KR101877562B1 - Ｇｐｓ 위성의 이상 상태 감시 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치는 정지 궤도 위성의 궤도를 계산하는 궤도 연산부, GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하는 데이터 수신부, 상기 GPS 데이터의 시계 오차 값에 대한 오차를 보정하는 데이터 보정부, 상기 보정된 GPS 데이터를 기반으로 상기 GPS 위성과 기지국과의 데이터 의사 거리를 계산하는 제1 연산부, 상기 GPS 위성과 상기 기지국과의 기하학적 거리를 계산하는 제2 연산부 및 상기 데이터 의사 거리와 상기 기하학적 거리를 비교하여 상기 GPS 위성의 이상 상태를 판단하는 판단부를 포함한다.

Description

ＧＰＳ 위성의 이상 상태 감시 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING GPS SATELLITE FAULT}
본 발명의 실시예들은 정지 궤도 위성을 이용하여 GPS 위성의 이상 상태를 감시하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
기지국은 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 GPS 신호를 실시간으로 수신하여 GPS 수신기를 소지한 수신자의 위치를 파악한다.
정지 궤도 위성은 지구가 하루에 한 번씩 자전하는 것과 동일한 속도로 하루에 한 번씩 지구를 공전하기 때문에, 지구상에서 정지궤도 위성을 볼 때 시간에 관계없이 항상 일정한 지점에 위치하게 된다. 위성 관제 시스템은 이러한 정지궤도에 있는 위성의 특징을 이용하여 정지궤도에 통신, 방송 또는 기상관측을 위한 위성들을 위치시켜서 운용하고 있다.
일반적인 정지궤도 위성의 궤도 결정은 위성 관제소에 위치한 추적 안테나를 이용해서 획득할 수 있는 각 측정 데이터와 거리측정 데이터를 이용해서 수행할 수 있다.
일반적으로 정지 궤도 위성의 궤도 결정은 위성관제에 소요되는 인력, 자원, 및 노력을 최소화하기 위해서, 하나의 추적 안테나로부터 얻을 수 있는 데이터를 이용해서 수행할 수 있다.
GPS 신호는 실시간으로 수신하여 수신자의 위치를 파악하고, 항공기나 자동차와 같은 위성 항법 시스템에 주로 이용되는데, 위성 항법 시스템은 GPS 신호의 송수신에 문제가 있어 수신기의 위치 파악이 안 되는 경우, 잘못된 정보를 제공할 수도 있다.
위성 항법 시스템은 이러한 이상 상태를 막기 위하여 정밀하고 정확한 GPS 신호를 수신해야 하고, 교란이나 방해를 막기 위해서 신뢰할 수 있는 GPS 신호를 수신하여야 한다.
위성 항법 시스템과 정지궤도 위성을 보강하기 위해서는 정지 궤도 위성을 이용한 시각의 동기화 및 외부 기지국의 데이터를 이용하여 정지 궤도 위성의 궤도의 정확도를 높여야 한다.
오늘날의 위성 항법 시스템은 정지 궤도 위성의 궤도 정확도가 높아짐에 따라, 정지 궤도 위성의 정확한 위치를 파악하고 GPS 수신 기지국의 정확한 위치를 제공할 수 있으며, 정지 궤도 위성에서 GPS 위성의 수신기까지 거리를 정확히 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예는 GPS 위성 신호 및 데이터의 이상 상태를 실시간으로 감시하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예는 GPS 신호의 이상 여부를 빠르게 제공하여 사용자에게 GPS 데이터에 대한 오류를 빠르게 복구하도록 하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치는 정지 궤도 위성의 궤도를 계산하는 궤도 연산부, GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하는 데이터 수신부, 상기 GPS 데이터의 시계 오차 값에 대한 오차를 보정하는 데이터 보정부, 상기 보정된 GPS 데이터를 기반으로 상기 GPS 위성과 기지국과의 데이터 의사 거리를 계산하는 제1 연산부, 상기 GPS 위성과 상기 기지국과의 기하학적 거리를 계산하는 제2 연산부 및 상기 데이터 의사 거리와 상기 기하학적 거리를 비교하여 상기 GPS 위성의 이상 상태를 판단하는 판단부를 포함한다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 판단부는 상기 데이터 의사 거리와 기하학적 거리의 차이가 기설정된 위성 이상 상태를 판단하는 임계치를 벗어나는 경우, 상기 GPS 위성이 이상 상태임을 결정할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 데이터 보정부는 상기 GPS 데이터에서 상기 시계 오차 값을 빼 상기 GPS 데이터를 보정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 방법은 정지 궤도 위성의 궤도를 계산하는 단계, GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하는 단계, 상기 GPS 데이터의 시계 오차 값에 대한 오차를 보정하는 단계, 상기 보정된 GPS 데이터를 기반으로 상기 GPS 위성과 기지국과의 데이터 의사 거리를 계산하는 단계, 상기 GPS 위성과 상기 기지국과의 기하학적 거리를 계산하는 단계 및 상기 데이터 의사 거리와 상기 기하학적 거리를 비교하여 상기 GPS 위성의 이상 상태를 판단하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 GPS 위성 신호 및 데이터의 이상 상태를 실시간으로 감시할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 GPS 신호의 이상 여부를 빠르게 제공하여 사용자에게 GPS 데이터에 대한 오류를 빠르게 복구할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일측에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 시스템의 일예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일측에 따라 정지궤도 위성의 정밀 궤도 결정 시스템을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치(100)는 궤도 연산부(110), 데이터 수신부(120), 데이터 보정부(130), 제1 연산부(140), 제2 연산부(150) 및 판단부(160)로 구성된다.
도 2는 본 발명의 일측에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 시스템의 일예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일측에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 시스템은 정지 궤도 위성(210), 하나 이상의 GPS 위성(221, 222) 및 기지국(230)으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 정지 궤도 위성(210)은 궤도 결정의 정확도가 높은 위성인 것이 바람직하며, 하나 이상의 GPS 위성(221, 222)는 기지국 GPS 수신기(230)로부터 가시화(visible) 되어야 한다.
이때, 본 발명의 일측에 따르면, 정지 궤도 위성(210)의 위치 좌표는 , GPS 위성(221)의 위치 좌표는 , 기지국의 GPS 수신기(230)의 위치 좌표는 로 각각 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 일측에 따르면, 정지 궤도 위성(210)에서 GPS 위성(221)까지의 거리 벡터는 , 정지 궤도 위성(210)에서 GPS 수신기(230)까지의 거리 벡터는 로 나타낼 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 기지국의 GPS 수신기(230)는 마스터 지상국으로부터 GPS 데이터를 수신하고, 수신된 GPS 데이터를 처리하는 장치를 의미한다.
본 발명의 일측에 따르면, 기지국의 GPS 수신기(230)는 GPS 데이터 처리 후 GPS 위성의 이상 여부를 판단하고, 사용자 단말기(240)로 처리된 GPS 데이터 이상 상태 여부 결과를 전송할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 기지국의 GPS 수신기(230)는 다른 기지국이나 혹은 마스터 스테이션, 또는 직접 사용자 단말기로 GPS 데이터를 전송하거나, 정지 궤도 위성(210)을 통하여 GPS 데이터를 사용자 단말기에 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일측에 따라 정지궤도 위성의 정밀 궤도 결정 시스템을 도시한 도면이다.
본 발명의 일측에 따르면, 정지 궤도 위성(310)은 하나 이상의 지상국(321, 322, 323)으로부터 각각 r1, r2, r3 의 레인징 데이터를 수신하고, 수신된 레인징 데이터를 이용하여 정지 궤도 위성(310)의 위치를 결정할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, GPS 위성의 이상 상태 감시 시스템 세 개 이상의 지상국 사이트를 이용하여 레인지(ranging)을 수행하여 궤도를 결정하면, 정지 궤도 위성의 위치 벡터를 정확하게 검출할 수 있다. GPS위성의 궤도는 IGS (International GNSS Services)에서 정확하게 제공하는 GPS궤도 정보를 이용할 수 있거나 마스터 지상국에서 과거의 정확한 궤도정보를 예측 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치(100)는 GPS 위성의 이상 상태를 실시간으로 정확하게 감지할 수 있는 바, 아래에서는 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치(100)를 이용하여 GPS 위성의 이상 상태를 검출하는 방법을 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치(100)는 궤도 연산부(110)를 이용하여 정지 궤도 위성(210)의 궤도를 계산한다(410).
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치(100)는 데이터 수신부(120)를 이용하여 GPS 위성(221, 222)으로부터 GPS 데이터를 수신한다(420).
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치(100)는 데이터 보정부(130)를 이용하여 상기 GPS 데이터의 시계 오차 값에 대한 오차를 보정한다(430).
본 발명의 일측에 따른 데이터 보정부(130)는 상기 GPS 데이터에서 상기 시계 오차 값을 빼 상기 GPS 데이터를 보정할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, 시계 오차는 IGS 사이트에서 예측된 GPS 위성 시계 오차 보정 값, 브로드캐스팅 된 시계 오차 보정 값, 혹은 마스터 지상국에서 과거 데이터로 예측한 오차 보정 값을 이용하여 계산할 수 있다.
본 발명의 일측에 따르면, GPS 수신기(230)의 시계 오차는 실시간 수신되는 의사 거리 데이터로 직접 추정한 값 또는 이전 시점을 통하여 추정된 시계 오차를 이용하여 보정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치(100)는 제1 연산부(140)를 이용하여 상기 보정된 GPS 데이터를 기반으로 GPS 위성(221)과 기지국(230)과의 데이터 의사 거리를 계산한다(440).
본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치(100)는 제1 연산부(140)를 이용하여 상기 보정된 GPS 데이터를 기반으로 다른 GPS 위성(222)과 기지국(230)과의 데이터 의사 거리를 계산할 수도 있으며, 아래에서는 본 발명의 설명을 용이하게 하기 위하여 GPS 위성(221)과의 관계를 고려하여 설명하도록 한다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치(100)는 제2 연산부(150)를 이용하여 GPS 위성(221)과 기지국(230)과의 기하학적 거리를 계산한다(450).
본 발명의 일측에 따른 제2 연산부(150)는 정지 궤도 위성(210)으로부터 GPS 위성(221)까지의 거리(R)를 아래 수학식 1을 적용하여 계산할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112011078341997-pat00001
이때, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 X, Y, Z 는 정지 궤도 위성(210)의 위치 좌표 값이고, 상기 x, y, z는 GPS 위성(221)의 위치 좌표 값을 의미한다.
본 발명의 일측에 따른 제2 연산부(150)는 정지 궤도 위성(210)으로부터 기지국(230)까지의 거리(r)를 아래 수학식 2를 적용하여 계산할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112011078341997-pat00002
이때, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 X, Y, Z 는 정지 궤도 위성(210)의 위치 좌표 값이고, 상기 rx, ry, rz는 GPS 수신기(240)의 위치 좌표 값을 의미한다.
본 발명의 일측에 따른 제2 연산부(150)는 정지 궤도 위성(210)을 기준으로 GPS 위성(221)과 기지국(230) 사이의 사이각(θ)을 아래 수학식 3을 적용하여 계산할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112011078341997-pat00003
본 발명의 일측에 따른 제2 연산부(150)는 상기 기하학적 거리(
Figure 112011078341997-pat00004
)를 아래 수학식 4를 적용하여 계산할 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112011078341997-pat00005
한편, 본 발명의 일측에 따른 제1 연산부(140)는 상기 데이터 의사 거리(
Figure 112011078341997-pat00006
)를 아래 수학식 5를 적용하여 계산할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112011078341997-pat00007
이때, 본 발명의 일측에 따르면, 상기 c는 빛의 속도, 상기 trec는 기지국(230)이 상기 GPS 데이터를 받은 시간, 상기 tsat는 GPS 위성(221)이 상기 GPS 데이터를 전송한 시간,
Figure 112011078341997-pat00008
는 보정되는 시계오차를 의미한다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치(100)는 판단부(160)를 이용하여 상기 데이터 의사 거리와 상기 기하학적 거리를 비교하여 상기 GPS 위성의 이상 상태를 판단한다(460).
본 발명의 일측에 따른 판단부(160)는 상기 데이터 의사 거리와 기하학적 거리의 차이가 기설정된 위성 이상 상태를 판단하는 임계치를 벗어나는 경우, GPS 위성(221)이 이상 상태임을 결정할 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 판단부(160)는 상기 기하학적 거리에서 상기 데이터 의사 거리를 뺀 결과가 아래 수학식 7과 같이 임계치(p) 내에 포함되는 경우, GPS 위성(221)의 상태(
Figure 112011078341997-pat00009
)를 정상 상태로 판단할 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112011078341997-pat00010
한편, 본 발명의 일측에 따른 판단부(160)는 상기 기하학적 거리에서 상기 데이터 의사 거리를 뺀 결과가 아래 수학식 7과 같이 임계치(p) 내에 포함되지 않는 경우, GPS 위성(221)의 상태(
Figure 112011078341997-pat00011
)를 이상 상태로 판단할 수 있다.
이때, 본 발명의 일측에 따른 판단부(160)는 상기 임계치를 전리층 오차, 대류층 오차 또는 정지궤도 위성의 위치 오차 중 어느 하나 이상을 포함하는 최대 오차 범위로 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예들은 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 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드디스크, 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 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: GPS 위성의 이상 상태 감시 장치
110: 궤도 연산부
120: 데이터 수신부
130: 데이터 보정부
140: 제1 연산부
150: 제2 연산부
160: 판단부

Claims (17)

  1. 정지 궤도 위성의 궤도를 계산하는 궤도 연산부;
    GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하는 데이터 수신부;
    상기 GPS 데이터의 시계 오차 값에 대한 오차를 보정하는 데이터 보정부;
    상기 보정된 GPS 데이터를 기반으로 상기 GPS 위성과 기지국과의 데이터 의사 거리를 계산하는 제1 연산부;
    상기 GPS 위성과 상기 기지국과의 기하학적 거리를 계산하는 제2 연산부; 및
    상기 데이터 의사 거리와 상기 기하학적 거리를 비교하여 상기 GPS 위성의 이상 상태를 판단하는 판단부
    를 포함하고,
    상기 제2 연산부는 상기 정지 궤도 위성으로부터 상기 GPS 위성까지의 거리, 상기 정지 궤도 위성으로부터 상기 기지국까지의 거리 및 상기 GPS 위성과 상기 기지국 사이의 사이각을 이용하여 상기 기하학적 거리를 계산하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 데이터 의사 거리와 상기 기하학적 거리의 차이가 기설정된 위성 이상 상태를 판단하는 임계치를 벗어나는 경우, 상기 GPS 위성이 이상 상태임을 결정하는 것을 특징으로 하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 보정부는,
    상기 GPS 데이터에서 상기 시계 오차 값을 빼 상기 GPS 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 연산부는,
    상기 정지 궤도 위성으로부터 상기 GPS 위성까지의 거리(R)를 아래 수학식 1을 적용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치.
    [수학식 1]
    Figure 112011078341997-pat00012

    여기서, 상기 X, Y, Z 는 상기 정지 궤도 위성의 위치 좌표 값이고, 상기 x, y, z는 상기 GPS 위성의 위치 좌표 값임.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 연산부는,
    상기 정지 궤도 위성으로부터 상기 기지국까지의 거리(r)를 아래 수학식 2를 적용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치.
    [수학식 2]
    Figure 112018008862816-pat00013

    여기서, 상기 X, Y, Z 는 상기 정지 궤도 위성의 위치 좌표 값이고, 상기 rx, ry, rz는 상기 기지국의 GPS 수신기의 위치 좌표 값임.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 연산부는,
    상기 정지 궤도 위성을 기준으로 상기 GPS 위성과 상기 기지국 사이의 사이각(θ)을 아래 수학식 3을 적용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치.
    [수학식 3]
    Figure 112018008862816-pat00014
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 연산부는,
    상기 기하학적 거리(
    Figure 112011078341997-pat00015
    )를 아래 수학식 4를 적용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치.
    [수학식 4]
    Figure 112011078341997-pat00016
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 연산부는,
    상기 데이터 의사 거리(
    Figure 112011078341997-pat00017
    )를 아래 수학식 5를 적용하여 계산하는 것을 특징으로 하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치.
    [수학식 5]
    Figure 112011078341997-pat00018

    여기서, 상기 c는 빛의 속도, 상기 trec는 상기 기지국이 상기 GPS 데이터를 받은 시간, 상기 tsat는 상기 GPS 성이 상기 GPS 데이터를 전송한 시간, 상기
    Figure 112011078341997-pat00019
    는 보정되는 시계오차임.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 기하학적 거리에서 상기 데이터 의사 거리를 뺀 결과가 아래 수학식 6과 같이 임계치(p) 내에 포함되는 경우, 상기 GPS 위성의 상태(
    Figure 112011078341997-pat00020
    )를 정상 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치.
    [수학식 6]
    Figure 112011078341997-pat00021
  10. 제9항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 임계치를 전리층 오차, 대류층 오차 또는 상기 정지궤도 위성의 위치 오차 중 어느 하나 이상을 포함하는 최대 오차 범위로 설정하는 것을 특징으로 하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 장치.
  11. 정지 궤도 위성의 궤도를 계산하는 단계;
    GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하는 단계;
    상기 GPS 데이터의 시계 오차 값에 대한 오차를 보정하는 단계;
    상기 보정된 GPS 데이터를 기반으로 상기 GPS 위성과 기지국과의 데이터 의사 거리를 계산하는 단계;
    상기 GPS 위성과 상기 기지국과의 기하학적 거리를 계산하는 단계; 및
    상기 데이터 의사 거리와 상기 기하학적 거리를 비교하여 상기 GPS 위성의 이상 상태를 판단하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기하학적 거리를 계산하는 단계는,
    상기 정지 궤도 위성으로부터 상기 GPS 위성까지의 거리, 상기 정지 궤도 위성으로부터 상기 기지국까지의 거리 및 상기 GPS 위성과 상기 기지국 사이의 사이각을 이용하여 상기 기하학적 거리를 계산하는 단계
    를 포함하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기하학적 거리를 계산하는 단계는,
    상기 정지 궤도 위성으로부터 상기 GPS 위성까지의 거리(R)를 아래 수학식 7을 적용하여 계산하는 단계
    를 포함하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 방법.
    [수학식 7]
    Figure 112011078341997-pat00022

    여기서, 상기 X, Y, Z 는 상기 정지 궤도 위성의 위치 좌표 값이고, 상기 x, y, z는 상기 GPS 위성의 위치 좌표 값임.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 기하학적 거리를 계산하는 단계는,
    상기 정지 궤도 위성으로부터 상기 기지국까지의 거리(r)를 아래 수학식 8을 적용하여 계산하는 단계
    를 포함하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 방법.
    [수학식 8]
    Figure 112018008862816-pat00023

    여기서, 상기 X, Y, Z 는 상기 정지 궤도 위성의 위치 좌표 값이고, 상기 rx, ry, rz는 상기 기지국의 GPS 수신기의 위치 좌표 값임.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기하학적 거리를 계산하는 단계는,
    상기 정지 궤도 위성을 기준으로 상기 GPS 위성과 상기 기지국 사이의 사이각(θ)을 아래 수학식 9를 적용하여 계산하는 단계
    를 더 포함하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 방법.
    [수학식 9]
    Figure 112018008862816-pat00024
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기하학적 거리를 계산하는 단계는,
    상기 기하학적 거리(
    Figure 112011078341997-pat00025
    )를 아래 수학식 10을 적용하여 계산하는 단계
    를 더 포함하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 방법.
    [수학식 10]
    Figure 112011078341997-pat00026
  16. 제15항에 있어서,
    상기 데이터 의사 거리를 계산하는 단계는,
    상기 데이터 의사 거리(
    Figure 112011078341997-pat00027
    )를 아래 수학식 11를 적용하여 계산하는 단계
    를 포함하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 방법.
    [수학식 11]
    Figure 112011078341997-pat00028

    여기서, 상기 c는 빛의 속도, 상기 trec는 상기 기지국이 상기 GPS 데이터를 받은 시간, 상기 tsat는 상기 GPS 위성이 상기 GPS 데이터를 전송한 시간, 상기
    Figure 112011078341997-pat00029
    는 보정되는 시계오차임.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 GPS 위성의 이상 상태를 판단하는 단계는,
    상기 기하학적 거리에서 상기 데이터 의사 거리를 뺀 결과가 아래 수학식 12와 같이 임계치(p) 내에 포함되는 경우, 상기 GPS 위성의 상태(
    Figure 112018008862816-pat00030
    )를 정상 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS 위성의 이상 상태 감시 방법.
    [수학식 12]
    Figure 112018008862816-pat00031
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