KR101687714B1 - 위치 탐색 제어 장치 및 그의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 위치 탐지 제어 장치는, 다수의 수신기, 상기 다수의 수신기로부터 전파 신호를 수신하는 트랜시버, 상기 트랜시버에 연결되어 위치 탐색을 수행하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 다수의 수신기들의 위치정보를 수집하는 단계, 타겟의 방향, 상기 타겟 또는 상기 다수의 수신기들의 이동방향 중 적어도 하나에 기반하여 상기 다수의 수신기에 수신되는 가상신호에 따른 도래 시간 차(TDOA:Time Difference Of Arival) 및 도래 주파수 차(FDOA: Frequency Difference Of Arival) 정보의 인덱스를 포함하는 기준테이블을 구성하는 단계, 상기 기준테이블로부터 상기 TDOA 및 FDOA 정보를 추출하는 단계, 상기 추출된 TDOA 정보에 기반하여 상기 타겟의 방향 정보를 추정하는 단계, 상기 추정된 방향정보를 이용하여 기준도래각을 선정하는 단계를 수행하여, 높은 정확도를 갖는 정밀위치탐지 방법을 제공할 수 있다.

Description

위치 탐색 제어 장치 및 그의 제어방법{APPARATUS FOR CONTROLLING DETECTING A LOCATION AND METHOD THEREOF}
본 발명은, 목표 타겟의 신호가 다수의 이격되어 있는 수신기에 수신될 때 발생하는 TDOA(Time Difference Of Arrival, 도래시간차) 정보와 타겟 또는 수신기가 이동하면서 발생하는 FDOA(Frequency Difference Of Arrival, 도래주파수차) 정보를 이용하여 목표의 위치를 탐지하는 위치 탐색 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다
위협 타겟의 위치를 탐지하는 기술은 전자전(EW; Electronic Warfare)의 대표적인 기술이며 기술이 발전함에 따라 높은 정확도를 갖는 성능이 요구되고 있다. 특히, 위협의 신호가 다수의 이격되어 있는 수신기에 수신될 때 발생하는 신호의 도착시간차인 TDOA 정보를 이용하는 위치탐지 기술은 항공관제탑과 같은 민수분야 뿐만 아니라 여러 선진국에서 수동형 레이더의 기본 위치탐지 기술로 활용하고 있다.
한편, 위협 타겟이나 수신기가 이동함으로써 발생하는 도플러(Doppler) 주파수로 인해 다수의 수신기에 수신되는 위협 신호의 도착주파수차인 FDOA 정보를 이용한 위치탐지 기술이 꾸준히 연구되어 왔다. 하지만, 수신기에서 FDOA 정보를 정확하게 추출하는 능력의 한계와 고속으로 이동하는 위협 타겟의 속도벡터 추정 등의 문제로 위치탐지 성능은 TDOA 기반의 위치탐지 기술에 비해 상대적으로 낮은 편이며, 일반적으로 이동하는 위협 타겟의 속도벡터 추정이 안 된다면 FDOA 기반의 위치탐지 기술은 단독으로 적용될 수 없다.
이를 극복하기 위해, 본 발명에서 고려하는 TDOA와 FDOA 정보를 동시에 이용하는 TDOA/FDOA 조합 기반의 위치탐지 기술에 대한 연구/개발 필요성이 대두되고 있다. 이와 관련하여 TDOA/FDOA 조합 기반의 위치탐지 기술이 근거리 타겟 뿐만 아니라 원거리 타겟에 적용할 경우, TDOA와 FDOA 조합으로 인한 위치탐지 성능 향상 효과를 기대하기 어렵다.
또한, 다수의 이격된 수신기들 사이에서 생성되는 모든 조합의 TDOA와 FDOA 정보를 이용하는 경우에는 수신기 배치환경, 타겟의 방향(AOA; Angle Of Arrival, 도래각), 타겟 또는 수신기의 이동방향(DOM; Direction Of Movement) 등에 따른 기하학적(Geometric) 영향으로 위치탐지 성능이 크게 저하되는 음영지역이나 음영방향이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다수의 이격된 수신기 기반의 위치 탐지 시스템에서 보다 높은 정확도를 갖는 정밀위치탐지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 타겟의 위치 탐색을 위한 시간을 감소시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위치 탐지 제어 장치는, 다수의 수신기, 상기 다수의 수신기로부터 전파 신호를 수신하는 트랜시버, 상기 트랜시버에 연결되어 위치 탐색을 수행하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 다수의 수신기들의 위치정보를 수집하는 단계, 타겟의 방향, 상기 타겟 또는 상기 다수의 수신기들의 이동방향 중 적어도 하나에 기반하여 상기 다수의 수신기에 수신되는 가상신호에 따른 도래 시간 차(TDOA:Time Difference Of Arival) 및 도래 주파수 차(FDOA: Frequency Difference Of Arival) 정보의 인덱스를 포함하는 기준테이블을 구성하는 단계, 상기 기준테이블로부터 상기 TDOA 및 FDOA 정보를 추출하는 단계, 상기 추출된 TDOA 정보에 기반하여 상기 타겟의 방향 정보를 추정하는 단계, 상기 추정된 방향정보를 이용하여 기준도래각을 선정하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 기준테이블의 상기 TDOA 및 FDOA 정보 중에서 상기 기준도래각에 대응되는 일부의 TDOA 및 FDOA 정보를 선택하는 단계 및 상기 선택된 일부의 TDOA 및 FDOA 정보를 이용하여 상기 목표의 위치를 산출하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준테이블을 구성하는 단계는, 다수의 수신기 배치환경, 목표의 방향, 목표 또는 수신기의 이동방향 등에 따라 변화하는 DOP를 이용하여 신뢰성을 계산하여 기준테이블을 생성하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준테이블은 상기 TDOA 정보를 선택하기 위한 기준테이블, 상기 FDOA 정보를 선택하기 위한 기준테이블, 상기 TDOA/FDOA 조합정보 선택을 위한 기준테이블 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준 테이블은 상기 다수의 수신기를 모두 포함하는 최대 개수부터 상기 다수의 수신기로부터 선택된 적어도 두 개의 수신기의 경우에 대한 기준테이블들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준도래각을 선정하는 단계는, 추정된 방향정보의 전체 또는 일부의 평균이나, 특정 방향정보를 상기 다수의 수신기 중 특정 수신기에 대하여 환산된 기준도래각으로 선정하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준테이블로부터 TDOA 및 FDOA 정보를 추출하는 단계는, 상기 다수의 수신기들에 의하여 상기 타겟으로부터 방사되는 전파 신호를 수신하는 단계 및 상기 전파 신호 내에 포함된 도래 시간(TOA: Time Of Arrival) 및 도래 주파수 (FOA: Frequency Of Arrival) 정보로부터 상기 TDOA 및 FDOA 정보를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 위치탐지 성능이 크게 저하되는 음영지역 및 음영방향 발생을 최소화하여 보다 높은 정확도를 갖는 정밀위치탐지 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 초기화단계에서 적응적으로 선택하기 위한 기준테이블을 미리 생성함으로 위치탐지단계에서 적응적 선택을 위한 추가적인 연산이 필요없어, 타겟의 위치 탐색을 위한 시간을 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 다수의 수신기를 구비한 위치 탐지 제어장치를 도시한다.
도 2는 상기 위치 탐지 제어장치의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 TDOA 및 FDOA 정보의 적응적 선택에 의한 위치탐지 절차를 도시한다.
도 4는 한 쌍의 수신기 위치정보와 이에 대응하는 TDOA 정보를 이용하여 AOA를 계산하기 위한 개념도를 도시한다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
본 발명은 다수의 이격된 수신기 기반의 위치 탐지 시스템에서 보다 높은 정확도를 갖는 정밀위치탐지 방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 TDOA와 FDOA 정보의 적응적 선택에 의한 위치탐지 방법을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 다수의 수신기를 구비한 위치 탐지 제어장치를 도시한다. 한편, 도 2는 상기 위치 탐지 제어장치의 블록도를 도시한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 다수의 수신기(100)를 이격되게 설치하고, 상기 다수의 수신기(100)로부터 필요한 정보를 수집할 수 있는 마스터(Master) 기능을 갖는 상기 위치 탐지 제어장치(200)를 설치한다. 이후에, 타겟(300)으로부터 방사된 전파 신호(400)를 상기 다수의 수신기(100)에서 수신하여 여러 정보를 상기 위치 탐지 제어장치(200)로 전달한다. 여기서, 상기 다수의 수신기(100)에서 상기 위치 탐지 제어장치(200)로 전달하는 정보로는 수신기의 위치정보(10), 상기 타겟(300)으로부터 수신된 상기 전파신호(400)의 TOA 및 FOA 정보(20) 등이 포함되어 있다.
도 2에 도시된 상기 위치 탐지 제어장치(200)는 트랜시버(210), 제어부(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다.
상기 트랜시버(210)는 상기 다수의 수신기(100)로부터 수신된 상기 전파 신호(400)를 증폭, 결합 또는 분리하여 상기 제어부(220)로 전달하거나 또는 상기 제어부(200)로부터의 신호들을 증폭, 결합 또는 분리하여 상기 다수의 수신기(100)로 전달한다.
상기 제어부(220)는 상기 트랜시버(210)로부터 전달된 신호들에 기반하여, 이하 도 3에 제시된 각각의 절차들을 수행한다. 상기 각각의 절차들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있으며, 소프트웨어에 의해 수행되는 경우에는 프로세서에서 상기 각각의 절차에 관련된 소프트웨어의 세부 모듈들을 실행할 수 있다.
상기 메모리(230)는 상기 각각의 절차들을 수행하는 데 있어 필요한 변수 또는 기설정된 값들을 미리 저장하거나 또는 상기 각각의 절차들과 관련된 연산을 수행한 결과를 임시로 저장할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 TDOA 및 FDOA 정보의 적응적 선택에 의한 위치탐지 절차를 도시한다.
상기 다수의 수신기(100)의 위치 정보를 수신하는 위치 정보 수신 단계(10) 이후에, 상기 제어부(210)는 초기화 단계(30) 및 위치 탐지 단계(40)를 수행할 수 있다. 또한, 위치 정보 수신 단계(10) 이후에, 상기 제어부(210)는 FOA/TOA 정보 수신 단계(20), 상기 초기화 단계(30) 및 상기 위치 탐지 단계(40)를 수행할 수 있다.
상기 위치 정보 수신 단계(10)에서, 상기 제어부(200)에 연결된 센서들을 통하여 현재의 위치 정보를 획득하거나 또는 사용자로부터 위치 정보를 입력받도록 할 수 있다.
또한, 상기 위치 정보 수신 단계(10) 이후에 FOA/TOA 정보 수신 단계(20)를 수행할 수 있다. 상기 FOA/TOA 정보 수신 단계(20)는 상기 다수의 수신기들에 의하여 상기 타겟으로부터 방사되는 전파 신호를 수신하고, 상기 전파 신호는 각각의 수신기로부터의 도래 시간(TOA: Time Of Arrival) 및 도래 주파수 (FOA: Frequency Of Arrival) 정보를 포함한다.
이와 같이 이격된 상기 다수의 수신기(100)의 위치정보(10)를 상기 제어부(210)에서 수집한 이후에, 상기 초기화 단계(30)에서 상기 다수의 수신기(100)의 배치 형태를 분석하여 기준테이블(LUT)을 구성하는 단계(31)를 수행한다.
상기 기준 테이블 구성 단계(31)를 통해 타겟(300)의 접근 방향(AOA), 상기 타겟(300) 및 상기 다수의 수신기(100)의 이동방향(DOM) 등에 따라 신뢰성이 높은 TDOA 및 FDOA 정보를 적응적으로 선택하기 위한 TDOA 및 FDOA의 인덱스 값이 포함된 기준테이블(LUT)을 구성한다. 이 상기 기준 테이블 구성 단계(31)에서 신뢰성이 높은 순으로 정렬하기 위해서는 상기 다수의 수신기(100)와 상기 타겟(300)의 기하학적(Geometric) 정보인 GDOP(Geometric Dilution Of Precision) 값 등을 이용할 수 있다.
일례로 상기 타겟(300)의 접근 방향(AOA)에 따른 TDOA 정보의 적응적 선택을 위한 기준테이블(LUT) 작성을 위해 한 쌍의 수신기(i번째 수신기와 j번째 수신기)와 상기 타겟(300) 사이의 TDOA 시스템에서의 기하학적 행렬(Hij)과 GDOP 값은 아래의 식 1과 같다.
Figure 112015070883714-pat00001
여기서 N은 수신기 개수를 의미하며, Ri는 i번째 수신기와 타겟 사이의 거리를 나타낸다. 기하학적 행렬 Hij는 TDOA 시스템에서의 행렬 형태뿐만 아니라 TOA 시스템에서의 기하학적 행렬 형태가 이용될 수도 있다.
상기 다수의 수신기(100)의 위치와 상기 타겟(300)의 위치가 정해지면 조합 가능한 한 쌍의 수신기는 총 NC2개이며, 이에 대응하는 NC2 개의 GDOP 값을 계산할 수 있다. 이를 GDOP 값이 작은 순으로 정렬하여 신뢰성이 높은 TDOA 인덱스가 선택되도록 한다. 이를 상기 타겟(300) AOA의 전방위(360도)에 대해 임의의 단위로 계산할 수 있으며, 이를 기준으로 기준테이블(LUT)을 작성한다. 임의의 단위를 1도로 설정하는 경우, TDOA 정보의 적응적 선택을 위한 기준테이블의 크기는 [NC2 x 360]로 구성된다. 아래의 표 1은 수신기가 4개인 경우, [6 x 360] 크기의 목표(3)의 AOA에 따른 TDOA 정보의 적응적 선택을 위한 기준테이블(LUT)의 예시를 보여준다.
기준도래각 1 2 3 ... 29 30 31 ... 358 359 360
신
뢰
도
순
위		 1 ΔT24 ΔT24 ΔT24 ... ΔT14 ΔT14 ΔT14 ... ΔT24 ΔT24 ΔT24
2 ΔT14 ΔT12 ΔT12 ... ΔT24 ΔT24 ΔT24 ... ΔT12 ΔT12 ΔT14
3 ΔT12 ΔT14 ΔT14 ... ΔT34 ΔT34 ΔT23 ... ΔT14 ΔT14 ΔT12
4 ΔT34 ΔT23 ΔT23 ... ΔT12 ΔT23 ΔT34 ... ΔT23 ΔT34 ΔT34
5 ΔT23 ΔT34 ΔT34 ... ΔT13 ΔT12 ΔT12 ... ΔT13 ΔT23 ΔT23
6 ΔT13 ΔT13 ΔT13 ... ΔT23 ΔT13 ΔT13 ... ΔT34 ΔT13 ΔT13
상기 예와 같이, FDOA 정보에 대해서도 독립적으로 기준테이블(LUT) 작성될 수 있으며, TDOA/FDOA 동시 정보에 대한 기준테이블(LUT)이 작성될 수 있다. 또한, 상기 타겟(300)의 접근 방향(AOA) 기준뿐만 아니라, 상기 타겟(3) 및 상기 다수의 수신기(100)의 이동방향(DOM)에 대해서도 기준테이블(LUT)이 작성될 수 있으며, 다수의 기준테이블(LUT)이 동시에 적용될 수 있다.
또한, N개의 상기 수신기(100)로 상기 타겟(300)의 상기 전파 신호(400)를 수신하는 경우뿐만 아니라 (N-1)개 부터 최소 개의 상기 수신기(100)로 상기 전파 신호(400)를 수신하는 경우의 수까지 상기의 기준테이블(LUT)를 생성하여 상기 타겟(300)의 상기 전파 신호(400)가 모든 수신기에 수신되지 않고 일부의 수신기에만 수신되더라도 본 기술을 적용할 수 있다.
상기 초기화단계(30) 이후에, 위치탐지단계(40)는 상기 타겟(300)의 실제 위치를 탐지한다.
상기 위치탐지단계는 TDOA/FDOA 추출단계(41), AOA 추정단계(42), 기준도래각 선정단계(43), TDOA/FDOA 인덱스 적응적 선택단계(44), 위치탐지 수행 단계(45) 및 결과 저장/도시 단계(46) 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
상기 TDOA/FDOA 추출단계(41)에서, 이격된 상기 다수의 수신기(100)가 상기 타겟(300)에서 방사되는 상기 전파 신호(400)의 TOA 및 FOA 정보(20)를 상기 위치 탐색 제어장치(200)에 전달하면, 상기 제어부(210)에서 모든 TOA 및 FOA 정보(20)를 취합하여 특정 수신기 기준으로 TDOA와 FDOA를 추출한다.
상기 TDOA/FDOA 추출단계(41)에서, 상기 다수의 수신기(100)에서 TOA 및 FDOA 정보를 직접 전달하여 그 차를 이용하여 TDOA와 FDOA를 추출할 수 있다. 한편, 상기 다수의 수신기(100)에서 TOA 및 FOA 정보를 도출할 수 없는 경우에는 수신된 신호의 IQ데이터 등과 같은 초기 데이터(Raw Data)를 상기 위치 탐색 제어장치(200)에 전달하여, 상기 위치 탐색 제어장치(200)에서 특정 알고리즘을 통해 TDOA와 FDOA를 직접 추정할 수 있다. 여기서 추정된 TDOA 및 FDOA 정보는 각각 NC2개 이하가 된다.
AOA 추정단계(42)는 두 개의 수신기(100)를 한 쌍으로 하여, 그 한 쌍의 수신기 위치정보와 상기 TDOA/FDOA 추출단계(41)에서 추출된 TDOA(50)를 이용하여 아래의 식 2와 같이 AOA 추정을 수행한다.
Figure 112015070883714-pat00002
한편, 하나의 수신기에서 진폭비교 또는 위상비교 등의 방향탐지장치 및 기능이 포함되어 있다면 TDOA 정보(50)를 이용하여 계산된 AOA 정보가 아닌 각 수신기의 방향탐지장치 및 기능을 통해 추정된 AOA 정보를 이용할 수 있다.
한편, 도 4는 한 쌍의 수신기 위치정보와 이에 대응하는 TDOA 정보를 이용하여 AOA를 계산하기 위한 개념도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이 이격 거리를 갖는 한 쌍의 수신기(100)는 추출된 TDOA(50) 및 상기 이격 거리를 이용하여 위의 수학식 2와 같이 상기 전파 신호(400)의 AOA(60)를 추정할 수 있다.
상기 기준도래각 선정단계(43)는 상기 기준 테이블 구성 단계(31)에서 생성된 기준테이블(LUT)에서 상기 타겟(300)의 방향(AOA)에 따라 신뢰성이 높은 일부 TDOA 및 FDOA 정보만을 적응적으로 선택하기 위해 기준도래각(기준 AOA)을 선정한다.
기준도래각을 선정하는 일례를 들면, 상기 AOA 추정단계(42)에서 TDOA 정보를 기반으로 추정된 NC2개 AOA의 전체 또는 일부의 평균이나, 특정 AOA를 특정 수신기 기준으로 환산하여 기준도래각으로 선정할 수 있다. 한편, 각각의 수신기에 방향탐지장치 및 기능이 포함되어 있다면 상기 방향탐지장치 및 기능에 의해 결정된 방향 값을 이용하여 기준도래각을 선정할 수 있다.
상기 TDOA/FDOA 인덱스 적응적 선택단계(44)는 상기 기준도래각 선정단계(43)에서 선정된 기준도래각을 기준으로 상기 TDOA/FDOA 추출 단계(41)에서 추출된 TDOA 및 FDOA 정보 중에서 신뢰성이 높은 일부 TDOA 및 FDOA 정보만을 선택한다.
상기 표 1의 기준테이블(LUT) 일례의 경우에서, 4개의 수신기로 시스템 운용 시 생성되는 총 6개의 TDOA(ΔT) 정보 중 신뢰성이 높은 3개만을 선택하여 위치탐지를 수행한다고 가정하고, 현재 순시적으로 선정된 위협의 기준도래각이 30도라고 가정하면, 기준테이블(LUT)에 의해 선택되어지는 TDOA 인덱스는 ΔT14, ΔT24, ΔT34이다. 즉, 현재 순시적인 환경에서는 총 6개(ΔT12, ΔT14, ΔT23, ΔT24, ΔT34)의 TDOA 정보 중에 신뢰성이 가장 높은 순으로 3개(ΔT14, ΔT24, ΔT34)의 TDOA 정보가 선택된다.
상기 위치탐지 수행 단계(45)는 상기 TDOA/FDOA 인덱스 적응적 선택단계(44)에서 선택된 일부 TDOA와 FDOA 정보를 이용하여 위치탐지를 위한 특정 알고리즘을 수행하여 상기 타겟(300)의 위치를 탐지한다. 4개의 수신기를 사용하는 시스템의 예를 들면, 4개의 수신기에서 생성되는 4개의 TOA 정보로부터 총 6개의 TDOA 정보가 추출되어 TDOA 곡선(또는 곡면)이 6개가 생성된다. 마찬가지로 4개의 FOA 정보로부터 총 6개의 FDOA 정보가 추출되어 FDOA 곡선(또는 곡면)이 6개 생성된다. 이들 총 12개의 곡선 중에서 기준테이블(LUT)을 통해 선택된 일부 TDOA 곡선과 일부 FDOA 곡선의 교점을 구하기 위해 특정 알고리즘을 기반으로 하는 위치탐지를 수행한다. 여기서, 특정 알고리즘은 비선형 방정식의 해를 반복적(Iteration) 연산을 통하여 구하는 방법 또는 비반복적 연산 기반의 엄밀 해(Exact Solution)을 통해 구하는 방법 등이 적용될 수 있다.
상기 결과 저장/도시 단계(46)에서 상기 제어부(220)는 상기 탐지된 타겟(30)의 위치를 상기 메모리(230)에 저장하거나 또는 상기 위치 탐지 제어장치(200)의 디스플레이부 또는 외부의 디스플레이 기기에 표시할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 위치탐지단계(40)는 초기화단계(30) 이후에 상기 타겟(300)의 상기 전파 신호(400)가 이격된 상기 다수의 수신기(100)에 수신되어 TOA 및 FOA 정보(20)가 생성될 때마다 실시간 또는 지정된 주기 등에 의해 반복적으로 수행될 수 있다.
또한, 상기 위치 탐지 단계(40)의 각 세부 단계는 필요한 정보의 수신 유무 및 전달 순서 등에 따라 그 순서가 바뀌거나 동시에 수행할 수 있는 특징을 가진다.
이를 통하여, 본 발명에 따른 위치 탐색 제어장치는, 위치탐지 성능이 크게 저하되는 음영지역 및 음영방향 발생을 최소화하여 보다 높은 정확도를 갖는 정밀위치탐지 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 위치 탐색 제어장치는 초기화단계에서 적응적으로 선택하기 위한 기준테이블을 미리 생성함으로 위치탐지단계에서 적응적 선택을 위한 추가적인 연산이 필요 없게 되어, 타겟의 위치 탐색을 위한 시간을 감소시키는 효과가 있다.
한편 상기 도 3에 제시된 상기 위치 정보 수신 단계(10), 상기 FOA/TOA 정보 수신 단계(20), 상기 기준 테이블 구성 단계(30), 상기 TDOA/FDOA 추출단계(41), AOA 추정단계(42), 기준도래각 선정단계(43), TDOA/FDOA 인덱스 적응적 선택단계(44), 위치탐지 수행 단계(45) 및 결과 저장/도시 단계(46)는 하드웨어, 소프트웨어 및 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능 뿐만 아니라 각각의 구성 요소들은 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 상기 안테나 제어 장치의 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.
본 발명의 범위의 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허 청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경 또는 개선될 수 있다.

Claims (7)

  1. 다수의 수신기;
    상기 다수의 수신기로부터 전파 신호를 수신하는 트랜시버;
    상기 트랜시버에 연결되어 위치 탐색을 수행하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 다수의 수신기들의 위치정보를 수집하는 단계;
    타겟의 방향, 상기 타겟 또는 상기 다수의 수신기들의 이동방향 중 중 적어도 하나에 기반하여 상기 다수의 수신기에 수신되는 가상신호에 따른 도래 시간 차(TDOA:Time Difference Of Arival) 및 도래 주파수 차(FDOA: Frequency Difference Of Arival) 정보의 인덱스를 포함하는 기준테이블을 구성하는 단계;
    상기 기준테이블로부터 상기 TDOA 및 FDOA 정보를 추출하는 단계;
    상기 추출된 TDOA 정보에 기반하여 상기 타겟의 방향 정보를 추정하는 단계;
    상기 추정된 방향정보를 이용하여 기준도래각을 선정하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 위치 탐색 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기준도래각을 선정하는 단계 이후에,
    상기 기준테이블의 상기 TDOA 및 FDOA 정보 중에서 상기 기준도래각에 대응되는 일부의 TDOA 및 FDOA 정보를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 일부의 TDOA 및 FDOA 정보를 이용하여 상기 타겟의 위치를 산출하는 단계를 수행하는, 위치 탐색 제어 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기준테이블을 구성하는 단계는,
    다수의 수신기 배치환경, 타겟의 방향, 타겟 또는 수신기의 이동방향 등에 따라 변화하는 DOP를 이용하여 신뢰성을 계산하여 기준테이블을 생성하는 것을 특징으로 하는, 위치 탐색 제어 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기준테이블은 상기 TDOA 정보를 선택하기 위한 기준테이블, 상기 FDOA 정보를 선택하기 위한 기준테이블, TDOA/FDOA 조합정보 선택을 위한 기준테이블 중 적어도 하나를 포함하는, 위치 탐색 제어 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기준 테이블은 상기 다수의 수신기를 모두 포함하는 최대 개수부터 상기 다수의 수신기로부터 선택된 적어도 두 개의 수신기의 경우에 대한 기준테이블들을 포함하는, 위치 탐색 제어 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기준도래각을 선정하는 단계는,
    추정된 방향정보의 전체 또는 일부의 평균이나, 특정 방향정보를 상기 다수의 수신기 중 특정 수신기에 대하여 환산된 기준도래각으로 선정하는 것을 특징으로 하는, 위치 탐색 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기준테이블로부터 TDOA 및 FDOA 정보를 추출하는 단계는,
    상기 다수의 수신기들에 의하여 상기 타겟으로부터 방사되는 전파 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 전파 신호 내에 포함된 도래 시간(TOA: Time Of Arrival) 및 도래 주파수 (FOA: Frequency Of Arrival) 정보로부터 상기 TDOA 및 FDOA 정보를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치 탐색 제어 장치.
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