KR101926237B1 - 위치 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

위치 측정 장치 및 방법이 개시된다. 위치 측정 장치는 상이한 지점에 위치하여, 목표물로부터 신호를 수신하는 복수의 수신부와, 상기 복수의 수신부에서의 상기 신호에 관한 도래각을 각각 획득하는 획득부와, 상기 도래각을 이용하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

위치 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING POSITION}
본 발명의 실시예들은 상이한 복수의 지점에서 목표물로부터 수신되는 신호에 관한 도래각을 이용하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출하는 위치 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
발사임무를 위한 레인지 시스템은 발사체의 실시간 위치 추적, 원격자료 데이터수신, 임무 분석 및 비정상 비행 시 발사 안전 관련 기능을 수행할 수 있다.
레인지 시스템 내 위치 추적을 위한 위치 측정 장치는 타장비(예컨대, 추적 단말)로부터 제공받은 위치정보를 이용하여 안테나를 초기 구동하고, 해당 방향으로부터 안정적인 신호를 수신할 때 자동추적으로 전환하여 목표물(예컨대, 발사체)의 신호를 획득할 수 있다.
이때, 위치 측정 장치는 자동추적시, 목표물에 대한 안테나의 방위각과 고각만을 추출할 뿐, 목표물과의 거리 정보를 추출하지 못함에 따라, 목표물의 정확한 위치를 파악하기가 어렵다.
본 발명은 상이한 복수의 지점에서의, 목표물로부터 수신된 신호에 관한 도래각을 이용하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출하여 제공 함으로써, 목표물의 위치정보를 정확히 파악할 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루기 위한, 위치 측정 장치는 상이한 지점에 위치하여, 목표물로부터 신호를 수신하는 복수의 수신부와, 상기 복수의 수신부에서의 상기 신호에 관한 도래각을 각각 획득하는 획득부와, 상기 도래각을 이용하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기의 목적을 이루기 위한, 위치 측정 방법은 상이한 지점에 위치한 복수의 수신부에서, 목표물로부터 신호를 수신하는 단계와, 상기 복수의 수신부에서의 상기 신호에 관한 도래각을 각각 획득하는 단계와, 상기 도래각을 이용하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상이한 복수의 지점에서의, 목표물로부터 수신된 신호에 관한 도래각을 이용하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출하여 제공 함으로써, 목표물의 위치정보를 정확히 파악할 수 있게 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 추적레이더와 같은 위치측정 기능이 없더라도 단순히, 목표물로부터 수신되는 신호의 도래각 정보만을 이용하여, 다양한 분야의 목표물(예컨대, 우주항공분야의 발사체, 위성, 항공기, 미사일, 무인기, 광학 목표물)의 위치정보(3차원 좌표)를 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 우주항공분야의 목표물들은 지상에서 가시선(Line of Sight)이 확보되므로, 저렴한 비용으로 신뢰성 높은 위치정보를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예는 목표물로서, 이동단말의 위치정보를 파악하는 경우, 위치정보의 정확도를 높임으로써, 특화된 서비스(예컨대, 재해, 조난, 구조, 사고처리 등)에서 활용할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치를 포함하는 네트워크의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치의 구성에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치에서의 신호에 관한 도래각을 획득하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치에서의 신호에 관한 도래각을 획득하는 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치에서의 획득하는 신호에 관한 도래각을 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치의 구성에 대한 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치에서 신호에 관한 도래각으로부터 목표물의 위치정보를 산출하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치를 포함하는 네트워크의 일례를 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 네트워크(100)는 목표물(101) 및 위치 측정 장치(103)를 포함할 수 있다.
목표물(101)은 위치 측정의 대상으로서, 예컨대, 발사체, 항공기, 미사일, 무인기, 위성, 로켓 등일 수 있다.
위치 측정 장치(103)는 상이한 지점에서, 목표물(101)로부터 신호(예컨대, 광학 신호, 전파 신호)를 수신하고, 각 지점에서의 신호에 관한 도래각을 획득할 수 있다. 위치 측정 장치(103)는 상기 각 지점에서의 신호에 관한 도래각을 이용하여, 목표물(101)의 위치정보를 산출할 수 있다.
위치 측정 장치(103)는 주기적으로 목표물(101)로부터 신호를 수신할 수 있으며, 신호에 기초하여, 목표물(101)의 위치정보를 산출 함으로써, 목표물(101)의 이동 위치를 추적할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치의 구성에 대한 일례를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치(200)는 복수의 수신부(201), 조정부(203), 획득부(205) 및 프로세서(207)를 포함할 수 있다.
복수의 수신부(201)는 상이한 지점에 위치하여, 목표물로부터 신호를 주기적으로 수신할 수 있다. 여기서, 각 수신부에 대응하는 안테나는 예컨대, 단일 안테나 또는 배열 안테나일 수 있다.
조정부(203)는 추적 단말(예컨대, 추적레이더 장치)로부터 획득한 초기 위치정보에 기초하여, 상기 목표물의 방향으로 복수의 수신부(201) 각각에 대응하는 안테나를 조정할 수 있다.
획득부(205)는 복수의 수신부(201)에서의 상기 신호에 관한 도래각(예컨대, 복수의 지점에 위치하는 복수의 수신부 각각에서 신호를 수신하는 각도)을 각각 획득할 수 있다. 일례로서, 획득부(205)는 조정부(203)에 의해, 조정된 안테나를 통해 각 복수의 수신부(201)에 수신되는 신호가 안정 레벨의 설정치를 만족하는 경우, 상기 안테나의 각도를, 상기 신호에 관한 도래각으로서 획득할 수 있다.
다른 일례로서, 획득부(205)는 상기 복수의 수신부 각각에서 수신되는 신호에 대한 상관함수를 생성하고, 상기 상관함수가 최대값을 가질 때, 상기 복수의 수신부 각각에 대응하는 안테나의 각도를, 상기 신호에 관한 도래각으로서 획득할 수 있다.
프로세서(207)는 상기 각 도래각을 이용하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출하여 제공할 수 있다. 여기서, 프로세서(207)는 변환부(209), 계산부(211) 및 산출부(213)를 포함할 수 있다.
변환부(209)는 각 도래각의 방향으로 단위벡터를 생성하고, 상기 생성된 단위벡터를 XYZ축의 지구중심직교좌표계로 변환할 수 있다. 이때, 변환부(209)는 단위벡터의 방위각을 그대로 유지하되, 상기 단위벡터의 고각을 변경(예컨대, 0도인 방향으로 변경)하고, 길이가 1인 변환벡터를 더 생성한 후, 상기 단위벡터 및 상기 변환벡터를 외적연산하여, 법선벡터를 생성할 수 있다.
계산부(211)는 각 도래각에 관련한 위치정보를 계산할 수 있다. 구체적으로, 계산부(211)는 상기 변환된 단위벡터를 포함하는 평면 방정식 및 직선 방정식(예컨대, Z축 방향의 평면 방정식 및 직선 방정식)을, 상기 임의의 도래각의 방향과 연관된 평면 방정식 및 직선 방정식으로서 생성할 수 있다. 여기서, 계산부(211)는 변환부(209)에 의해, 생성된 상기 법선벡터를 이용하여, 상기 평면 방정식을 생성할 수 있다.
계산부(211)는 임의의 도래각의 방향과 연관된 평면 방정식과 타 도래각의 방향과 연관된 직선 방정식 간에 교점을 검색하고, 상기 교점에서 상기 임의의 도래각과 연관된 직선 방정식에 직교로 투영된 투영점을, 상기 임의의 도래각에 관련한 위치정보로서 계산할 수 있다. 이때, 계산부(211)는 상기 검색된 교점이 복수일 경우, 상기 임의의 도래각과 연관된 직선 방정식과 유클리드 거리(euclidean distance)가 가장 작은 교점을 선택할 수 있다.
산출부(213)는 계산부(211)에 의해 계산된, 각 도래각에 관련한 위치정보를 조합하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출할 수 있다. 이때, 산출부(213)는 노이즈 필터부(도시하지 않음)(예컨대, 칼만 필터(Kalman Filter)) 및 융합 필터부(도시하지 않음)(예컨대, 칼만 융합 필터(Kalman Fusion Filter))를 포함할 수 있으며, 상기 노이즈 필터부를 통해, 각 도래각에 관련한 위치정보 내 노이즈를 제거하고, 상기 융합 필터부를 통해, 노이즈가 제거된 위치정보를 조합하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출할 수 있다.
또한, 산출부(213)는 상기 융합 필터부 대신에, 컴바이너(Combiner)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 컴바이너는 각 도래각에 관련한 위치정보(또는, 위치정보에 근거한 거리)에 따른 수신신호의 크기(즉, 수신 레벨)에 기초하여, 각 도래각에 관련한 위치정보에 가중치를 부여할 수 있으며, 가중치가 부여된 상기 위치정보를 결합하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치에서의 신호에 관한 도래각을 획득하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 위치 측정 장치는 상이한 지점에 위치하여, 목표물로부터 신호를 수신하는 복수의 수신부(2개 이상의 수신부)에서의 상기 신호에 관한 도래각을 각각 획득할 수 있다.
도래각 획득을 위해서, 먼저, 위치 측정 장치는 추적 단말(예컨대, 추적레이더 장치)로부터 초기 위치정보를 획득하고, 초기 위치정보를 이용하여, 상기 목표물의 방향으로 복수의 수신부 각각에 대응하는 안테나를 조정하고, 신호 수신 상태를 유지할 수 있다.
이후, 위치 측정 장치는 조정된 안테나를 통해 각 복수의 수신부에 수신되는 신호가 안정 레벨의 설정치를 만족하는 경우, 자동추적모드로 진입하여 안테나를 자동으로 구동(또는, 조정)할 수 있다. 여기서, 위치 측정 장치는 각 지점에 위치하는 복수의 수신부에서의 신호 수신에 연관하여, 시간을 동기화시킬 수 있다.
위치 측정 장치는 자동추적모드로 진입한 후, 복수의 수신부 각각에 대응하는 안테나의 각도를, 상기 신호에 관한 도래각으로서 획득할 수 있다.
예컨대, 위치 측정 장치는 제1 지점(site#1)에 위치하는 제1 수신부(303)에 목표물(301)로부터 수신되는 신호 및 제2 지점(site#2)에 위치하는 제2 수신부(305)에 목표물(301)로부터 수신되는 신호가, 각각 안정 레벨의 설정치를 만족 함에 따라, 자동추적모드로 진입하면, 제1 수신부(303)에 대응하는 안테나의 각도를, 제1 수신부(303)에서의 신호에 관한 도래각으로서 획득할 수 있다. 또한, 위치 측정 장치는 제2 수신부(305)에 대응하는 안테나의 각도를, 제2 수신부(305)에서의 신호에 관한 도래각으로서 획득할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치에서의 신호에 관한 도래각을 획득하는 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 위치 측정 장치는 상이한 지점에 위치하여, 목표물로부터 신호를 수신하는 복수의 수신부(2개 이상의 수신부)에서의 상기 신호에 관한 도래각을 각각 획득할 수 있다. 여기서, 각 수신부에 대응하는 안테나는 배열 안테나일 수 있다.
이때, 위치 측정 장치는 복수의 수신부(예컨대, 제1 지점(site#1)에 위치하는 제1 수신부(403), 제2 지점(site#2)에 위치하는 제2 수신부(405), 제3 지점(site#3)에 위치하는 제3 수신부(407))에서 각각에서, 목표물(401)로부터 수신되는 신호에 대한 상관함수를 생성하고, 상기 상관함수가 최대값을 가질 때, 상기 복수의 수신부 각각에 대응하는 안테나의 각도를, 상기 신호에 관한 도래각으로서 획득할 수 있다. 이때, 수신부의 수가 증가할수록 획득되는 도래각에 대한 신뢰도는 향상될 수 있다. 각 안테나를 통해 획득한 신호응답에 대한 상관함수를 최대화하는 벡터는 스티어링 벡터(steering vector)라 하고, 스티어링 벡터는 신호의 도래각을 나타낼 뿐만 아니라 도래각의 방향으로 3D 빔을 형성하게 한다.
여기서, 상기 수신되는 신호(신호응답)는 [수학식 1]에 의해, 나타낼 수 있고, 상관함수는 [수학식 2]에 의해, 나타낼 수 있다.
Figure 112016117338734-pat00001
Figure 112016117338734-pat00002
또한, 상기 신호에 관한 도래각(
Figure 112016117338734-pat00003
)은 [수학식 3]에 의해, 획득될 수 있으며, 도 5와 같이, 표시될 수 있다.
Figure 112016117338734-pat00004
또한, 위치 측정 장치는 배열 안테나를 이용하여, 신호에 관한 도래각의 방향으로 3차원 빔을 형성하고, 신호처리 알고리즘을 이용하여, 목표물로부터 수신되는 신호에 대한 방위각과 고각을 추출할 수 있다.
한편, 위치 측정 장치는 복수의 지점에 위치하는 단말(예컨대, 카메라, 이동통신 단말)로부터 목표물에 대한 영상 정보 및 단말의 정보(예컨대, 자이로컴퍼스에 의해 측정된 단말의 방향 정보, 단말의 GPS 정보)을 수신할 수 있으며, 수신된 정보에 대해, 평면 방정식 및 직선 방정식을 활용한 위치 측정 방법을 통해, 목표물의 위치정보를 산출할 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치의 구성에 대한 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 6a를 참조하면, 위치 측정 장치(600)는 좌표 변환부(601), 위치 계산부(603), 노이즈 필터부(605) 및 융합 필터부(607)를 포함할 수 있다.
좌표 변환부(601)는 예컨대, 좌표변환부#1, 좌표변환부#2 및 좌표변환부#3을 포함할 수 있다. 여기서, 좌표변환부#1는 제1 지점(site#1)에서, 목표물로부터 수신되는 신호의 도래각#1을 수신하고, 도래각#1의 방향으로 단위벡터(Range =1, Elevation, Azimuth)를 생성한 후, 상기 생성된 단위벡터를 XYZ축의 지구중심직교좌표계로 변환할 수 있다. 이때, 좌표변환부#1는 단위벡터를 포함하는 Z축 방향의 평면 방정식을 생성하기 위해, 상기 단위벡터의 방위각을 그대로 유지하되, 상기 단위벡터의 고각을 0도인 방향으로, 길이가 1인 변환벡터를 더 생성하고, 상기 단위벡터 및 상기 변환벡터를 외적연산하여, 상기 평면 방정식의 법선벡터를 생성할 수 있다.
좌표변환부#2 및 좌표변환부#3은 좌표변환부#1과 마찬가지로, 제2 지점(site#2) 및 제3 지점(site#3)에서, 목표물로부터 수신되는 신호의 도래각#2, 도래각#3을 각각 수신하고, 도래각#2의 방향, 도래각#3의 방향으로 단위벡터를 생성한 후, 상기 생성된 각 단위벡터를 XYZ축의 지구중심직교좌표계로 변환하고, 해당 평면 방정식의 법선벡터를 각각 생성할 수 있다.
위치 계산부(603)는 예컨대, 위치 계산부#1, 위치 계산부#2 및 위치 계산부#3을 포함할 수 있다. 여기서, 위치 계산부#1은 도래각#1의 방향으로 생성된 단위벡터를 포함하는 Z축 방향의 평면 방정식 및 직선 방정식을 생성할 수 있다. 이때, 위치 계산부#1은 좌표변환부#1에 의해, 생성된 법선벡터를 이용하여, 상기 평면 방정식을 생성할 수 있다.
위치 계산부#1은 도래각#1의 방향과 연관된 평면 방정식과 타 도래각과 연관된 직선 방정식(즉, 도래각#2의 방향과 연관된 직선 방정식 및 도래각#3의 방향과 연관된 직선 방정식) 간에 교점을 모두 검색하고, 검색된 교점 중에서 도래각#1과 연관된 직선 방정식과 유클리드 거리가 가장 작은 교점을 선택한 후, 선택된 교점에서 도래각#1과 연관된 직선 방정식에 직교로 투영된 투영점을, 도래각#1에 관련한 위치정보로서 계산할 수 있다.
위치 계산부#2 및 위치 계산부#3은 위치 계산부#1과 마찬가지로, 도래각#2에 관련한 위치정보 및 도래각#3에 관련한 위치정보를 각각 계산할 수 있다.
노이즈 필터부(605)는 예컨대, 필터부#1(예컨대, 칼만 필터(Kalman Filter)), 필터부#2 및 필터부#3을 포함할 수 있다. 여기서, 필터부#1, 필터부#2 및 필터부#3은 위치 계산부#1, 위치 계산부#2, 위치 계산부#3에 의해, 계산된 위치정보의 노이즈 성분을 각각 필터링하여 제거할 수 있다.
융합 필터부(607)는 예컨대, 칼만 융합 필터(Kalman Fusion Filter)일 수 있으며, 칼만 필터#1, 칼만 필터#2 및 칼만 필터#3에서 출력되는 위치정보를 융합하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출할 수 있다.
한편, 위치 측정 장치(600)는 융합 필터부(607) 대신에, 도 6b에 도시된 바와 같이, 컴바이너(Combiner)(609)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 컴바이너(609)는 각 도래각에 관련한 위치정보(즉, 필터부#1, 필터부#2, 필터부#3으로부터 수신한 각각의 위치정보)에 따른 수신신호의 크기(즉, 수신 레벨)에 기초하여, 각 도래각에 관련한 위치정보에 가중치를 부여할 수 있으며, 가중치가 부여된 상기 위치정보를 결합하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 장치에서 신호에 관한 도래각으로부터 목표물의 위치정보를 산출하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 위치 측정 장치는 복수의 지점에서, 목표물로부터 수신되는 각 신호에 관한 도래각을 이용하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출할 수 있다.
이때, 위치 측정 장치는 임의의 도래각의 방향과 연관된 평면 방정식과 타 도래각의 방향과 연관된 직선 방정식 간에 교점을 검색하고, 상기 교점에서 상기 임의의 도래각과 연관된 직선 방정식에 직교로 투영된 투영점을, 상기 임의의 도래각에 관련한 위치정보로서 계산할 수 있다. 예컨대, 위치 측정 장치는 제1 지점(site#1)에서, 목표물로부터 수신되는 신호의 도래각#1의 방향과 연관된 평면 방정식(701)과 타 도래각과 연관된 직선 방정식(즉, 도래각#2의 방향과 연관된 직선 방정식(703) 및 도래각#3의 방향과 연관된 직선 방정식(705)) 간에 교점(707, 709)을 모두 검색하고, 검색된 교점(707, 709) 중에서 도래각#1과 연관된 직선 방정식(703)과 유클리드 거리가 가장 작은 교점(709)을 선택한 후, 선택된 교점(709)에서 도래각#1과 연관된 직선 방정식(703)에 직교로 투영된 투영점(711)을, 도래각#1에 관련한 위치정보로서 계산할 수 있다.
이후, 위치 측정 장치는 제2 지점(site#2)에서, 목표물로부터 수신되는 신호의 도래각#2에 관련한 위치정보, 제3 지점(site#3)에서, 목표물로부터 수신되는 신호의 도래각#3에 관련한 위치정보를 계산할 수 있으며, 각 도래각에 관련한 위치정보를 이용하여, 최종적으로 목표물의 위치정보를 산출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 단계(801)에서, 위치 측정 장치는 상이한 지점에 위치한 복수의 수신부에서, 목표물로부터 신호를 수신할 수 있다.
단계(803)에서, 위치 측정 장치는 복수의 수신부에서의 상기 신호에 관한 도래각을 각각 획득할 수 있다.
먼저, 위치 측정 장치는 추적 단말로부터 획득한 초기 위치정보에 기초하여, 상기 목표물의 방향으로 상기 복수의 수신부 각각에 대응하는 안테나를 조정한 후, 상기 조정된 안테나를 통해 각 복수의 수신부에 수신되는 신호가 안정 레벨의 설정치를 만족하는 경우, 상기 안테나의 각도를, 상기 신호에 관한 도래각으로서 획득할 수 있다.
다른 일례로서, 위치 측정 장치는 상기 복수의 수신부 각각에서 수신되는 신호에 대한 상관함수를 생성하고, 상기 상관함수가 최대값을 가질 때, 상기 복수의 수신부 각각에 대응하는 안테나의 각도를, 상기 신호에 관한 도래각으로서 획득할 수 있다.
단계(805)에서, 위치 측정 장치는 상기 도래각을 이용하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출할 수 있다. 구체적으로, 위치 측정 장치는 각 도래각의 방향으로 단위벡터를 생성하고, 상기 생성된 단위벡터를 XYZ축의 지구중심직교좌표계로 변환할 수 있다.
위치 측정 장치는 각 도래각에 관련한 위치정보를 계산할 수 있다. 이때, 위치 측정 장치는 상기 변환된 단위벡터를 포함하는 평면 방정식 및 직선 방정식(예컨대, Z축 방향의 평면 방정식 및 직선 방정식)을, 상기 임의의 도래각의 방향과 연관된 평면 방정식 및 직선 방정식으로서 생성할 수 있다.
위치 측정 장치는 임의의 도래각의 방향과 연관된 평면 방정식과 타 도래각의 방향과 연관된 직선 방정식 간에 교점을 검색하고, 상기 교점에서 상기 임의의 도래각과 연관된 직선 방정식에 직교로 투영된 투영점을, 상기 임의의 도래각에 관련한 위치정보로서 계산할 수 있다. 이때, 위치 측정 장치는 상기 검색된 교점이 복수일 경우, 상기 임의의 도래각과 연관된 직선 방정식과 유클리드 거리가 가장 작은 교점을 선택할 수 있다.
예컨대, 위치 측정 장치는 제1 지점(site#1)에서, 목표물로부터 수신되는 신호의 도래각#1의 방향과 연관된 평면 방정식과 타 도래각과 연관된 직선 방정식(즉, 도래각#2의 방향과 연관된 직선 방정식 및 도래각#3의 방향과 연관된 직선 방정식) 간에 교점을 모두 검색하고, 검색된 교점 중에서 도래각#1과 연관된 직선 방정식과 유클리드 거리가 가장 작은 교점을 선택한 후, 선택된 교점에서 도래각#1과 연관된 직선 방정식에 직교로 투영된 투영점을, 도래각#1에 관련한 위치정보로서 계산할 수 있다.
이후, 위치 측정 장치는 각 도래각에 관련한 위치정보를 조합하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable 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 저장 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 저장되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광저장 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 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 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.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
200: 위치 측정 장치 201: 복수의 수신부
203: 조정부 205: 획득부 207: 프로세서
209: 변환부 211: 계산부 213: 산출부

Claims (12)

  1. 상이한 지점에 위치하여, 목표물로부터 신호를 수신하는 복수의 수신부;
    상기 복수의 수신부에서의 상기 신호에 관한 도래각을 각각 획득하는 획득부; 및
    상기 도래각을 이용하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출하는 프로세서
    를 포함하고,
    상기 획득부는,
    상기 복수의 수신부 각각에서 수신되는 신호에 대한 상관함수를 생성하고, 상기 상관함수가 최대값을 가질 때, 상기 복수의 수신부 각각에 대응하는 안테나의 각도를, 상기 신호에 관한 도래각으로서 획득하는
    위치 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    추적 단말로부터 획득한 초기 위치정보에 기초하여, 상기 목표물의 방향으로 상기 복수의 수신부 각각에 대응하는 안테나를 조정하는 조정부
    를 더 포함하고,
    상기 획득부는,
    상기 조정된 안테나를 통해 각 복수의 수신부에 수신되는 신호가 안정 레벨의 설정치를 만족하는 경우, 상기 안테나의 각도를, 상기 신호에 관한 도래각으로서 획득하는
    위치 측정 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    임의의 도래각의 방향과 연관된 평면 방정식과 타 도래각의 방향과 연관된 직선 방정식 간에 교점을 검색하고, 상기 교점에서 상기 임의의 도래각과 연관된 직선 방정식에 직교로 투영된 투영점을, 상기 임의의 도래각에 관련한 위치정보로서 계산하는 계산부; 및
    상기 계산부에 의해 계산된, 각 도래각에 관련한 위치정보를 조합하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출하는 산출부
    를 포함하는 위치 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 검색된 교점이 복수일 경우,
    상기 계산부는,
    상기 검색된 교점 중에서, 상기 임의의 도래각과 연관된 직선 방정식과 유클리드 거리(euclidean distance)가 가장 작은 교점을 선택하는
    위치 측정 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 임의의 도래각의 방향으로 단위벡터를 생성하고, 상기 생성된 단위벡터를 XYZ축의 지구중심직교좌표계로 변환하는 변환부
    를 더 포함하고,
    상기 계산부는,
    상기 변환된 단위벡터를 포함하는 평면 방정식 및 직선 방정식을, 상기 임의의 도래각의 방향과 연관된 평면 방정식 및 직선 방정식으로서 생성하는
    위치 측정 장치.
  7. 상이한 지점에 위치한 복수의 수신부에서, 목표물로부터 신호를 수신하는 단계;
    상기 복수의 수신부에서의 상기 신호에 관한 도래각을 각각 획득하는 단계; 및
    상기 도래각을 이용하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 신호에 관한 도래각을 각각 획득하는 단계는,
    상기 복수의 수신부 각각에서 수신되는 신호에 대한 상관함수를 생성하는 단계; 및
    상기 상관함수가 최대값을 가질 때, 상기 복수의 수신부 각각에 대응하는 안테나의 각도를, 상기 신호에 관한 도래각으로서 획득하는 단계
    를 포함하는 위치 측정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위치 측정 방법은,
    추적 단말로부터 획득한 초기 위치정보에 기초하여, 상기 목표물의 방향으로 상기 복수의 수신부 각각에 대응하는 안테나를 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 안테나를 통해 각 복수의 수신부에 수신되는 신호가 안정 레벨의 설정치를 만족하는 경우, 상기 안테나의 각도를, 상기 신호에 관한 도래각으로서 획득하는 단계
    를 더 포함하는 위치 측정 방법.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 목표물의 위치정보를 산출하는 단계는,
    임의의 도래각의 방향과 연관된 평면 방정식과 타 도래각의 방향과 연관된 직선 방정식 간에 교점을 검색하는 단계;
    상기 교점에서 상기 임의의 도래각과 연관된 직선 방정식에 직교로 투영된 투영점을, 상기 임의의 도래각에 관련한 위치정보로서 계산하는 단계; 및
    각 도래각에 관련한 위치정보를 조합하여, 상기 목표물의 위치정보를 산출하는 단계
    를 포함하는 위치 측정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 목표물의 위치정보를 산출하는 단계는,
    상기 검색된 교점이 복수일 경우,
    상기 검색된 교점 중에서, 상기 임의의 도래각과 연관된 직선 방정식과 유클리드 거리가 가장 작은 교점을 선택하는 단계
    를 더 포함하는 위치 측정 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 목표물의 위치정보를 산출하는 단계는,
    상기 임의의 도래각의 방향으로 단위벡터를 생성하고, 상기 생성된 단위벡터를 XYZ축의 지구중심직교좌표계로 변환하는 단계; 및
    상기 변환된 단위벡터를 포함하는 평면 방정식 및 직선 방정식을, 상기 임의의 도래각의 방향과 연관된 평면 방정식 및 직선 방정식으로서 생성하는 단계
    를 더 포함하는 위치 측정 방법.
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