KR101581653B1 - 위성 위치 확인 수신기 및 그것의 위치 결정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 위성 위치 확인(GPS: Global Positioning System) 수신기는 적어도 하나의 가시 위성으로부터 네비게이션 데이터를 수신하는 위성 위치 확인 수신부, 수신된 네비게이션 데이터를 디코딩하여 시간 정보와 알마낙 정보를 추출하는 디코더, 위성 배치 정보가 저장된 데이터베이스, 상기 시간 정보와 상기 위성 배치 정보를 이용하여 후보 가시 위성을 선택하고, 상기 알마낙 정보를 사용하여 상기 후보 가시 위성의 위치를 결정하는 위성 위치 결정부, 및 상기 후보 가시 위성의 위치와 상기 가시 위성의 위치를 이용하여 각 위성들과의 의사 거리들을 계산하고, 상기 의사 거리들을 이용하여 위성 위치 확인 수신기의 위치를 결정하는 네비게이션 필터를 포함한다.
Figure R1020080127436
GPS, GPS 수신기, 시간 정보, 알마낙 정보, 위성 배치 정보

Description

위성 위치 확인 수신기 및 그것의 위치 결정 방법{GLOBAL POSITIONING SYSTEM RECEIVER AND LOCATING METHOD THEROF}
본 발명은 위성 위치 확인 시스템(GPS: Global Positioning System)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위성 위치 확인(GPS) 수신기 및 그것의 위치 결정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, 이하 'GPS'라 칭하기로 함)은 물체의 위치를 측정하기 위해 만들어진 시스템으로 GPS 서비스는 GPS 위성들로부터 송신되는 GPS 신호를 수신하여 현재의 위치에 대한 정보를 측정하고 이를 사용자에게 알려줌으로서 사용자가 현재 자신의 위치에 대해 인지할 수 있도록 하는 서비스를 의미한다.
부가적으로 이러한 GPS 서비스는 지도 또는 교통 정보 등과 같은 데이터들을 더 이용하여 사용자가 특정 목적지를 선택하면, 기 저장된 지도 정보 등을 이용하여 사용자의 위치로부터 사용자가 선택한 목적지까지의 교통편 정보 또는 길 안내 정보 등과 같은 네비게이션 정보를 제공하는 네비게이션 서비스로 많이 사용되고 있다. 또한, GPS 서비스는 측지와 측량분야, 군사용, 항공 운항 제어 등의 분야 에서도 다양하게 적용되고 있다.
이러한 GPS 서비스를 이용하면 위치와 시간에 대한 정보를 획득할 수 있다.
한편, GPS는 지표면으로부터 멀리 떨어진 상공에 위치하여 GPS 신호를 송신하는 위성 위치 확인(GPS) 위성과 GPS 신호를 수신하여 위치 정보를 제공하는 위성 위치 확인(GPS) 수신기로 구성된다.
GPS에서 24개의 GPS 위성(실제로는 보충 위성 3개를 포함한 27개의 GPS 위성)은 서로 다른 궤도로 지구를 회전한다. 이는 GPS 수신기가 4개 이상의 GPS 위성들로부터 GPS 신호들을 획득하기 위함이다. 여기서 GPS 수신기는 4개 이상의 GPS 신호들을 획득하기 위해 4개 이상의 GPS 위성들이 확보되어야 한다.
하지만, GPS 수신기는 다른 전파들로 인한 외란(jamming)이 발생하거나 빌딩 숲과 같은 주변 환경으로 인한 전파가 차단되어 GPS 위성을 4개 이상 확보하지 못할 수 있다. 이와 같이 GPS 수신기에서 GPS 신호를 수신이 가능한 GPS 위성 개수가 4개 미만인 경우 GPS 수신기의 위치 결정이 불가능하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 위성 위치 확인 시스템(GPS: Global Positioning System) 신호 수신이 가능한 위성 위치 확인(GPS) 위성이 4개 이상 확보되지 못하더라도 위성 위치 확인(GPS) 수신기의 위치 결정을 가능하게 하는 GPS 수신기 및 그것의 위치 결정 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 위성 위치 확인(GPS: Global Positioning System) 수신기는 적어도 하나의 가시 위성으로부터 네비게이션 데이터를 수신하는 위성 위치 확인 수신부, 수신된 네비게이션 데이터를 디코딩하여 시간 정보와 알마낙 정보를 추출하는 디코더, 위성 배치 정보가 저장된 데이터베이스, 상기 시간 정보와 상기 위성 배치 정보를 이용하여 후보 가시 위성을 선택하고, 상기 알마낙 정보를 사용하여 상기 후보 가시 위성의 위치를 결정하는 위성 위치 결정부, 및 상기 후보 가시 위성의 위치와 상기 가시 위성의 위치를 이용하여 각 위성들과의 의사 거리들을 계산하고, 상기 의사 거리들을 이용하여 위성 위치 확인 수신기의 위치를 결정하는 네비게이션 필터를 포함한다.
또한, 상기 시간 정보는 위성 시계 보정 계수와 주 번호 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 위성 배치 정보는 위성 위치 확인 위성의 위치 정보가 포함된 위성 성상도 정보임을 특징으로 한다.
또한, 상기 가시 위성 개수와 상기 후보 가시 위성 개수의 합은 적어도 4개 이상이고, 상기 가시 위성 개수는 4개 미만임을 특징으로 한다.
또한, 상기 위성 위치 결정부는 상기 디코딩된 네비게이션 데이터를 사용하여 상기 적어도 하나의 가시 위성의 위치를 결정함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 위성 위치 확인(GPS: Global Positioning System) 수신기의 위치 결정 방법은 적어도 하나의 가시 위성으로부터 네비게이션 데이터를 수신하는 단계, 수신된 네비게이션 데이터를 디코딩하여 시간 정보와 알마낙 정보를 추출하는 단계, 상기 시간 정보와 상기 위성 위치 확인 수신기 내부에 저장된 위성 배치 정보를 이용하여 후보 가시 위성을 선택하는 단계, 상기 알마낙 정보를 사용하여 후보 가시 위성의 위치를 결정하는 단계, 상기 후보 가시 위성의 위치와 상기 가시 위성의 위치를 이용하여 각 위성들과의 의사 거리들을 계산하는 단계, 상기 의사 거리들을 이용하여 상기 위성 위치 확인 수신기의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 시간 정보는 위성 시계 보정 계수와 주 번호 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 위성 배치 정보는 위성 위치 확인 위성의 위치 정보가 포함된 위성 성상도 정보임을 특징으로 한다.
또한, 상기 가시 위성 개수와 상기 후보 가시 위성 개수의 합은 적어도 4개 이상이고, 상기 가시 위성 개수는 4개 미만임을 특징으로 한다.
또한, 상기 디코딩된 네비게이션 데이터를 이용하여 상기 적어도 하나의 가시 위성의 위치를 결정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 위성 위치 확인 시스템(GPS: Global Positioning System)에서 위성 위치 확인(GPS) 수신기가 수신된 네비게이션 데이터를 사용하여 후보 GPS 위성의 위치를 결정함으로서 GPS 신호 수신이 가능한 GPS 위성이 4개 이상 확보되지 못하더라도 GPS 수신기의 위치 결정이 가능한 이점을 갖는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
본 발명은 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, 이하 'GPS'라 칭하기로 함)에서 위성 위치 확인(GPS) 수신기 및 그것의 위치 결정 방법을 제공한다.
본 발명에서 GPS 수신기는 가시 위성(즉, GPS 신호 수신이 가능한 위성 위치 확인(GPS) 위성)의 개수가 4개 미만인 경우 가시 위성으로부터 수신한 정보를 사용하여 후보 가시 위성을 추가로 선택하여 GPS 수신기의 위치 결정을 한다.
GPS 수신기는 내부에 저장된 위성 배치 정보와 가시 위성으로부터 수신한 시간 정보를 사용하여 후보 가시 위성을 선택하고, 가시 위성으로부터 수신된 알마 낙(Almanac) 정보를 사용하여 선택된 후보 가시 위성의 위치를 결정할 수 있다.
본 발명의 GPS 수신기는 일예로, 이동 단말기, 노트북(notebook), 개인 정보 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 스마트폰(smart phone), PMP(Portable media player), 네비게이션(Navigation) 등과 같이 GPS 서비스 기능이 적용된 단말기들 또는 GPS 모듈을 탑재한 단말기들을 모두 포함한다고 가정하기로 한다.
또한, 본 발명에서 GPS 수신기는 가시 위성을 적어도 한 개 이상 확보한다고 가정한다. 다시 말해, GPS 수신기는 적어도 하나의 GPS 위성 신호를 수신한다고 가정한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, GPS는 GPS 수신기(10)와 복수개의 GPS 위성들(20, 30, 40, 50)을 포함한다.
GPS 위성들(20, 30, 40, 50)은 지상으로부터 멀리 떨어진 상공(일예로, 지상으로부터 약 20,000km)에 위치하여 GPS 신호를 송신하며, GPS 수신기(10)는 GPS 신호를 수신하여 사용자에게 위치 정보를 제공한다.
GPS는 24개의 GPS 위성(실제로는 보충 위성 3개를 포함한 27개의 GPS 위성)이 서로 다른 궤도로 지구를 회전하고 있으며, 그 중에서 GPS 수신기(10) 주변의 GPS 위성들(20, 30, 40, 50)을 나타내었다.
GPS 수신기(10)는 위치 결정 즉, GPS 수신기(10)의 현재 위치 판단을 위해서 4개 이상의 가시 위성을 필요로 한다. 하지만 도 1에서 GPS 수신기(10)는 2개의 가시 위성 즉, 2개의 GPS 위성들(20, 30)에서 송신하는 GPS 신호만을 수신하고 있으며, 나머지 GPS 위성들(40, 50)에서 송신하는 GPS 신호를 수신하지 못한다.
본 발명에서 제안된 GPS 수신기(10)는 4개 이상의 가시 위성을 확보하지 못하더라도 확보된 가시 위성들, 즉 GPS 위성들(20, 30)로부터 수신된 GPS 신호만을 사용하여 위치 결정을 한다.
본 발명의 GPS 수신기(10)는 적어도 하나의 가시 위성을 갖는다. 가시 위성에서 송신되는 GPS 신호는 일예로, 네비게이션 데이터(navigation data)를 포함한다. GPS 수신기(10)는 네비게이션 데이터를 사용하여 가시 위성뿐만 아니라 GPS 수신기(10)의 위치 결정을 위한 주변의 후보 가시 위성(GPS 신호 수신이 불가능한 GPS 위성들 중에서 GPS 수신기의 위치 선택을 위한 GPS 위성)을 추가로 선택하여 위치 결정을 한다. 그러므로 GPS 수신기(10)는 4개 이상의 가시 위성을 확보하지 못하더라도 후보 가시 위성 선택을 통해 4개 이상의 GPS 위성의 위치를 사용하여 GPS 수신기(10)와 GPS 위성들 간의 거리를 계산할 수 있다. 한편, GPS 수신기(10)는 수신기의 위치 검출 시 기하학적인 삼각법을 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 GPS 수신기의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, GPS 수신기는 GPS 수신부(GPS receive part)(100), 디코더(decoder)(110), 위성 위치 결정부(satellite location determiner)(120), 네비게이션 필터(navigation filter)(130), 위치 정보 출력부(location information output device)(140), 데이터베이스(DB: database)(150)를 포함한다.
GPS 수신부(100)는 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신한다. GPS 수신 부(100)는 가시 위성의 GPS 신호를 수신하며, 수신된 GPS 신호는 일예로 네비게이션 데이터를 포함한다. 여기서, 네비게이션 데이터는 GPS 위성의 위치를 결정하기 위한 정보를 포함하고 있으며, 네비게이션 데이터는 하기의 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
그리고 GPS 수신부(100)는 GPS 신호를 디코더(110)로 출력한다.
디코더(110)는 네비게이션 데이터가 포함된 GPS 신호를 수신하고, GPS 신호를 디코딩한다. 즉, 디코더(110)는 네비게이션 데이터를 디코딩하여 위성 위치 결정부(120)로 출력한다. 디코더(110)는 네비게이션 데이터를 디코딩하여 시간 정보, 알마낙 정보, 에피메리스(Ephemeris) 정보 등을 추출한다. 그리고 디코더는 추출된 시간 정보, 알마낙 정보, 에피메리스 정보 등을 위성 위치 결정부(120)로 출력한다.
여기서, 시간 정보는 위성 시계 보정 계수(Satellite Clock Correction Terms)와 주 번호(GPS Week Number) 중 적어도 하나를 포함한다. 위상 시계 보정 계수는 위상 시계 보정을 위한 계수이고, 주 번호는 주(week)를 단위로 계수되는 번호를 의미한다. 알마낙 정보는 위성의 궤도 정보이고, 모든 GPS 위성의 위치 계산을 위한 정보를 포함한다. 또한 알마낙 정보는 일련의 변수 묶음으로 나타내어지는 정보이며, 위성들의 위치를 계산하는데 사용되는 정보이다.
데이터베이스(150)는 위성 배치 정보를 저장한다. 위성 배치 정보는 GPS 위성의 위치 정보가 포함된 성상도 정보이며, GPS 위성의 위치 결정을 위해 사용된다. 위성 배치 정보는 하기의 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
위성 위치 결정부(120)는 디코딩된 네비게이션 데이터를 사용하여 가시 위성의 위치를 결정한다. 위성 위치 결정부(120)는 가시 위성으로부터 수신한 네비게이션 데이터, 일예로 시간 정보, 에피메리스 정보, 알마낙 정보 등을 사용하여 가시 위성의 위치를 결정한다.
위성 위치 결정부(120)는 디코딩된 네비게이션 데이터를 사용하여 후보 가시 위성의 위치를 결정할 수 있다. 우선, 위성 위치 결정부(120)는 시간 정보와 데이터베이스(150)에 저장된 위성 배치 정보를 이용하여 후보 가시 위성(일예로, 후보 가시 위성의 식별자)을 선택한다. 위성 위치 결정부(120)는 가시 위성을 제외한 GPS 위성들 중에서 GPS 수신기의 위치 결정에 이용될 후보 가시 위성을 선택한다. 다음으로, 위성 위치 결정부(120)는 알마낙 정보를 사용하여 선택된 후보 가시 위성의 위치를 결정한다.
위성 위치 결정부(120)는 가시 위성과 후보 가시 위성 개수의 합이 4개 이상이 되도록 후보 가시 위성을 선택한다. 위성 위치 결정부(120)는 가시 위성의 개수가 4개 이상 확보되지 못하더라도 후보 가시 위성을 추가로 선택하여 위치 결정이 가능하도록 한다. 위성 위치 결정부는 후보 가시 위성의 위치 결정 정보를 네비게이션 필터(130)로 출력한다.
네비게이션 필터(130)는 후보 가시 위성의 위치 결정 정보를 수신하여 후보 가시 위성과의 의사 거리(pseudo-range)를 계산한다. 네비게이션 필터(130)는 가시 위성의 위치 결정 정보를 수신하여 가시 위성들과의 의사 거리도 계산할 수 있다. 그리고 네비게이션 필터(130)는 계산된 의사거리들(가시 위성의 의사거리 또는 후 보 가시 위성의 의사 거리)를 사용하여 GPS 수신기의 위치 결정을 한다. 네비게이션 필터(130)는 일예로 칼만 필터(Kalman filter)가 사용될 수 있다. 칼만 필터는 선형 시스템에 적용 가능한 순환 필터로서 위성 관련 자료의 실시간 처리에 활용되는 필터이다.
또한, 네비게이션 필터(130)는 GPS 수신기의 위치 결정뿐만 아니라 GPS 수신기의 속도까지 결정할 수도 있다. 네비게이션 필터(130)는 결정된 GPS 수신기의 위치 정보 또는 GPS 수신기의 속도 정보를 위치 정보 출력부(140)에 출력한다.
위치 정보 출력부(140)는 디스플레이부, 오디오부 등으로 구성될 수 있으며, 결정된 GPS 수신기의 위치 정보(또는 GPS 수신기의 속도 정보)를 적합한 포맷(영상 데이터 또는 오디오 데이터)의 데이터로 전환하여 출력한다.
한편, GPS 수신기는 내부에 제어부를 포함하여 GPS 수신기의 위치 결정을 위해 상술한 전반적인 동작을 제어하도록 할 수도 있다.
가시 위성이 4개 이상 확보되면, 기존의 위치 결정 방법을 적용하여 GPS 수신기의 위치 결정을 할 수 있다. 또한, 가시 위성이 4개 이상 확보되더라도 본 발명에서 제안된 방법을 사용하여 위치 결정을 할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 데이터를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 네비게이션 데이터(즉, 네비게이션 메시지)는 5개의 서브 프레임으로 구성된 하나의 프레임(frame)이 연속적으로 나열된다.
일예로, 1개의 프레임은 1500비트(bit)로 구성되고, 주기는 30초(sec)가 된다. 제 1 서브프레임(subframe 1) 내지 제 5 서브프레임(subframe 5) 각각은 300비 트로 구성되고, 각 서브프레임 주기는 6초가 된다.
그러면 다음으로 제 1 서브 프레임 내지 제 5 서브 프레임에 포함된 정보를 설명하기로 한다.
제 1 서브프레임은 주 번호, 위성의 정확도와 상태 정보(SV Accuracy and Health)를 포함한다.
제 2 서브프레임과 제 3 서브프레임은 에피메리스 정보를 포함한다. 에피메리스 정보는 위성의 궤도 정보이며, 시간에 따른 천체의 궤적을 기록한 정보로 앞으로 이동할 궤도에 대한 예측 정보이다. 에피메리스 정보는 30초를 단위로 기록되는 정보이고, 16개의 케플리안 엘리먼트(keplerian element)로 구성된다. 따라서, 에피메리스 정보는 일정 시간이 지나면 사용될 수 없는 정보이다.
제 4 서브프레임은 알마낙 정보, 위성 25-32의 상태 정보, 특별 메시지들, 위성 구성 플래그(Satellite Configuration Flags), 전리층 데이터, UTC 데이터를 포함한다.
제 5 서브프레임은 알마낙 정보, 위성 1-24의 상태 정보, 알마낙 참조 시간, 주 번호를 포함한다.
한편, 제 4 서브프레임과 제 5 서브프레임은 25개의 페이지로 이루어져 있으며, 25개의 페이지는 완전한 알마낙 정보를 획득할 수 있는 데이터의 양을 의미한다. 알마낙 정보는 모든 위성의 개략적인 정보를 포함한다.
또한, 제 1 서브 프레임 내지 제 5 서브 프레임 각각은 프레임 동기 획득을 위한 정보인 텔레메트리(TLM: Telemetry)와 위성 간 핸드오버를 위한 핸드오버 플 래그인 핸드오버워드(HOW: Handover Word)를 각각 포함한다.
본 발명에서는 제 1 서브프레임에 포함된 시간 정보들과 제 4 서브프레임 제 5 서브프레임에 포함된 알마낙 정보를 사용하여 가시 위성 또는 추가 가시 위성의 위치를 결정한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위성 배치 정보를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 위성 배치 정보는 GPS 위성에 대한 위치 정보 즉, 각 GPS 위성의 위치 정보가 포함된 위성 성상도 정보이다. 또한, 위성 배치 정보는 적경과 위도 등의 파라미터를 기준으로 배치된 위성에 대한 위치 정보이다.
위성 성상도 정보에서 세로축은 적도를 기준으로 하는 위도의 편각(Argument of Latitude)을 나타내고, 가로축은 6개의 궤도면들(Orbit Planes)(A, B, C, D, E, F)을 나타낸다. 각 궤도면에는 4개의 GPS 위성들이 포함되어 있으며, 6개의 궤도면에는 24개의 GPS 위성들이 포함되어 있다. 여기서 가로축은 승교점의 적경(RAAN: Right Ascension of the Ascending Node)으로 나타낼 수 있다.
도 4에 도시된 각 위성들의 적경과 편각을 나타내면 하기의 표 1과 같다.
Figure 112008086176594-pat00001
표 1에서 슬롯은 각 위성 식별자(ID: IDentifier)(또는, 인덱스)를 나타내고, 각 GPS 위성의 위성 식별자에 포함된 A 내지 F는 각 GPS 위성이 위치한 궤도면을 의미한다. 그리고 각 GPS 위성이 위치한 승교점의 적경(RAAN)과 위도의 편각(Argument of Latitude)이 나타나있다.
따라서, 위성 배치 정보는 도 4에 도시된 도면에 대한 성상도 정보일 수 있으며, 또한 표 1에서와 같은 각 GSP 위성에 대응되는 승교점의 적경과 위도의 편각일 수 있다. 그리고 위성 배치 정보는 모든 또는 일부의 GPS 위성들에 대한 위치 정보가 포함될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 GPS 수신기의 동작을 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 1000단계에서 GPS 수신기는 GPS 수신기 내부 동작을 초기화하고 1010단계로 진행한다.
1010단계에서 GPS 수신기는 가시 위성을 검색하고 1020단계로 진행한다. GPS 수신기는 GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 신호를 탐색한다. GPS 신호가 탐색된 위성은 GPS 수신기의 가시 위성이 된다.
1020단계에서 GPS 수신기는 가시 위성의 개수가 4개 이상인지 판단한다.
1020단계의 판단결과 GPS 수신기는 가시 위성의 개수가 4개 이상이 아니면 1030단계로 진행한다. GPS 수신기는 가시 위성의 개수가 4개 이상이 아니면 본 발명에 따른 위치 결정 동작을 수행한다.
1030단계에서 GPS 수신기는 가시 위성의 개수가 1개 미만인지 확인한다.
1030단계의 확인결과 GPS 수신기는 가시 위성의 개수가 1개 미만이면 1000단계로 진행한다. GPS 수신기는 가시 위성이 1개도 확보되지 못하는 경우, GPS 수신기의 위치 결정이 불가능하기 때문이다.
1030단계의 확인결과 GPS 수신기는 가시 위성의 개수가 1개 이상이면 1040단계로 진행한다.
1040단계에서 GPS 수신기는 가시 위성으로부터 수신된 네비게이션 데이터를 디코딩하고 1050단계로 진행한다. 디코딩된 네비게이션 데이터는 일예로, 도 3에서와 같은 프레임 내 정보들이 될 수 있다.
1050단계에서 GPS 수신기는 네비게이션 데이터를 이용하여 가시 위성의 위치를 결정하고 1060단계로 진행한다. 가시 위성은 신호 수신이 가능한 GPS 위성이므로 해당 위성으로부터 수신한 네비게이션 데이터를 사용하여 가시 위성의 위치를 결정할 수 있다.
1060단계에서 GPS 수신기는 네비게이션 데이터에서 추출된 시간 정보와 내부에 저장된 위성 배치 정보를 사용하여 후보 가시 위성을 선택하고 1170단계로 진행한다. GPS 수신기의 후보 가시 위성의 선택은 후보 가시 위성의 식별자를 선택하는 것을 의미한다.
1070단계에서 GPS 수신기는 선택된 후보 가시 위성의 위치를 결정하고 1080단계로 진행한다. GPS 수신기는 네비게이션 데이터를 디코딩하여 추출한 알마낙 정보를 사용하여 후보 가시 위성의 위치를 결정한다. 가시 위성과 후보 가시 위성의 총 개수는 4개 이상이 된다.
1080단계에서 GPS 수신기는 가시 위성과 후보 가시 위성의 위치가 결정되면, 가시 위성과 후보 가시 위성 각각과의 의사 거리를 계산하고 1130단계로 진행한다. GPS 수신기는 가시 위성 또는 후보 가시 위성의 위치를 이용하여 의사 거리를 계산한다.
1020단계의 판단결과 가시 위성의 개수가 4개 이상인 경우, GPS 수신기는 1090단계로 진행한다. GPS 수신기는 가시 위성의 개수가 4개 이상인 경우 GPS 수신기는 기존의 위치 결정 방법을 사용하여 위치 결정 동작을 수행한다.
1190단계에서 GPS 수신기는 가시 위성들로부터 수신된 네비게이션 데이터를 디코딩하고 1100단계로 진행한다.
1100단계에서 GPS 수신기는 디코딩된 네비게이션 데이터로부터 추출된 정보를 사용하여 데이터베이스 등에 저장된 위성 배치 정보를 업데이트하고 1110단계로 진행한다. 여기서 1100단계는 GPS 수신기의 선택적인 동작으로 수행되지 않을 수도 있다.
1110단계에서 GPS 수신기는 네비게이션 데이터를 이용하여 가시 위성의 위치를 결정하고 1120단계로 진행한다. 가시 위성은 신호 수신이 가능한 GPS 위성이므로 해당 위성으로부터 수신한 네비게이션 데이터를 사용하여 가시 위성의 위치를 결정할 수 있다.
1120단계에서 GPS 수신기는 가시 위성들 각각과의 의사 거리를 계산하고 1130단계로 진행한다. GPS 수신기는 가시 위성들 각각의 위치를 이용하여 의사 거리를 계산한다.
1130단계에서 GPS 수신기는 계산된 의사 거리를 이용하여 수신기의 위치를 결정하고 1140단계로 진행한다. GPS 수신기는 네비게이션 필터를 사용하여 GPS 수신기의 위치 또는 속도를 결정할 수 있다.
1140단계에서 GPS 수신기는 위치 정보를 출력하고 1050단계로 진행한다. 여기서 1140단계 또한 선택적으로 수행될 수 있다.
1150단계에서 GPS 수신기는 위치 인식을 종료한 것인지 확인한다.
1150단계의 확인결과 GPS 수신기는 위치 인식을 종료하지 않는 경우 1010단계로 진행한다.
1150단계의 확인결과 GPS 수신기는 위치 인식을 종료하는 경우 위치 결정 동작을 종료한다.
본 발명에서 제안된 GPS 수신기의 위치 결정 방법은 4개의 가시 위성이 확보되지 못하더라도 후보 가시 위성 선택을 통해 4개의 GPS 위성을 확보함으로서 위치 결정을 위한 GPS 위성이 부족한 경우에도 위치 결정에 따른 성능 저하를 방지한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 GPS 수신기의 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 네비게이션 데이터를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위성 배치 정보를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 GPS 수신기의 동작을 도시한 순서도.

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 가시 위성으로부터 네비게이션 데이터를 수신하는 위성 위치 확인 수신부;
    시간 정보와 알마낙 정보를 추출하기 위해 상기 네비게이션 데이터를 디코딩하는 디코더;
    상기 시간 정보와 데이터베이스의 위성 배치 정보를 이용하여 적어도 하나의 후보 가시 위성을 선택하고, 상기 알마낙 정보를 사용하여 상기 적어도 하나의 후보 가시 위성의 위치를 결정하는 위성 위치 결정부; 및
    상기 위성 위치 확인 수신부에서 상기 적어도 하나의 후보 가시 위성으로부터 신호의 수신없이 상기 적어도 하나의 후보 가시 위성의 위치와 상기 적어도 하나의 가시 위성의 위치를 이용하여 각 위성들과의 의사 거리들을 계산하고, 상기 계산된 의사 거리들을 이용하여 위성 위치 확인(GPS: Global Positioning System) 수신기의 지리적인 위치를 결정하는 네비게이션 필터를 포함하는 위성 위치 확인 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 정보는 위성 시계 보정 계수와 주 번호 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 위성 위치 확인 수신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위성 배치 정보는 위성 위치 확인 위성의 위치 정보가 포함된 위성 성상도 정보임을 특징으로 하는 위성 위치 확인 수신기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가시 위성 개수와 상기 적어도 하나의 후보 가시 위성 개수의 합은 적어도 4개 이상이고, 상기 적어도 하나의 가시 위성 개수는 4개 미만임을 특징으로 하는 위성 위치 확인 수신기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위성 위치 결정부는 상기 디코딩된 네비게이션 데이터를 사용하여 상기 적어도 하나의 가시 위성의 위치를 결정함을 특징으로 하는 위성 위치 확인 수신기.
  6. 위성 위치 확인(GPS: Global Positioning System) 수신기의 위치 결정 방법에 있어서:
    적어도 하나의 가시 위성으로부터 네비게이션 데이터를 수신하는 단계;
    시간 정보와 알마낙 정보를 추출하기 위해 상기 네비게이션 데이터를 디코딩하는 단계;
    상기 시간 정보와 상기 위성 위치 확인 수신기 내부에 저장된 위성 배치 정보를 이용하여 복수의 위성들 중에서 적어도 하나의 후보 가시 위성을 선택하는 단계;
    상기 네비게이션 데이터로부터의 상기 알마낙 정보를 사용하여 선택된 적어도 하나의 후보 가시 위성의 위치를 결정하는 단계;
    상기 적어도 하나의 후보 가시 위성으로부터의 수신되는 신호없이 상기 적어도 하나의 가시 위성과 상기 적어도 하나의 후보 가시 위성의 위치를 이용하여 상기 적어도 하나의 가시 위성과 상기 적어도 하나의 후보 가시 위성으로부터의 의사 거리들을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 의사 거리들을 이용하여 상기 위성 위치 확인 수신기의 지리적인 위치를 결정하는 단계를 포함하는 위치 결정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 시간 정보는 위성 시계 보정 계수와 주 번호 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 위성 배치 정보는 위성 위치 확인 위성의 위치 정보가 포함된 위성 성상도 정보임을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가시 위성 개수와 상기 적어도 하나의 후보 가시 위성 개수의 합은 적어도 4개 이상이고, 상기 가시 위성 개수는 4개 미만임을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 디코딩된 네비게이션 데이터를 이용하여 상기 적어도 하나의 가시 위성의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 위치 결정 방법.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8190337B2 (en) 2003-03-20 2012-05-29 Hemisphere GPS, LLC Satellite based vehicle guidance control in straight and contour modes
US8271194B2 (en) * 2004-03-19 2012-09-18 Hemisphere Gps Llc Method and system using GNSS phase measurements for relative positioning
US8686900B2 (en) * 2003-03-20 2014-04-01 Hemisphere GNSS, Inc. Multi-antenna GNSS positioning method and system
US8594879B2 (en) 2003-03-20 2013-11-26 Agjunction Llc GNSS guidance and machine control
US9002565B2 (en) 2003-03-20 2015-04-07 Agjunction Llc GNSS and optical guidance and machine control
US8265826B2 (en) * 2003-03-20 2012-09-11 Hemisphere GPS, LLC Combined GNSS gyroscope control system and method
US8140223B2 (en) 2003-03-20 2012-03-20 Hemisphere Gps Llc Multiple-antenna GNSS control system and method
US8634993B2 (en) 2003-03-20 2014-01-21 Agjunction Llc GNSS based control for dispensing material from vehicle
US8583315B2 (en) 2004-03-19 2013-11-12 Agjunction Llc Multi-antenna GNSS control system and method
US8311696B2 (en) 2009-07-17 2012-11-13 Hemisphere Gps Llc Optical tracking vehicle control system and method
USRE48527E1 (en) 2007-01-05 2021-04-20 Agjunction Llc Optical tracking vehicle control system and method
US7808428B2 (en) 2007-10-08 2010-10-05 Hemisphere Gps Llc GNSS receiver and external storage device system and GNSS data processing method
US9002566B2 (en) 2008-02-10 2015-04-07 AgJunction, LLC Visual, GNSS and gyro autosteering control
WO2009126587A1 (en) 2008-04-08 2009-10-15 Hemisphere Gps Llc Gnss-based mobile communication system and method
US8217833B2 (en) 2008-12-11 2012-07-10 Hemisphere Gps Llc GNSS superband ASIC with simultaneous multi-frequency down conversion
US8401704B2 (en) 2009-07-22 2013-03-19 Hemisphere GPS, LLC GNSS control system and method for irrigation and related applications
US8334804B2 (en) 2009-09-04 2012-12-18 Hemisphere Gps Llc Multi-frequency GNSS receiver baseband DSP
US8649930B2 (en) 2009-09-17 2014-02-11 Agjunction Llc GNSS integrated multi-sensor control system and method
US8548649B2 (en) 2009-10-19 2013-10-01 Agjunction Llc GNSS optimized aircraft control system and method
US20110188618A1 (en) * 2010-02-02 2011-08-04 Feller Walter J Rf/digital signal-separating gnss receiver and manufacturing method
US10122319B2 (en) 2013-09-05 2018-11-06 Alion Energy, Inc. Systems, vehicles, and methods for maintaining rail-based arrays of photovoltaic modules
US9453660B2 (en) 2013-09-11 2016-09-27 Alion Energy, Inc. Vehicles and methods for magnetically managing legs of rail-based photovoltaic modules during installation
JP2016011919A (ja) * 2014-06-30 2016-01-21 カシオ計算機株式会社 測位装置、測位方法及びプログラム
CN113568013B (zh) * 2021-01-20 2022-05-20 腾讯科技（深圳）有限公司 终端定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004271310A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Ｇｐｓ受信端末及びｇｐｓ基準局並びにコンピュータ・ソフトウエア
JP2005265769A (ja) 2004-03-22 2005-09-29 Amano Corp 測位衛星監視システムおよび情報処理装置の位置認証システム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3609099B2 (ja) 1992-07-15 2005-01-12 日本無線株式会社 Ｇｐｓ受信機
JPH08201504A (ja) * 1995-01-25 1996-08-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ｇｐｓ受信装置
US6839547B2 (en) * 2000-03-30 2005-01-04 Cellguide Ltd. Enhanced GPS receiver utilizing wireless infrastructure
US6621453B2 (en) * 2001-09-21 2003-09-16 Honeywell International Inc. Satellite attitude adjustment for GPS initialization
KR100443128B1 (ko) * 2002-03-04 2004-08-04 주식회사 파인디지털 지피에스 단말기의 위치 추적 방법
KR101072181B1 (ko) 2003-12-30 2011-10-10 엘지전자 주식회사 Ｇｐｓ가 내장된 휴대 단말기를 이용한 차량 네비게이션시스템 및 그 방법
JP4816125B2 (ja) 2006-02-20 2011-11-16 パナソニック電工株式会社 Ｇｐｓ測位方法および装置
JP4458163B2 (ja) 2007-12-27 2010-04-28 カシオ計算機株式会社 受信装置および受信制御方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004271310A (ja) * 2003-03-07 2004-09-30 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Ｇｐｓ受信端末及びｇｐｓ基準局並びにコンピュータ・ソフトウエア
JP2005265769A (ja) 2004-03-22 2005-09-29 Amano Corp 測位衛星監視システムおよび情報処理装置の位置認証システム

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US8154448B2 (en) 2012-04-10
US8493266B2 (en) 2013-07-23
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