KR101613594B1 - Gps 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치 - Google Patents

Gps 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101613594B1
KR101613594B1 KR1020150136102A KR20150136102A KR101613594B1 KR 101613594 B1 KR101613594 B1 KR 101613594B1 KR 1020150136102 A KR1020150136102 A KR 1020150136102A KR 20150136102 A KR20150136102 A KR 20150136102A KR 101613594 B1 KR101613594 B1 KR 101613594B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
time
1pps signal
signal
received
internal
Prior art date
Application number
KR1020150136102A
Other languages
English (en)
Inventor
조용화
Original Assignee
조용화
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 조용화 filed Critical 조용화
Priority to KR1020150136102A priority Critical patent/KR101613594B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101613594B1 publication Critical patent/KR101613594B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R20/00—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal
    • G04R20/02—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal the radio signal being sent by a satellite, e.g. GPS
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 위성과 통신하여 상기 위성으로부터 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하는 GPS 안테나를 포함하는 시간 동기화 장치를 이용한 시간 동기화 방법에 있어서, 상기 GPS 안테나와 통신하는 위성 수를 추출하는 단계와, 추출된 위성 수가 기설정된 개수 이상일 때 상기 GPS 안테나를 통해 상기 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하고, 수신된 시간 정보를 이용하여 상기 시간 동기화 장치의 내부 시간을 동기화시키는 단계와, 수신된 1PPS 신호가 기설정된 정상범위에 포함되는지에 따라 카운팅 여부를 결정하는 단계와, 연속으로 카운팅된 횟수가 기설정된 횟수 이상이면 상기 수신된 1PPS 신호를 이용하여 상기 시간 동기화 장치의 내부 1PPS 신호를 동기화시키는 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, GPS 시간 데이터의 오차 여부에 따라 시스템의 내부 시간 데이터와의 동기화 여부를 결정함으로써, 시스템에 시간 오류가 발생하지 않도록 미리 방지하여 시스템 전체의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SYNCHRONIZING TIME USING GPS INFORMATION}
본 발명은 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 위성과 GPS 수신기의 통신으로 수신한 시각 정보 및 1PPS 신호의 오차 여부를 판단하여 내부 시간 및 내부 1PPS 신호의 동기화 여부를 결정하는 시간 동기화 방법 및 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 발달 및 대중화로 인해 컴퓨터를 이용한 정보 통신 관련 기술의 개발 및 응용이 활발하게 진척되고 있다. 그 일례로, 위성 통신을 이용하는 위치확인시스템인 GPS(Global Positioning System)를 들 수 있다. GPS란 지구 적도와 55도로 경사를 이루는 6개의 궤도면에, 각 궤도마다 4~5개씩의 위성을 배치하고, 지구상의 어디에서나 4개 이상의 위성과 교신할 수 있도록 하는 시스템이다. GPS는 GPS 위성에서 보내는 특정 코드가 들어 있는 신호를 수신하여 어느 시점에서의 자신의 현재 위치(경도, 위도, 고도) 및 시간을 계산해 낼 수 있으며, 특히 이동 중인 경우에는 그 속도까지 측정해 낼 수 있다.
본래 GPS는 군사용으로 개발되었으나 최근에는 단순한 위치정보 제공에서부터 항공기, 선박, 자동차의 자동항법 및 교통관제, 유조선의 충돌방지 등 광범위한 분야에서 응용되고 있다. 또한, GPS는 이동통신단말기의 네트워크를 통해 개인, 차량 등의 위치정보를 경찰서, 병원 등에 제공함으로써 긴급구조, 교통정보, 유통, 물류 등의 분야에서 유용하게 활용되고 있다.
상기와 같이 항공기, 선박, 자동차, 이동통신단말기 등의 다양한 장치 시스템은 GPS위성으로부터 위치데이터 및 시간데이터를 수신하여 다양하게 활용하고 있다.
그런데 GPS의 수신 특성상 GPS 시간데이터를 장치의 시스템에 그대로 적용할 경우, 시간 오차가 발생할 우려가 있다. 즉, GPS 시간데이터를 수신하는 장치의 시스템은 수신한 시간데이터를 보정없이 그대로 적용하고 있어, 시간데이터의 송수신 오류 등으로 인해 시간 오차가 발생할 여지가 있었다.
결국, GPS에서 수신되는 시간 데이터에 오차가 발생하거나 GPS의 초기화시간이 길어서 시간 점핑 현상이 발생할 경우, GPS의 시간데이터를 사용하는 장치의 시스템 시간이 변동될 우려가 있다.
KR 10-1051347 B1 KR 10-1116028 B1
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 시간 데이터에 오차가 발생하는 경우를 고려하여 시스템 내부의 시간 데이터를 안정적으로 동기화할 수 있는 시간 동기화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 일면에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법은, 위성과 통신하여 상기 위성으로부터 GPS의 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하는 GPS 안테나를 구비한 시간 동기화 장치의 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법에 있어서, 상기 GPS 안테나와 통신하는 위성 수를 추출하는 단계와, 추출된 위성 수가 기설정된 개수 이상일 때 상기 GPS 안테나를 통해 상기 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하는 단계와, 수신된 1PPS 신호가 기설정된 정상범위에 포함되는지에 따라 카운팅 여부를 결정하는 단계와, 연속으로 카운팅된 횟수가 기설정된 횟수 이상이면 상기 수신된 1PPS 신호를 이용하여 상기 시간 동기화 장치의 내부 1PPS 신호를 동기화시키는 제어신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일면에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치는, 내부 시간 정보를 발생하는 내부 RTC와, 상기 내부 시간 정보의 발생 시 기준이 되는 내부 1PPS 신호를 생성하는 내부 분주기와, 위성과 통신하여 상기 위성으로부터 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하는 GPS 안테나와, 상기 GPS 안테나와 통신하는 위성 수를 추출하고, 추출된 위성 수가 기설정된 개수 이상일 때 상기 GPS 안테나를 통해 상기 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하는 통신부와, 수신된 1PPS 신호가 기설정된 정상범위에 포함되는지에 따라 카운팅 여부를 결정하고, 연속으로 카운팅된 횟수가 기설정된 횟수 이상이면 상기 수신된 1PPS 신호를 이용하여 상기 내부 1PPS 신호를 동기화시키는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, GPS 시간 데이터의 오차 여부에 따라 시스템의 내부 시간 데이터와의 동기화 여부를 결정함으로써, 시스템에 시간 오류가 발생하지 않도록 미리 방지하여 시스템 전체의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치의 구성을 나타내는 블록도이고,
도 2는 도 1의 GPS 안테나를 통해 수신한 1PPS 신호의 오류 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치의 구성을 나타내는 블록도이고,
도 4는 본 발명에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법을 나타내는 순서도이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하려는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1의 GPS 안테나를 통해 수신한 1PPS 신호의 오류 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치를 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치(100)는, GPS 안테나(110), 통신부(120), 내부 RTC(130), 내부 분주기(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
GPS 안테나(110)는 위성과 통신하여 상기 위성으로부터 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하기 위한 것이다.
통신부(120)는 상기 GPS 안테나(110)와 통신하는 위성 수에 기초하여 상기 GPS 안테나(110)를 통해 상기 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하기 위한 것이다.
먼저, 통신부(120)는 상기 GPS 안테나(110)와 통신하는 위성 수를 추출한다.
여기서, 상기 통신부(120)는 소정 시간 간격 동안 상기 GPS 안테나(110)가 수신한 시간 정보 및 1PPS 신호의 개수에 기초하여 상기 GPS 안테나(110)와 통신한 위성 수를 추출할 수 있다.
예컨대, 1초 간격으로 상기 GPS 안테나(110)가 수신한 시간 정보 및 1PPS 신호의 개수가 각각 4개씩이라면 상기 GPS 안테나(110)와 통신하는 위성 수는 4개인 것으로 추출될 수 있다.
다음으로, 통신부(120)는 추출한 위성 수가 기설정된 개수 이상일 때 상기 GPS 안테나(110)를 통해 상기 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신한다.
이때, 상기 통신부(120)는 상기 GPS 안테나(110)가 복수 개의 위성으로부터 각각 수신한 복수 개의 시간 정보 및 1PPS 신호를 모두 수신하는 것이 아니라, 상기 복수 개의 시간 정보 및 1PPS 신호의 평균적인 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하게 된다.
여기서, 상기 기설정된 개수는 안정적인 시간 동기화가 가능하도록 3개 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.
내부 RTC(130)는 내부 시간 정보를 발생하기 위한 것이다.
내부 분주기(140)는 상기 내부 RTC(130)에 의한 내부 시간 정보 발생 시 기준이 되는 내부 1PPS 신호를 생성하기 위한 것이다.
제어부(150)는, 상기 GPS 안테나(110)와 통신하는 위성 수에 기초하여 내부 시간의 동기화 여부를 제어하고, 상기 통신부(120)를 통해 수신된 1PPS 신호의 오류 여부에 따라 내부 1PPS 신호의 동기화 여부를 제어하기 위한 것이다.
먼저, 제어부(150)는 상기 추출된 위성 수가 기설정된 개수 이상이면 수신된 시간 정보를 이용하여 상기 내부 시간 정보를 동기화하는 제어신호를 출력한다.
다음으로, 제어부(150)는 상기 통신부(120)에 수신된 1PPS 신호가 기설정된 정상범위에 포함되는지에 따라 카운팅 여부를 결정한다.
여기서, 상기 제어부(150)는 상기 수신된 1PPS 신호가 기설정된 정상범위에 포함되면 업 카운팅하고, 상기 수신된 1PPS 신호가 상기 정상범위에 포함되지 않으면 상기 카운팅된 횟수를 리셋하는 카운터 회로를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치는, 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 발생하는 시점을 감지하는 에지 감지부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부(150)는, 상기 에지 감지부에 의해 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 감지된 시점을 기준으로 상기 정상범위에 대응하는 펄스 폭을 가지는 정상 기준 신호를 생성한 후, 상기 수신된 1PPS 신호의 각 펄스가 상기 정상 기준 신호의 각 펄스 구간 내에 포함되는지에 따라 카운팅 여부를 결정할 수 있다.
여기서, 상기 정상범위는 상기 에지 감지부에 의해 감지된 시점에서 ±0.2ms의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 상기 제어부(150)는, 내부 분주기(140)가 발생하는 내부 1PPS 신호(①)의 상승 에지가 발생하는 시점을 기준으로 ±0.2ms의 범위 구간에 펄스가 생성되는 정상 기준 신호(②)를 생성한 후, 통신부(120)에 수신된 1PPS 신호(③)의 각 펄스가 상기 정상 기준 신호(②)의 각 펄스 구간 내에 포함되는지를 확인하여, 상기 정상 기준 신호(②)의 펄스 구간 내에 포함되면 카운트 +1하고, 상기 정상 기준 신호(②)의 펄스 구간 내에 포함되지 않으면 카운트 리셋하게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치는, 상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 감지되는 경우, 상기 정상 기준 신호를 생성하기 전에 일정 시간을 지연시키기 위한 지연회로(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부(150)는 상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 감지되는 경우, 상기 지연회로에 의해 상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 감지된 시점보다 일정 시간 지연된 시점을 기준으로 상기 정상 범위에 대응하는 펄스 폭을 가지는 정상 기준 신호를 생성한 후, 상기 정상 기준 신호에 기초하여 상기 수신된 1PPS 신호의 오차 여부를 판단하게 된다.
이때, 상기 지연회로에 의해 지연된 신호의 상승 에지를 상기 에지 감지부를 이용하여 추가로 감지하거나, 상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 감지된 시점에 상기 지연회로의 기설정된 지연시간을 합산하여 상기 정상 기준 신호의 생성 시 기준이 되는 시점을 산출할 수 있다.
이에 따라, 통신부(120)에서 GPS 안테나(110)를 통해 1PPS 신호를 수신하는 과정에서 소요되는 지연시간을 고려하여 높은 신뢰성을 갖는 정상 기준 신호를 생성함으로써, 상기 GPS 안테나(110)로부터 수신된 1PPS 신호의 오차 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있게 된다.
다음으로, 제어부(150)는 연속으로 카운팅된 횟수가 기설정된 횟수 이상이면 상기 수신된 1PPS 신호를 이용하여 상기 내부 분주기(140)에서 생성하는 내부 1PPS 신호를 동기화시키는 제어신호를 출력한다.
여기서, 상기 기설정된 횟수는 1분에 해당하는 60회로 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치에서 상기 제어부(150)는 상기 카운터 회로를 두 개 포함하는 경우, 소정 시간 간격으로 두 개의 카운터 회로에 의해 각각 카운팅된 횟수를 합산한 수에 기초하여 오차 발생 여부를 판단하는 오차 검출부(160)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 오차 검출부(160)는 상기 두 개의 카운터 회로에 의해 각각 카운팅된 횟수를 합산한 수가 홀수로 판단되면 오차가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
예컨대, 일정한 시간 차를 갖는 복수 개의 시점(t1,t2,t3,t4,t5,t6)에서 제1 카운터 회로의 카운팅 횟수가 '1','2','3','0','1','2'이고 제2 카운터 회로의 카운팅 횟수가 '1','2','0','1','2','3'라면, 동일한 시점일 때의 카운팅 횟수를 합산한 수는 '2','4','3','1','3','5'가 된다.
이 경우, 상기 오차 검출부(160)는 제1시점(t1)과 제2시점(t2)에는 상기 합산한 수가 짝수이므로 오차가 발생하지 않은 것으로 판단하나, 제3시점(t3), 제4시점(t4), 제5시점(t5) 및 제6시점(t6)에는 상기 합산한 수가 홀수이므로 오차가 발생한 것으로 판단하게 된다.
이때, 만일 본 발명에 따른 시간 동기화 장치에 디스플레이부(170)가 포함되거나 외부에서 연결된 상태라면, 상기 오차 검출부(160)는 상기 두 개의 카운터 회로에 의해 카운팅된 횟수를 합한 수가 기설정된 시간 동안 홀수인 경우, 즉, 연속해서 오차가 발생한 것으로 판단되는 경우에는, 수신되는 1PPS 신호에 오류가 발생하였음을 나타내는 알림 메시지를 상기 디스플레이부(170)에 표시하도록 제어할 수 있다.
예컨대, 상기 알림 메시지는 'GPS 정보에 연속적으로 오류가 발생하였습니다.' 또는 '내부 1PPS 신호의 동기화 오류가 발생하였습니다.' 등과 같은 문구를 포함하는 메시지 형태로 상기 디스플레이부(170)에 표시될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 도 1 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용하여 시간 동기화 장치의 내부 시간을 동기화시키는 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시간 동기화 장치(100)는, 위성과 통신하여 상기 위성으로부터 GPS의 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하는 GPS 안테나(110)를 구비한 상태이다.
먼저, 상기 GPS 안테나(110)와 통신하는 위성 수를 추출한다(S100).
여기서, 상기 추출하는 단계는, 소정 시간 간격 동안 상기 GPS 안테나(110)가 수신한 시간 정보 및 1PPS 신호의 개수에 기초하여 상기 GPS 안테나(110)와 통신한 위성 수를 추출할 수 있다.
예컨대, 1초 간격으로 상기 GPS 안테나(110)가 수신한 시간 정보 및 1PPS 신호의 개수가 각각 4개씩이라면 상기 GPS 안테나(110)와 통신하는 위성 수는 4개인 것으로 추출될 수 있다.
다음으로, 상기 S100 단계에서 추출된 위성 수가 기설정된 개수 이상인지에 따라 상기 시간 정보 및 1PPS 신호의 수신 여부를 결정한다(S200).
구체적으로, 상기 추출된 위성 수가 기설정된 개수 이상으로 판단되면, 상기 GPS 안테나를 통해 상기 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하고(S300), 수신된 GPS 시간 정보를 이용하여 내부 시간을 동기화한다(S400).
이때, 상기 수신하는 단계는, 상기 GPS 안테나(110)가 복수 개의 위성으로부터 각각 수신한 복수 개의 시간 정보 및 1PPS 신호를 모두 수신하는 것이 아니라, 상기 복수 개의 시간 정보 및 1PPS 신호의 평균적인 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하게 된다.
여기서, 상기 기설정된 개수는 안정적인 시간 동기화가 가능하도록 3개 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 S300 단계에서 수신된 1PPS 신호가 기설정된 정상범위에 포함되는지에 따라 카운팅 여부를 결정한다(S500).
구체적으로, 상기 수신된 1PPS 신호가 상기 정상범위에 포함되면 업 카운팅하고(S600), 상기 수신된 1PPS 신호가 상기 정상범위에 포함되지 않으면 상기 카운팅된 횟수를 리셋할 수 있다(S900).
이때, 상기 수신된 1PPS 신호가 상기 정상범위에 포함되는지를 확인하기 위한 알고리즘으로서, 상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 발생하는 시점을 감지하는 단계와, 상기 상승 에지가 감지된 시점을 기준으로 상기 정상범위에 대응하는 펄스 폭을 가지는 정상 기준 신호를 생성하는 단계와, 상기 수신된 1PPS 신호의 각 펄스가 상기 정상 기준 신호의 각 펄스 구간 내에 포함되는지를 확인하여 카운팅 여부를 결정하는 단계를 순차적으로 수행할 수 있다.
여기서, 상기 정상범위는 상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 감지되는 시점에서 ±0.2ms의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.
예컨대, 도 2를 참조하면, 상기 결정하는 단계는, 내부 1PPS 신호(①)의 상승 에지가 발생하는 시점을 기준으로 ±0.2ms의 범위 구간에 펄스가 생성되는 정상 기준 신호(②)를 생성한 후, 통신부(120)에 수신된 1PPS 신호(③)의 각 펄스가 상기 정상 기준 신호(②)의 각 펄스 구간 내에 포함되는지를 확인하여, 상기 정상 기준 신호(②)의 펄스 구간 내에 포함되면 카운트 +1하고, 상기 정상 기준 신호(②)의 펄스 구간 내에 포함되지 않으면 카운트 리셋하게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법은, 상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 감지되는 경우, 상기 정상 기준 신호를 생성하기 전에 일정 시간을 지연시킬 수도 있다.
이 경우, 상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 감지되면, 상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 감지된 시점보다 일정 시간 지연된 시점을 기준으로 하여 상기 정상 범위에 대응하는 펄스 폭을 가지는 정상 기준 신호를 생성한 후, 상기 정상 기준 신호에 기초하여 상기 수신된 1PPS 신호의 오차 여부를 판단하게 된다.
이때, 상기 지연된 시점의 상승 에지를 추가로 감지하거나, 상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 감지된 시점에 기설정된 지연시간을 합산하여 상기 정상 기준 신호의 생성 시 기준이 되는 시점을 산출할 수 있다.
이에 따라, 상기 GPS 안테나(110)를 통해 1PPS 신호를 수신하는 과정에서 소요되는 지연시간을 고려하여 높은 신뢰성을 갖는 정상 기준 신호를 생성함으로서, 상기 GPS 안테나(110)로부터 수신된 1PPS 신호의 오차 여부를 보다 정확하게 판단할 수 있게 된다.
다음으로, 상기 S500 단계에 의해 연속으로 카운팅된 횟수가 기설정된 횟수 이상인지에 따라 내부 1PPS 신호의 동기화 여부를 결정한다(S700).
구체적으로, 상기 카운팅된 횟수가 기설정된 횟수 이상이면 상기 수신된 1PPS 신호를 이용하여 내부 1PPS 신호를 동기화시키는 제어신호를 출력하고(S800), 상기 카운팅된 횟수가 기설정된 횟수 미만이면 상기 카운팅된 횟수가 기설정된 횟수 이상이 될 때까지 S100 단계 내지 S700 단계의 검증 프로세스를 반복하여 수행하게 된다.
여기서, 상기 기설정된 횟수는 1분에 해당하는 60회로 설정되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법은, 상기 S300 단계에서 수신된 1PPS 신호가 기설정된 정상범위에 포함되는지에 따라 카운팅 동작을 수행하는 두 개의 카운터 회로를 포함하는 경우, 소정 시간 간격으로 두 개의 카운터 회로에 의해 각각 카운팅된 횟수를 합산한 수에 기초하여 오차 발생 여부를 판단할 수도 있다.
예컨대, 일정한 시간 차를 가지는 복수 개의 시점(t1,t2,t3,t4,t5,t6)에서 제1 카운터 회로의 카운팅 횟수가 '1','2','3','0','1','2'이고 제2 카운터 회로의 카운팅 횟수가 '1','2','0','1','2','3'라면, 동일한 시점일 때의 카운팅 횟수를 합산한 수는 '2','4','3','1','3','5'가 된다.
이 경우, 제1시점(t1)과 제2시점(t2)에는 상기 합산한 수가 짝수이므로 오차가 발생하지 않은 것으로 판단하나, 제3시점(t3), 제4시점(t4), 제5시점(t5) 및 제6시점(t6)에는 상기 합산한 수가 홀수이므로 오차가 발생한 것으로 판단하게 된다.
만일 상기 두 개의 카운터 회로에 의해 카운팅된 횟수를 합한 수가 기설정된 시간동안 홀수로 판단되는 경우, 즉, 연속해서 오차가 발생한 것으로 판단되는 경우에는, 수신되는 1PPS 신호에 오류가 발생하였음을 나타내는 알림 메시지를 표시할 수 있다.
예컨대, 상기 알림 메시지는 'GPS 정보에 연속적으로 오류가 발생하였습니다.' 또는 '내부 1PPS 신호의 동기화 오류가 발생하였습니다.' 등과 같은 문구를 포함하는 메시지 형태로 표시될 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, GPS 시간 데이터의 오차 여부에 따라 시스템의 내부 시간 데이터와의 동기화 여부를 결정함으로써, 시스템에 시간 오류가 발생하지 않도록 미리 방지하여 시스템 전체의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
100: 시간 동기화 장치 110: GPS 안테나
120: 통신부 130: 내부 RTC
140: 내부 분주기 150: 제어부
160: 오차 검출부 170: 디스플레이부

Claims (8)

  1. 위성과 통신하여 상기 위성으로부터 GPS의 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하는 GPS 안테나와 두 개의 카운터 회로를 구비한 시간 동기화 장치의 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법에 있어서,
    상기 GPS 안테나와 통신하는 위성 수를 추출하는 단계;
    추출된 위성 수가 기설정된 개수 이상일 때 상기 GPS 안테나를 통해 상기 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하는 단계;
    수신된 시간 정보를 이용하여 상기 시간 동기화 장치의 내부 시간을 동기화시키는 단계;
    수신된 1PPS 신호가 기설정된 정상범위에 포함되는지에 따라 상기 두 개의 카운터 회로에 의한 카운팅 여부를 결정하는 단계;
    연속으로 카운팅된 횟수가 기설정된 횟수 이상이면 상기 수신된 1PPS 신호를 이용하여 상기 시간 동기화 장치의 내부 1PPS 신호를 동기화시키는 제어신호를 출력하는 단계;
    소정 시간 간격으로 상기 두 개의 카운터 회로에 의해 각각 카운팅된 횟수를 합산한 수가 기설정된 시간 동안 홀수로 판단되는 경우, 오차가 발생한 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 오차가 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 1PPS 신호에 오류가 발생하였음을 나타내는 알림 메시지를 팝업창 형태로 화면에 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 발생하는 시점을 감지하는 단계;
    상기 상승 에지가 감지된 시점을 기준으로 상기 정상범위에 대응하는 펄스 폭을 가지는 정상 기준 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 수신된 1PPS 신호의 각 펄스가 상기 정상 기준 신호의 각 펄스 구간 내에 포함되는지를 확인하여 카운팅 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 수신된 1PPS 신호가 상기 정상범위에 포함되면 업 카운팅하고, 상기 수신된 1PPS 신호가 상기 정상범위에 포함되지 않으면 상기 카운팅된 횟수를 리셋하는 것을 특징으로 하는 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 방법.
  4. 삭제
  5. 내부 시간 정보를 발생하는 내부 RTC;
    상기 내부 시간 정보의 발생 시 기준이 되는 내부 1PPS 신호를 생성하는 내부 분주기;
    위성과 통신하여 상기 위성으로부터 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하는 GPS 안테나;
    상기 GPS 안테나와 통신하는 위성 수를 추출하고, 추출된 위성 수가 기설정된 개수 이상일 때 상기 GPS 안테나를 통해 상기 시간 정보 및 1PPS 신호를 수신하는 통신부;
    수신된 시간 정보를 이용하여 상기 내부 시간 정보를 동기화하는 제어신호를 출력하고, 수신된 1PPS 신호가 기설정된 정상범위에 포함되는지에 따라 두 개의 카운터 회로에 의한 카운팅 여부를 결정하며, 연속으로 카운팅된 횟수가 기설정된 횟수 이상이면 상기 수신된 1PPS 신호를 이용하여 상기 내부 1PPS 신호를 동기화시키는 제어신호를 출력하는 제어부;
    소정 시간 간격으로 상기 두 개의 카운터 회로에 의해 각각 카운팅된 횟수를 합산한 수가 기설정된 시간동안 홀수로 판단되는 경우 오차가 발생한 것으로 판단하는 오차 검출부; 및
    상기 오차가 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 수신된 1PPS 신호에 오류가 발생하였음을 나타내는 알림 메시지를 팝업창 형태로 화면에 표시하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내부 1PPS 신호의 상승 에지가 발생하는 시점을 감지하는 에지 감지부를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 상승 에지가 감지된 시점을 기준으로 상기 정상범위에 대응하는 펄스 폭을 가지는 정상 기준 신호를 생성한 후, 상기 수신된 1PPS 신호의 각 펄스가 상기 정상 기준 신호의 각 펄스 구간 내에 포함되는지에 따라 카운팅 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수신된 1PPS 신호가 상기 정상범위에 포함되면 업 카운팅하고, 상기 수신된 1PPS 신호가 상기 정상범위에 포함되지 않으면 상기 카운팅된 횟수를 리셋하는 카운터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 정보를 이용한 시간 동기화 장치.
  8. 삭제
KR1020150136102A 2015-09-25 2015-09-25 Gps 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치 KR101613594B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150136102A KR101613594B1 (ko) 2015-09-25 2015-09-25 Gps 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150136102A KR101613594B1 (ko) 2015-09-25 2015-09-25 Gps 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101613594B1 true KR101613594B1 (ko) 2016-04-19

Family

ID=55917184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150136102A KR101613594B1 (ko) 2015-09-25 2015-09-25 Gps 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101613594B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102042423B1 (ko) 2018-05-29 2019-11-27 한국항공우주연구원 저궤도위성의 gps 동기화 방법
CN112698360A (zh) * 2021-01-26 2021-04-23 中国科学院微小卫星创新研究院 一种提高导航卫星平台时间精度的方法
KR102558238B1 (ko) 2022-12-16 2023-07-21 한화시스템 주식회사 다중 gps 수신기를 이용한 항공기의 gps 시간 동기화 시스템 및 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101026453B1 (ko) * 2010-11-30 2011-04-07 삼성탈레스 주식회사 시스템 시간 보정 방법
KR101402112B1 (ko) 2013-01-17 2014-06-27 국방과학연구소 무선 송신기의 위치 계산을 위한 고 분해능 측정 장치
JP2014137318A (ja) * 2013-01-18 2014-07-28 Seiko Epson Corp タイミング信号生成装置、電子機器、移動体、タイミング信号生成方法及び衛星信号受信機の制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101026453B1 (ko) * 2010-11-30 2011-04-07 삼성탈레스 주식회사 시스템 시간 보정 방법
KR101402112B1 (ko) 2013-01-17 2014-06-27 국방과학연구소 무선 송신기의 위치 계산을 위한 고 분해능 측정 장치
JP2014137318A (ja) * 2013-01-18 2014-07-28 Seiko Epson Corp タイミング信号生成装置、電子機器、移動体、タイミング信号生成方法及び衛星信号受信機の制御方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102042423B1 (ko) 2018-05-29 2019-11-27 한국항공우주연구원 저궤도위성의 gps 동기화 방법
CN112698360A (zh) * 2021-01-26 2021-04-23 中国科学院微小卫星创新研究院 一种提高导航卫星平台时间精度的方法
CN112698360B (zh) * 2021-01-26 2021-10-26 中国科学院微小卫星创新研究院 一种提高导航卫星平台时间精度的方法
KR102558238B1 (ko) 2022-12-16 2023-07-21 한화시스템 주식회사 다중 gps 수신기를 이용한 항공기의 gps 시간 동기화 시스템 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9720095B2 (en) System and method for wireless collaborative verification of global navigation satellite system measurements
US8610623B2 (en) RAIM algorithm
EP1452886A1 (en) Positioning system
US10310091B2 (en) GPS-based time stamp system
US9513376B1 (en) Low-cost high integrity integrated multi-sensor precision navigation system
EP2648018B1 (en) An improved RAIM algorithm
EP2876463B1 (en) Method for determining location of vehicle
US11106222B2 (en) Method for detecting positioning apparatus of unmanned aerial vehicle, and unmanned aerial vehicle
US20030040852A1 (en) Self-monitoring satellite system
KR101613594B1 (ko) Gps 정보를 이용한 시간 동기화 방법 및 장치
RU2684899C2 (ru) Наземная система и способ расширения возможностей обнаружения чрезмерных вариаций задержки сигналов с помощью коррекции по четности
CN110542911B (zh) 北斗机载设备raim性能符合性测试方法及系统
EP2081043A2 (en) Navigation system with apparatus for detecting accuracy failures
EP2081042A2 (en) Navigation system with apparatus for detecting accuracy failures
WO2015131384A1 (en) Systems and methods for high reliability surveillance of aircraft
US10768308B2 (en) Receiver integrity monitoring using doppler analysis
Offermans et al. eLoran initial operational capability in the United Kingdom–first results
CN112083446A (zh) 定位欺骗干扰源的方法及装置
US11073620B2 (en) Alternate uncertainty limits in the presence of a detected satellite fault
EP3916430A1 (en) Single delta range differences using synthetic clock steering
KR101026453B1 (ko) 시스템 시간 보정 방법
EP3682300B1 (en) Trusted dissemination of a reference time scale to user terminals
CN113960640A (zh) 欺骗信号的检测方法及装置
US6560207B1 (en) Synchronous circuit of FM multiplex broadcasting receiver
CN113311455A (zh) 一种卫星信号分析方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190129

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200128

Year of fee payment: 5