KR101767111B1 - 위성항법장치 오류 보정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위성항법장치의 오류를 감지하고, 상황에 적합한 보정이 가능한 위성항법장치 오류 보정 방법 및 장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 휴대용 단말기의 제어부는 GPS 신호가 수신되고 최초 GPS 신호라면, 상기 휴대용 단말기가 부트 업(Boot-up)되면서 오류가 발생했는지와, 상기 최초 GPS 신호가 아니면서 미리 설정된 거리의 터널(Short Tunnel)을 지날 때 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우에 해당하는지, 두 좌표간의 이동거리(DIST) 이상에 해당하는지, 음영지역에서 벗어난 이후 미리 설정한 거리를 초과하는지, 수신된 속도 데이터 이상에 해당하는지에 따라 오류를 판단하고 보정하되, 상기 제어부는 부트 업(Boot-up)되면서 오류가 발생한 경우와, 두 좌표간의 이동거리(DIST) 이상에 해당하는 경우와, 음영지역에서 벗어난 이후 미리 설정한 거리를 초과하는 경우 및 수신된 속도 데이터 이상에 해당하는 경우에는 상기 GPS 수신 모듈을 이상이 해결될 때까지 각각의 설정된 횟수로 콜드 리셋하면서 상기 GPS 수신 모듈 콜드 리셋 시 상기 무선 통신 모듈의 AGPS 데이터를 좌표로 이용한 후, 상기 GPS 수신 모듈 콜드 리셋 이후에도 이상현상이 지속되면 상황에 따라 상기 GPS 수신 모듈의 SGPS 신호로 좌표를 인식하고, 상기 미리 설정된 거리의 터널 통과시 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우는 무시하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위성항법 장치의 오류 보정 방법을 제공한다.

Description

위성항법장치 오류 보정 방법 및 장치{Apparatus and method for correcting with detecting fault in global positioning system}

본 발명은 위성항법장치(GPS) 오류 보정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특수한 상황에서 발생되는 위성항법장치의 오류를 감지하고, 해당 특수 상황에 적합한 보정이 가능한 위성항법장치 오류 보정 방법 및 장치에 관한 것이다.

GPS(Global Positioning System)란 미 국방성에서 자국의 군사목적을 위하여 개발한 것으로 지구상 어디에서나 기후에 구애받지 않고 표준좌표계에서의 위치, 속도, 시간 측정을 가능하게 해주는 인공위성을 이용한 첨단 항법 체계이다.

이러한 GPS 중 차량에 장착되는 GPS는 GIS(Geographic Information System)와 함께 사용되어 도로상황 등을 운전자에게 제공하며, 출발시점부터 목표 지점까지의 거리, 소요 시간, 도로 상황 등을 운전자에게 알려주어 편리하고 신속하게 목표지점까지 도달하도록 도와주고 있다. 일례로 차량에서 사용되는 네비게이션 시스템은 차량에 장착된 GPS 수신기로부터 얻은 위치정보를 이용하여 GPS 수신기의 이동경로를 GIS의 수치지도를 통해 시각화하여 보여줌으로써 운전자가 손쉽게 운전할 수 있도록 도와준다.

GPS를 이용한 측위 방식은 SGPS(Standalone GPS)와 AGPS(Assisted GPS)로 구분될 수 있다. 여기서, SGPS는 외부의 지원 없이 자체적으로 GPS를 이용하여 위치를 측정하는 방식이다. AGPS는 GPS를 수신하면서 이동통신 기지국에서 전송한 GPS 관련 위성항법 보조정보를 이용하여 위치를 측정하는 방식이다.

SGPS는 GPS를 동작시켰을 때부터 단말의 현재 위치를 계산하는 데까지 소요되는 시간인 초기 위치정보 수신시간(Time To First Fix : TTFF)이 길고, 전력이 많이 소모된다. 따라서, 단말이 이동 통신망에 접속하여 현재 위치기반의 GPS 관련 위성항법 보조정보를 수신하여 SGPS보다 빠른 TTFF 성능을 제공하는 AGPS 방식이 많이 사용된다.

물류산업 및 IoT의 발달과 함께 위치관제에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 그리고 그 중심엔 위치를 측정할 수 있는 장치인 GPS가 있다.

하지만 GPS의 위치 오차로 인해 데이타의 신뢰도가 떨어져 소비자들의 불만이 증가되고 있고 활용분야가 제한되고 있는 상황이다.

GPS의 위치 데이타는 정상적인 경우 10~15m의 오차범위를 가지고 있다. 하지만 특수 상황이 발생하면 수 킬로미터의 오차가 지속적으로 발생하기도 한다. GPS 내부적으로 위치 오류를 보정하고 있으나 처리되지 않는 오류가 잔존하고 있으며 소프트웨어적으로 이를 인식하고 보정하지 않으면 신뢰할 수 없는 위치 데이터로 인해 사고로 이어질 수 있는 문제가 있다.

이와 같이 수 킬로미터의 오차가 발생하는 오류의 원인은 잘못된 위성을 기준으로 측위를 할 때 발생한다. GPS는 측위에 사용할 위성을 선택할 때 오류 좌표 방지를 위해 높은 S/N을 가지는 위성을 위주로 선택하도록 되어 있다. 하지만 높은 S/N을 가지는 위성이 없을 경우 측위에 큰 문제가 없는 수준의 S/N을 가지는 위성을 선택하는데 여기서 문제가 발생한다. 대개의 경우 해당 위성으로도 정상적으로 좌표 측위가 되나 적은 확률로 잘못된 위성을 선택하여 새로운 위성을 선택하기 전까지 오류 좌표가 출력된다. 그래서 해당 현상은 선택할 여지가 없는 3~4개의 위성만 커버리지에 있을 경우 주로 발생한다.

대한민국 등록특허 10-0579654호(2006년 05월 16일 공고 - 환경 및 거리 가중치를 이용한 ＧＰＳ 위치정보의 보정방법)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다양한 상황에서 발생되는 위성항법장치의 오류를 감지하고, 해당 상황에 따라서 적절하게 보정할 수 있는 위성항법장치 오류 보정 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명 위성항법장치 오류 보정 방법은 복수의 GPS 위성으로부터 위성신호인 SGPS를 수신하는 GPS 수신 모듈과, 이동통신 기지국으로부터 GPS 관련 위성항법 보조정보인 AGPS를 수신하는 무선 통신 모듈을 포함하여 구성되는 모바일 단말기에 구성된 위성항법 장치의 오류 보정 방법에 있어서, 상기 휴대용 단말기의 제어부는 GPS 신호가 수신되고 과거 수신된 내역이 있고 단말기 부트 업(Boot-up)후 최초 GPS 신호라면, 상기 휴대용 단말기가 부트 업되면서 오류가 발생했는지와, 상기 최초 GPS 신호가 아니면서 미리 설정된 거리의 터널(Short Tunnel)을 지날 때 좌표가 미리 설정된 값 미반으로 변경되는 경우에 해당하는지, 음영 통과 전 좌표와 음영 통과 후 좌표 간의 이동거리(DIST) 오류에 해당하는지, 음영지역에서 벗어난 이후 미리 설정한 거리를 초과하는지, 수신된 속도 데이터 이상에 해당하는지에 따라 오류를 판단하고 보정하되, 상기 제어부는 부트 업(Boot-up)되면서 오류가 발생한 경우와, 음영 통과 전 좌표와 음영 통과 후 좌표 간의 이동거리(DIST) 오류에 해당하는 경우와, 음영지역에서 벗어난 이후 미리 설정한 거리를 초과하는 경우 및 수신된 속도 데이터 이상에 해당하는 경우에는 상기 GPS 수신 모듈을 각각의 설정된 횟수로 콜드 리셋하면서 상기 GPS 수신 모듈 콜드 리셋 시 상기 무선 통신 모듈의 AGPS 데이터를 좌표로 이용한 후, 설정된 횟수로 콜드 리셋 후에도 좌표이상이 지속 될 경우 필요에 따라 상기 GPS 수신 모듈의 SGPS 신호로 좌표를 인식하고, 상기 미리 설정된 거리의 터널 통과시 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우는 무시하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 휴대용 단말기가 최초 부트 업되었을 때, 좌표 튐이 발생하는 경우는, 상기 GPS 수신 모듈이 수신한 GPS 신호에 대하여 좌표검출부에서 좌표를 검출하고, 두 좌표간의 변위가 설정된 거리를 초과할 때, 상기 제어부는 상기 GPS 수신 모듈에 대하여 설정된 거리를 초과하지 않을 때까지 콜드리셋을 2회 수행하고, 각각의 경우에 상기 무선 통신 모듈을 이용하여 AGPS 모드로 좌표를 수신하며, 상기 콜드리셋 2회 수행 후에도 설정된 거리를 초과한다면 콜드리셋 2회 후 GPS 수신 모듈이 수신한 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 미리 설정된 거리의 터널(Short Tunnel)을 지날 때 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우에 해당하는 경우는, 미리 설정된 거리의 터널은 상기 모바일 단말기가 음영지역을 벗어난 후 실험이나 현장경험에 의해 미리 설정된 거리 미만인 경우 무시하는 것임을 특징으로 한다.

또한 상기 두 좌표간의 이동거리(DIST) 이상에 해당하는 경우에는 상기 GPS 수신 모듈이 수신한 GPS 신호에 대하여 좌표를 검출하는 좌표검출부에서 좌표를 검출하고, 음영 통과 전 좌표와 음영 통과 후 좌표 간의 이동거리(DIST)가 시속으로 환산시 실험이나 현장경험에 의해 미리 설정된 속도를 초과할 때, 상기 제어부 상기 GPS 수신 모듈에 대하여 설정된 속도를 초과하지 않을 때까지 콜드리셋을 3회 수행하되, 초기 2회에는 상기 무선 통신 모듈을 통한 AGPS 모드로 좌표를 수신하고, 3회째 상기 GPS 수신 모듈의 콜드 리셋 후의 상기 GPS 수신 모듈이 복수의 GPS 위성으로부터 수신한 위성신호인 SGPS로부터의 GPS 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.

한편 음영 지역을 벗어난 이후 설정된 거리를 초과하는 경우에는, 상기 GPS 수신 모듈이 수신한 GPS 신호에 대하여 좌표를 검출하는 좌표검출부에서 좌표를 검출하고, 두 좌표간의 직선거리가 설정된 정상 음영지역 최대 거리를 초과할 때, 상기 제어부는 상기 GPS 수신 모듈에 대하여 설정된 거리를 초과하지 않을 때까지 콜드리셋을 2회 수행하고, 각각의 경우에 상기 무선 통신 모듈을 이용하여 AGPS 모드로 좌표를 수신하며, 상기 콜드리셋 2회 수행 후에도 거리가 초과한다면 콜드리셋 2회 후 GPS 수신 모듈이 수신한 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

한편 수신된 속도 데이터 이상에 해당하는 경우에는, GPS 수신 모듈이 수신한 GPS 신호 중 NMEA 데이터에 대하여 속도가 현장경험이나 실험에 의해 설정된 속도 이상인 경우에 상기 제어부는 상기 GPS 수신 모듈에 대하여 콜드리셋을 1회 수행하고, 상기 무선 통신 모듈을 통한 AGPS 모드로 좌표를 수신한 후, 콜드 리셋 후에는 상기 GPS 수신 모듈이 복수의 GPS 위성으로부터 수신한 GPS 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.

그리고 모바일 단말기가 부트 업(Boot-up)되는 경우의 오류 보정 방법은, 모바일 단말기의 제어부는 네비게이션 종료 시 마지막 좌표를 저장하는 단계와, 모바일 단말기가 부트 업되면 상기 제어부는 부트 업 좌표를 설정하되 저장된 마지막 좌표가 있는 경우에는 부트 업 좌표와의 이동거리가 미리 설정한 가변 거리 이상인가를 판단하는 단계와, 이동거리가 미리 설정된 거리 이상이라면 상기 제어부는 가변 거리미만일 때까지 상기 GPS 수신 모듈을 2회 리셋하는 단계와, GPS 수신 모듈의 각 리셋마다 이동거리를 확인하여 이동거리가 설정된 거리 이내거나 2회 리셋한 경우에는 오류 보정 완료로 판단하여 오류보정을 종료하는 것을 특징으로 한다.

또한 이동거리(DIST) 이상인 경우의 오류 보정 방법은, 모바일 단말기의 제어부는 상기 GPS 수신 모듈을 통해 GPS 데이터를 수신하면 좌표 데이터가 있는가를 판단하여, 좌표데이터가 있다면 최근 유효한 데이터(Previous Fix GPS Data : PFD)에서 확인되지 않은 현재 GPS 데이터(Current Active GPS Data : CA)가 미리 설정한 가변 속도를 초과하는지를 판단하는 단계와, 상기 미리 설정한 가변 속도를 초과한다면 가변 속도를 초과하지 않을 때까지 상기 GPS 수신 모듈(31)에 대한 콜드 리셋을 2회 수행하고, 상기 무선 통신 모듈을 통한 AGPS 모드로 좌표를 수신하는 단계와, 3회째 상기 GPS 수신 모듈의 콜드 리셋 후 상기 GPS 수신 모듈이 SGPS모드로 GPS 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고 음영 지역을 벗어난 이후 설정된 거리를 초과하는 경우의 오류 보정 방법은, 상기 모바일 단말기의 제어부는 음영지역을 벗어난 후 GPS 데이터를 수신하면 좌표 데이터가 없는 경우 상기 GPS 데이터를 다시 수신하고 좌표 데이터가 있으면서 음영 지역을 벗어난 경우라면 최근 유효한 데이터(Previous Fix GPS Data : PFD)에서 확인되지 않은 현재 GPS 데이터(Current Active GPS Data : CA)가 미리 설정한 가변 거리인 이상인가를 판단하는 단계와, 미리 설정한 가변 거리 이상을 벗어났다면 가변 거리를 벗어나지 않을 때까지 상기 GPS 수신 모듈에 대한 콜드 리셋을 2회 수행하되, 상기 무선 통신 모듈을 통한 AGPS 모드로 좌표를 수신하는 단계와, GPS 수신 모듈에 대한 콜드 리셋 2회 후의 상기 GPS 수신 모듈이 수신한 GPS 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명 위성항법장치 오류 보정 장치는 복수의 GPS 위성으로부터 위성신호인 SGPS를 수신하는 GPS 수신 모듈과, 이동통신 기지국으로부터 GPS 관련 위성항법 보조정보인 AGPS를 수신하는 무선 통신 모듈을 포함하여 구성되는 모바일 단말기에 구성된 위성항법 장치의 오류 보정 장치에 있어서, GPS 수신 모듈과 무선통신 모듈로부터 좌표들을 검출하는 좌표검출부; 좌표 검출부에서 검출된 좌표들간의 거리를 검출하는 거리계산부; 거리계산부에서 계산된 좌표들간의 거리(Distance)에서 이상(fault)을 검출하거나, 데이터에서 속도 이상을 검출하는 이상검출부; 및 GPS 수신 모듈, 무선통신 모듈, 좌표검출부, 거리계산부 및 이상검출부를 제어하여 검출된 두 좌표간의 거리를 시속으로 환산하였을 때 시속이 설정된 속도 이상인 경우와, 설정된 거리를 초과하는 경우와, 미리 설정된 거리의 터널을 지날 때 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우와, 부트 업(Boot-up)되는 경우 및 GPS NMEA의 속도가 설정된 속도 이상으로 검출되는 경우에 오류로 감지하고 이를 미리 설정된 각각의 방식에 따라 보정하거나 무시하여 불필요한 부하 소모를 최소화하도록 제어하는 제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서 위성항법장치 오류 보정 장치는 이상검출부에서 이상검출시 GPS 수신 모듈(31)을 리셋하기 위한 리셋부가 더 구성됨을 특징으로 한다.

그리고 제어부는 프로그램 동작 및 휴대용 단말기 오프 시 최종 좌표를 저장하는데 필요한 메모리가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 두 좌표간의 거리를 시속으로 환산하였을 때 시속이 설정된 속도(예로써, 150 Km/h) 이상인 경우를 이상좌표로 검출하고, 보정하도록 함으로써 유효한 좌표로 변경할 수 있다.

둘째, 음영 지역을 벗어난 이후 설정된 거리(예로써, 12Km)를 초과하는 경우를 좌표가 미리 설정된 값을 초과하여 변경되는 경우로 검출하고, 보정하도록 함으로써 유효한 좌표로 변경할 수 있다.

셋째, 미리 설정된 거리의 터널(예로써, 1.5Km)을 지날 때 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우에 대하여는 좌표 보정을 무시하도록 함으로써 불필요한 부하를 줄일 수 있다.

넷째, 단말기가 부트 업(Boot-up)되는 경우 설정된 거리(예로써, 2Km)를 초과한 경우에 좌표가 미리 설정된 값을 초과하여 변경되는 경우로 검출하고, 보정하도록 함으로써 유효한 좌표로 변경할 수 있다.

다섯째, GPS 데이터 속도가 설정된 속도(예로써, 200Km/h) 이상으로 검출된 경우에 이상 데이터로 판단하고, 보정하도록 함으로써 유효한 좌표로 변경할 수 있다.

여섯째, 다양한 특수 상황에서의 위성항법장치(GPS)의 오류를 감지하고, 보정함으로써 차량용 위치 관제 단말의 품질 증가로 차량관제 시장의 경쟁력을 확보할 수 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 위성항법장치 오류 보정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 위성항법장치 오류 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 위성항법장치 오류 보정 방법에서 단말기가 부트 업(Boot-up)되는 경우의 오류 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 위성항법장치 오류 보정 방법에서 두 좌표간의 거리를 시속으로 환산하였을 때 시속이 설정된 속도 이상인 경우의 오류 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 도 3에 나타낸 위성항법장치 오류 보정 방법에서 음영 지역을 벗어난 이후 설정된 거리를 초과하는 경우의 오류 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 위성항법장치 오류 보정 장치를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명에 따른 위성항법장치 오류 보정 장치는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 위성항법 시스템(Global Positioning System:GPS)(10)과, 이동통신 기지국(20) 및 모바일 단말기(30)로 구성된다.

여기서, 복수의 위성항법 시스템(10)은 각각 모바일 단말기(30)로 위도, 경도 및 고도신호를 포함하는 위성신호 전송한다.

이동통신 기지국(20)은 위성항법 신호를 수신하여 수신 시의 시각정보를 생성하고, 모바일 단말기(30)에 시각동기 신호를 제공하여 모바일 단말기(30)와 동기를 유지한다. 시각동기 신호 제공은 주기적으로 수행될 수 있다.

모바일 단말기(30)는 PMP, MP3, 스마트기기(스마트폰, 스마트 패드), 네비게이션 등과 같은 모든 휴대용 장치를 포함한다.

이러한 모바일 단말기(30)는 도 2에 나타낸 바와 같이 GPS 수신 모듈(31), 무선 통신 모듈(32), 좌표검출부(33), 거리계산부(34), 이상검출부(35), 리셋부(36) 및 제어부(37)로 구성할 수 있다.

여기서, GPS 수신 모듈(31)은 복수의 GPS 위성(10)으로부터 위성신호인 SGPS를 수신한다.

무선 통신 모듈(32)은 이동통신 기지국(20)으로부터 GPS 관련 위성항법 보조정보인 AGPS를 수신한다.

좌표검출부(33)는 GPS 수신 모듈(31)과 무선 통신 모듈(32)로부터 좌표들을 검출한다.

거리계산부(34)는 좌표 검출부(33)에서 검출된 좌표들간의 거리를 검출한다.

이상검출부(35)는 거리계산부(34)에서 계산된 좌표들간의 거리(Distance)에서 이상(fault)을 검출하거나, NMEA 데이터에서 속도 이상을 검출한다.

리셋부(36)는 이상검출부(35)에서 이상검출시 GPS 수신 모듈(31)을 리셋한다.

제어부(37)는 GPS 수신 모듈(31), 무선 통신 모듈(32), 좌표검출부(33), 거리계산부(34), 이상검출부(35) 및 리셋부(36)를 제어하여 모바일 단말기(30)에서 검출된 두 좌표간의 거리를 시속으로 환산하였을 때 시속이 설정된 속도 이상인 경우와, 음영 지역을 벗어난 이후 설정된 거리를 초과하는 경우와, 미리 설정된 거리의 터널을 지날 때 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우와, 모바일 단말기가 부트 업(Boot-up)되는 경우 및 차량 속도가 설정된 속도 이상으로 검출되는 경우에 오류로 감지하고 이를 미리 설정된 각각의 방식에 따라 보정하거나 무시하여 불필요한 부하 소모를 최소화하도록 제어한다.

물론 별도의 리셋부(36) 구성없이 제어부(37)에서 리셋할 수도 있다. 일반적으로 제어부(37)는 MCU로 구성될 수 있으며, 프로그램 동작 및 휴대용 단말기(30) 오프 시 최종 좌표 등을 저장하는데 필요한 메모리가 포함된다.

도 3은 본 발명에 따른 위성항법장치 오류 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명에 따른 위성항법장치 오류 보정 방법은 음영 통과 전 좌표와 음영 통과 후 좌표 간의 이동거리(DIST)를 시속으로 환산했을 때 시속이 설정된 속도 이상인 경우와, 음영 지역을 벗어난 이후 설정된 거리를 초과하는 경우와, 미리 설정된 거리의 터널을 지날 때 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우와, 단말기가 부트 업(Boot-up)되는 경우 및 GPS NMEA의 속도가 설정된 속도 이상으로 검출되는 경우에 오류로 감지하고 이를 보정하도록 한다.

이를 위하여 본 발명에서는 오류감지에 이용되는 기본 정보를 [표1]과 같이 정의한다.

이와 같은 본 발명은 도 3에서와 같이 휴대용 단말기(30)의 제어부(37)는 GPS 신호가 수신되면 최초 GPS 신호인가를 판단한다(S110).

판단결과(S110), 휴대용 단말기(30)가 부트 업 후 최초 GPS 신호라면 최초(초기)에는 좌표가 미리 설정된 값을 초과하여 변경되는 경우가 발생할 수 있으므로 좌표가 미리 설정된 값을 초과하여 변경되는 경우를 검출하고, 보정하기 위한 좌표 튐 필터(보정) 처리를 수행한다. 이때, 예를 들면 휴대용 단말기(30)가 최초 부트 업되었을 때, [표2]와 같이 방식으로 좌표가 미리 설정된 값을 초과하여 변경되는 경우를 감지하고, 좌표 튐 필터 처리를 수행할 수 있다.

예를 들어 GPS 수신 모듈(31)이 수신한 GPS 신호에 대하여 좌표검출부(33)에서 좌표를 검출하고, 두 좌표간의 변동 데이터가 설정된 거리인 2Km를 초과할 때, 이상검출부(35)는 이상으로 검출하며, 이상검출부(35)에서 이상이 검출되면 제어부(37)는 리셋부(36)를 통해 GPS 수신 모듈(31)에 대하여 이상이 검출되지 않을 때까지 콜드리셋을 2회 수행하고, 각각의 경우에 무선 통신 모듈(32)을 이용하여 AGPS 모드로 좌표를 수신하며, 콜드리셋 후의 GPS 수신 모듈(31)이 GPS 위성(10)으로부터 수신한 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행하도록 제어한다(S160).

여기서, 2Km는 단말 시동 오프 후 최초 좌표가 미리 설정된 값을 초과하여 변경되는 경우의 변경되는 거리가 2Km를 초과할 때 많이 발생하기 때문인 것으로 부품 성능이나 기술 발전 등에 따라 해당 거리를 가변될 수 있는 하나의 예이다.

한편 판단결과(S110), 최초 GPS 신호가 아니라면 미리 설정된 거리의 터널(Short Tunnel)을 지날 때 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우에 해당하는지를 판단한다(S120). 이때, 미리 설정된 거리의 터널을 지날 때의 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우는 [표3]과 같은 방식으로 감지하고, 처리할 수 있다.

즉 [표3]에 나타낸 바와 같이 미리 설정된 거리를 1.5Km로 정의하여 음영지역을 벗어난 직후 실제 거리가 1.5Km미만인 경우에는 무시한다. 이와 같은 경우 불필요한 부하를 줄일 수 있다. 여기서, 모바일 단말기(30)가 음영지역을 벗어난 후 1.5Km미만인 경우 오차를 보이기는 하지만 설정된 시간 이내에 정상으로 돌아오기 때문에 무시하는 것으로 이 역시도 부품 성능이나 기술 발전 등에 따라 해당 거리는 가변될 수 있는 하나의 예이다.

그러나 판단결과(S120) 미리 설정된 거리의 터널을 지날 때의 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우가 아니라면 이동거리(DIST) 이상 필터인가를 판단한다(S130).

판단결과(S130) 이동거리 이상은 [표4]와 같은 방식으로 감지 및 해당 필터를 처리한다(S160).

[표4]에 나타낸 바와 같이 이동거리 이상에 대해서는 음영 전후 유효한 두좌표간의 거리가 시속 150Km/h를 초과하면 이상으로 판단한다.

예를 들어 GPS 수신 모듈(31)이 수신한 GPS 신호에 대하여 좌표검출부(33)에서 좌표를 검출하고, 음영 통과 전 좌표와 음영 통과 후 좌표 간의 이동거리가 시속 150Km를 초과할 때, 이상검출부(35)는 이상으로 검출하며, 이상검출부(35)에서 이상이 검출되면 제어부(37)는 리셋부(36)를 통해 GPS 수신 모듈(31)에 대하여 이상이 검출되지 않을 때까지 콜드리셋을 3회 수행하되, 초기 2회에는 무선 통신 모듈(32)을 통한 AGPS 모드로 좌표를 수신하고, 3회째 GPS 수신 모듈(31)의 콜드 리셋 후의 GPS 수신 모듈(31)이 복수의 GPS 위성(10)으로부터 수신한 위성신호인 SGPS로부터의 GPS 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행한다(S160). 여기서, 두 좌표간의 데이터가 시속 150Km/h를 초과하는 경우는 하나의 예일 뿐인 것으로, 도로 구간이나 국가별 상황 또는 차종에 따라 가변될 수 있는 하나의 예이다.

한편 이동거리 이상필터에 해당하지 않는다면(S130), 음영지역에서 벗어난 이후 12Km를 초과하는 음영필터에 해당하는지를 판단한다(S140).

판단결과(S140) 음영필터에 해당하는지는 [표5]와 같은 방식으로 감지 및 해당필터를 처리한다(S160).

[표5]에 나타낸 바와 같이 음영지역 이후 좌표가 미리 설정된 값을 초과하여 변경되는 경우는 음영지역에서 벗어난 후 12Km 이상을 초과하였다면 이상(오류)으로 판단한다.

예를 들어 GPS 수신 모듈(31)이 수신한 GPS 신호에 대하여 좌표검출부(33)에서 좌표를 검출하고, 두 좌표간의 직선거리가 12Km를 초과할 때, 이상검출부(35)는 이상을 검출하며, 이상검출부(35)에서 이상이 검출되면 제어부(37)는 리셋부(36)를 통해 GPS 수신 모듈(31)에 대하여 이상이 검출되지 않을 때까지 콜드리셋을 2회 수행하고 각각의 경우에 무선 통신 모듈(32)을 이용하여 AGPS 모드로 좌표를 수신하며, 콜드리셋 후의 GPS 수신 모듈(31)이 복수의 GPS 위성(10)으로부터 수신한 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행한다(S160).

이때, 12Km는 대한민국의 최장 터널의 길이로 이와 같은 수치는 현장에 따라 변경될 수 있는 하나의 예이다.

또한 음영필터에 해당하지 않는다면(S140), 속도이상에 해당하는지를 판단한다(S150).

판단결과(S150) 속도 이상에 해당하는지는 [표6]와 같은 방식으로 감지 및 해당필터를 처리한다(S160).

[표6]에 나타낸 바와 같이 음영필터에 해당하지 않는데, NMEA 데이터의 속도가 200Km/h 이상인 경우에는 이상 데이터로 판단한다.

예를 들어 GPS 수신 모듈(31)이 수신한 GPS 신호 중 NMEA 데이터에 대하여 속도가 200Km/h 이상인 경우에 이상검출부(35)는 이상을 검출하며, 이상검출부(35)에서 이상이 검출되면 제어부(37)는 리셋부(36)를 통해 GPS 수신 모듈(31)에 대하여 콜드리셋을 1회 수행하고, 무선 통신 모듈(32)을 통한 AGPS 모드로 좌표를 수신한 후, 콜드 리셋 후의 GPS 수신 모듈(31)이 GPS 위성(10)으로부터 수신한 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행하도록 제어한다(S160).

물론 이러한 NMEA 데이터의 속도가 200Km/h 이상인 경우도 하나의 예일 뿐 도로상황이나 국가별 상황 또는 차종에 따라 가변될 수 있는 속도이다.

도 4는 도 3에 나타낸 위성항법장치 오류 보정 방법에서 단말기가 부트 업(Boot-up)되는 경우의 오류 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3에 나타낸 위성항법장치 오류 보정 방법에서 단말기가 부트 업(Boot-up)되는 경우의 오류 보정 방법은 도 4에 나타낸 바와 같이, 우선 모바일 단말기(30)의 제어부(37)는 네비게이션 종료 시 마지막 좌표를 메모리(저장 좌표) 한다(S111).

그 다음 모바일 단말기(30)가 부트 업되면 저장된 마지막 좌표를 부트 업 좌표를 설정한다(S112). 그리고 최초 GPS 좌표를 수신한다(S113).

이때, 부트 업 좌표가 있는가를 판단하여 있는 경우에는 최초 GPS 좌표와 부트 업 좌표간의 이동거리가 미리 설정한 가변 거리 D(2) Km 이상인가를 판단한다(S115).

판단결과(S115) 설정된 거리 초과라면 GPS 수신 모듈(31)을 설정된 거리 이내가 될 때까지 2회 콜드 리셋한다(S116). 이때, 현장경험이나 실험으로 확인한 결과 부트업 시 이동 거리 이상은 최대 2회 콜드 리셋하면 정상으로 복귀되었다.

그와 같은 GPS 리셋(S117) 후 이동거리가 설정된 거리 이내이면 오류 보정이 완료되어 오류보정을 종료한다.

도 5는 도 3에 나타낸 위성항법장치 오류 보정 방법에서 두 좌표간의 거리를 시속으로 환산했을 때 시속이 설정된 속도 이상인 경우의 오류 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3에 나타낸 위성항법장치 오류 보정 방법에서 음영 전 후의 두 좌표간의 시속이 설정된 속도 이상인 경우의 오류 보정 방법은 도 5에 나타낸 바와 같이, GPS 데이터를 수신하면 좌표 데이터가 있는가를 판단한다(S151).

판단결과(S151) 좌표데이터가 있다면(신뢰할 수 있는 데이터)라면 최근 유효한 데이터(Previous Fix GPS Data : PFD)에서 확인되지 않은 현재 GPS 데이터(Current Active GPS Data : CA)가 미리 설정한 가변 속도인 D(150) Km를 초과하는지를 판단한다(S152).

판단결과(S152) 미리 설정한 가변 속도를 초과한다면 GPS 수신 모듈(31)에 대한 콜드 리셋을 가변 속도 이내가 될 때까지 3회 수행한다(S153).

이상검출부(35)에서 이상이 검출되면 제어부(37)는 리셋부(36)를 통해 GPS 수신 모듈(31)에 대하여 가변 속도 이내가 될 때까지 콜드리셋을 3회 수행하는데, 초기 2회에는 무선 통신 모듈(32)을 통한 AGPS 모드로 좌표를 수신하고(S154), 3회째 GPS 수신 모듈(31)의 콜드 리셋 후(S155)의 GPS 수신 모듈(31)이 복수의 GPS 위성(10)으로부터 수신한 위성신호인 SGPS로부터의 GPS 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행한다(S156).

도 6은 도 3에 나타낸 위성항법장치 오류 보정 방법에서 음영 지역을 벗어난 이후 설정된 거리를 초과하는 경우의 오류 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3에 나타낸 위성항법장치 오류 보정 방법에서 음영 지역을 벗어난 이후 설정된 거리를 초과하는 경우의 오류 보정 방법은 도 6에 나타낸 바와 같이, 음영지역을 벗어난 후 GPS 데이터를 수신하면 좌표 데이터가 없는 경우인가를 판단한다(S141).

판단결과(S141) 좌표데이터가 없다면(신뢰할 수 없는 데이터가 포함되었다면), 음영 모드 = 1로 하고, GPS 데이터를 다시 수신한다(S142).

그러나 판단결과(S141) 좌표 데이터가 있다면(신뢰할 수 있는 데이터) 음영 모드(음영 지역을 벗어난 경우) 조건을 만족하는지를 판단한다(S143).

판단결과(S143) 음영 모드(음영 지역을 벗어난 경우)라면 최근 유효한 데이터(Previous Fix GPS Data : PFD)에서 확인되지 않은 현재 GPS 데이터(Current Active GPS Data : CA)가 미리 설정한 가변 거리인 D(12) Km이상인가를 판단한다(S144).

판단결과(S144) 미리 설정한 가변 거리 이상을 벗어났다면 GPS 수신 모듈(31)에 대한 콜드 리셋을 가변 거리 미만이 될 때까지 2회 수행한다. 이때. 무선 통신 모듈(32)을 통한 AGPS 모드로 좌표를 수신한다(S146). 그 다음 콜드 리셋 2회 후에는 GPS 수신 모듈(31)이 복수의 GPS 위성(10)으로부터 수신한 GPS 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행한다(S160).

한편 이와 같은 본 발명에서 도 3 내지 도 6에서의 리셋은 하나의 실시 예일 뿐 모든 리셋 횟수는 단말기의 시나리오상 허용하는 범위내에서 당업자라면 가변적으로 구현할 수 있다.

이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 위성항법시스템 10 : GPS 위성
20 : 이동통신 기지국 30 : 휴대용 단말기
31 : GPS 수신 모듈 32 : 무선통신모듈
33 : 좌표검출부 34 : 거리계산부
35 : 이상검출부 36 : 리셋부
37 : 제어부

Claims (12)

1. 복수의 GPS 위성으로부터 위성신호인 SGPS를 수신하는 GPS 수신 모듈과, 이동통신 기지국으로부터 GPS 관련 위성항법 보조정보인 AGPS를 수신하는 무선 통신 모듈을 포함하여 구성되는 모바일 단말기에 구성된 위성항법 장치의 오류보정 방법에 있어서,
   휴대용 단말기의 제어부는 GPS 신호가 과거 수신된 내역이 있고 단말기 부트 업(Boot-up) 후 최초 GPS 신호라면, 상기 휴대용 단말기가 부트 업(Boot-up)되면서 오류가 발생했는지를 판단하고,
   상기 최초 GPS 신호가 아닌 경우, 미리 설정된 거리의 터널(Short Tunnel)을 지날 때 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우, 음영 통과 전 좌표와 음영 통과 후 좌표 간의 이동거리(DIST) 오류의 경우, 음영지역에서 벗어난 이후 미리 설정한 거리 초과하는 경우 및 GPS 신호 중 NMEA에 의해 확인되는 차량의 속도가 미리 설정된 속도 이상인 속도 오류의 경우 중 어느 하나 이상의 경우에 따른 오류인지 판단하고,
   상기 판단 결과에 따라
   상기 제어부는 상기 오류가 미리 설정된 거리의 터널을 지날 때 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우는 보정을 생략하고,
   부트 업(Boot-up)되면서 오류가 발생한 경우와, 상기 음영 통과 전 좌표와 음영 통과 후 좌표 간의 이동거리(DIST) 오류에 해당하는 경우 및 상기 속도 오류에 해당하는 경우에는
   정상이 될 때까지 상기 GPS 수신 모듈을 각각의 설정된 횟수로 콜드 리셋하면서 상기 GPS 수신 모듈 콜드 리셋 시 상기 무선 통신 모듈의 AGPS 데이터를 좌표로 이용한 후, 설정된 횟수로 콜드 리셋 후에도 좌표이상이 지속 될 경우 상기 GPS 수신 모듈 콜드 리셋이 완료되면 상기 GPS 수신 모듈의 SGPS 신호로 좌표를 인식하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위성항법 장치의 오류 보정 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 휴대용 단말기가 최초 부트 업되면서 오류가 발생한 경우
   상기 GPS 수신 모듈이 수신한 GPS 신호에 대하여 좌표검출부에서 상기 과거 수신 내역에 의한좌표와 상가 부트 업 이후의 수신된 GPS 신호에 의한 좌표를 검출하고, 두 좌표간의 거리인 변동 데이터가 설정된 거리를 초과할 때, 상기 GPS 수신 모듈에 대하여 설정된 거리 이내가 될 때까지 콜드리셋을 2회 수행하고, 각각의 경우에 상기 무선 통신 모듈을 이용하여 AGPS 모드로 좌표를 수신하며, 상기 콜드리셋 2회 수행 후에도 설정된 거리를 초과한다면 콜드리셋 2회 수행 후 GPS 수신 모듈이 수신한 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 위성항법 장치의 오류 보정 방법.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 음영 통과 전 좌표와 음영 통과 후 좌표 간의 이동거리(DIST) 오류에 해당하는 경우에는
   상기 GPS 수신 모듈이 수신한 GPS 신호에 대하여 좌표를 검출하는 좌표검출부에서 좌표를 검출하고,
   음영 통과 전 좌표와 음영 통과 후 좌표 간의 이동거리(DIST)가 시속으로 환산시 실험이나 현장경험에 의해 미리 설정된 속도를 초과할 때,
   상기 제어부가 리셋부를 이용하여 상기 GPS 수신 모듈에 대하여 AGPS모드로 좌표를 수신하는 콜드리셋을 2회 수행하고,
   콜드리셋 후의 상기 GPS 수신 모듈이 SGPS모드로 수신한 좌표를 상기 제어부가 유효한 좌표로 인식하는 것을 특징으로 하는 위성항법 장치의 오류 보정방법.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 속도 오류에 해당하는 경우에는,
   상기 GPS 수신 모듈이 수신한 GPS 신호 중 NMEA 데이터에 대하여 속도가 현장경험이나 실험에 의해 설정된 속도 이상인 경우에 상기 제어부는 상기 GPS 수신 모듈에 대하여 콜드리셋을 1회 수행하고, 상기 무선 통신 모듈을 통한 AGPS 모드로 좌표를 수신하며,
   콜드 리셋 후에는 상기 GPS 수신 모듈이 복수의 GPS 위성으로부터 SGPS모드로 수신한 GPS 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 위성항법 장치의 오류 보정 방법.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 모바일 단말기가 부트 업(Boot-up)되는 경우의 오류 보정 방법은,
   상기 모바일 단말기의 제어부는 네비게이션 종료 시 마지막 좌표를 저장하는 단계와,
   상기 모바일 단말기가 부트 업되면 상기 제어부는 부트 업 좌표를 설정하되 저장된 마지막 좌표가 있는 경우에는 부트 업 좌표와의 이동거리가 미리 설정한 가변 거리 이상인가를 판단하는 단계와,
   이동거리가 미리 설정된 거리 이상이라면 상기 제어부는 가변 거리미만일 때까지 상기 GPS 수신 모듈을 2회 리셋하는 단계와,
   상기 GPS 수신 모듈의 각 리셋마다 이동거리를 확인하여 이동거리가 설정된 거리 이내거나 2회 리셋한 경우에는 오류 보정 완료로 판단하여 오류보정을 종료하는 것을 특징으로 하는 위성항법 장치의 오류 보정 방법.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 음영 통과 전 좌표와 음영 통과 후 좌표 간의 이동거리(DIST) 오류인 경우의 오류 보정 방법은,
   상기 모바일 단말기의 제어부는 상기 GPS 수신 모듈을 통해 GPS 데이터를 수신하면 좌표 데이터가 있는가를 판단하여, 좌표데이터가 있다면 최근 유효한 데이터(Previous Fix GPS Data : PFD)에서 확인되지 않은 현재 GPS 데이터(Current Active GPS Data : CA)가 미리 설정한 가변 속도를 초과하는지를 판단하는 단계와,
   상기 미리 설정한 가변 속도를 초과한다면,
   상기 제어부가 리셋부를 이용하여 상기 GPS 수신 모듈에 대하여 AGPS모드로 좌표를 수신하는 콜드리셋을 2회 수행하는 단계와
   상기 GPS 수신 모듈이 SGPS모드로 수신한 GPS 좌표를 유효한 좌표로 인식하는 필터 처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 위성항법 장치의 오류 보정 방법.
   
9. 삭제
10. 복수의 GPS 위성으로부터 위성신호인 SGPS를 수신하는 GPS 수신 모듈과, 이동통신 기지국으로부터 GPS 관련 위성항법 보조정보인 AGPS를 수신하는 무선 통신 모듈을 포함하여 구성되는 모바일 단말기에 구성된 위성항법 장치의 오류 보정 장치에 있어서,
    상기 GPS 수신 모듈과 무선통신 모듈로부터 좌표들을 검출하는 좌표검출부;
    상기 좌표 검출부에서 검출된 좌표들간의 거리를 검출하는 거리계산부;
    상기 거리계산부에서 계산된 좌표들간의 거리(Distance)에서 오류(fault)를 검출하거나, GPS 신호 중 NMEA 데이터에서 속도 오류을 검출하는 이상검출부; 및
    상기 GPS 수신 모듈, 무선통신 모듈, 좌표검출부, 거리계산부 및 이상검출부를 제어하여 검출된 두 좌표간의 거리를 시속으로 환산하였을 때 시속이 설정된 속도 이상인 오류, 미리 설정된 거리의 터널을 지날 때 좌표가 미리 설정된 값 미만으로 변경되는 경우의 오류 및 부트 업(Boot-up)되는 경우 및 GPS NMEA에 의해 확인되는 차량의 속도가 미리 설정된 속도 이상으로 검출되는 경우의 오류 중 어느 하나를 감지하고,
    감지된 상기 오류를 미리 설정된 각각의 방식에 따라 보정하거나, 보정을 생략하는 제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 위성항법장치의 오류 보정 장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 위성항법장치 오류 보정 장치는
    상기 이상검출부에서 이상검출시 GPS 수신 모듈을 리셋하기 위한 리셋부가 더 구성됨을 특징으로 하는 위성항법장치의 오류 보정 장치.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 프로그램 동작 및 휴대용 단말기 오프 시 최종 좌표를 저장하는데 필요한 메모리가 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 위성항법장치의 오류 보정 장치.
    

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