KR101752677B1 - Device for automatically tracking a broadcast satellite using a Global Navigation Satellite System(GNSS) and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치는 위성항법시스템(GNSS)을 이용하여 이동체의 현재 위치 좌표를 결정하는 이동체 위치 결정부, 상기 이동체의 위성방송 수신기에 입력된 채널에 대한 방송위성의 고정 위치 좌표와 상기 이동체의 현재 위치 좌표를 이용하여 상기 이동체의 현재 위치를 기준으로 상기 방송위성의 위치를 추적하는 방송위성 추적부, 및 추적된 상기 방송위성의 위치에 따라 상기 이동체에 구비된 위성방송용 안테나의 방향을 조절하는 안테나 구동부를 포함한다.The present invention relates to an automatic broadcasting satellite tracking apparatus and a method for operating the same, and more particularly, to an automatic broadcasting satellite tracking apparatus using a satellite navigation system, A satellite positioning receiver for determining a current position of the moving object based on the current position of the moving object using the fixed position coordinates of the broadcasting satellite with respect to the channel inputted to the satellite broadcasting receiver of the moving object and the current position coordinates of the moving object, And an antenna driving unit for adjusting the direction of the satellite broadcasting antenna provided on the moving object according to the position of the broadcasting satellite.

Description

위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치 및 그 동작 방법{Device for automatically tracking a broadcast satellite using a Global Navigation Satellite System(GNSS) and method thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an automatic broadcast satellite tracking apparatus using a satellite navigation system,

본 발명은 방송위성 추적 기술에 관한 것으로, 특히 위성항법시스템(GNSS)을 이용한 자동 방송위성 추적 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a broadcasting satellite tracking technology, and more particularly, to an automatic broadcasting satellite tracking device using a GNSS and an operation method thereof.

오늘날, 산업화의 발전과 더불어 사람들의 여가 문화도 급속하게 발전하고 있다. 최근에 캠핑 문화가 급속도로 전파되면서 캠핑카(camping car), 카라반(caravan), 레저카(leisure car), 푸드트럭(food truck) 등이 많이 사용되고 있다. 이러한 레저 차량이 급속히 증가하면서 위성방송 사용에 대한 요구 사항도 갈수록 높아지고 있다. 여기서, 위성 방송(Broadcasting Satellite, BS)이란, 지상 36,000km상공에 위치한 정지위성을 이용한 TV나 라디오 방송을 말한다. Today, with the development of industrialization, people's leisure culture is also developing rapidly. Camping car, caravan, leisure car, food truck etc. have been widely used as camping culture has spread rapidly in recent years. With the rapid growth of such leisure vehicles, the demand for satellite broadcasting usage is also increasing. Here, a broadcasting satellite (BS) refers to a TV or radio broadcast using a geostationary satellite located above 36,000 km above the ground.

위성방송(BS)은 우주공간의 인공위성으로부터 직접 전파를 수신하므로 지형에 따른 전파 장애가 없어 화질이 선명하고 세계 각국의 정치, 경제, 스포츠, 영화, 음악과 관련된 다양한 채널을 시청할 수 있다. 예컨대, 위성방송에는 무궁화 3호 위성에서 송출되는 KBS 방송이 있으며, 무궁화 5호 위성에서 송출되는 SBS와 MBC 방송이 있다. 또한, 위성방송(BS)은 고화질의 HI-FI sound로 24시간 방송되는 다양한 프로그램을 CD와 동등한 스테레오로 시청할 수 있다. 이러한 위성 방송(BS)은 중계기를 거치지 않고 가정으로 직접 방송한다는 뜻에서 직접위성방송(Direct To Home(DTH) 또는 Direct Broadcasting System(DBS))이라고도 한다. Satellite broadcasting (BS) receives radio wave directly from space satellite, so there is no interference due to the terrain, so the picture quality is clear and various channels related to politics, economy, sports, movie, music can be watched around the world. For example, satellite broadcasts include KBS broadcasts from the Mugunghwa 3 satellite, and SBS and MBC broadcasts from the Mugunghwa 5 satellite. In addition, the satellite broadcasting (BS) can watch various programs broadcasted in a high-definition HI-FI sound 24 hours in stereo equivalent to a CD. Such satellite broadcasting (BS) is also referred to as Direct To Home (DTH) or Direct Broadcasting System (DBS) in the sense that it directly broadcasts to home without going through a repeater.

위성방송(BS)은 우주 상공에서 전파를 송신하기 때문에 전파도달 지역이 넓어 인접 국가에서도 타국의 위성방송(BS)을 수신하는 것이 가능하며, 난시청 지역에서도 깨끗한 영상을 제공할 수 있다. 또한, 위성을 중계매체로 하여 방송하기 때문에 자연재해 혹은 전쟁 등으로 인한 피해를 입지 않고 긴급 상황에서도 전국에 일제히 방송할 수 있다는 장점이 있다.Since satellite broadcasting (BS) transmits radio waves in the sky, it is possible to receive satellite broadcasting (BS) of other countries in neighboring countries because the radio wave arrival area is wide, and it is possible to provide a clear image even in a non-radio station area. In addition, since satellite broadcasting is used as a relay medium, there is an advantage that it can broadcast all over the country in an emergency even without suffering natural disaster or war.

현재의 위성방송(BS)은 이동중인 차량이나 선박 등 이동수단에서도 주로 사용한다. 예컨대, 이동수단에서의 위성방송(BS) 수신환경으로는, 차량, 기차, 선박 등 운송수단에 장착하여 이동 중인 상황에서 방송을 수신하는 형태로 구현될 수 있다. 이 경우, 공기의 저항이 없도록 돔형 구조 아래의 평판형 위상배열 안테나를 사용하며, 이동체의 방향과 상관없이 위성방송(BS)을 수신할 수 있도록 위성추적 시스템을 적용한 안테나를 사용하여 위성방송(BS)를 시청할 수 있다. Current satellite broadcasting (BS) is mainly used for moving vehicles such as moving vehicles and ships. For example, the satellite broadcasting (BS) receiving environment in the moving means can be implemented in a form of receiving broadcasting in a state of being mounted on a vehicle such as a vehicle, a train, a ship, and the like. In this case, the flat-type phased array antenna below the dome-shaped structure is used so that there is no air resistance, and a satellite broadcasting system (BS) is used by using the satellite tracking system to receive the satellite broadcasting ).

또는, 이동주거에서의 위성방송(BS) 수신환경으로는, 캠핑카, 카라반 등 이동형 주거지에서 위성방송(BS)을 수신하는 형태로 구현될 수 있다. 이 경우, 숙박할 주거지가 정해지면 지정된 위치에 따라 파라볼라형 안테나를 시청하고자 하는 위성방향으로 안테나를 조정하여 위성방송(BS)을 시청할 수 있다. 이때, 위성방송 수신기에는 원하는 위성의 신호를 입력하여 그 신호를 찾기 위해 블라인드 스캔을 한다.Alternatively, the reception environment of the satellite broadcasting (BS) in the moving dwelling can be realized by receiving the satellite broadcasting (BS) in a mobile type residence such as a camping car or a caravan. In this case, when the residence to stay is determined, the satellite broadcast (BS) can be viewed by adjusting the antenna in the satellite direction in which the parabolic antenna is to be viewed according to the designated location. At this time, a desired satellite signal is input to the satellite broadcast receiver and blind scan is performed to find the signal.

그러나, 기존의 위성방송(BS)의 식별 및 추적 방법으로는 위성 다운링크 주파수 스펙트럼 분석을 통해 위성방송 수신 안테나가 추적하고자 하는 위성을 지향하고 있는지를 확인하는 방법이 이용된다. 하지만 이 방법은 고유 다운링크 주파수 스펙트럼을 비교 분석하여 식별해야 하는 번거로움과 설치 및 운용에 어려움이 있다.However, as a conventional method of identifying and tracking a satellite broadcast (BS), a method of checking whether a satellite broadcast receiving antenna is aiming at a satellite to be tracked through satellite downlink frequency spectrum analysis is used. However, this method is troublesome to identify and analyze the unique downlink frequency spectrum, and is difficult to install and operate.

또한, 위성을 자동으로 추적하는 능동형 위성안테나 시스템은 단일 위성만 추적이 가능해서 동시에 여러 위성방송(BS)을 수신할 수 없어 방송 수신 채널이 매우 제한적이다.In addition, an active satellite antenna system that automatically tracks satellites can track only a single satellite and can not receive multiple satellite broadcasts (BS) at the same time, so the broadcast receiving channel is very limited.

본 발명의 목적은 위성항법시스템을 이용하여 이동체의 위치를 확인하여 이동체를 기준으로 방송위성의 방향 및 위치를 정확하게 파악하기 위한 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치 및 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for tracking an automatic broadcasting satellite using a satellite navigation system for accurately determining a direction and a position of a broadcasting satellite based on a moving object by confirming a position of a moving object by using a satellite navigation system.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치는 위성항법시스템(GNSS)을 이용하여 이동체의 현재 위치 좌표를 결정하는 이동체 위치 결정부, 상기 이동체의 위성방송 수신기에 입력된 채널에 대한 방송위성의 고정 위치 좌표와 상기 이동체의 현재 위치 좌표를 이용하여 상기 이동체의 현재 위치를 기준으로 상기 방송위성의 위치를 추적하는 방송위성 추적부, 및 추적된 상기 방송위성의 위치에 따라 상기 이동체에 구비된 위성방송용 안테나의 방향을 조절하는 안테나 구동부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an automatic broadcasting satellite tracking system using a satellite navigation system, including: a moving object position determining unit for determining a current position coordinate of a moving object using a GNSS; A broadcasting satellite tracking unit for tracking the position of the broadcasting satellite based on the current position of the moving object using the fixed position coordinates of the broadcasting satellite with respect to the channel input to the satellite broadcasting receiver and the current position coordinates of the moving object, And an antenna driving unit for adjusting a direction of a satellite broadcasting antenna provided on the moving object according to the position of the broadcasting satellite.

상기 방송위성 추적부는 상기 입력된 채널의 위성방송 신호를 송출하는 상기 방송위성의 고정 위치 좌표를 방송 채널별 방송 위성의 고정 위치 좌표가 저장된 메모리로부터 획득한다. The broadcast satellite tracking unit acquires the fixed position coordinates of the broadcast satellite from which the satellite broadcast signal of the input channel is transmitted, from the memory where the fixed position coordinates of the broadcast satellite are stored.

상기 방송위성 추적부는 상기 이동체의 현재 위치 좌표와 상기 방송위성의 고정 위치 좌표를 이용하여 상기 이동체의 위치를 기준으로 상기 방송위성의 방위각(Elevation) 및 고도각(Azimuth)을 계산한다. The broadcasting satellite tracking unit calculates the azimuth and azimuth of the broadcasting satellite based on the position of the moving object using the current position coordinates of the moving object and the fixed position coordinates of the broadcasting satellite.

상기 방송위성 추적부는 상기 이동체의 현재 위치 좌표와 상기 방송위성의 고정 위치 좌표를 이용하여 상기 이동체의 현재 위치에서 상기 방송위성의 위치까지의 시선 벡터(Line-of-Sight)를 구하며, 상기 시선벡터의 단위벡터인 단위시선벡터를 이용하여 상기 방위각 및 상기 고도각을 계산한다. The broadcasting satellite tracking unit obtains a line-of-sight from the current position of the moving object to the position of the broadcasting satellite using the current position coordinates of the moving object and the fixed position coordinates of the broadcasting satellite, The azimuth angle and the altitude angle are calculated using a unit view vector which is a unit vector of the azimuth angle.

상기 안테나 구동부는 상기 이동체의 소정 위치에 장착된 위성방송용 안테나가 상기 방송 위성을 지향하도록, 상기 방위각 및 상기 고도각에 따라 상기 위성방송용 안테나의 방향을 조절한다. The antenna driving unit adjusts the direction of the satellite broadcasting antenna according to the azimuth angle and the altitude angle so that the satellite broadcasting antenna mounted at a predetermined position of the moving body is directed to the broadcasting satellite.

상기 안테나 구동부는 상기 방위각 및 상기 고도각 각각을 기준으로 기설정된 소정 각도 범위 내에서 수신되는 위성방송 신호의 세기 중 가장 큰 세기의 위성방송 신호가 수신되는 방향으로 상기 위성방송용 안테나의 방향을 정밀 조절한다. The antenna driving unit precisely adjusts the direction of the satellite broadcasting antenna in a direction in which the satellite broadcasting signal having the strongest intensity among the satellite broadcasting signal intensities received within a predetermined angle range based on the azimuth angle and the altitude angle is received do.

상기 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치는 상기 위성항법시스템용 안테나를 통해 수신되는 GNSS 신호를 확인하여 기설정된 소정 개수 이상의 가시위성을 모니터링하는 가시위성 모니터링부를 더 포함하며, 상기 이동체 위치 결정부는 모니터링된 상기 소정 개수 이상의 상기 가시위성들로부터 수신되는 GNSS 신호를 이용하여 상기 이동체의 위치 좌표를 결정한다. The automatic broadcasting satellite tracking apparatus using the satellite navigation system further includes a visible satellite monitoring unit for monitoring a GNSS signal received through the antenna for the satellite navigation system and monitoring a predetermined number or more of visible satellites, And the position coordinates of the moving object are determined using the GNSS signals received from the predetermined number or more of the visible satellites.

상기 방송위성 추적부는 상기 가시위성 모니터링부의 가시위성 모니터링 동작이 기설정된 소정 횟수 이상으로 동작하는 동안 상기 소정 개수 이상의 가시위성이 모니터링되지 않으면, 블라인드 스캔 동작을 통해 상기 입력된 채널에 대한 위성방송 신호를 수신한다. The broadcast satellite tracking unit may monitor a satellite broadcast signal for the input channel through a blind scan operation if the visible satellite of the predetermined number or more is not monitored while the visible satellite monitoring operation of the visible satellite monitoring unit is operated a predetermined number of times or more, .

상기 방송위성 추적부는 상기 입력된 채널의 정보와 상기 위성방송 신호에 포함된 채널 정보를 비교하여, 상기 입력된 채널에 대한 위성방송 신호를 수신하는지 확인한다. The broadcasting satellite tracking unit compares the input channel information with the channel information included in the satellite broadcasting signal and confirms whether the satellite broadcasting signal for the input channel is received.

한편, 전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 방법은 위성항법시스템(GNSS)을 이용하여 이동체의 현재 위치 좌표를 결정하는 단계, 상기 이동체의 위성방송 수신기에 입력된 채널에 대한 방송위성의 고정 위치 좌표와 상기 이동체의 현재 위치 좌표를 이용하여 상기 이동체의 현재 위치를 기준으로 상기 방송위성의 위치를 추적하는 단계, 및 추적된 상기 방송위성의 위치에 따라 상기 이동체에 구비된 위성방송용 안테나의 방향을 조절하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an automatic broadcasting satellite tracking method using a satellite navigation system, including the steps of: determining a current position coordinate of a moving object using a GNSS; Tracking the position of the broadcasting satellite based on the current position of the moving object using the fixed position coordinates of the broadcasting satellite with respect to the channel input to the broadcasting receiver and the current position coordinates of the moving object, And adjusting the direction of the satellite broadcasting antenna provided on the mobile body according to the direction of the satellite broadcasting antenna.

상기 추적하는 단계는 상기 입력된 채널의 위성방송 신호를 송출하는 상기 방송위성의 고정 위치 좌표를 방송 채널별 방송 위성의 고정 위치 좌표가 저장된 메모리로부터 획득한다. The tracking step acquires the fixed position coordinates of the broadcasting satellite transmitting the satellite broadcasting signal of the input channel from the memory storing the fixed position coordinates of the broadcasting satellite per broadcasting channel.

상기 추적하는 단계는 상기 이동체의 현재 위치 좌표와 상기 방송위성의 고정 위치 좌표를 이용하여 상기 이동체의 위치를 기준으로 상기 방송위성의 방위각(Elevation) 및 고도각(Azimuth)을 계산한다. The tracking step calculates an azimuth and elevation of the broadcasting satellite based on the position of the moving object using the current position coordinates of the moving object and the fixed position coordinates of the broadcasting satellite.

상기 추적하는 단계는 상기 이동체의 현재 위치 좌표와 상기 방송위성의 고정 위치 좌표를 이용하여 상기 이동체의 현재 위치에서 상기 방송위성의 위치까지의 시선 벡터(Line-of-Sight)를 구하며, 상기 시선벡터의 단위벡터인 단위시선벡터를 이용하여 상기 방위각 및 상기 고도각을 계산한다. Wherein the tracking step obtains a line-of-sight from a current position of the moving object to a position of the broadcasting satellite using the current position coordinates of the moving object and the fixed position coordinates of the broadcasting satellite, The azimuth angle and the altitude angle are calculated using a unit view vector which is a unit vector of the azimuth angle.

상기 조절하는 단계는 상기 이동체의 소정 위치에 장착된 위성방송용 안테나가 상기 방송 위성을 지향하도록, 상기 방위각 및 상기 고도각에 따라 상기 위성방송용 안테나의 방향을 조절한다. The adjusting step adjusts the direction of the satellite antenna according to the azimuth angle and the altitude angle so that the antenna for satellite broadcasting mounted at a predetermined position of the moving body is directed to the broadcasting satellite.

상기 조절하는 단계는 상기 방위각 및 상기 고도각 각각을 기준으로 기설정된 소정 각도 범위 내에서 수신되는 위성방송 신호의 세기 중 가장 큰 세기의 위성방송 신호가 수신되는 방향으로 상기 위성방송용 안테나의 방향을 정밀 조절한다. Wherein the adjusting step adjusts the direction of the satellite broadcasting antenna in a direction in which the satellite broadcasting signal having the strongest intensity among the intensity of the satellite broadcasting signal received within a predetermined angle range based on the azimuth angle and the altitude angle is received, .

상기 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 방법은 상기 위성항법시스템용 안테나를 통해 수신되는 GNSS 신호를 확인하여 기설정된 소정 개수 이상의 가시위성을 모니터링하는 단계를 더 포함하며, 상기 결정하는 단계는 모니터링된 상기 소정 개수 이상의 상기 가시위성들로부터 수신되는 GNSS 신호를 이용하여 상기 이동체의 위치 좌표를 결정한다. The automatic broadcasting satellite tracking method using the satellite navigation system further includes monitoring GNSS signals received through the antenna for the satellite navigation system and monitoring a predetermined number or more of visible satellites, And determines the position coordinates of the moving object by using the GNSS signals received from the predetermined number or more of the visible satellites.

상기 추적하는 단계는 상기 가시위성 모니터링부의 가시위성 모니터링 동작이 기설정된 소정 횟수 이상으로 동작하는 동안 상기 소정 개수 이상의 가시위성이 모니터링되지 않으면, 블라인드 스캔 동작을 통해 상기 입력된 채널에 대한 위성방송 신호를 수신한다. The method of claim 1, wherein, if the visible satellite is not monitored for a predetermined number of times while the visible satellite monitoring operation of the visible satellite monitoring unit is operated for a predetermined number of times or more, the satellite broadcast signal for the input channel is blind- .

상기 추적하는 단계는 상기 입력된 채널의 정보와 상기 위성방송 신호에 포함된 채널 정보를 비교하여, 상기 입력된 채널에 대한 위성방송 신호를 수신하는지 확인한다. The tracking step compares the input channel information with the channel information included in the satellite broadcasting signal to confirm whether the satellite broadcasting signal for the input channel is received.

본 발명의 실시예에 따르면, 이동체의 현재 위치 좌표와 시청하고자 하는 채널에 대한 방송위성의 고유 위치 좌표를 이용하여 이동체를 기준으로 방송위성의 방위각과 고도각을 계산하여, 계산된 방위각과 고도각으로 안테나가 지향하도록 구동함으로써, 이동체가 고정되어 있거나 움직이는 상황에도 위성 방송을 자동으로 추적할 수 있으며, 운용이나 설치 및 신호 분석의 어려움도 없다. According to the embodiment of the present invention, the azimuth angle and altitude angle of the broadcasting satellite are calculated on the basis of the moving object using the coordinates of the current position of the moving object and the unique position coordinates of the broadcasting satellite for the channel to be viewed, So that the satellite broadcast can be automatically tracked even when the mobile body is stationary or moving, and there is no difficulty in operation, installation, and signal analysis.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위성항법시스템을 이용하여 이동체 위치를 결정하는 과정을 설명하기 위한 참조도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동체와 방송위성 간의 고도각과 방위각을 계산하는 과정을 설명하기 위한 참조도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 방법 흐름도.1 is a block diagram of an automatic broadcasting satellite tracking device using a satellite navigation system according to an embodiment of the present invention;
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a navigation system,
3 is a reference diagram for explaining a process of calculating an altitude angle and an azimuth angle between a moving object and a broadcast satellite according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of an automatic broadcasting satellite tracking method using a satellite navigation system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. And is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined by the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that " comprises, " or "comprising," as used herein, means the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Do not exclude the addition.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가급적 동일한 부호를 부여하고, 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are given to the same or similar components, and in the following description of the present invention, Detailed explanations of the detailed description will be omitted when the gist of the present invention can be obscured.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치 블록도이다. 1 is a block diagram of an automatic broadcasting satellite tracking system using a satellite navigation system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치(100)는 가시위성 모니터링부(110), 이동체 위치 결정부(120), 방송위성 추적부(130) 및 안테나 구동부(140)를 포함한다. 1, an automatic broadcasting satellite tracking apparatus 100 using a satellite navigation system according to an embodiment of the present invention includes a visible satellite monitoring unit 110, a moving object positioning unit 120, a broadcasting satellite tracking unit 130 and an antenna driver 140.

가시위성 모니터링부(110)는 일정 주기마다 가시위성을 모니터링하며, 모니터링된 가시위성(visible satellites)의 개수가 기설정된 소정 개수 이상인지 확인한다. 여기서, 가시위성이란, 위성항법시스템(GNSS, Global Navigation Satellite System)용 위성을 말하며, 가시위성 모니터링부(110)는 GNSS용 안테나를 통해 GNSS용 위성으로부터 수신되는 GNSS 신호(위성항법 신호)를 확인하여, 가시위성의 개수를 확인할 수 있다. 이때, 소정 개수는 사전에 작업자 또는 개발자에 의해 변경될 수 있다. The visible satellite monitoring unit 110 monitors the visible satellites at regular intervals and confirms whether the number of the monitored visible satellites is equal to or greater than a predetermined number. Here, the visible satellite refers to a satellite for a Global Navigation Satellite System (GNSS), and the visible satellite monitoring unit 110 confirms a GNSS signal (satellite navigation signal) received from the GNSS satellite through the antenna for GNSS Thus, the number of visible satellites can be confirmed. At this time, the predetermined number may be changed by the operator or the developer in advance.

이동체의 정확한 위치 좌표를 확인하기 위해서는, 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 4개의 가시위성으로부터 수신되는 GNSS 신호를 이용하는 것이 바람직하기 때문에, 본 발명의 실시예에서 가시위성 모니터링부(110)는 확인된 가시위성의 개수가 4개 이상인지 확인하는 것으로 가정하여 설명한다.In order to confirm the accurate positional coordinates of the moving object, it is preferable to use the GNSS signal received from at least four visible satellites as shown in FIG. 2. Therefore, in the embodiment of the present invention, It is assumed that the number of visible satellites is four or more.

만약, 모니터링된 가시위성의 개수가 소정 개수(4개) 미만인 경우, 가시위성 모니터링부(110)는 가시위성을 모니터링하는 동작을 반복한다. 이때, 가시위성을 모니터링하는 동작이 무한히 반복되면, 오히려 블라인드 스캔보다 시간도 많이 걸리고, 사용자는 오류로 판단할 가능성이 있다. 이에 따라, 가시위성 모니터링부(110)는 가시위성을 모니터링하는 동작이 기설정된 소정 반복 횟수 이하로 반복되는 동안, 소정 개수(4개) 이상의 가시위성이 모니터링되는지 확인한다. If the number of monitored visible satellites is less than a predetermined number (four), the visible satellite monitoring unit 110 repeats the operation of monitoring the visible satellites. At this time, if the operation of monitoring the visible satellite is repeated infinitely, it takes more time than the blind scan and the user may judge as an error. Accordingly, the visible satellite monitoring unit 110 checks whether a predetermined number (four or more) of visible satellites are monitored while the operation of monitoring the visible satellites is repeated a predetermined number of times or less.

가시위성 모니터링부(110)에 의해 소정 개수 이상의 가시위성이 모니터링된 경우, 이동체 위치 결정부(120)는 위성방송(Broadcasting Satellite, BS)을 수신하고자 하는 이동체의 위치를 결정한다. 이때, 이동체 위치 결정부(120)는 안테나를 통해 가시위성으로부터 수신되는 GNSS 신호를 이용하여 이동체(특히, 이동체의 안테나)의 현재 위치 좌표(X, Y, Z)를 결정할 수 있다. When a predetermined number or more of visible satellites are monitored by the visible satellite monitoring unit 110, the moving object position determination unit 120 determines a position of a moving object to receive a broadcasting satellite (BS). At this time, the moving object positioning unit 120 can determine the current position coordinates (X, Y, Z) of the moving object (particularly, the antenna of the moving object) using the GNSS signal received from the visible satellite through the antenna.

구체적으로, 이동체 위치 결정부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 가시위성으로부터 수신되는 GNSS 신호에 포함된 시간 정보와 GNSS 신호를 수신한 시간 정보를 이용하여 복수의 가시위성과 이동체 위치 간의 거리들을 구할 수 있으며, 구해진 거리들 각각을 반지름으로 하는 가상의 구(sphere)들을 생성하여 이동체의 현재 위치 좌표(X, Y, Z)를 결정할 수 있다. 이와 같이 GNSS를 이용하여 이동체 위치 좌표를 구하는 기술을 널리 알려진 기술임에 따라, 이에 대한 구체적인 동작 설명은 생략한다.Specifically, as shown in FIG. 2, the moving object position determination unit 120 uses the time information included in the GNSS signals received from the plurality of visible satellites and the time information of the GNSS signals received, (X, Y, Z) of the moving object can be determined by creating virtual spheres having radiuses of each of the obtained distances. The technique of obtaining the coordinates of the moving object using the GNSS is a well-known technique, and a detailed description of the operation will be omitted.

방송위성 추적부(130)는 방송위성의 위치 좌표와 이동체의 현재 위치 좌표를 이용하여 이동체를 기준으로 방송위성의 정확한 방향과 위치를 추적한다. 여기서, 방송위성은 이동체의 시청자가 시청하고자 하는 방송을 송출하는 위성일 수 있다. The broadcasting satellite tracking unit 130 tracks the precise direction and position of the broadcasting satellite based on the moving object using the position coordinates of the broadcasting satellite and the current position coordinates of the moving object. Here, the broadcast satellite may be a satellite for transmitting a broadcast desired to be viewed by the viewer of the moving object.

이동체의 시청자에 의해 시청하고자 하는 방송 채널이 선택되면, 방송위성 추적부(130)는 선택된 방송 채널의 위성방송 신호를 송출하는 방송위성의 정확한 방향과 위치를 추적한다. 이때, 방송위성은 적도선 상에 고정되어 있는 위성이므로 위치 좌표는 변하지 않는다. 이러한 특성을 이용하여 본 발명의 실시예에 따르면 복수의 방송위성별로 고정 위치 좌표(Pn(Xn, Yn, Zn))(여기서, n은 저장된 복수의 방송위성 개수이며, 1 이상의 자연수이다)가 데이터베이스화 되어 저장부(미도시)에 저장되어있을 수 있다.When a broadcast channel to be viewed is selected by the viewer of the moving object, the broadcast satellite tracking unit 130 tracks the precise direction and position of the broadcast satellite transmitting the satellite broadcast signal of the selected broadcast channel. At this time, since the broadcasting satellite is a satellite fixed on the equatorial line, the position coordinates do not change. According to an embodiment of the present invention, fixed position coordinates (Pn (Xn, Yn, Zn)) (where n is the number of stored broadcast satellites and is a natural number of 1 or more) And may be stored in a storage unit (not shown).

이동체를 기준으로 방송위성의 정확한 방향과 위치를 추적하기 위해, 방송위성 추적부(130)는 먼저 사용자에 의해 선택된 채널의 위성방송 신호를 송출하는 방송위성의 고정 위치 좌표를 저장부로부터 획득한다. 이때, 방송위성 추적부(130)는 이동체의 소정 위치에 구비된 위성방송 수신기로부터 사용자가 선택한 채널 정보를 수신할 수 있다. In order to track the precise direction and position of the broadcast satellite on the basis of the moving object, the broadcast satellite tracking unit 130 first acquires the fixed position coordinates of the broadcast satellite transmitting the satellite broadcast signal of the channel selected by the user from the storage unit. At this time, the broadcasting satellite tracking unit 130 can receive the channel information selected by the user from the satellite broadcasting receiver provided at a predetermined position of the moving object.

방송위성 추적부(130)는 획득된 방송위성의 고정 위치 좌표와 이동체 위치 결정부(120)에 의해 결정된 이동체의 현재 위치 좌표를 이용하여 이동체(안테나)에서 방송위성까지의 시선벡터(Line-of-Sight)를 구한다. The broadcast satellite tracking unit 130 uses the fixed position coordinates of the obtained broadcast satellite and the current position coordinates of the moving object determined by the moving object positioning unit 120 to calculate a line-of-sight -Sight.

예컨대, 도 3을 참조하여 이동체의 현재 위치 좌표(O(X, Y, Z))에서 방송위성의 고정 위치 좌표(P(X, Y, Z))를 빼면 시선벡터를 구할 수 있다. 이때, 시선벡터를 시선벡터의 크기로 나누면 단위시선벡터(

Figure 112015124368767-pat00001
)를 구할 수 있으며, 이에 대한 수식은 수학식 1과 같을 수 있다. For example, the gaze vector can be obtained by subtracting the fixed position coordinates P (X, Y, Z) of the broadcasting satellite from the current position coordinates O (X, Y, Z) of the moving object with reference to FIG. At this time, dividing the line-of-sight vector by the size of the line-of-sight vector,
Figure 112015124368767-pat00001
), And the formula for this may be as shown in Equation (1).

Figure 112015124368767-pat00002
Figure 112015124368767-pat00002

여기서, rsat는 방송위성의 고정 위치 좌표 벡터이며, rrcv는 이동체의 현재 위치 좌표 벡터이다. Where r sat is the fixed position coordinate vector of the broadcasting satellite and r rcv is the current position coordinate vector of the moving object.

방송위성 추적부(130)는 이동체의 현재 위치 좌표, 방송위성의 위치 좌표, 단위시선벡터(

Figure 112015124368767-pat00003
)를 이용하여 이동체를 기준으로 방송위성의 방위각(Elevation)과 고도각(Azimuth)을 구할 수 있다. 이때, 방송위성 추적부(130)는 수학식 2와 3을 이용하여 방위각(A)과 고도각(E)를 구할 수 있다.The broadcast satellite tracking unit 130 receives the current position coordinates of the moving object, the position coordinates of the broadcast satellite,
Figure 112015124368767-pat00003
The azimuth and altitude of the broadcasting satellite can be obtained based on the moving object. At this time, the broadcasting satellite tracking unit 130 can obtain the azimuth angle A and the altitude angle E using Equations 2 and 3. [

Figure 112015124368767-pat00004
Figure 112015124368767-pat00004

Figure 112015124368767-pat00005
Figure 112015124368767-pat00005

여기서,

Figure 112015124368767-pat00006
는 이동체에서 방송위성까지 X축 상의 단위시선벡터이며,
Figure 112015124368767-pat00007
는 이동체에서 방송위성까지 Y축 상의 단위시선벡터이며,
Figure 112015124368767-pat00008
는 이동체에서 방송위성까지Z축 상의 단위시선벡터이다.here,
Figure 112015124368767-pat00006
Is a unit line-of-sight vector on the X-axis from the moving object to the broadcasting satellite,
Figure 112015124368767-pat00007
Is a unit line-of-sight vector on the Y axis from the moving object to the broadcasting satellite,
Figure 112015124368767-pat00008
Is a unit gaze vector on the Z axis from the moving object to the broadcasting satellite.

방송위성 추적부(130)는 이동체의 현재 위치 좌표, 방송위성의 위치 좌표, 이동체를 기준으로 방송위성의 방위각(A)과 고도각(E)을 이용하여 방송위성의 정확한 방향과 위치를 추적할 수 있다. The broadcasting satellite tracking unit 130 tracks the precise direction and position of the broadcasting satellite using the current position coordinates of the moving object, the position coordinates of the broadcasting satellite, and the azimuth angle A and the altitude angle E of the broadcasting satellite based on the moving object .

한편, 가시위성 모니터링부(110)에서 가시위성을 모니터링하는 동작이 기설정된 소정 반복 횟수 이상으로 반복되는 동안 가시위성이 소정 개수 미만으로 모니터링된 경우, 주변 환경이 열악한 환경으로 판단하고, 방송위성 추적부(130)는 방송위성에 대한 블라인드 스캔 동작을 수행한다. On the other hand, when the visible satellite monitoring unit 110 monitors the visible satellite for a predetermined number of repetitions or more and repeats the observation for less than a predetermined number, it is determined that the environment is poor, Unit 130 performs a blind scan operation on the broadcast satellite.

여기서, 블라인드 스캔은 위성방송 수신기에 입력된 채널에 대한 위성 신호(주파수)를 검색하고, 검색 결과 원하는 방송위성인지 주파수로 확인한 후, 원하는 방송위성으로부터 위성방송 신호를 수신하는 기술이다. 위성방송 기술에 있어서 블라인드 스캔 기술을 널리 알려진 기술임에 따라, 이에 대한 구체적인 동작 설명은 생략한다.Here, the blind scan is a technique for searching for a satellite signal (frequency) for a channel input to a satellite broadcast receiver, confirming a desired broadcast satellite or frequency, and receiving a satellite broadcast signal from a desired broadcast satellite. Since the blind scan technique is well known in the satellite broadcast technology, a detailed description of the operation will be omitted.

아울러, 방송위성 추적부(130)는 위성방송용 안테나를 통해 수신되는 위성방송 신호를 분석하여 이동체에서 시청하고자 하는 즉, 사용자에 의해 선택된 채널의 방송을 송출하는 방송위성인지 확인한다. 방송위성 추적부(130)는 이동체에서 선택된 방송 채널 정보와 방송위성으로부터 수신되는 위성방송 신호에 포함된 채널 정보를 비교하여, 안테나가 이동체에서 시청하고자 하는 방송위성을 지향하고 있는지 확인할 수 있다.In addition, the broadcasting satellite tracking unit 130 analyzes the satellite broadcasting signal received through the antenna for satellite broadcasting, and confirms whether the satellite is a broadcasting satellite for broadcasting the channel selected by the user. The broadcast satellite tracking unit 130 compares the channel information included in the satellite broadcast signal received from the broadcast satellite with the broadcast channel information selected by the mobile station so as to confirm whether the antenna is oriented to the broadcast satellite to be viewed on the mobile.

만약, 확인결과 선택된 방송 채널 정보와 수신되는 위성방송 신호의 채널 정보가 불일치하는 경우, 이동체 위치 결정부()는 이동체의 위치를 재확인한다. If the channel information of the selected broadcast channel information and the channel information of the received satellite broadcast signal do not coincide with each other, the mobile unit position determination unit reaffirms the position of the mobile unit.

안테나 구동부(140)는 방송위성 추적부(130)에 의해 추적된 방송위성의 방향과 위치를 고려하여, 방송위성으로부터 위성방송 신호를 수신하는 위성방송용 안테나가 원하는 방송위성을 지향하도록 안테나의 지향 방향을 조절한다. 이를 위해, 안테나 구동부(140)는 안테나의 양각 및 방위각을 조절하기 위한 모터를 포함할 수 있다. In consideration of the direction and the position of the broadcast satellite tracked by the broadcast satellite tracking unit 130, the antenna driving unit 140 controls the direction of the antenna so that the satellite broadcast antenna, . For this purpose, the antenna driving unit 140 may include a motor for adjusting the angles and azimuth angles of the antenna.

또한, 안테나 구동부(140)는 방송위성으로부터 안테나를 통해 수신되는 위성방송 신호의 세기를 측정하면서 안테나의 방향을 정밀하게 조절한다. 예컨대, 안테나 구동부(140)는 방송위성 추적부(130)에서 계산된 방위각 및 고도각을 기준으로 소정 각도 범위 내에서 위성방송용 안테나의 방향을 조절하여 위성방송 신호들을 수신한다. 여기서, 소정 각도 범위는 사전에 작업자 및 개발자 등에 의해서 설정 및 변경될 수 있다. 또한, 방위각을 기준으로 소정 각도(제1 소정 각도)와 고도각을 기준으로 소정 각도(제2 소정 각도)는 같을 수도 있으며, 다를 수도 있다. Also, the antenna driving unit 140 precisely adjusts the direction of the antenna while measuring the intensity of the satellite broadcast signal received through the antenna from the broadcasting satellite. For example, the antenna driving unit 140 adjusts the direction of the satellite broadcasting antenna within a predetermined angle range based on the azimuth and altitude angles calculated by the broadcasting satellite tracking unit 130, and receives the satellite broadcasting signals. Here, the predetermined angle range can be set and changed in advance by the operator, the developer, and the like. The predetermined angle (first predetermined angle) and the predetermined angle (second predetermined angle) may be the same or different from each other with respect to the altitude angle based on the azimuth angle.

안테나 구동부(140)는 소정 각도 범위 내에서 수신되는 복수의 신호 중에서 가장 큰 세기의 신호가 수신되는 방향으로 위성방송용 안테나의 방향을 정밀하게 조절할 수 있다.The antenna driving unit 140 can precisely adjust the direction of the satellite broadcasting antenna in a direction in which signals of the highest intensity among the plurality of signals received within a predetermined angle range are received.

만약, 방송위성 추적부(130)에서 블라인드 스캔을 통해 방송위성이 추적된 경우 또한 마찬가지로, 안테나 구동부(140)는 방송위성으로부터 수신되는 위성방송 신호의 세기를 측정하면서 안테나의 방향을 조절할 수 있다. If the broadcasting satellite tracking unit 130 tracks the broadcasting satellite through the blind scan, the antenna driving unit 140 may adjust the direction of the antenna while measuring the intensity of the satellite broadcasting signal received from the broadcasting satellite.

최종적으로 사용자가 시청하고자 하는 채널의 방송위성을 지향하여 위성방송 신호가 수신되면, 수신된 위성방송 신호는 LNB(Low Noise Block downconverter)를 통해 위성방송 수신기로 전달될 수 있으며, 위성방송 수신기는 전달된 위성방송 신호를 모니터를 통해 출력할 수 있다. Finally, when a satellite broadcast signal is received in the direction of a broadcast satellite of a channel the user wishes to view, the received satellite broadcast signal can be transmitted to a satellite broadcast receiver through an LNB (Low Noise Block Downconverter) The satellite broadcast signal can be outputted through the monitor.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 이동체의 현재 위치 좌표와 시청하고자 하는 채널에 대한 방송위성의 고유 위치 좌표를 이용하여 이동체를 기준으로 방송위성의 방위각과 고도각을 계산하여, 계산된 방위각과 고도각으로 안테나가 지향하도록 구동함으로써, 이동체가 고정되어 있거나 움직이는 상황에도 위성 방송을 자동으로 추적할 수 있으며, 운용이나 설치 및 신호 분석의 어려움도 없다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the azimuth angle and elevation angle of the broadcasting satellite are calculated on the basis of the current position coordinates of the moving object and the unique position coordinates of the broadcasting satellite with respect to the channel to be viewed, By driving the antenna to be oriented at an altitude angle, the satellite broadcast can be automatically tracked even when the mobile body is stationary or moving, and there is no difficulty in operation, installation and signal analysis.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위성항법시스템을 이용한 자동 위성 식별 및 추정 방법 흐름도이다. 4 is a flowchart of an automatic satellite identification and estimation method using a satellite navigation system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 별도의 언급이 없는 한, 본 발명의 실시예에 따른 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치(100)에서 수행되는 것으로 간주한다. Hereinafter, unless otherwise noted, it is assumed to be performed in the automatic broadcasting satellite tracking apparatus 100 using the satellite navigation system according to the embodiment of the present invention.

먼저, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 가시 위성을 모니터링 한다(S401). 여기서, 가시위성(visible satellites)이란, 위성항법시스템(GNSS, Global Navigation Satellite System)용 위성을 말하며, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 GNSS용 안테나를 통해 GNSS용 위성으로부터 수신되는 GNSS 신호(위성항법 신호)를 확인하여 가시위성을 모니터링할 수 있다. First, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 monitors the visible satellite (S401). Herein, visible satellites are satellites for a Global Navigation Satellite System (GNSS), and the automatic broadcast satellite tracking device 100 receives GNSS signals (satellite signals) received from GNSS satellites via an antenna for GNSS Navigation signals) to monitor visible satellites.

이때, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 소정 반복 횟수 이하 동안 모니터링 동작을 반복 수행하는 중에 소정 개수 이상의 가시위성이 모니터링되는지 확인한다(S402)(S403). 여기서, 소정 반복 횟수 및 소정 개수는 사전에 작업자 또는 개발자에 의해 설명 및 변경될 수 있다. 구체적으로, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 일정 주기마다 가시위성을 모니터링하며, 모니터링된 가시위성의 개수가 기설정된 소정 개수 이상인지 확인한다. 이동체의 정확한 현재 위치 좌표를 확인하기 위해서는, 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 4개의 가시위성으로부터 수신되는 GNSS 신호를 이용하는 것이 바람직하기 때문에, 본 발명의 실시예에서 자동 방송위성 추적 장치(100)는 모니터링된 가시위성의 개수가 4개 이상인지 확인하는 것으로 가정하여 설명한다.At this time, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 determines whether a predetermined number or more of visible satellites are monitored during repeating the monitoring operation for a predetermined number of repetitions or less (S402) (S403). Here, the predetermined number of repetitions and the predetermined number may be described and changed in advance by the operator or the developer. Specifically, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 monitors the visible satellites at regular intervals and determines whether the number of the monitored visible satellites is equal to or greater than a predetermined number. Since it is desirable to use the GNSS signal received from at least four visible satellites, as shown in Figure 2, in order to ascertain the exact current location coordinates of the moving object, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 in the embodiment of the present invention It is assumed that the number of monitored visible satellites is four or more.

만약, 모니터링된 가시위성의 개수가 소정 개수(4개) 미만인 경우, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 가시위성을 모니터링하는 동작을 반복한다. 이때, 가시위성을 모니터링하는 동작이 무한히 반복되면, 오히려 블라인드 스캔보다 시간도 많이 걸리고, 사용자는 오류로 판단할 가능성이 있다. 이에 따라, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 가시위성을 모니터링하는 동작이 기설정된 소정 반복 횟수 이하로 반복되는 동안, 소정 개수(4개) 이상의 가시위성이 모니터링되는지 확인한다.If the number of the monitored visible satellites is less than the predetermined number (four), the automatic broadcasting satellite tracking device 100 repeats the operation of monitoring the visible satellites. At this time, if the operation of monitoring the visible satellite is repeated infinitely, it takes more time than the blind scan and the user may judge as an error. Accordingly, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 confirms that a predetermined number (four or more) of visible satellites are monitored while the operation of monitoring the visible satellites is repeated a predetermined number of times or less.

소정 개수 이상의 가시위성이 모니터링된 경우, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 위성방송(Broadcasting Satellite, BS)을 수신하고자 하는 이동체의 현재위치를 결정한다(S404). 이때, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 안테나를 통해 가시위성으로부터 수신되는 GNSS 신호를 이용하여 이동체(특히, 이동체의 안테나)의 위치 좌표(X, Y, Z)를 결정할 수 있다.When a predetermined number or more of the visible satellites are monitored, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 determines the current position of the moving object to receive the broadcasting satellite (S404). At this time, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 can determine the coordinates (X, Y, Z) of the moving object (particularly, the antenna of the moving object) using the GNSS signal received from the visible satellite through the antenna.

구체적으로, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 가시위성으로부터 수신되는 GNSS 신호에 포함된 시간 정보와 GNSS 신호를 수신한 시간 정보를 이용하여 복수의 가시위성과 이동체 위치 간의 거리들을 구할 수 있으며, 구해진 거리들 각각을 반지름으로 하는 가상의 구(sphere)들을 생성하여 이동체의 현재 위치 좌표(X, Y, Z)를 결정할 수 있다. 이와 같이 GNSS를 이용하여 이동체 위치 좌표를 구하는 기술을 널리 알려진 기술임에 따라, 이에 대한 구체적인 동작 설명은 생략한다.Specifically, as shown in FIG. 2, the automatic broadcasting satellite tracking apparatus 100 uses time information included in a GNSS signal received from a plurality of visible satellites and time information obtained by receiving a GNSS signal, (X, y, z) of the moving object can be determined by creating virtual spheres having radiuses of each of the obtained distances. The technique of obtaining the coordinates of the moving object using the GNSS is a well-known technique, and a detailed description of the operation will be omitted.

자동 방송위성 추적 장치(100)는 이동체 내 사용자에 의해 선택된 채널의 위성방송 신호를 송출하는 방송위성의 고정 위치 좌표를 획득한다(S405). 이때, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 이동체의 소정 위치에 구비된 위성방송 수신기로부터 사용자가 선택한 채널 정보를 수신할 수 있다. The automatic broadcasting satellite tracking device 100 acquires the fixed position coordinates of the broadcasting satellite transmitting the satellite broadcasting signal of the channel selected by the user in the moving object (S405). At this time, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 can receive channel information selected by the user from a satellite broadcasting receiver provided at a predetermined position of the moving object.

방송위성은 적도선 상에 고정되어 있는 위성이므로 위치 좌표는 변하지 않는다. 이러한 특성을 이용하여 본 발명의 실시예에 따르면 복수의 방송위성 별로 고정 위치 좌표(Pn(Xn, Yn, Zn))(여기서, n은 저장된 복수의 방송위성 개수이며, 1 이상의 자연수이다)가 데이터베이스화 되어 별도의 메모리에 저장되어있을 수 있다.Since the broadcasting satellite is a satellite fixed on the equatorial line, the position coordinates do not change. According to an embodiment of the present invention, fixed position coordinates (Pn (Xn, Yn, Zn)) (where n is the number of stored broadcast satellites and is a natural number of 1 or more) And stored in a separate memory.

자동 방송위성 추적 장치(100)는 방송위성의 위치 좌표와 이동체의 현재 위치 좌표를 이용하여 이동체를 기준으로 방송위성의 고도각과 방위각을 계산한다(S406). The automatic broadcasting satellite tracking apparatus 100 calculates an altitude angle and an azimuth of the broadcasting satellite based on the moving object using the position coordinates of the broadcasting satellite and the current position coordinates of the moving object (S406).

구체적으로, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 단계 S404에서 결정된 이동체의 현재 위치 좌표와 단계 S405에서 획득된 방송위성의 고정 위치 좌표를 이용하여 이동체(안테나)에서 방송위성까지의 시선벡터(Line-of-Sight)를 구한다. 예컨대, 도 3을 참조하여 이동체의 현재 위치 좌표(O(X, Y, Z))에서 방송위성의 고정 위치 좌표(P(X, Y, Z))를 빼면 시선벡터를 구할 수 있다. 이때, 시선벡터를 시선벡터의 크기로 나누면 단위시선벡터(

Figure 112015124368767-pat00009
)를 구할 수 있으며, 이에 대한 수식은 수학식 1과 같을 수 있다. Specifically, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 uses the current position coordinates of the moving object determined in step S404 and the fixed position coordinates of the broadcasting satellites obtained in step S405 to calculate the line- of-sight. For example, the gaze vector can be obtained by subtracting the fixed position coordinates P (X, Y, Z) of the broadcasting satellite from the current position coordinates O (X, Y, Z) of the moving object with reference to FIG. At this time, dividing the line-of-sight vector by the size of the line-of-sight vector,
Figure 112015124368767-pat00009
), And the formula for this may be as shown in Equation (1).

자동 방송위성 추적 장치(100)는 이동체의 현재 위치 좌표, 방송위성의 위치 좌표, 단위시선벡터(

Figure 112015124368767-pat00010
)를 이용하여 이동체를 기준으로 방송위성의 방위각(Elevation)과 고도각(Azimuth)을 구할 수 있다. 이때, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 수학식 2와 3을 이용하여 방위각(A)과 고도각(E)를 구할 수 있다.The automatic broadcasting satellite tracking apparatus 100 includes a current position coordinate of a moving object, a position coordinate of a broadcasting satellite,
Figure 112015124368767-pat00010
The azimuth and altitude of the broadcasting satellite can be obtained based on the moving object. At this time, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 can obtain the azimuth angle A and the altitude angle E using equations (2) and (3).

이와 같은 과정을 통해 구해진 이동체의 현재 위치 좌표, 방송위성의 위치 좌표, 이동체를 기준으로 방송위성의 방위각(A)과 고도각(E)을 이용하여 방송위성의 정확한 방향과 위치를 추적할 수 있다. The accurate direction and position of the broadcasting satellite can be tracked using the current position coordinates of the moving object, the position coordinates of the broadcasting satellites, and the azimuth angle A and the altitude angle E of the broadcasting satellite based on the moving object obtained through the above process .

자동 방송위성 추적 장치(100)는 단계 S406에서 계산된 방송위성의 방위각과 고도각을 이용하여 방송위성으로부터 위성방송 신호를 수신하는 위성방송용 안테나가 원하는 방송위성을 지향하도록 안테나의 지향 방향을 조절한다(S407). 이를 위해, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 안테나의 양각 및 방위각을 조절하기 위한 모터를 제어할 수 있다. The automatic broadcasting satellite tracking apparatus 100 adjusts the direction of the antenna so that the satellite broadcasting antenna that receives the satellite broadcasting signal from the broadcasting satellite uses the azimuth angle and the altitude angle of the broadcasting satellite calculated in step S406 to direct the desired broadcasting satellite (S407). To this end, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 may control a motor for adjusting the embossing angle and the azimuth angle of the antenna.

자동 방송위성 추적 장치(100)는 위성방송용 안테나를 통해 수신되는 위성방송 신호를 분석하여 이동체에서 시청하고자 하는 즉, 사용자에 의해 선택된 채널의 방송을 송출하는 방송위성을 지향하고 있는지 확인한다(S408). 자동 방송위성 추적 장치(100)는 이동체에서 선택된 방송 채널 정보와 방송위성으로부터 수신되는 위성방송 신호에 포함된 채널 정보를 비교하여, 안테나가 이동체에서 시청하고자 하는 방송위성을 지향하고 있는지 확인할 수 있다.The automatic broadcasting satellite tracking apparatus 100 analyzes the satellite broadcasting signal received through the satellite broadcasting antenna and determines whether the broadcasting satellite is intended to be viewed by a mobile body, that is, a broadcasting satellite broadcasting a channel selected by the user (S408) . The automatic broadcasting satellite tracking device 100 can compare the channel information included in the satellite broadcasting signal received from the broadcasting satellite with the broadcasting channel information selected from the moving object so as to confirm whether the antenna is oriented to the broadcasting satellite to be viewed on the moving object.

단계 S408의 확인 결과 사용자에 의해 요구되는 방송위성을 지향하는 경우, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 방송위성으로부터 안테나를 통해 수신되는 위성방송 신호의 세기를 측정하면서 안테나의 방향을 정밀하게 조절한다(S409),(S410). 예컨대, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 단계 S406에서 계산된 방송위성의 고도각 및 방위각을 기준으로 소정 각도 범위 내에서 위성방송용 안테나의 방향을 조절하여 위성방송 신호들을 수신한다. 여기서, 소정 각도 범위는 사전에 작업자 및 개발자 등에 의해서 설정 및 변경될 수 있다. 또한, 방위각을 기준으로 소정 각도(제1 소정 각도)와 고도각을 기준으로 소정 각도(제2 소정 각도)는 같을 수도 있으며, 다를 수도 있다. As a result of checking in step S408, if the broadcasting satellite is requested by the user, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 precisely adjusts the direction of the antenna while measuring the intensity of the satellite broadcasting signal received through the antenna from the broadcasting satellite (S409), (S410). For example, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 receives the satellite broadcasting signals by adjusting the direction of the satellite broadcasting antenna within a predetermined angle range based on the elevation angle and the azimuth angle of the broadcasting satellite calculated in step S406. Here, the predetermined angle range can be set and changed in advance by the operator, the developer, and the like. The predetermined angle (first predetermined angle) and the predetermined angle (second predetermined angle) may be the same or different from each other with respect to the altitude angle based on the azimuth angle.

예컨대, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 소정 각도 범위 내에서 수신되는 복수의 신호 중에서 가장 큰 신호가 수신되는 방향으로 위성방송용 안테나의 방향과 위치를 최종적으로 결정할 수 있다.For example, the automatic broadcasting satellite tracking device 100 can finally determine the direction and the position of the satellite broadcasting antenna in a direction in which the largest signal among a plurality of signals received within a predetermined angle range is received.

한편, 단계 S402의 확인 결과 가시위성을 모니터링하는 동작이 기설정된 소정 반복 횟수를 초과하는 경우, 주변 환경이 열악한 환경으로 판단하고, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 방송위성에 대한 블라인드 스캔 동작을 수행한다(S411).On the other hand, if it is determined in step S402 that the operation of monitoring the visible satellite exceeds the preset predetermined number of repetitions, it is determined that the surrounding environment is poor, and the automatic broadcasting satellite tracking device 100 performs a blind scanning operation on the broadcasting satellite (S411).

여기서, 블라인드 스캔은 위성방송 수신기에 입력된 채널에 대한 위성 신호(주파수)를 검색하고, 검색 결과 원하는 방송위성인지 주파수로 확인한 후, 원하는 방송위성으로부터 위성방송 신호를 수신하는 기술이다. 위성방송 기술에 있어서 블라인드 스캔 기술을 널리 알려진 기술임에 따라, 이에 대한 구체적인 동작 설명은 생략한다.Here, the blind scan is a technique for searching for a satellite signal (frequency) for a channel input to a satellite broadcast receiver, confirming a desired broadcast satellite or frequency, and receiving a satellite broadcast signal from a desired broadcast satellite. Since the blind scan technique is well known in the satellite broadcast technology, a detailed description of the operation will be omitted.

블라인드 스캔을 통해 방송위성이 추적된 경우 또한 마찬가지로, 자동 방송위성 추적 장치(100)는 사용자에 의해 선택된 채널의 방송을 송출하는 방송위성을 지향하고 있는지 확인한다.Similarly, when the broadcast satellite is tracked through the blind scan, the automatic broadcast satellite tracking device 100 also checks whether the broadcast satellite is aimed at broadcasting the broadcast of the channel selected by the user.

최종적으로 안테나의 방향을 정밀 조절되어 사용자가 시청하고자 하는 채널의 위성방송 신호가 수신되면, 수신된 위선방송 신호는 LNB(Low Noise Block downconverter)를 통해 위성방송 수신기로 전달될 수 있으며, 위성방송 수신기는 전달된 위선방송 신호를 모니터를 통해 출력할 수 있다. Finally, when the direction of the antenna is precisely adjusted and a satellite broadcast signal of a channel to be viewed by the user is received, the received hypotenuse broadcast signal can be transmitted to a satellite broadcast receiver through an LNB (Low Noise Block Downconverter) Can output the transmitted hypotenuse broadcast signal through the monitor.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 이동체의 현재 위치 좌표와 시청하고자 하는 채널에 대한 방송위성의 고유 위치 좌표를 이용하여 이동체를 기준으로 방송위성의 방위각과 고도각을 계산하여, 계산된 방위각과 고도각으로 안테나가 지향하도록 구동함으로써, 이동체가 고정되어 있거나 움직이는 상황에도 위성 방송을 자동으로 추적할 수 있으며, 운용이나 설치 및 신호 분석의 어려움도 없다. As described above, according to the embodiment of the present invention, the azimuth angle and elevation angle of the broadcasting satellite are calculated on the basis of the current position coordinates of the moving object and the unique position coordinates of the broadcasting satellite with respect to the channel to be viewed, By driving the antenna to be oriented at an altitude angle, the satellite broadcast can be automatically tracked even when the mobile body is stationary or moving, and there is no difficulty in operation, installation and signal analysis.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention may be embodied in other specific forms. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

100 : 자동 방송위성 추적 장치
110 : 가시위성 모니터링부 120 : 이동체 위치 결정부
130: 방송위성 추적부 140 : 안테나 구동부100: Automatic broadcasting satellite tracking device
110: visible satellite monitoring unit 120: moving object positioning unit
130: broadcasting satellite tracking unit 140: antenna driving unit

Claims (18)

위성항법시스템(GNSS)용 안테나를 통해 수신되는 GNSS 신호를 확인하여 기설정된 소정 개수 이상의 가시위성을 모니터링하는 가시위성 모니터링부;
위성항법시스템을 이용하여 모니터링된 상기 소정 개수 이상의 가시위성으로부터 수신되는 GNSS 신호를 이용하여 이동체의 현재 위치 좌표를 결정하는 이동체 위치 결정부;
위성방송 수신기에 입력된 채널에 대한 방송위성의 고정 위치 좌표와 상기 이동체의 현재 위치 좌표를 이용하여 상기 이동체의 현재 위치에서 상기 방송위성의 위치까지의 시선 벡터(Line-of-Sight)를 구하며, 상기 시선벡터의 단위벡터인 단위시선벡터를 이용하여, 상기 이동체의 현재 위치를 기준으로 상기 방송위성의 방위각(Elevation) 및 고도각(Azimuth)을 계산하여 상기 방송위성의 위치를 추적하고, 상기 가시위성 모니터링부의 가시위성 모니터링 동작이 기설정된 소정 횟수 이상으로 동작하는 동안 상기 소정 개수 이상의 가시위성이 모니터링되지 않으면, 블라인드 스캔 동작을 통해 상기 입력된 채널에 대한 위성방송 신호를 수신하는 방송위성 추적부; 및
추적된 상기 방송위성의 위치에 따라 상기 이동체에 구비된 위성방송용 안테나의 방향을 조절하는 안테나 구동부
를 포함하는 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치.
A visible satellite monitoring unit for monitoring GNSS signals received through an antenna for a GNSS and monitoring a predetermined number or more of visible satellites;
A moving object positioning unit for determining current position coordinates of a moving object using a GNSS signal received from the predetermined number or more of visible satellites monitored using a satellite navigation system;
Obtain a line-of-sight from the current position of the moving object to the position of the broadcasting satellite using the fixed position coordinates of the broadcasting satellite with respect to the channel input to the satellite broadcasting receiver and the current position coordinates of the moving object, An azimuth of the broadcasting satellite is calculated based on a current position of the moving object by using a unit vector of a unit vector of the visual vector to track the position of the broadcasting satellite, A broadcast satellite tracking unit for receiving a satellite broadcast signal for the input channel through a blind scan operation when the predetermined number or more of the visible satellites are not monitored while the visible satellite monitoring operation of the satellite monitoring unit is operated a predetermined number of times or more; And
An antenna driving unit for adjusting a direction of an antenna for a satellite broadcasting provided in the moving object according to a position of the broadcast satellite,
Automatic satellite tracking system using satellite navigation system.
제1항에 있어서, 상기 방송위성 추적부는,
상기 입력된 채널의 위성방송 신호를 송출하는 상기 방송위성의 고정 위치 좌표를 방송 채널 별 방송 위성의 고정 위치 좌표가 저장된 메모리로부터 획득하는 것
위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치.
The broadcast satellite tracking system according to claim 1,
The fixed position coordinates of the broadcasting satellite transmitting the satellite broadcasting signal of the input channel are acquired from the memory in which the fixed position coordinates of the broadcasting satellites for each broadcasting channel are stored
Automatic broadcasting satellite tracking system using satellite navigation system.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 안테나 구동부는,
상기 이동체의 소정 위치에 장착된 위성방송용 안테나가 상기 방송 위성을 지향하도록, 상기 방위각 및 상기 고도각에 따라 상기 위성방송용 안테나의 방향을 조절하는 것
인 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치.
The apparatus of claim 1,
And adjusting the direction of the antenna for satellite broadcasting according to the azimuth angle and the altitude angle so that the antenna for satellite broadcasting mounted at a predetermined position of the moving body is directed to the broadcasting satellite
Automatic satellite tracking system using satellite navigation system.
제5항에 있어서, 상기 안테나 구동부는,
상기 방위각 및 상기 고도각 각각을 기준으로 기설정된 소정 각도 범위 내에서 수신되는 위성방송 신호의 세기 중 가장 큰 세기의 위성방송 신호가 수신되는 방향으로 상기 위성방송용 안테나의 방향을 정밀 조절하는 것
인 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치.
6. The antenna of claim 5,
And precisely adjusting the direction of the satellite broadcasting antenna in a direction in which the satellite broadcasting signal having the strongest intensity among the intensity of the satellite broadcasting signal received within a predetermined angle range based on the azimuth angle and the altitude angle is received
Automatic satellite tracking system using satellite navigation system.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 방송위성 추적부는,
상기 입력된 채널의 정보와 상기 위성방송 신호에 포함된 채널 정보를 비교하여, 상기 입력된 채널에 대한 위성방송 신호를 수신하는지 확인하는 것
인 위성항법시스템을 이용한 자동 방송위성 추적 장치.The broadcast satellite tracking system according to claim 1,
Comparing the input channel information with channel information included in the satellite broadcast signal to confirm whether or not the satellite broadcast signal for the input channel is received
Automatic satellite tracking system using satellite navigation system. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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