KR101744420B1 - 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

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    • 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
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/20—Integrity monitoring, fault detection or fault isolation of space segment

Abstract

고정 위치 정보와 GPS 정보를 비교하여 위성항법 지역보강시스템의 현재 상태를 모니터링하고, GPS 위성의 상태 정보에 따라 위성항법 보강시스템의 미래 상태를 예측하는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치가 제공된다. 상기 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치는 위성 항법 정보 및 GPS 위성의 상태 정보를 상기 GPS 위성으로부터 수신하는 GPS 수신기, 위성항법 지역보강시스템이 항공기에 제공하는 제1 위치 보정 정보를 상기 위성항법 지역보강시스템으로부터 수신하는 VDB 수신기, 고정 위치 정보와 상기 위성 항법 정보를 비교하여 제2 위치 보정 정보를 계산하고, 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 차이값에 따라 상기 위성항법 지역보강시스템의 현재 상태를 모니터링하는 모니터링부 및 상기 GPS 위성의 상기 상태 정보를 이용하여 상기 GPS 위성 및 상기 위성항법 지역보강시스템의 미래 상태를 계산하는 계산부를 포함할 수 있다.

Description

위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치 및 방법{MONITORING APPRATUS AND METHOD FOR GROUND BASED AUGMENTATION SYSTEM}
위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치 및 방법에 연관되며, 보다 구체적으로는 지상 시스템 정보를 이용한 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치 및 방법에 연관된다.
위성항법 지역보강시스템(GBAS: Ground Based Augmentation System)은 GPS(Global Positioning System) 정보와 같은 위성 항법 신호를 이용하여 항공기에게 정밀한 접근 및 이착륙 서비스를 제공하는 항행시스템을 나타낸다. 보다 구체적으로는, 위성항법 지역보강시스템은 항법 위성군, GBAS 지상 시스템, 항공기 탑재 시스템으로 분리할 수 있다.
위성항법 지역보강시스템은 GPS 위성 신호의 품질과 위성의 배치 상태, 지상 시스템의 동작 여부에 기초하여 시스템 전체의 성능이 결정된다. 오늘날 항공교통관제사용 감시장치(air traffic status unit)를 이용하여 지상 시스템의 정상 동작 여부를 확인하는 구성이 사용자에게 제공된다. 다만, 종래의 항공교통관제사용 감시 장치는 지상 시스템의 정상 동작 여부만을 판별하는 수준의 정보를 제공할 뿐, 사용자 입장에서의 정확성이나 가용성, 신뢰성에 관한 직접적인 정보를 제공하지 못한다는 한계가 존재한다.
더하여, GPS 위성의 위치나 상태가 시간에 따라 변화한다는 점에서 이에 대한 위성항법 지역보강시스템의 성능을 예측하고, 사용자에게 미리 통지하는 장치에 대한 필요성이 증가하고 있는 실정이다.
일측에 따르면, 고정 위치 정보와 GPS 정보를 비교하여 위성항법 지역보강시스템의 현재 상태를 모니터링하고, GPS 위성의 상태 정보에 따라 위성항법 보강시스템의 미래 상태를 예측하는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치가 제공된다. 상기 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치는 위성 항법 정보 및 GPS 위성의 상태 정보를 상기 GPS 위성으로부터 수신하는 GPS 수신기, 위성항법 지역보강시스템이 항공기에 제공하는 제1 위치 보정 정보를 상기 위성항법 지역보강시스템으로부터 수신하는 VDB 수신기, 고정 위치 정보와 상기 위성 항법 정보를 비교하여 제2 위치 보정 정보를 계산하고, 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 차이값에 따라 상기 위성항법 지역보강시스템의 현재 상태를 모니터링하는 모니터링부 및 상기 GPS 위성의 상기 상태 정보를 이용하여 상기 GPS 위성 및 상기 위성항법 지역보강시스템의 미래 상태를 계산하는 계산부를 포함할 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 모니터링부는 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 수평항법오차 및 수직항법오차 중 적어도 하나를 상기 차이값으로서 계산할 수 있다. 더하여, 상기 모니터링부는 상기 차이값이 기설정된 임계치 이상인 경우에 상기 위성항법 지역보강시스템의 이상 상태를 판단할 수 있다.
다른 일실시예에 따르면, 수신기는 상기 GPS 위성의 궤도력을 상기 상태 정보로서 수신하고, 상기 계산부는 상기 궤도력에 대응하는 상기 GPS 위성의 기설정된 기간 동안의 예측 위치를 계산할 수 있다. 더하여, 상기 계산부는 상기 궤도력에 대응하는 상기 GPS 위성의 고도 및 방위각 중 적어도 하나를 상기 예측 위치로서 계산할 수 있다. 또한, 상기 계산부는 상기 예측 위치에 따라 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 상기 차이값이 기설정된 임계치 이상이 되는 상기 위성항법 지역보강시스템의 시간 정보를 계산할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 GPS 수신기는 상기 GPS 위성의 운영 정보를 상기 상태 정보로서 수신하고, 상기 계산부는 상기 운영 정보를 이용하여 상기 GPS 위성 중 사용 가능한 GPS 위성의 개수를 계산할 수 있다. 더하여, 상기 GPS 수신기는 NANU(Notice Advisory to Navstar Users) 메시지 및 NOTAM(Notice to Airmen) 메시지 중 적어도 하나를 상기 GPS 위성의 상기 운영 정보로서 수신할 수 있다. 또한, 상기 계산부는 상기 사용 가능한 GPS 위성의 개수에 따라 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 상기 차이값이 기설정된 임계치 이상이 되는 상기 위성항법 지역보강시스템의 시간 정보를 계산할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치는 상기 위성항법 지역보강시스템의 상기 현재 상태 및 상기 미래 상태 중 적어도 하나를 상기 위성항법 지역보강시스템에 연관되는 외부 기기로 전송하는 전송부를 더 포함할 수 있다.
또 다른 일실시예에 따르면, 상기 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치는 항공기 착륙 시설이 상기 항공기에 제공하는 ILS 정보 및 MLS 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1 위치 보정 정보를 추출하는 다중모드 수신기를 더 포함할 수 있다.
다른 일측에 따르면, 항공기 착륙 시설을 모니터링 하는 방법이 제공된다. 상기 항공기 착륙 시설을 모니터링하는 방법은 위성 항법 정보 및 GPS 위성의 상태 정보를 상기 GPS 위성으로부터 수신하는 단계, 항공기 착륙 시설이 항공기에 제공하는 제1 위치 보정 정보를 상기 항공기 착륙 시설로부터 수신하는 단계, 고정 위치 정보와 상기 위성 항법 정보를 비교하여 제2 위치 보정 정보를 계산하고, 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 차이값에 따라 상기 항공기 착륙 시설의 현재 상태를 모니터링하는 단계 및 상기 상태 정보를 이용하여 상기 GPS 위성 및 상기 항공기 착륙 시설의 미래 상태를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
또 다른 일측에 따르면, 항공기 착륙 시설의 현재 상태를 모니터링하고 미래 상태를 예측하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다. 상기 프로그램은 위성 항법 정보 및 GPS 위성의 상태 정보를 상기 GPS 위성으로부터 수신하는 명령어 세트, 상기 항공기 착륙 시설이 항공기에 제공하는 제1 위치 보정 정보를 상기 항공기 착륙 시설로부터 수신하는 명령어 세트, 고정 위치 정보와 상기 위성 항법 정보를 비교하여 제2 위치 보정 정보를 계산하고, 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 차이값에 따라 상기 항공기 착륙 시설의 현재 상태를 모니터링하는 명령어 세트 및 상기 상태 정보를 이용하여 상기 GPS 위성 및 상기 항공기 착륙 시설의 미래 상태를 계산하는 명령어 세트를 포함할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치의 동작을 도시하는 예시도이다.
도 2는 일실시예에 따른 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치가 GPS 위성의 미래 상태를 예측하는 동작을 도시하는 예시도이다.
도 3은 다른 일실시예에 따른 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치가 GPS 위성의 미래 상태를 예측하는 동작을 도시하는 예시도이다.
도 4는 일실시예에 따른 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치의 블록도를 나타낸다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결 되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 일실시예에 따른 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치의 동작을 도시하는 예시도이다. 도 1을 참조하면, 적어도 하나의 GPS 위성(111, 112, 113)으로부터 위성 항법 정보를 수신하는 비행기(120)가 도시된다. 일실시예로서, 비행기(120)는 적어도 하나의 GPS 위성(111, 112, 113)으로부터 GPS(Global Positioning System) 정보를 수신할 수 있다.
더하여, 위성항법 지역보강시스템(GBAS: Ground Based Augmentation System)(130)이 도시된다. 위성항법 지역보강시스템(130)은 GPS 정보의 위치 오차를 보정하여 비행기(120)의 현재 위치를 1m의 오차 범위 내로 결정하기 위한 위치 보정 정보를 제공하는 시스템을 나타낸다. 보다 구체적으로, 위성항법 지역보강시스템(130)에 의해 비행기(120)에 제공되는 위치 보정 정보는 측방 편위(lateral deviation), 고도 편위(vertical deviation), 항공기의 위치, 항공기의 속도, 시간 및 비행경로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다만, 적어도 하나의 GPS 위성(111, 112, 113)의 운영 상태에 따라 위성항법 지역보강시스템(130)이 비행기(120)에 제공하는 위치 보정 정보에는 오차값이 존재할 수 있다. 일실시예로서, 적어도 하나의 GPS 위성(111, 112, 113)의 배치 상태에 따라 위치 보정 정보에는 오차값이 존재할 수 있다. 보다 구체적으로, 위성항법 지역보강시스템(130)이 세 개의 GPS 위성(111, 112, 113)에서 전달되는 GPS 정보를 이용하여 비행기(120)의 위치를 결정하는 경우에, 적어도 두 개의 GPS 위성(111, 112, 113)의 거리가 적정 거리와 비교하여 너무 가깝거나 멀게 배치되는 경우에는 오차 삼각형의 크기가 커지게 될 것이다. 따라서, 오차 삼각형이 커짐에 따라 비행기(120) 위치의 오차 또한 증가하게 되고, 위성항법 지역보강시스템(130)이 비행기(120)에 전송하는 위치 보정 정보의 오차값 또한 커질 수 있다.
다른 일실시예로서, 적어도 하나의 GPS 위성(111, 112, 113) 내부에 존재하는 위성 시계의 오차 및 위성 궤도력(ephemeris)의 오차 중 어느 하나에 따라 위성항법 지역보강시스템(130)이 비행기(120)에 제공하는 위치 보정 정보에는 오차값이 존재할 수 있다.
도 1에는 일실시예에 따른 위성항법 지역보강시스템(130)의 모니터링 장치(140)가 도시된다. 예시적으로, 위성항법 지역보강시스템(130)의 모니터링 장치(140)는 고정된 위치에 설치될 수 있고, 자신의 고정 위치에 대응하는 위치 정보를 내부 데이터베이스에 저장할 수 있다.
또한, 위성항법 지역보강시스템(130)의 모니터링 장치(140)는 비행기(120)와 마찬가지로 적어도 하나의 GPS 위성(111, 112, 113)으로부터 실시간 GPS 정보를 수신할 수 있다. 더하여, 위성항법 지역보강시스템(130)의 모니터링 장치(140)는 위성항법 지역보강시스템(130)에 의해 비행기(120)로 전송되는 제1 위치 보정 정보를 수신할 수 있다. 더하여, 위성항법 지역보강시스템(130)의 모니터링 장치(140)는 자신의 고정 위치 정보와 실시간 GPS 정보를 비교하여 제2 위치 보정 정보를 계산할 수 있다. 위성항법 지역보강시스템(130)의 모니터링 장치(140)는 제1 위치 보정 정보 및 제2 위치 보정 정보를 비교하여 위성항법 지역보강시스템(130)의 현재 상태를 판단하고, 판단된 현재 상태를 정비사나 항공 관제사에 연관되는 사용자 단말로 전송할 수 있다. 이와 관련된 보다 자세한 설명은 아래에 추가될 도면과 함께 설명될 것이다.
도 2는 일실시예에 따른 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치가 GPS 위성의 미래 상태를 예측하는 동작을 도시하는 예시도이다. 도 2를 참조하면, GPS 위성(210), 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(220) 및 사용자 단말(230) 사이의 데이터 송수신 과정이 도시된다.
위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(220)는 GPS 위성(210)으로부터 GPS 정보를 수신(241)할 수 있다. 더하여, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(220)는 상기 수신된 GPS 정보에서 GPS 위성(210)에 연관되는 상태 정보를 추출할 수 있다.
일실시예로서, 상기 추출된 상태 정보는 GPS 위성(210)의 궤도력(ephemeris)일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 추출된 상태 정보는 GPS 위성(210)에 연관되는 의사거리와 반송파 위상 정보를 포함하는 방송 궤도력(broadcast ephemeris)일 수 있다. 더하여, 상기 방송 궤도력은 GPS 위성(210)의 케플러 궤도에 연관되는 파라미터를 포함할 수 있다. 또는, 상기 추출된 상태 정보는 GPS 위성(210)의 위치 데이터를 포함하는 정밀 궤도력(precise ephemeris)일 수 있다.
다른 일실시예로서, 상기 추출된 상태 정보는 GPS 위성(210)에 연관되는 파라미터를 포함하는 궤도력서(almanac)일 수 있다. 보다 구체적으로, 궤도력서는 GPS 위성(210)뿐만 아니라 다른 GPS 위성의 궤도 데이터 및 궤도 파라미터를 포함하는 데이터를 나타낼 수 있다. 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 시스템(220)은 추출된 궤도력서를 이용하여 GPS 위성(210)에 연관되는 예측 위치 및 예측 궤도뿐만 아니라 다른 GPS 위성의 예측 위치 및 예측 궤도를 계산할 수 있다.
위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(220)는 추출된 궤도력 및 궤도력서 중 적어도 하나를 이용하여 GPS 위성(210)의 기설정된 기간 동안의 예측 위치를 계산(242)할 수 있다. 더하여, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(220)는 계산된 예측 위치에 따라 GPS 위성(210)으로부터 전달되는 GPS 정보의 제1 오차값을 예측(243)할 수 있다. 더하여, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(220)는 위성항법 지역보강시스템이 항공기에 제공하는 위치 보정 정보의 제2 오차값을 예측(243)할 수 있다.
더하여, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(220)는 상기 제1 오차값 및 상기 제2 오차값 중 적어도 어느 하나가 소정의 임계치를 초과하는 시간을 계산할 수 있다. 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(220)는 상기 시간을 GPS 위성(210)의 이상 상태로 예측(244)할 수 있다. 더하여, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(220)는 상기 이상 상태에 연관되는 시간 태그 데이터를 사용자 단말(230)로 전송할 수 있다. 예시적으로, 사용자 단말(230)은 항공기의 이착륙을 담당하는 항공 관제사 또는 항공 설비 정비사에 연관되는 단말기일 수 있다.
도 3은 다른 일실시예에 따른 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치가 GPS 위성의 미래 상태를 예측하는 동작을 도시하는 예시도이다. 도 3을 참조하면, GPS 위성(310), 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(320) 및 사용자 단말(330) 사이의 데이터 송수신 과정이 도시된다.
위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(320)는 GPS 위성(310)으로부터 GPS 위성(310)의 운영 상태에 연관되는 메시지를 수신(341)할 수 있다. 일실시예로서, GPS 위성(310)의 운영 상태에 연관되는 메시지는 NANU(Notice Advisory to Navstar Users) 메시지일 수 있다. 보다 구체적으로, NANU 메시지는 GPS 위성의 궤도 조정, 정비를 위한 일시적 운영 정지, 고장에 연관되는 이벤트 식별 정보 및 이벤트에 연관되는 GPS 위성(310)의 위성 번호 및 이벤트 실시 예정시간 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(320)는 수신된 NANU 메시지를 이용하여 기설정된 기간 동안의 사용 가능한 GPS 위성(310)의 개수를 계산(342)할 수 있다. 더하여, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(320)는 GPS 위성(310)의 개수가 소정의 임계치 이하가 되는 기간을 계산할 수 있다.
또한, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(320)는 사용 가능한 GPS 위성(310)의 개수에 따라 위성항법 지역보강시스템의 위치 보정 정보의 신뢰도가 지정된 신뢰 범위를 벗어날 것으로 예상되는 시간 정보를 계산(343)할 수 있다.
위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(320)는 계산된 시간 정보를 GPS 위성의 이상 상태로서 사용자 단말(330)로 전송(344)할 수 있다. 사용자 단말(330)는 전송된 메시지를 확인하는 것으로서 GPS 위성(310)의 고장이나 정비에 따라 GPS 정보에 오차를 미리 예측하고, 상기 오차를 보정하기 위한 대응을 미리 할 수 있을 것이다.
본 실시예에서는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(320)가 GPS 위성(310)으로부터 NANU 메시지를 수신하는 실시예가 기재되나, 다른 일실시예로서 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(320)는 지상 시스템으로부터 NOTAM(Notice To Airman) 메시지를 수신할 수 있다. NOTAM 메시지는 항공 시설에 연관되는 고시 정보를 포함하는 메시지로서, 항공기 착륙 시설의 고장, 정비, 설치 또는 철거 등의 이유에 따른 통신 장애에 관한 정보를 포함할 수 있다. 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(320)는 지상 시스템에서 수신된 NOTAM 메시지를 이용하여 위성항법 지역보강시스템의 이상 상태를 계산할 수 있다. 더하여, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(320)는 상기 이상 상태에 연관되는 알림 메시지를 사용자 단말(330)에 전송할 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치의 블록도를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(400)는 GPS 수신기(410), VDB 수신기(420), 다중모드 수신기(430), 프로세서(440) 및 전송부(450)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(400)는 지상에 설치되며 예측된 위성항법 지역보강시스템의 상태를 관제사 또는 정비사에 연관되는 사용자 단말로 전송하는 동작을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로는, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(400)는 항공기 착륙 시설 내에 설치될 수 있다.
GPS 수신기(410)는 위성 항법 정보 및 GPS 위성의 상태 정보를 적어도 하나의 GPS 위성으로부터 수신할 수 있다. 보다 구체적으로, GPS 수신기(410)는 적어도 하나의 GPS 위성으로부터 의사 거리(pseudo range)를 포함하는 GPS 정보를 수신하여, 상기 위성 항법 정보를 계산해낼 수 있다. 더하여, GPS 수신기(410)는 적어도 하나의 GPS 위상의 궤도력, 궤도력서, 시계 보정값, 이벤트 정보 및 상기 이벤트 정보에 연관되는 시간 정보를 상기 상태 정보로서 수신할 수 있다.
VDB(Very High Frequency Data Broadcast) 수신기(420)는 위성항법 지역보강시스템이 항공기에 제공하는 제1 위치 보정 정보를 상기 위성항법 지역보강시스템으로부터 수신할 수 있다. 예시적으로, VDB 수신기(420)는 GPS 오차 정보 및 무결성 정보를 상기 제1 위치 보정 정보로서 수신할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 GPS 정보 및 상기 무결성 정보는 위성항법 지역보강시스템 중 지상 시스템이 기설정된 거리 내의 항공기로 전송하는 정보일 수 있다. 일실시예로서, 상기 제1 위치 보정 정보는 L1(1575.42MHz) 단일 주파수에 연관되는 위치 보정 정보일 수 있다. 다른 일실시예로서, 상기 제1 위치 보정 정보는 L1/L2(1227.60MHz) 이중 주파수에 연관되는 위치 보정 정보일 수 있다.
상기 지상 시스템은 상기 제1 위치 보정 정보를 항공기에 제공하여서 상기 항공기가 측위 정밀도를 향상시키도록 할 수 있다. 따라서, VDB 수신기(420)는 상기 지상 시스템이 항공기에 제공하는 상기 제1 위치 보정 정보를 수신하여, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(400)가 상기 지상 시스템이 제대로 동작하는지 여부를 모니터링하도록 한다.
다중모드 수신기(430)는 항공기 착륙 시설이 항공기에 제공하는 ILS(Instrument Landing System) 정보 또는 MLS(Microwave Landing System) 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 예시적으로, ILS 정보는 항공기에 연관되는 측방 편위, 고도 편위 및 LTP(Landing Threshold Point)/FTP(Fictitious Threshold Point)까지의 거리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 더하여, 다중모드 수신기(430)는 상기 수신된 ILS 정보 또는 MLS 정보를 이용하여 위성항법 지역보강시스템을 보다 정확하게 보정하기 위해서 상기 제1 위치 보정 정보를 보정할 수 있다.
프로세서(440)는 GPS 수신기(410), VDB 수신기(420) 및 다중모드 수신기(430)로부터 수신된 정보를 이용하여 위성항법 지역보강시스템의 현재의 작동 상태를 모니터링할 수 있다. 더하여, 프로세서(440)는 전달된 GPS 위성의 상태 정보를 이용하여 위성항법 지역보강시스템의 미래의 작동 상태를 예측할 수 있다. 보다 구체적으로, 프로세서(440)는 위성항법 지역보강시스템의 현재 상태를 모니터링하는 모니터링부(441)와 위성항법 지역보강시스템의 미래 상태를 예측하는 계산부(442)를 포함할 수 있다.
모니터링부(441)는 고정 위치 정보와 GPS 수신기(410)에 의해 수신된 위성 항법 정보를 비교하여 제2 위치 보정 정보를 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 고정 위치 정보는 현재 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(400)가 설치된 장소의 위치 정보를 나타낼 수 있다. 더하여, 상기 고정 위치 정보는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(400)에 미리 저장된 정보일 수 있다. 모니터링부(441)는 미리 저장된 고정 위치 정보와 수신된 위성 항법 정보를 비교할 수 있다. 더하여, 상기 비교의 결과에 따라 모니터링부(441)는 위성항법 지역보강시스템의 정확성을 판단하기 위한 제2 위치 보정 정보를 계산할 수 있다.
더하여, 모니터링부(441)는 VDB 수신기(420)에 의해 수신된 제1 위치 보정 정보와 제2 위치 보정을 비교할 수 있다. 보다 구체적으로, 모니터링부(441)는 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 수평항법오차 및 수직항법오차 중 적어도 하나를 차이값으로서 계산할 수 있다. 더하여, 모니터링부(441)는 상기 차이값이 기설정된 임계치 이상인 경우에 상기 위성항법 지역보강시스템의 이상 상태를 판단할 수 있다.
위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(400)는 자신의 고정 위치에 상응하는 고정 위치 정보를 이용하여서 현재 전달되는 GPS 정보 또는 제1 위치 보정 정보가 어느 정도 오차율을 갖고 있는지 모니터링할 수 있다. 또한, 상기 차이값을 이용하여 계산된 상기 오차율이 임계치 이상인 경우에, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(400)는 상기 제1 위치 보정 정보를 이용하는 사용자들에게 해당 정보를 제공하는 소스(source)가 이상 상태라는 것을 미리 알려주어 대비하도록 할 수 있다.
계산부(442)는 상기 GPS 위성의 상기 상태 정보를 이용하여 상기 GPS 위성 및 상기 위성항법 지역보강시스템의 미래 상태를 계산할 수 있다. 일실시예로서, 계산부(442)는 GPS 수신기(410)에 의해 수신된 GPS 위성의 궤도력을 이용하여 기설정된 기간 동안의 상기 GPS 위성의 예측 위치를 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 계산부(442)는 기설정된 기간 동안의 상기 GPS 위성의 고도 및 방위각 중 적어도 하나를 상기 예측 위치로서 계산할 수 있다.
다른 일실시예로서, 계산부(442)는 GPS 위성의 운영 정지, 고장, 정비 등에 연관되는 운영 정보를 이용하여 상기 GPS 위성 중 사용 가능한 GPS 위성의 개수를 계산할 수 있다.
계산부(442)는 상기 GPS 위성의 예측 위치 또는 상기 GPS 위성 중 사용 가능한 GPS 위성의 개수에 따라 위치 정밀도 저하율(dilution of precision), 수평적 보호 레벨(horizontal protection level) 또는 수직적 보호 레벨(vertical protection level) 등을 계산할 수 있다. 더하여, 계산부(442)는 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 상기 차이값이 기설정된 임계치 이상이 되는 위성항법 지역보강시스템의 시간 정보를 계산할 수 있다. 더하여, 계산부(442)는 상기 시간 정보를 상기 위성항법 지역보강시스템의 미래 상태에 연관되는 정보로서 계산할 수 있다.
전송부(450)는 모니터링부(441)에 의해 판단된 현재 상태 및 계산부(442)에 의해 계산된 미래 상태 중 적어도 하나에 연관되는 메시지를 상기 위성항법 지역보강시스템에 연관되는 외부 기기로 전송할 수 있다. 전송부(45)는 통신 인터페이스를 이용하여 상기 외부 기기로 상기 메시지를 전송할 수 있다. 통신 인터페이스는 WLAN(Wireless LAN), WiFi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 무선 인터넷 인터페이스와 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등의 근거리 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 통신 인터페이스는 외부와 통신을 수행할 수 있는 모든 인터페이스(예를 들어, 유선 인터페이스)를 나타낼 수 있다.
또한, 외부 기기는 통신 인터페이스를 통해 상기 위성항법 지역보강시스템과 데이터를 송수신하는 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 외부 기기는 상기 위성항법 지역보강시스템을 이용하는 관제사 또는 정비하는 정비요원에 연관되는 디바이스일 수 있다.
본 실시예에 따라, 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치(400)는 시간에 따른 위성항법 지역보강시스템의 시스템 성능을 예측하고, 이상 상태에 연관되는 메시지를 사용자에게 전송할 수 있다. 사용자는 예측된 시스템 성능에 따라 미리 비상시를 대비할 수 있다는 점에서 보다 안정적으로 항공기 착륙 시설을 운영하는 효과를 기대할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (13)

  1. 위성 항법 정보 및 GPS 위성의 상태 정보를 상기 GPS 위성으로부터 수신하는 GPS 수신기;
    위성항법 지역보강시스템이 항공기에 제공하는 제1 위치 보정 정보를 상기 위성항법 지역보강시스템으로부터 수신하는 VDB 수신기;
    상기 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치에 관한 고정 위치 정보와 상기 위성 항법 정보를 비교하여 제2 위치 보정 정보를 계산하고, 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 차이값이 기설정된 임계치 이상인 경우에 상기 위성항법 지역보강시스템의 이상 상태를 판단하는 모니터링부; 및
    상기 GPS 위성의 상기 상태 정보를 이용하여, 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 상기 차이값이 기설정된 임계치 이상이 되는 시간 정보를 상기 위성항법 지역보강시스템의 미래 상태로서 계산하는 계산부
    를 포함하는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 수평항법오차 및 수직항법오차 중 적어도 하나를 상기 차이값으로서 계산하는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 GPS 수신기는 상기 GPS 위성의 궤도력을 상기 상태 정보로서 수신하고, 상기 계산부는 상기 궤도력에 대응하는 상기 GPS 위성의 기설정된 기간 동안의 예측 위치를 계산하는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 계산부는 상기 궤도력에 대응하는 상기 GPS 위성의 고도 및 방위각 중 적어도 하나를 상기 예측 위치로서 계산하는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 GPS 수신기는 상기 GPS 위성의 운영 정보를 상기 상태 정보로서 수신하고, 상기 계산부는 상기 운영 정보를 이용하여 상기 GPS 위성 중 사용 가능한 GPS 위성의 개수를 계산하는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 GPS 수신기는 NANU(Notice Advisory to Navstar Users) 메시지 및 NOTAM(Notice to Airmen) 메시지 중 적어도 하나를 상기 GPS 위성의 상기 운영 정보로서 수신하는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 계산부는 상기 사용 가능한 GPS 위성의 개수에 따라 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 상기 차이값이 기설정된 임계치 이상이 되는 상기 위성항법 지역보강시스템의 시간 정보를 계산하는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    항공기 착륙 시설이 상기 항공기에 제공하는 ILS 정보 및 MLS 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1 위치 보정 정보를 추출하는 다중모드 수신기
    를 더 포함하는 위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치.
  12. 위성 항법 정보 및 GPS 위성의 상태 정보를 상기 GPS 위성으로부터 수신하는 단계;
    항공기 착륙 시설이 항공기에 제공하는 제1 위치 보정 정보를 상기 항공기 착륙 시설로부터 수신하는 단계;
    위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치에 관한 고정 위치 정보와 상기 위성 항법 정보를 비교하여 제2 위치 보정 정보를 계산하고, 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 차이값이 기설정된 임계치 이상인 경우에 상기 항공기 착륙 시설의 이상 상태를 판단하는 단계; 및
    상기 GPS 위성의 상기 상태 정보를 이용하여, 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 차이값이 기설정된 임계치 이상이 되는 시간 정보를 상기 항공기 착륙 시설의 미래 상태로서 계산하는 단계
    를 포함하는 항공기 착륙 시설의 성능 모니터링 방법.
  13. 항공기 착륙 시설의 현재 상태를 모니터링하고 미래 상태를 예측하는 프로그램을 수록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 있어서, 상기 프로그램은:
    위성 항법 정보 및 GPS 위성의 상태 정보를 상기 GPS 위성으로부터 수신하는 명령어 세트;
    상기 항공기 착륙 시설이 항공기에 제공하는 제1 위치 보정 정보를 상기 항공기 착륙 시설로부터 수신하는 명령어 세트;
    위성항법 지역보강시스템의 모니터링 장치에 관한 고정 위치 정보와 상기 위성 항법 정보를 비교하여 제2 위치 보정 정보를 계산하고, 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 차이값이 기설정된 임계치 이상인 경우에 상기 항공기 착륙 시설의 이상 상태를 판단하는 명령어 세트; 및
    상기 GPS 위성의 상기 상태 정보를 이용하여, 상기 제1 위치 보정 정보 및 상기 제2 위치 보정 정보의 차이값이 기설정된 임계치 이상이 되는 시간 정보를 상기 항공기 착륙 시설의 미래 상태로서 계산하는 명령어 세트
    를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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