 112009050174819-pat00007
캐리어주파수) / (코드주파 수
Figure 112009050174819-pat00008
신호획득 처리시간).
Recalculated Doppler = (corrected precision code phase
Figure 112009050174819-pat00007
Carrier frequency) / (code frequency
Figure 112009050174819-pat00008
Signal acquisition processing time).
위성 항법 시스템의 수신기에서 위성 신호를 획득하기 위한 방법에 있어서,A method for acquiring a satellite signal at a receiver of a satellite navigation system, 위성으로부터 수신된 신호에서 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 제 1 계산 과정과,A first calculation step of detecting an identifier of the satellite in a signal received from a satellite, calculating a code phase and a Doppler, and measuring a time required for the calculation, 상기 제 1 계산 과정에서 계산된 값들과 상기 위성의 캐리어 주파수 및 코드 주파수를 이용하여 상기 코드위상 및 도플러를 보정하는 제 2 계산 과정을 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 방법.And a second calculation step of correcting the code phase and the Doppler using the values calculated in the first calculation step and the carrier frequency and the code frequency of the satellite. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 계산 과정은,7. The method of claim 6, 상기 위성으로부터 수신된 신호를 임시 저장하는 버퍼링 단계와,A buffering step of temporarily storing a signal received from the satellite, 상기 버퍼링된 신호에서 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 신호획득 결과 계산 단계를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 방법.A signal acquisition result calculation step of detecting an identifier of the satellite in the buffered signal, calculating a code phase and a Doppler, and measuring a time spent in the calculation. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 계산 과정은,8. The method according to claim 6 or 7, 상기 제 1 계산 과정에서 계산된 도플러와 상기 계산에 소요된 측정 시간 및 상기 위성의 캐리어 주파수와 코드 주파수를 이용하여 코드 위상의 변경 양을 계산하여 이를 상기 제 1 계산 과정에서 계산된 초기 위상에 보정하는 코드 위상 재검색 단계와,Calculating a change amount of the code phase using the Doppler calculated in the first calculation process and the measurement time spent in the calculation and the carrier frequency and the code frequency of the satellite, A code phase re-searching step, 상기 코드위상 재검색 단계에서 재검색된 코드위상과 상기 제 1 계산 과정에서 계산된 도플러와 상기 계산에 소요된 측정 시간 및 상기 위성의 캐리어 주파수와 코드 주파수를 이용하여 도플러를 재계산하는 도플러 재계산 단계를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 방법.A Doppler recalculation step of recalculating the Doppler using the code phase re-searched in the code phase re-searching step, the Doppler calculated in the first calculation process, the measurement time spent in the calculation, and the carrier frequency and code frequency of the satellite Wherein the signal acquisition method comprises the steps of: 제 8 항에 있어서, 상기 코드 위상 재검색 단계는,9. The method of claim 8, 하기 <수학식 9>를 이용하여 변경된 코드 위상을 계산하는 단계, Calculating a modified code phase using Equation (9) below, 하기 <수학식 10>을 이용하여 초기 코드위상을 재계산한 후 도플러를 고정시킨 값에서 재계산된 코드위상을 검색하여 정밀 코드 위상을 검색하는 단계, Recalculating an initial code phase using Equation (10), searching for a recalculated code phase at a value obtained by fixing a Doppler, and searching for a precise code phase; 하기 <수학식 11>을 이용하여 보정된 정밀 코드 위상을 계산하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 방법,Calculating a corrected precision code phase using Equation (11): < EMI ID = 11.0 > <수학식 9>&Quot; (9) &quot; 변경된 코드 위상 = 도플러 / 캐리어주파수
Figure 112009050174819-pat00009
코드 주파수
Figure 112009050174819-pat00010
신호획득 처리시간
Modified Code Phase = Doppler / Carrier Frequency
Figure 112009050174819-pat00009
Code frequency
Figure 112009050174819-pat00010
Signal acquisition processing time
<수학식 10>&Quot; (10) &quot; 재계산된 초기 코드 위상 = 제 1 계산부에서 계산된 초기코드위상 + 변경된 코드 위상The recalculated initial code phase = the initial code phase calculated in the first calculation unit + the changed code phase <수학식 11>Equation (11) 보정된 정밀코드위상 = 정밀코드위상 - 초기코드위상.Corrected Precision Code Phase = Precision Code Phase - Initial Code Phase.
제 9 항에 있어서, 도플러 재계산 단계는,10. The method of claim 9, wherein the Doppler recalculation step comprises: 하기 <수학식 12>을 이용하여 도플러를 재계산하는 도플러 재계산단계를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 방법,And a Doppler recalculation step of recalculating the Doppler using Equation (12): < EMI ID = 12.0 > <수학식 12>&Quot; (12) &quot; 재계산된 도플러 = (보정된 정밀코드위상
Figure 112009050174819-pat00011
캐리어주파수) / (코드주파 수
Figure 112009050174819-pat00012
신호획득 처리시간).
Recalculated Doppler = (corrected precision code phase
Figure 112009050174819-pat00011
Carrier frequency) / (code frequency
Figure 112009050174819-pat00012
Signal acquisition processing time).
KR1020090075901A 2009-08-17 2009-08-17 Apparatusand method for receiving signal in global navigation satellite system KR101547598B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090075901A KR101547598B1 (en) 2009-08-17 2009-08-17 Apparatusand method for receiving signal in global navigation satellite system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090075901A KR101547598B1 (en) 2009-08-17 2009-08-17 Apparatusand method for receiving signal in global navigation satellite system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110018216A KR20110018216A (en) 2011-02-23
KR101547598B1 true KR101547598B1 (en) 2015-09-04

Family

ID=43776004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090075901A KR101547598B1 (en) 2009-08-17 2009-08-17 Apparatusand method for receiving signal in global navigation satellite system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101547598B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102584442B1 (en) * 2022-10-17 2023-10-05 (주)마이크로인피니티 Apparatus for Transmitting a Simulated Satellite Navigation Signal

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006177680A (en) 2004-12-20 2006-07-06 Furuno Electric Co Ltd Positioning signal receiver
JP4289767B2 (en) 2000-07-05 2009-07-01 古野電気株式会社 Deviation measuring device, deviation velocity measuring device, deviation measuring method, and deviation velocity measuring method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4289767B2 (en) 2000-07-05 2009-07-01 古野電気株式会社 Deviation measuring device, deviation velocity measuring device, deviation measuring method, and deviation velocity measuring method
JP2006177680A (en) 2004-12-20 2006-07-06 Furuno Electric Co Ltd Positioning signal receiver

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110018216A (en) 2011-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2749667C1 (en) Method and system for fast and accurate positioning
US6839547B2 (en) Enhanced GPS receiver utilizing wireless infrastructure
US8593342B2 (en) Utilizing SBAS signals to improve GNSS receiver performance
US8013789B2 (en) Systems and methods for acquisition and tracking of low CNR GPS signals
US6525688B2 (en) Location-determination method and apparatus
US8255160B2 (en) Integrated mobile terminal navigation
EP1115008B1 (en) A method for determining reference time error and an electronic device
US8970431B2 (en) Method and apparatus for weak data bit sync in a positioning system
FI108171B (en) Method for performing position determination and electronic device
US6608998B1 (en) Method for reducing inter-frequency bias effects in a receiver
US6466164B1 (en) Method and apparatus for calculating pseudorange for use in ranging receivers
WO2009130305A1 (en) Method of positioning using satellites
CN112505729B (en) Method for determining satellite number, method for determining terminal position, device and medium
US6941109B2 (en) Computing network path delays so accurate absolute time can be forwarded from a server to a client
US20110068979A1 (en) Reducing complexity of calculations performed by a navigation system receiver
CN115856945B (en) Precise single-point time service method, device and medium suitable for GNSS multi-frequency points
KR101547598B1 (en) Apparatusand method for receiving signal in global navigation satellite system
EP1229341B1 (en) A method for defining the error of reference time and an electronic device
EP3748401A1 (en) System and method for position determination of a stationary gnss receiver using a distributed time signal
EP1115009A2 (en) A method for performing positioning and an electronic device
EP4307013A1 (en) Static gnss positioning
CN117192580B (en) Satellite-borne Galileo dual-frequency atmosphere occultation signal capturing method
CN117890938A (en) UPD estimation method and device and satellite terminal
Deng et al. Time synchronization using single GPS-satellite and multiple measurement stations
KR100801347B1 (en) Satellite-based positioning of mobile terminals

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee