KR102042773B1 - 위성 항법 시스템의 수신기를 위해 추적 위성 부분 집합을 선택하는 방법, 그리고 그것을 이용하는 수신기, 시스템, 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위성 항법 시스템의 수신기를 위해 가시 영역에 있는 위성의 집합 중 추적 위성 부분 집합을 선택하는 방법을 제공한다. 본 발명의 추적 위성 부분 집합 선택 방법은 추적 위성 부분 집합을 위해 가시 영역에 있는 위성 중 가장 높은 고도를 갖는 위성을 선택하는 단계, 및 가장 높은 고도를 갖는 위성이 선택되면 방위면의 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써 복수의 위성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 추적 위성 부분 집합의 위성을 선택하기 위해 복잡한 연산이 수행될 필요가 없고 루프의 반복이 최소화되면서도, 추적 위성 부분 집합의 위성들이 최대한 분산될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 전역 위성 항법 시스템의 정확도 감쇄가 낮아질 수 있다.

Description

위성 항법 시스템의 수신기를 위해 추적 위성 부분 집합을 선택하는 방법, 그리고 그것을 이용하는 수신기, 시스템, 및 장치{METHOD TO SELECT SUBSET OF TRACKING SATELLITES FOR RECEIVER OF SATELLITE NAVIGATIONAL SYSTEM, AND RECEIVER, SYSTEM, AND APPARATUS THEREWITH}

본 발명은 추적(Tracking) 및 항법(Navigation)을 위한 위성의 집합의 선택에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 하나 이상의 위성 항법 시스템 중에서 추적 위성의 최적의 부분 집합을 선택하는 위성 항법 시스템의 수신기에 관한 것이다.

위성 항법 시스템은 위치 정보(일반적으로, 특정 지역과 관련된 위치 정보)를 지상의 수신기로 제공한다. 위성 항법 시스템 각각은 지구 주위를 도는 고유의 위성들을 갖는다. 위성 항법 시스템 각각은 위치를 계산하기 위해 각 시스템의 가시 영역에 있는(즉, 하늘 위에 있는) 위성을 사용하는 수신기를 갖는다. 일반적으로, 가시 영역에 있는 위성의 수가 더 많을수록, 수신기의 위치 계산은 더 정확해진다. 전역 항법 위성 시스템(Global Navigational Satellite System, 이하 GNSS)은, 정확히 "전역적"이지 않은 시스템(예컨대, 지역적이거나 증강된(Augmented) 시스템)을 포함하는 항법 위성 시스템일지라도, 항법을 위한 위성 시스템을 지칭하는 포괄적인 용어로 종종 사용된다. 이 명세서에서, "GNSS"라는 용어는, 달리 지칭하는 것으로 설명되지 않은 이상, 전역적인 것이든 아니든 관계없이 모든 형태의 항법 위성 시스템을 지칭하기 위해 사용된다.

GNSS 수신기를 위한 전자 장치의 크기가 더 작아지고 위치 계산이 더 정확해짐에 따라, GNSS의 기능은 소비자에 의해 휴대 전화부터 자동차에 이르는 전자 장치에서 매우 흔하게 사용되고 있다. 그리고, GNSS 수신기의 사용량은 상당히 증가하였고 여전히 증가하고 있으며, 현재 작동하고 있는, 그리고 향후 작동 예정에 있는 GNSS의 수 역시 증가하고 있다. 널리 알려진, 널리 사용되는, 그리고 정확히 전역적인 위치 파악 시스템(Global Positioning System, 이하 GPS)은 GLONASS(Global Navigation Satellite System)와 같은 다른 전역 시스템에 결합하였고, GALILEO와 COMPASS와 같이, 지구 주위를 도는 고유의 위성들을 갖는, 또는 갖게 될, 시스템에 결합할 것이다. 지역 시스템(즉, 전역적이지 않고, 지구상의 특정 지역만을 탐색하기 위한 시스템)은 QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)와 현재 개발 중인 IRNSS(Indian Regional Navigational Satellite System)를 포함한다. 증강 시스템(즉, 일반적으로 지역적이지만, 지상의 송신국으로부터의 신호 및/또는 다른 항법용 요소 등에 의해 증강되는 시스템)은 WAAS(Wide Area Augmentation System), EGNOS(European Geostationary Navigation Overlay Service), MSAS(Multi-functional Satellite Augmentation System), 그리고 GAGAN(GPS Aided Geo Augmented Navigation)을 포함한다.

GNSS 수신기는 다수의 GNSS의 위성들을 사용하도록 구성되기 때문에, GNSS의 수가 계속 증가한다는 것은 GNSS 수신기를 위한 위치 계산의 정확도가 계속 증가한다는 것을 의미한다. 그러나, GNSS 수신기가 위치 계산을 위해 지나치게 많은 위성을 사용하는 경우 문제가 생길 수 있다. 왜냐하면, 사용되는 위성의 수가 어느 정도 수준에 도달한 후에는, 많은 수의 위성에 기초하여 GNSS 수신기의 위치 계산을 위한 추적, 입력 신호 수신, 및 그 외 필요한 처리를 하기 위해 쓰이는 자원의 불필요한 증가가 정확도의 유익한 증가보다 훨씬 크기 때문이다.

GNSS 수신기의 정확도는 정확도 감쇄(Dilution of Precision, DOP)라는 용어에 따라 이해될 수 있다. 정확도 감쇄의 다양한 연산과 다양한 종류(예컨대, 기하 정확도 감쇄(Geometrical DOP), 위치 정확도 감쇄(Positional DOP), 수평 정확도 감쇄(Horizontal DOP), 수직 정확도 감쇄(Vertical DOP), 그리고 시간 정확도 감쇄(Time DOP))는 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 그런데, 도 1에 나타난 2차원 개념도는 정확도 감쇄로 측정되는 문제점을 설명할 수 있다. 도 1의 수신기는 위치 계산을 위해 두 개의 무선 송신기를 사용한다. (a)의 경우에서, 두 개의 송신기 각각은 수신기에 대해 거의 직각을 형성하는 위치에 놓여 있다. 이로써, 가운데의 중첩 구역에서 수신기에 의해 무선 신호가 수신될 때, 무선 신호가 서로 직교하게 된다. (b)의 경우에서, 두 개의 송신기는 서로 가까이 위치해 있고, 수신기 주변에서 신호가 중첩되는 구역이 더 넓어지고 더 분산된다. 따라서, (b)의 경우의 두 개의 송신기를 사용하는 수신기의 위치 정확도 감쇄는 높은 반면, (a)의 경우의 두 개의 송신기를 사용하는 수신기의 위치 정확도 감쇄는 낮다. 간단히 말해, 신호가 직교하는 방향에 가까울수록 정확도 감쇄는 감소한다.

3차원 공간에서의 정확도 감쇄의 문제점은 GNSS 수신기와 추적되는 위성들 각각 사이에 선을 그림으로써 형성되는 다면체의 부피를 고려하여 설명될 수 있다. 예로서, 도 2에는 하늘(구면에 대응)에 있는 네 개의 위성(210, 220, 230, 240)과 땅(구의 중심에 대응)에 있는 GNSS 수신기(200)가 표시되어 있다. GNSS 수신기(200)와 네 개의 위성(210, 220, 230, 240) 각각의 사이 및 네 개의 위성(210, 220, 230, 240) 중 서로 인접하는 위성 사이에 선을 그림으로써 도 2의 사면체가 형성될 수 있다. 도 2의 사면체의 부피는 네 개의 위성(210, 220, 230, 240)을 사용하는 GNSS 수신기(200)의 기하 정확도 감쇄와 높은 관련이 있다. 예컨대, 지평선(즉, 사면체의 밑면)에 가까운 위성(220, 230, 240) 중 하나 이상이 천정(즉, 사면체의 꼭대기) 근처의 위성(210)에 더 가깝게 이동하는 경우, 사면체의 부피는 감소하고 네 개의 위성(210, 220, 230, 240)을 이용하는 GNSS 수신기의 기하 정확도 감쇄는 증가할 것이다.

많은 수의 위성에 기초하여 정확도가 증가하는(즉, 정확도 감쇄가 감소하는) 것과 자원의 소모량이 증가하는 것 사이의 문제를 논의하기 위해, 어떤 시점에서 가시 영역에 있는 20개의 위성을 이용하는 일반적인 GNSS 수신기가 있는 것으로 가정된다. 가시 영역에 있는 20개의 위성 모두를 사용하는 GNSS 수신기의 수평 정확도 감쇄는 대략 0.6일 수 있으나, 20개의 위성 중 12개만을 사용하는 GNSS 수신기의 수평 정확도 감쇄는 0.8일 수 있다. 12개의 위성 대신 20개의 위성을 사용하는 경우에 수평 정확도 감쇄가 감소하는 양은 8개의 위성을 더 사용함으로써 추가로 소모되는 전력 및/또는 추적, 입력 신호 처리, 그리고 GNSS 수신기의 위치 계산에 필요한 자원의 양과 비교되어야 한다. 어떤 시스템 구현 방법에 따르면, 20개의 위성 대신 12개의 위성만을 사용함으로써, 소모 전력이 거의 50% 가량 줄어들 수 있다.

따라서, 효율적인 위치 계산을 위해 가시 영역에 있는 모든 위성 중에서 부분 집합을 선택하는 GNSS 수신기가 필요하다. 그러나, 부분 집합을 선택하는 것은 그 자체로 자원을 소모한다. 가시 영역에 있는 M개의 위성 중 N개의 위성으로 이루어진 부분 집합을 선택하는 서로 다른 방법의 가지 수는 다음 수학식 1을 통해 계산될 수 있다.

위 수학식 1에 따르면, 가시 영역에 있는 20개(즉, M=20)의 위성 중 12개(즉, N=12)의 위성으로 이루어진 부분 집합을 선택하는 서로 다른 방법은 125,970가지이다.

현재, GNSS 수신기는 가시 영역에 있는 M개의 위성 중 N개의 위성으로 이루어진 부분 집합 또는 조합들 가운데에서 최적의 정확도 감쇄를 갖는 부분 집합 또는 조합을 결정하기 위해 재귀 알고리즘(Recursive Algorithm)을 사용한다. 이것은 GNSS 수신기에 큰 부담을 주는 작업이다. 새로운 위성들이 더 작동하게 될수록(즉, 부분 집합 선정을 위한 위성의 수 M이 계속 증가할수록), GNSS 수신기를 구성하는 전자 장치와 가용 자원의 수가 줄어들수록, 그리고 GNSS 수신기가 다른 시스템 또는 장치와 통합되어 사용될수록, GNSS 수신기가 받는 부담은 향후 더 증가할 것이다.

따라서, GNSS 수신기에 큰 부담을 주는 연산(예컨대, 재귀 알고리즘)을 하지 않으면서 가시 영역에 있는 위성들 중 최적의 추적 위성 부분 집합을 선택하는 GNSS 수신기를 위한 솔루션이 필요하다.

본 발명의 실시 예에서, 추적 위성 부분 집합은 위성의 위치에 기초하여 선택될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, GNSS 수신기의 방위면(Azimuth Plane)은 복수의 섹터(Sector)로 분할되고, 추적 위성 부분 집합은 복수의 섹터를 특정 순서대로 탐색함으로써 선택될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 추적 위성 부분 집합은 융통성 있게 탐색될 수 있다. 예컨대, GNSS 수신기 또는 GNSS의 모니터링 결과에 기초하여, 탐색을 위한 파라미터(Parameter)가 변경될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따라 위성 항법 시스템의 수신기를 위해 가시 영역에 있는 위성의 집합 중 추적 위성 부분 집합을 선택하는 방법은 추적 위성 부분 집합을 위해, 가시 영역에 있는 위성 중 가장 높은 고도를 갖는 위성을 선택하는 단계; 및 가장 높은 고도를 갖는 위성이 선택되면, 방위면의 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써 복수의 위성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 복수의 섹터는 방위면의 적어도 한 부분을 복수의 방위 구역으로 분할함으로써 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 복수의 섹터는 방위면의 적어도 한 부분을 복수의 고도에 따라 분할함으로써 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 복수의 섹터는 방위면의 적어도 한 부분을 복수의 방위 구역으로 분할 및 하나 이상의 고도에 따라 분할함으로써 형성되고, 복수의 섹터 각각은 복수의 방위 구역 중 하나의 경계선 및 하나 이상의 고도에 의해 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 복수의 섹터 각각은 문자 및 숫자로 된 섹터 식별자를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 복수의 섹터 각각은 순차적으로 번호를 붙인 섹터 식별자를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 복수의 위성을 선택하는 단계는 i번째 인덱스와 같은 섹터 식별자를 갖는 현재 섹터를 탐색하는 단계; 수식 i=i+x 에 따라 i번째 인덱스를 증분 x만큼 증가시키는 단계; 및 증분 x만큼 증가시킨 i번째 인덱스와 같은 섹터 식별자를 갖는 현재 섹터를 탐색하는 단계를 포함할 수 있다. 이 실시 예에서, 방위면의 적어도 한 부분은 복수의 방위 구역으로 분할되고, 복수의 방위 구역의 수 및 증분 x 중 적어도 하나는 소수(Prime Number)일 수 있다. 또는, 이 실시 예에서, 방위면의 적어도 한 부분은 복수의 방위 구역으로 분할되고, 복수의 방위 구역의 수는 증분 x와 서로소(Coprime, Relative Prime)일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 복수의 위성을 선택하는 단계는 탐색되는 섹터의 가시 영역에 위성이 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 이 실시 예에서, 복수의 위성을 선택하는 단계는 탐색되는 섹터의 가시 영역에 위성이 있는 것으로 판단된 경우, 추적 위성 부분 집합을 위해, 탐색되는 섹터의 가시 영역에 있는 위성을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또는, 이 실시 예에서, 복수의 위성을 선택하는 단계는 탐색되는 섹터의 가시 영역에 위성이 있는 것으로 판단된 경우, 탐색되는 섹터의 가시 영역에 있는 위성 중 가장 낮은 고도를 갖는 위성을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또는, 이 실시 예에서, 복수의 위성을 선택하는 단계는 탐색되는 섹터의 가시 영역에 위성이 있는 것으로 판단된 경우, 탐색되는 섹터의 가시 영역에 있는 위성 중 가장 강한 신호 세기를 갖는 위성을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예는 위성 항법 시스템, 수신기, 및 수신기의 작동 환경 중 적어도 하나 가운데 하나 이상을 모니터링하여, 하나 이상의 변경 조건이 충족되는지 여부를 판단하는 단계; 및 하나 이상의 변경 조건이 충족되는 경우, 추적 위성 부분 집합을 위해, 방위면의 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써 복수의 위성을 선택하기 위한 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예는 가시 영역에 있는 위성 각각의 추정된 방위각 및 고도를 포함하여, 가시 영역에 있는 위성의 집합의 목록을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 나아가, 이 실시 예에서, 가시 영역에 있는 위성의 집합의 목록에 기초하여, 추적 위성 부분 집합을 위해, 방위면의 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써 복수의 위성을 선택하기 위한 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계가 더 포함될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예는 방위면의 적어도 한 부분을 복수의 섹터로 분할하는 단계를 더 포함할 수 있다. 나아가, 이 실시 예에서, 위성 항법 시스템, 수신기, 및 수신기의 작동 환경 중 적어도 하나 가운데 하나 이상을 모니터링하여, 하나 이상의 변경 조건이 충족되는지 여부를 판단하는 단계; 및 하나 이상의 변경 조건이 충족되는 경우, 방위면의 적어도 한 부분을 복수의 섹터로 분할하기 위한 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계가 더 포함될 수 있다.

본 발명의 실시 예의 복수의 위성을 선택하는 단계에서, 가시 영역에 있지 않은 위성이 있는 것으로 판단된 경우, 가시 영역에 있지 않은 위성이 위치한 방위면의 섹터는 탐색되지 않을 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 위성 항법 시스템의 수신기는 하나 이상의 프로세서; 및 비일시적으로 컴퓨터에 의해 읽히는 프로그램 명령을 기록한 적어도 하나의 매체를 포함할 수 있다. 이 실시 예에서, 프로그램 명령은 가시 영역에 있는 위성의 집합 중 추적 위성 부분 집합을 위해, 가시 영역에 있는 위성 중 가장 높은 고도를 갖는 위성을 선택하는 단계; 및 가장 높은 고도를 갖는 위성이 선택되면, 방위면의 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써 복수의 위성을 선택하는 단계를 하나 이상의 프로세서가 수행하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 위성 항법 시스템의 수신기를 포함하는 시스템은 하나 이상의 프로세서; 및 비일시적으로 컴퓨터에 의해 읽히는 프로그램 명령을 기록한 적어도 하나의 매체를 포함할 수 있다. 이 실시 예에서, 프로그램 명령은 가시 영역에 있는 위성의 집합 중 추적 위성 부분 집합을 위해, 가시 영역에 있는 위성 중 가장 높은 고도를 갖는 위성을 선택하는 단계; 가장 높은 고도를 갖는 위성이 선택되면, 방위면의 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써 복수의 위성을 선택하는 단계; 위성 항법 시스템, 수신기, 및 수신기의 작동 환경 중 적어도 하나 가운데 하나 이상을 모니터링하여, 하나 이상의 변경 조건이 충족되는지 여부를 판단하는 단계; 및 하나 이상의 변경 조건이 충족되는 경우, 추적 위성 부분 집합을 위해, 방위면의 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써 복수의 위성을 선택하기 위한 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계를 하나 이상의 프로세서가 수행하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서, 프로그램 명령은 방위면의 적어도 한 부분을 복수의 섹터로 분할하는 단계를 하나 이상의 프로세서가 더 수행하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 위성 항법 시스템의 수신기 중 가시 영역에 있는 추적 위성 부분 집합을 선택하기 위한 장치는, 추적 위성 부분 집합을 위해 가시 영역에 있는 위성 중 가장 높은 고도를 갖는 위성을 선택하고, 가장 높은 고도를 갖는 위성이 선택되면 방위면의 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써 복수의 위성을 선택하기 위한 선택기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 추적 위성 부분 집합의 위성을 선택하기 위해 복잡한 연산이 수행될 필요가 없고 루프의 반복이 최소화되면서도, 추적 위성 부분 집합의 위성들이 최대한 분산될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 정확도 감쇄가 낮아질 수 있다.

도 1은 정확도 감쇄의 예를 설명하기 위한 2차원의 개념도이다.
도 2는 GNSS 수신기와 세 개의 위성에 대한 정확도 감쇄의 예를 설명하기 위한 3차원의 개념도이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 GNSS를 나타내는 블록도이다.
도 3b는 선택기가 본 발명의 실시 예에 따라 추적을 위해 사용되는 N개의 위성에서 부분 집합을 생성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 숫자로 된 섹터 식별자를 갖는 섹터들과 맵핑된 방위면을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 도 4의 섹터 식별자 지도를 이용하여 가시 영역에 있는 모든 위성들 중 추적 위성 부분 집합을 선택하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6c는 섹터 식별자 지도의 섹터를 검사하는 방법 중 처음의 몇 단계의 반복 연산을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시 예에 따라 맵핑된 상공을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 도 7a 및 도 7b의 섹터 식별자 지도를 이용하여 가시 영역에 있는 모든 위성들 중 추적 위성 부분 집합을 선택하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예가 유연하게 변경될 수 있음을 보여주는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 조건 변화에 응답하여 방위면의 맵핑 및 탐색을 위한 하나 이상의 변수, 단계, 및/또는 파라미터를 수정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11a 내지 도 11d는 GPS와 GLONASS의 두 위성 시스템에서 선택된 위성을 이용하여 정확도 감쇄를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12a 내지 도 12d는 GPS의 단일 위성 시스템에서 선택된 위성을 이용하여 정확도 감쇄를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 13은 최적의 추적 위성 부분 집합에 대한 정확도 감쇄를 측정한 결과를 더 나타낸 그래프이다.

전술한 특성 및 이하 상세한 설명은 모두 본 발명의 설명 및 이해를 돕기 위한 예시적인 사항이다. 즉, 본 발명은 이와 같은 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 다음 실시 형태들은 단지 본 발명을 완전히 개시하기 위한 예시이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자들에게 본 발명을 전달하기 위한 설명이다. 따라서, 본 발명의 구성 요소들을 구현하기 위한 방법이 여럿 있는 경우에는, 이들 방법 중 특정한 것 또는 이와 동일성 있는 것 가운데 어떠한 것으로든 본 발명의 구현이 가능함을 분명히 할 필요가 있다.

본 명세서에서 어떤 구성이 특정 요소들을 포함한다는 언급이 있는 경우, 또는 어떤 과정이 특정 단계들을 포함한다는 언급이 있는 경우는, 그 외 다른 요소 또는 다른 단계들이 더 포함될 수 있음을 의미한다. 즉, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 특정 실시 형태를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 개념을 한정하기 위한 것이 아니다. 나아가, 발명의 이해를 돕기 위해 설명한 예시들은 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자들이 일반적으로 이해하는 의미를 갖는다. 보편적으로 사용되는 용어들은 본 명세서의 맥락에 따라 일관적인 의미로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은, 그 의미가 명확히 정의된 경우가 아니라면, 지나치게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.

본 발명의 기술 사상은 최적의 정확도 감쇄(Dilution of Precision, DOP)를 갖는 추적(Tracking) 및 항법(Navigation)에 사용되는 추적 위성 부분 집합을 결정하기 위해, 필요했던 연산을 수행하지 않고 추적 위성 부분 집합을 선택하기 위한 것이다.

도 2에 대한 설명에서 언급된 바와 같이, 네 개의 위성(210, 220, 230, 240)에 의해 도 2의 사면체보다 작은 부피를 갖는 사면체가 형성되는 경우, 전역 항법 위성 시스템(Global Navigational Satellite System, 이하 GNSS) 수신기의 기하 정확도 감쇄(Geometrical DOP)가 증가한다. 좀 더 일반적으로 설명하면, 사용되는 위성의 수가 몇 개이든, 가장 큰 부피를 갖는 다면체를 형성하는 위성의 집합이 선택될 때 GNSS 수신기의 정확도 감쇄가 가장 낮다. 이러한 관점에서, 본 발명의 기술 사상은 가시 영역에 있는 위성의 부분 집합을 선택하기 위한 획기적인 접근 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 기술 사상에 의해 선택된 부분 집합은 선택 가능한 모든 부분 집합에 대해 정확도 감쇄를 산출하기 위한 많은 양의 신호 처리 및 연산을 하여 가장 좋은 성능을 보여주는 것으로 선택된 부분 집합에 비해도 손색이 없다. 게다가, 본 발명에 기초한 시스템, 방법, 및 장치는 측정 연산 및/또는 그 외 다른 종류의 연산을 사용하여 얻어진 최적의 정확도 감쇄를 갖는 부분 집합을 추정 및/또는 근사시켜 선택된 부분 집합에 비해도 손색이 없는 추적 위성 부분 집합을 선택할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 기술 사상의 접근 방법에 의해 선택된 추적 위성 부분 집합은 정확도 감쇄를 추정 및/또는 근사시키는 연산에 의해 선택된 추적 위성 부분 집합에 비해 손색이 없으면서도, 추정 및/또는 근사 알고리즘과 연산을 수행하는데 필요한 자원과 시간이 소모되지 않을 수 있다.

다만, 이상의 설명은 본 발명의 실시 예에서 정확도 감쇄 산출 연산, 추정, 및/또는 근사화의 수행을 배제하기 위한 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상의 이점 중 하나를 명시하기 위한 것이다. 오히려, 본 발명의 실시 예들은 본 명세서에서 설명되는 사항들로 보충되는 것이고, 본 명세서에서 설명되는 보충 사항들은 다른 연산, 추정, 및/또는 근사화를 사용하는 추적 위성 부분 집합 선택 방법, 시스템, 및/또는 장치에 대한 하나 이상의 다른 단계, 과정, 및/또는 구성 요소로 교체 및/또는 대체될 수 있다. 실제로, 본 발명의 기술 사상을 다른 방법, 시스템, 및/또는 장치에 적용함으로써 얻어지는 이점이 분명히 존재한다.

도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 GNSS(300)를 나타내는 블록도이다. 추정기(310)는 GNSS 수신기의 위치, 시각, 및 하나 이상의 GNSS에 포함되는 위성의 궤도에 관하여 이전에 저장된 정보에 기초하여, 가시 영역에 있는 모든 위성의 현재 위치를 추정할 수 있다. 추정 결과로서, 가시 영역에 있는 위성 각각의 추정된 방위각(Azimuth) 및 고도 좌표를 포함하는 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST)이 선택기(320)로 출력될 수 있다.

선택기(320)는 가시 영역에 있는 위성의 추정된 위치에 따라 상공의 영역을 섹터(Sector)로 분할할 수 있다. 상공 분할 지도는 아래에서 설명될 항법 추적에 사용되는 위성의 부분 집합을 선택하기 위해 사용될 수 있다. 부분 집합이 일단 선택되면, 선택기(320)는 선택 결과로서 초기 목록(PRI_LIST)을 추적기(330)로 출력할 수 있다.

추적기(330)는 부분 집합의 위성을 추적하고 추적 결과에 따른 데이터를 항법 모듈(340)로 제공할 수 있다. 항법 모듈(340)은 제공받은 데이터를 사용하여 위치, 시각, 및 그 외 다른 정보를 산출하고, 산출 결과를 다른 구성 요소로 제공할 수 있다. 항법 모듈(340)은 추정기(310)의 상태를 갱신할 수 있다. 이로써, 계속 반복되는 추정, 선택, 추적, 산출, 및 갱신의 루프(Loop)가 형성될 수 있다.

도 3a의 구성 요소 사이의 피드백(Feedback) 루프는 처리 과정을 조정 가능하도록 만들 수 있다. 즉, 처리 과정의 정확도 등을 더 증가시키기 위해, 현재 상태에 관한 정보가 도 3a의 구성 요소 사이에서 피드백될 수 있다. 예컨대, 추적기(330)가 선택기(320)로부터 제공받은 초기 목록(PRI_LIST)에 포함되는 하나 이상의 위성이 현재 가시 영역에 있지 않은 것으로 판단한 경우, 판단 결과에 따른 정보를 추정기(310) 및/또는 선택기(320)로 피드백함으로써, 처리 과정의 다음 루프에서 가시 영역에 있지 않은 위성이 초기 목록(PRI_LIST)에서 제외될 수 있다.

실시 예로서, 가시 영역에 있지 않은 위성의 정보는 위에서 언급된 상공 분할 지도를 사용하는 선택 과정을 수정하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 현재 가시 영역에 있지 않은 특정 위성에 관한 정보는 가시 영역에 있지 않은 위성이 위치한 섹터를 선택 과정에 사용되지 않도록 제외시킬 수 있다. 특정 위성이 가시 영역에 있지 않도록 만드는 방해물(예컨대, 도심의 건물)이 무엇이든 간에, 그 방해물은 가시 영역에 있지 않은 위성 주변의 영역도 가시 영역에 있지 않도록 만들 가능성이 크기 때문이다. 가시 영역에 있지 않은 위성이 위치한 섹터 전체를 제외함으로써, 처리 과정의 다음 루프에서 선택기(320)에 의해 생성된 초기 목록(PRI_LIST)이 가시 영역에 있지 않은 위성을 포함하지 않을 수 있다.

도 3a는 GNSS의 기능을 많이 요약하고 있다. 하드웨어(Hardware)는 도 3a의 설명에서 언급된 모든 기능을 필수적으로 가질 수 있는데, 언급된 기능 각각은 병합되거나 더 분할될 수 있고, 소프트웨어(Software), 하드웨어, 또는 이 둘의 조합에 의해 수행될 수 있다. 예컨대, 추정기(310), 선택기(320), 추적기(330), 및 항법 모듈(340)은 별개의 구성 요소인 것으로 언급되었으나, 그것들의 기능은 하나의 하드웨어로 구현되거나, 일부 중첩되도록 구현되거나, 별개의 프로세서로 구현되거나, 또는 서로 다른 프로세서에 의해 수행되는 부(Sub) 기능들을 갖도록 더 분할되어 구현될 수 있다. 게다가, 증강(Augmented) 시스템과 같은 시스템에서, 구성 요소 각각의 기능은 더 분산될 수 있다. 예컨대, 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST)은 로컬(Local) 통신에 의해 제공될 수 있다. 이 경우, 추정기(310)는 GNSS 수신기의 구성 요소가 아닐 수 있다.

추정기(310), 추적기(330), 및 항법 모듈(340)이 가질 수 있는 기능 및/또는 구성은, 실시 예에 따라 다른 명칭으로 불릴 수 있겠지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자(이하, 통상의 기술자)에게 잘 알려져 있다. 구성 요소 각각의 기능을 구현하는 방법은 GNSS 수신기 및 관련 위성의 사용법과 유형에 따라 달라질 수 있고, 이 점 역시 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.

도 3b는 본 발명의 실시 예에 따라 선택기(320, 도 3a 참조)가 추적에 사용되는 N개의 위성에서 부분 집합(즉, 초기 목록(PRI_LIST, 도 3a 참조))을 생성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.

S110 단계에서, 가시 영역에 있는 M개의 위성의 추정된 위치를 포함하는 방위면(Azimuth Plane)이 맵핑될 수 있다. 가시 영역에 있는 M개의 위성의 추정된 위치는 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST, 도 3a 참조)에 의해 제공될 수 있다. 방위면에 관한 설명은 아래 도 4에 대한 설명과 함께 더 언급된다.

S120 단계에서, 방위면은 섹터들로 분할될 수 있다. 각각의 섹터는 고유의 섹터 식별자(Sector Identifier)를 가질 수 있다. 실시 예로서, 섹터 식별자는 숫자로 된 번호일 수 있다. 섹터의 번호 및 그것으로 방위면을 분할하는 방법은 실시 예에 따라 다를 수 있다. 실시 예로서, 섹터의 번호 및 맵핑은 각각의 섹터에 적어도 하나 및/또는 최대 하나의 위성이 놓일 가능성을 최대화하도록 설정될 수 있다. 실시 예로서, 섹터의 번호 및/또는 맵핑은 상황에 맞게 설정되거나 미리 설정될 수 있다. 실시 예로서, 섹터의 번호 및/또는 맵핑은 GNSS 수신기의 현재 작동 조건 및/또는 환경에 따라 달라질 수 있다. 실시 예로서, 섹터의 번호 및/또는 맵핑은 GNSS 수신기 외부에서 결정되어 GNSS 수신기로 전송될 수 있다.

S130 단계에서, 위성의 부분 집합의 첫 번째 요소로서, 가장 높은 고도를 갖는 위성이 선택될 수 있다. 이것은 도 2에 나타난 사면체의 꼭대기에 있는 위성(210, 도 2 참조)을 선택하는 것과 같을 수 있다. 또한, S130 단계에서, 반복되는 루프에 대한 인덱스가 0으로 초기화(즉, i=0)될 수 있다.

S140 단계에서, 섹터 식별자가 i인 섹터에 위성이 있는지 여부가 판단될 수 있다. 해당 섹터에 하나 이상의 위성이 있는 경우, 특정 위성이 선택될 수 있다. 위성이 선택되면, 선택된 위성은 추적 위성 부분 집합에 포함될 수 있다. S140 단계는 세 개의 하위 단계나 구성 요소를 포함할 수 있으나, 도 3b에는 하나의 단계가 나타나 있다. S140 단계는 실시 예에 따라(구체적으로, 방위면이 맵핑되는 방법에 따라) 하나의 단계일 수 있기 때문이다. 개념적으로, S140 단계는 선택 단계로 이해될 수 있다. 선택 단계의 구현 방법과 복잡도는 GNSS 수신기, GNSS 위성, 및 설계자의 목표에 따라 매우 다양하게 달라질 수 있다. 아래에서 언급될 실시 예에 따라, 선택 단계의 내용이 명확해질 것이다.

S150 단계에서, 하나 이상의 종료 조건이 충족되는지 여부가 판단될 수 있다. 종료 조건은, 예로서, 부분 집합에 포함시키려고 했던 개수인 N개의 위성이 선택된 경우, 및/또는 방위면의 모든 섹터가 검사된 경우에 충족될 수 있다. 하나 이상의 종료 조건이 충족되면, 도 3b의 방법이 종료될 수 있다. 그러나, 하나 이상의 종료 조건이 충족되지 않으면, S160 단계에서, i번째 인덱스가 증분 x만큼 증가할 수 있다. 그리고, 도 3b의 방법은 S140 단계로 진행될 수 있다. 이후, S140 단계에서, 섹터 식별자가 (i+x)인 섹터가 검사될 수 있다. 증분 x의 값은 실시 예에 따라 달라질 수 있으나, 가장 간단하게는 1일 수 있다. 아래에서 더 언급될 실시 예에서, x는 소수(Prime)가 되도록 선택되거나, 방위면의 방위 구역(Azimuth Division)의 수와 서로소(Coprime, Relative Prime)가 되도록 선택될 수 있다. 일반적으로, S140 단계, S150 단계, 및 S160 단계를 포함하는 루프는 하나 이상의 종료 조건이 충족될 때까지 반복될 수 있다.

이 명세서에서 언급되는 모든 실시 예에서, S130 단계에 대한 설명에서 언급된 것과 같이, 추적 위성 부분 집합의 첫 번째 요소로서 가장 높은 고도를 갖는 위성이 선택될 수 있다. 가장 높은 고도를 갖는 위성의 선택은 S140 단계, S150 단계, 및 S160 단계에 대한 설명에서 언급된 섹터의 탐색 및 선택이 시작되기 전에 수행될 수 있다. 그러나, 통상의 기술자에게 자명하겠지만, 가장 높은 고도를 갖는 위성을 선택하는 S130 단계는 탐색 및 선택을 위한 S140 단계, S150 단계, 및 S160 단계의 수행 후 및/또는 수행 중에 수행될 수 있다.

본 발명의 특정 실시 예는, 예컨대, 정확도 감쇄 산출 연산 및/또는 외부 측정에 의해 증강되거나, 도 3b의 단계 중 정확도 감쇄 산출 연산 및/또는 외부 측정을 사용하는 시스템에 사용되는 하나 이상의 단계와 관련될 수는 있겠지만, 도 3b의 방법으로 섹터를 통한 맵핑 및 반복 처리를 수행하는 것은 정확도 감쇄 산출 연산 및 외부 측정과 관련되지 않는다. 간단히 말해, 도 3a 및 도 3b에 따른 시스템과 방법은 기하(Geometry)에 의존한다. 따라서, 본 발명의 기술 사상에 따른 획기적인 접근 방법의 단순함 때문에, 본 발명의 실시 예를 변형시키기 위한 방법이 여러 가지 있을 수 있다. 예컨대, 방위면의 맵핑 방법의 변경, 섹터의 수나 크기나 모양의 변경, 방위면의 섹터를 검사하는 패턴의 변경, 종료 조건의 변경, 앞서 설명된 기능들의 수행을 위한 프로그래밍 및/또는 배선 방법의 변경, 시스템 또는 장치로 본 발명의 기술 사상의 접근 방법을 구현하기 위한 기능 및/또는 작업의 분배 방법의 변경, 다른 방법이나 시스템이나 장치를 보충하기 위해 본 발명의 실시 예를 사용하는 방법의 변경을 통해, 본 발명의 실시 예가 변형될 수 있다. 이 외에도 다른 다양한 요인의 변경을 통해 본 발명의 실시 예가 변형될 수 있다.

도 3a와 같이, 도 3b의 방법은 개념적인 구조로 이해되어야 한다. 예컨대, 도 3b의 각각의 단계는 반드시 도 3b에 나타난 순서대로 수행될 필요는 없다. S130 단계에서 가장 높은 고도를 갖는 위성을 선택하는 것은 방위면의 지도를 필요로 하지 않고, 따라서, S110 단계 이전에 수행될 수 있다. 실시 예로서, 하나 이상의 단계가 거의 동시에 수행될 수 있다. 또는, 도 3a의 구성 요소 사이에 무한 루프가 형성된 것처럼, 하나 이상의 단계가 무한 루프 상태에 놓일 수 있다. 각각의 단계는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수 있다. 그리고, 도 3a에 대한 설명에서 언급된 것과 같이, 하나 이상의 단계가 함께 병합될 수 있고, 하나의 단계가 하위 단계들로 더 분할될 수 있다. 각각의 단계는 동일한 또는 완전히 다른 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합에 의해 수행될 수 있다. 그리고, 각각의 단계가 더 분배되어, 하나 이상의 단계 또는 하위 단계가 GNSS 수신기와 별개인 장치 및/또는 시스템에서 수행될 수 있다. 하나 이상의 단계를 병합하거나, 분리하거나, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합으로 구현하는 방법에 대한 세부 사항은 많은 요인들의 영향을 받으며, 이는 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 나아가, 특정 GNSS 수신기에 본 발명의 기술 사상을 구현하는 것은, 아래에서 실시 예들을 통해 설명되어 통상의 기술자가 이해할 수 있겠지만, 도 3b에 나타난 단계들에 다른 단계들을 덧붙임으로써 이루어질 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 숫자로 된 섹터 식별자를 갖는 섹터들과 맵핑된 방위면을 나타낸 개념도이다. 방위면(400)은 GNSS 수신기 위의 하늘을 2차원으로 표현한 것으로 이해될 수 있다. 간단히 살펴보면, 방위면(400)의 중심은 천정(Zenith), 즉 바로 머리 위쪽 지점이고, 방위면(400)의 둘레는 수평선이다. 도 4에서, 방위면(400)은 19개의 조각으로 분할되었다. 19개의 조각 중 18개는 19°의 중심각을, 나머지 한 개는 18°의 중심각을 가져, 360°의 중심각이 형성된다. 하나의 조각은 3개의 고도에 따라 더 분할된다. 3개의 고도 중 2개는 32°의 고도 각을, 가장 위쪽의 나머지 한 개는 26°의 고도 각을 가져, 지평선부터 천정까지 90°의 고도 각이 형성된다. 이로써, 총 57개의 섹터가 맵핑되었다. 57개의 섹터는 고유의 섹터 식별자를 갖는데, 지평선에 인접한 섹터부터 시작하여 중심 방향으로 고도가 상승함에 따라 0부터 56까지 순차적으로 증가하는 방향으로 숫자가 붙었다. 이것은 단지 예시일 뿐이고, 다른 실시 예에서 다른 방법으로 숫자를 붙이거나 문자로 된 섹터 식별자를 이용하는 것도 가능하겠지만, 0부터 시작하여 순차적으로 숫자를 붙이는 것이 간단하며, 도 2에서 언급된 것과 같이 큰 부피를 갖는 다면체에 있어서는 지평선부터 시작하여 숫자로 된 섹터 식별자를 붙이는 것이 유익하다. 추적 위성 부분 집합의 첫 번째 위성(즉, 도 3b의 S130 단계에서 선택된 가장 높은 고도를 갖는 위성을 의미)이 방위면(400)의 중심인 천정에 가장 가까이 위치하기 때문에, 다음으로 선택되는 위성은 방위면(400)의 중심으로부터 가능한 멀리 떨어져 있어야 하고, 이는 지평선에 가장 가까이 위치한 위성이 선택되어야 함을 의미한다. 도 3b의 S130 단계에서 가장 높은 고도를 갖는 위성이 일단 선택되면, 도 3b의 S140 단계, S150 단계, 및 S160 단계를 포함하는 루프에 대한 인덱스가 0에서 시작되기 때문에(물론, 다른 실시 예에서 인덱스는 다른 값에서 시작될 수 있고, 다른 유형의 순서가 사용될 수도 있다), 숫자로 된 섹터 식별자가 지평선에 인접한 섹터부터 순차적으로 붙는 경우 본 발명의 실시 예에 따른 탐색 및 선택은 지평선에 인접한 섹터에 놓인 위성에서부터 시작될 것이다.

위에서 언급된 것과 같이, 도 4는 단지 예시일 뿐이고, 방위면을 맵핑하는 방법, 및/또는 숫자 및/또는 문자로 된 섹터 식별자를 붙이는 방법은 구현 방법에 따라 달라질 수 있다. 예로서, 아래에서 더 언급되겠지만, 방위면은 조각들로만 분할될 수 있고(즉, 도 4의 예시와 달리 고도에 따른 추가의 분할이 이루어지지 않을 수 있고), 조각의 수는 GNSS의 상태 및/또는 다른 요인에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 다른 예로서, 도 4에 나타난 것처럼 각 섹터들이 서로 다른 크기를 갖는 경우와 대조적으로, 방위면은 같은 면적의 섹터들과 맵핑될 수 있다. 또는, 하나의 고도에 같은 너비와 높이를 갖는 섹터들이 포함되고, 고도가 높아질수록 섹터의 너비가 더 넓어지도록(즉, 높은 고도에 대응하는 영역은 더 적은 수의 섹터를 포함하도록) 구현될 수 있다.

나아가, 도 4는 이상적인 경우로서, 지평선부터 천정까지 형성된 완전한 90°의 고도 각을 나타내는 원의 지름이 표현되어 있다. 반면, 실제 상황에서, 처음의 5° 내지 15° 정도(구현에 따라 다를 수 있음)의 고도는 감춰진다. 왜냐하면, 그 영역은 나무, 건물, 및/또는 다른 환경 요소에 의해 가로막혀, 그 영역에 놓인 위성이 추적 위성 부분 집합에 포함될 가능성이 작기 때문이다. 이러한 요소와 그 외 다른 실제 상황에서의 요인, 조건, 산업 표준, 및/또는 기술적 한계나 허용 수준은 통상의 기술자들에게 잘 알려져 있고, 본 발명의 기술 사상의 어떠한 구현 형태에든 적용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 도 4의 섹터 식별자 지도를 이용하여 가시 영역에 있는 모든 위성들 중 추적 위성 부분 집합을 선택하는 방법을 설명하는 흐름도이다. S210 단계에서, 도 4의 방위면 지도를 이용하여 맵핑이 수행되고 섹터 식별자가 부여될 수 있다. S215 단계에서, 추적 위성 부분 집합의 첫 번째 위성으로서 가장 높은 고도를 갖는 위성이 선택될 수 있다. 이로써, 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수는 1로 설정된다. 그리고, S215 단계에서, 반복하여 수행되는 과정이 초기화될 수 있다. 즉, 인덱스 및 검사된 섹터의 수가 0으로 설정된다.

일반적으로, 도 5의 S215 단계, S220 단계, S230 단계(와 S260 단계), 및 S235 단계는 각각 도 3b의 S130 단계, S140 단계, S150 단계, 및 S160 단계에 대응할 수 있다. 도 5의 다른 두 개의 루프(즉, S240 단계, S245 단계, 및 S250 단계를 포함하는 루프와 S255 단계, S260 단계, 및 S265 단계를 포함하는 루프)는 방위면에 대한 특정 탐색 패턴을 구현하기 위해 필수적이다. 특히, S240 단계, S245 단계, 및 S250 단계를 포함하는 루프는 높은 고도의 섹터(즉, 도 4의 38번 내지 56번 섹터)가 검사되기 전에 모든 낮은 고도의 섹터(즉, 도 4의 0번 내지 37번 섹터)가 검사되도록 한다. 이렇게 하는 데에는 몇 가지 이유가 있다. 가장 중요한 이유는, S215 단계에서 처음으로 선택되는 위성은 높은 고도의 섹터 중 하나에 위치할 가능성이 크고, 최대의 부피를 갖는 다면체를 형성하기 위해 다음으로 선택되는 위성은 가능한 지평선에 가깝게 위치해야 하기 때문이다. S255 단계, S260 단계, 및 S265 단계를 포함하는 루프는 높은 고도의 섹터를 조사하고 모든 섹터가 검사되었는지 여부를 판별하기 위한 것이다. 모든 섹터가 검사된 경우, 도 5의 방법은 종료된다(S260 단계는 도 3b의 S150 단계의 종료 조건 중 하나에 해당한다).

특별히, 도 4의 섹터 식별자 지도의 섹터를 검사하는 도 5의 방법 중 처음의 몇 단계의 반복 연산을 보여주는 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 도 5가 계속 설명된다. S220 단계에서, 섹터 식별자가 i인 현재 섹터에 위성이 있는지 여부가 검사될 수 있다. S215 단계에서 인덱스가 0으로 초기화되었으므로, 도 4의 섹터 식별자 지도 중 0번 섹터가 검사된다. 0번 섹터가 처음으로 검사된 섹터이므로, 도 6a의 0번 섹터에 "1"이 표시되었다. 현재 섹터에서 위성이 발견된 경우, S225 단계에서, 발견된 위성이 추적 위성 부분 집합에 추가되고 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수가 갱신(즉, 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수가 1만큼 증가)될 수 있다. 다음으로, S230 단계에서, 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수가 원했던 값 N에 도달했는지 여부가 판별될 수 있다. 만일 그렇다면, 도 5의 방법은 종료된다.

S220 단계에 따라 현재 섹터에서 위성이 발견되지 않은 경우 또는 S230 단계에서 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수가 원했던 값 N에 도달하지 않은 경우, 도 5의 방법은 S235 단계로 진행된다. S235 단계에서, 인덱스가 7만큼 증가하고, 검사된 섹터의 수가 갱신(즉, 검사된 섹터의 수가 1만큼 증가)될 수 있다.

이 실시 예에서, 인덱스의 증분 값(즉, 7)과 방위 구역의 수(즉, 19)는 모두 소수이다. 다만, 본 발명에 대한 이 실시 예 또는 다른 실시 예에서 이러한 조건이 반드시 필요한 것은 아니다. 본 발명의 실시 예에 따라 반복되는 탐색 패턴이 유익하게 구성되기 위해, 서로소인 수(즉, 인덱스의 증분 값과 방위 구역의 수가 서로소)가 이용될 수 있다. 도 6a 내지 도 6c에 대한 설명에서 언급될 바와 같이, 소수 또는 서로소의 관계에 있는 수들이 선택되면, 반복되는 매 루프마다 검사되는 섹터 사이의 거리가 멀어질 수 있다. 이로써, (위성이 발견된다면) 큰 부피를 갖는 다면체가 얻어질 수 있다.

S240 단계에서, 인덱스가 37보다 큰지 여부가 판별될 수 있다. 현재 인덱스는 7이기 때문에, 다시 S220 단계로 돌아가 현재 섹터에 위성이 있는지 여부가 판별된다. 현재 섹터는 도 4의 섹터 식별자 지도 중 7번 섹터이다. 7번 섹터는 두 번째로 검사되는 섹터이므로, 도 6a의 7번 섹터에 "2"가 표시되었다. 다음으로, S220 단계 종료 후 바로(위성이 발견되지 않은 경우) 또는 S225 단계와 S230 단계를 거쳐(위성이 발견된 경우), S235 단계가 수행된다. S235 단계에서, 인덱스가 다시 7만큼 증가하여 14의 값을 갖게 되고, 검사된 섹터의 수가 갱신되어 2의 값을 갖게 된다. S240 단계에서, 인덱스는 여전히 37보다 작기 때문에, S220 단계로 돌아가 현재 섹터에 위성이 있는지 여부가 판별된다. 현재 섹터는 도 4의 섹터 식별자 지도 중 14번 섹터이고, 14번 섹터가 세 번째로 검사되는 섹터임을 나타내기 위해 도 6b의 14번 섹터에 "3"이 표시되었다. 다시 한 번, S220 단계 종료 후 바로(위성이 발견되지 않은 경우) 또는 S225 단계와 S230 단계를 거쳐(위성이 발견된 경우), S235 단계가 수행된다. S235 단계에서, 인덱스가 다시 7만큼 증가하여 21의 값을 갖게 되고, 검사된 섹터의 수가 갱신되어 3의 값을 갖게 된다. S240 단계에서, 인덱스는 여전히 37보다 작기 때문에, S220 단계로 돌아가 현재 섹터에 위성이 있는지 여부가 판별된다. 현재 섹터는 도 4의 섹터 식별자 지도 중 21번 섹터이고, 21번 섹터가 네 번째로 검사되는 섹터임을 나타내기 위해 도 6b의 21번 섹터에 "4"가 표시되었다. 위 과정이 다시 수행되어, 28번 섹터가 다섯 번째로 검사되고, 이를 나타내기 위해 도 6b의 28번 섹터에 "5"가 표시되었다.

도 6b에 나타난 것과 같이, 처음으로 검사된 다섯 개의 섹터는 비교적 넓게 분산되어 있다. 따라서, 이 검사된 섹터들 중 하나 이상에서 위성이 발견되는 경우, 큰 부피를 갖는 다면체가 얻어질 수 있고, 이로써 정확도 감쇄가 낮아질 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 인덱스의 증분 값과 방위 구역의 수가 소수 또는 서로소가 되도록 선택되면, 루프의 반복이 최소화되면서도 섹터들이 최대한 분산될 수 있다.

도 6c에 나타난 것과 같이, 처음의 반복되는 루프에서 검사된 마지막 섹터는 35번 섹터(도 6c에 "6"이 표시됨)이다. 이로써, 처음의 반복되는 루프에서 0번 섹터(첫 번째), 7번 섹터(두 번째), 14번 섹터(세 번째), 21번 섹터(네 번째), 28번 섹터(다섯 번째), 그리고 35번 섹터(여섯 번째)가 검사된다. 검사된 섹터의 수가 6의 값을 갖고 인덱스가 35의 값을 갖게 되면, S235 단계에서 인덱스가 갱신되어 42의 값을 갖게 된다. 이로써, S240 단계에서, 처음으로 인덱스 값이 37보다 크게 된다. 이후, S245 단계에서, 검사된 섹터의 수가 38 이상인지 여부가 판별될 수 있다. 이는 낮은 고도의 섹터들이 모두 검사되었는지 여부를 판별하기 위한 것이다. 현재 검사된 섹터의 수가 6이므로, S250 단계에서 인덱스가 갱신되어 4의 값을 갖게 된다. 이로써, 낮은 고도의 섹터를 따라 두 번째로 반복되는 루프가 시작된다. S240 단계, S245 단계, 및 S250 단계는 높은 고도의 섹터(38번 내지 56번 섹터)가 검사되기 전에 모든 낮은 고도의 섹터(0번 내지 37번 섹터)가 검사되도록 한다. 도 6c는 낮은 고도의 섹터를 따라 두 번째로 반복되는 루프에서 검사되는 섹터를 나타낸다. 즉, 두 번째로 반복되는 루프에서, 4번 섹터(일곱 번째), 11번 섹터(여덟 번째), 18번 섹터(아홉 번째), 25번 섹터(열 번째), 그리고 32번 섹터(열한 번째)가 검사된다. 마찬가지로, 도 6c는 선택된 섹터들이 방위면 전체에 대해 넓게 분산되어 있음을 보여준다.

인덱스의 증분 값을 위한 적절한 소수 또는 서로소인 수를 선택하는 것은, 원하는 종료 결과의 형태를 포함하여, 다양한 요인에 의존한다. 도 6에 나타난 것과 같이, 인덱스의 증분 값으로 7을 선택함으로써, 다음 고도로 넘어가기 전에 3개의 섹터가 탐색된다. 즉, 첫 번째 고도에서 1번, 2번, 및 3번 섹터가 탐색되고, 두 번째 고도에서 4번, 5번, 및 6번 섹터가 탐색되고, 다시 첫 번째 고도에서 7번, 8번, 및 9번 섹터가 탐색되고, 이 과정이 반복된다. 이 실시 예에서, 더 작거나 더 큰 인덱스의 증분 값이 선택되면, 하나의 고도에서 탐색되는 섹터의 수가 더 많아지거나 더 적어질 것이다. 소수 또는 서로소인 수를 사용하면, 하나의 섹터가 두 번 탐색되지 않는다.

낮은 고도의 38개 섹터 모두가 검사된 후(추적 위성 부분 집합에 포함될 위성의 원하는 수 N과 특정 시각에 가시 영역에 있는 위성의 수에 따라 다르겠지만, 도 5의 방법은 S230 단계의 조건에 도달하기 전에 종료될 가능성이 크다), S245 단계의 조건이 충족되고, S255 단계에서 인덱스가 56보다 큰 것으로 판별될 수 있다. 만일 그렇지 않다면, 도 5의 방법은 다시 S220 단계로 되돌아간다. S255 단계에서 인덱스가 56보다 큰 것으로 판별된 경우, S260 단계에서 모든 섹터가 검사되었는지 여부가 판별될 수 있다. 모든 섹터가 검사되면 도 5의 방법은 종료된다. S260 단계에서 모든 섹터가 검사되지 않은 것으로 판별된 경우, S265 단계에서 인덱스가 갱신되고, 도 5의 방법은 다시 S220 단계로 되돌아간다. S265 단계는 인덱스 값이 높은 고도의 섹터에 대한 38 내지 56의 범위 내에 머무르도록 한다.

이상에서 언급된 것과 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 도 5의 방법은 도 6a 내지 도 6c에 나타난 것과 같이 검사된 섹터가 방위면 상에 넓게 분산되도록 하고, 두 개의 낮은 고도의 섹터가 먼저 검사되도록 하고, 추적 위성 부분 집합을 위해 원하는 총 위성의 수 N만큼 위성이 선택되면 종료(종료 조건 1)되고, 모든 섹터가 한 번씩 탐색되면 종료(종료 조건 2)될 수 있다. 그러나, 이것들은 본 발명의 실시 예의 변형된 형태이다. 그리고, 도 5의 흐름도는 원하는 파라미터를 이용하여 원하는 탐색 패턴을 얻기 위해 수행되는 단계들을 편의에 따라 표현한 것이다. 하지만, 통상의 기술자에게 잘 알려진 것과 같이, 도 5의 방법의 구현은 관련 시스템, 장치, 위성, 환경 등에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 도 3a에 나타난 기능과 그것을 수행하기 위한 프로그램의 구현에 사용되는 구성 요소는 원하는 결과를 얻기 위한 방법의 큰 영향을 받을 것이다(예로서, 도 5의 S250 단계에서 나머지 연산(Modulo)을 이용하여 낮은 고도의 섹터를 따라 루프가 반복되지만, 같은 결과를 얻기 위해 사용되는 프로그래밍 함수의 형태는 완전히 다른 것일 수 있다).

나아가, 도 4에 방위면 지도가 주어져 있으나, 방위면의 맵핑 방법과 섹터 식별자를 부여하는 방법은 적절한 탐색 패턴을 결정하고 그것을 구현하는 방법을 결정하는 데에 중요한 요인이다. 예컨대, 도 3a의 추정기(310)가 선택기(320)로 상당히 큰 크기를 갖는 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST)을 제공하는 경우, 섹터의 수 및 맵핑 방법은 모든 섹터 각각마다 적어도 하나의 위성이 위치할 가능성을 최대화하도록 결정될 수 있고, 이로써 모든 섹터에 위성이 포함되면 탐색 과정은 높은 고도의 섹터에서 진행되지 않을 수 있다. 이 경우, S255 단계, S260 단계, 및 S265 단계를 포함하는 높은 고도의 섹터에 대한 루프는 제거될 수 있고, 도 5의 방법은 S245 단계의 판별 결과에 따라 종료될 수 있다. 다른 변형된 실시 예에서, 통상의 기술자가 지도를 미리 설정하거나, 다른 섹터 수, 다른 고도 수, 다른 방위 구역 수, 다른 섹터 모양, 및/또는 현재 상태에 기초하여 변하는 차원에 따라 방위면을 맵핑하는 시스템 및/또는 장치를 위한 방법을 프로그래밍함으로써, 도 5의 방법이 종료되지 않을 수 있다.

도 5의 방법에서, 각 섹터에 최대 하나의 위성이 놓여 있음이 가정되었다(또는, 도 5의 방법에서, 하나의 섹터에 한 개보다 많은 위성이 놓일 가능성은 고려되지 않았다). 이 단순화는 단지 (통상의 기술자에게 잘 알려져 있는) 현실의 모든 예외 및 상황에 의해 본 발명의 실시 예의 이해가 지나치게 어려워지는 것을 피하고 설명을 명료하게 하기 위한 것이다. 특정 시스템 및/또는 장치에 본 발명의 실시 예를 구현하는 것은 도시 환경의 빌딩에 의해 큰 규모로 끊임없이 변하는 통신 차단 형태, GNSS 수신기의 이동 속도 및 가속도(예컨대, 기차 또는 비행기에서의 경우), 낮은 고도의 위성이 선택되지 않도록 하기 위한 통상적인 낮은 고도 감춤(10° 내지 15° 또는 그 이하의 고도에 있는 대상은 지역 환경에 의해 대체로 가시 영역에 있지 않음) 등을 다루기 위한 단계와 요인을 추가하는 것과 관련된다고 보면 충분하다. 이 요인들과 문제들을 해결하기 위한 방법은 통상의 기술자들에게 잘 알려져 있다. 이 명세서에서 설명되는 본 발명의 실시 예와 청구항에 의해 제공되는 주된 기술 사상 중 하나는, 가시 영역에 있는 위성의 조합에 의해 얻어질 수 있는 최상의 정확도 감쇄를 갖는 추적 위성 부분 집합을 계산, 추정, 및/또는 근사시키기 위해 필요한 연산을 부분적으로 교체 및/또는 증강시키는 대신, 적절한 맵핑과 선택에 의해 추적 위성 부분 집합이 선택될 수 있다는 점이다.

본 발명의 다른 실시 예에 따라 상공을 맵핑하는 실시 예가 도 7a 및 도 7b에 나타나 있다. 상공은 8개의 섹터(0번 내지 7번 섹터)로 분할되고, 각각의 섹터는 지평선에서 천정까지 확장되는 완전한 90°의 고도 각을 갖는다. 도 7a는 2차원으로 표현된 지도(즉, 방위면)를 나타내고, 도 7b는 8개의 섹터로 형성된 3차원 다면체를 나타낸다. 주어진 환경에 따라 다르겠지만, 도 7a 및 도 7b에서의 맵핑에 따라 섹터마다 하나 이상의 위성이 포함될 수 있다. 이 변형된 실시 예에서, 섹터의 수는 8개보다 적거나 많을 수 있지만, 섹터는 언제나 지평선에서 천정까지 확장되어야 한다. 어떤 실시 예는 상공을 각각 1°씩 나눈 360개의 섹터를 포함할 수 있고, 다른 실시 예는 상공을 120°씩 나눈 3개의 섹터를 포함할 수 있다. 물론, 특정 시스템 및/또는 장치에 이 실시 예가 구현되는 경우, 섹터는 실제로 (고도가 0°인 지평선에서 고도가 90°인 천정까지) 전체 고도로 확장되지 않을 수 있다. 각 섹터의 아래쪽 10° 정도의 고도는 감춰질 수 있고, 통상의 기술자에 의해 각 섹터의 위쪽 영역, 예컨대, 고도 75° 내지 85°의 영역이 차단되어 각 섹터의 위쪽 5° 내지 15°(즉, 천정 근처)의 영역은 탐색 및 선택 과정에서 배제될 수 있기 때문이다. 처음으로 선택된 위성은 항상 가장 높은 고도를 갖기 때문에, 위 변형된 실시 예에 따르면, 추적 위성 부분 집합의 첫 번째 위성에 비교적 가까운 섹터는 위성을 포함하지 않고 비어있을 수 있다. 다시, 모든 가능성을 불필요하게 자세히 설명하는 것은 본 발명의 기술 사상의 이해를 어렵게 하므로, 설명을 단순하고 명료하게 하기 위해, 잘 알려진 문제, 상황, 및 가능한 변형은 이 실시 예의 설명에서 고려되지 않는다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 도 7a 및 도 7b의 섹터 식별자 지도를 이용하여 가시 영역에 있는 모든 위성들 중 추적 위성 부분 집합을 선택하는 방법을 설명하는 흐름도이다. S310 단계(도 3b의 S110 단계 및 S120 단계에 대응)에서, 도 7a 및 도 7b의 지도를 이용하여 맵핑이 수행되고 섹터 식별자가 부여될 수 있다. 일반적으로, 도 5의 경우와 비슷하게, 도 8의 S320 단계, S330 단계, S360 단계, 및 S350 단계는 각각 도 3b의 S130 단계, S140 단계, S150 단계, 및 S160 단계에 대응할 수 있다. S340 단계는 도 3의 S140 단계의 다른 구성 요소 또는 하위 단계일 수 있다. 도 5 및 도 8은 서로 다른 맵핑 방법과 서로 다른 탐색 패턴을 이용하는 실시 예를 설명하고 있지만, 도 5와 도 8의 실시 예는 도 3b에 나타난 본 발명의 좀 더 일반적인 실시 예에 의해 포괄될 수 있다. 도 8의 방법은, 도 5의 방법과 대조적으로, S360 단계에 나타난 하나의 종료 조건만을 포함하고 있다. 종료 조건은 모든 섹터가 탐색되었을 때 충족된다.

S320 단계에서, 추적 위성 부분 집합의 첫 번째 위성으로서 가장 높은 고도를 갖는 위성이 선택되고, 반복을 위한 인덱스 i는 0으로 초기화될 수 있다. S330 단계에서, 섹터 식별자가 i인 현재 섹터에 위성이 있는지 여부가 판별될 수 있다. i는 S320 단계에서 0으로 초기화되었으므로, 현재 섹터는 도 7a 및 도 7b의 섹터 식별자 지도에 나타난 0번 섹터에 대응할 수 있다. 현재 섹터에서 위성이 발견되면(섹터의 크기를 고려하면 위성이 발견될 가능성이 크다), 도 8의 방법은 S340 단계로 진행된다. S340 단계에서, 현재 섹터 중 가장 낮은 고도를 갖는 위성이 선택되어 추적 위성 부분 집합에 추가될 수 있다. 도 5의 방법과 달리, 도 8의 방법 중 특히 S340 단계에서, 하나의 섹터에 여러 개의 위성이 놓일 가능성이 있고, 지평선에 가장 가까운 위성을 선택함으로써 GNSS 수신기 및 위성에 의해 형성되는 다면체의 부피가 최대화될 수 있다.

S330 단계에서 현재 섹터에 놓인 위성이 발견되지 않은 경우 또는 S340 단계에서 가장 낮은 고도를 갖는 위성이 선택되어 추적 위성 부분 집합에 추가된 경우, 도 8의 방법은 S350 단계로 진행된다. S350 단계에서, 인덱스가 1만큼 증가하여 1의 값을 갖게 된다. 이 실시 예에서, 인덱스의 증분 값 1에 의해 단순한 순차 탐색 패턴이 수행된다. 물론, 원한다면 더 복잡한 탐색 패턴을 설정하는 것도 가능하다. S360 단계에서, 인덱스가 7보다 큰지 여부가 판별될 수 있다. 인덱스가 7보다 작은 경우, 도 8의 방법은 S330 단계로 되돌아가고, 현재 섹터인 도 7a 및 도 7b의 섹터 식별자 지도의 1번 섹터에 위성이 있는지 여부가 판별될 수 있다. 따라서, 도 8의 방법은 도 7a 및 도 7b의 8개의 모든 섹터가 검사되고 (중간 크기의) 추적 위성 부분 집합이 선택될 때까지 계속 수행된다. 순차 탐색 패턴에 따르면 추적 위성 부분 집합이 서로 가까이 위치하는 위성들을 포함할 가능성이 크지만(인접한 섹터 각각이 하나의 위성을 포함할 가능성이 크기 때문이다), 결과로 얻어지는 다면체의 부피는 상당히 클 수 있다. 가장 낮은 고도를 갖는 위성에 의해 다면체의 부피가 최대화될 수 있기 때문이다. 추적 위성 부분 집합은 도 7b의 다면체의 각 평면 섹터의 거의 같은 고도에 위치하는 위성들로 형성된다. 이로써, 결과로 얻어지는 다면체는 도 7b의 다면체보다 다소 작고 불규칙한 형태를 갖는 것처럼 보일 것이다.

도 8에 나타난 본 발명의 실시 예에 따른 방법은 매우 간단한 연산으로 수행되지만 상당히 큰 부피를 갖는 다면체를 형성(이로써, 정확도 감쇄를 최소화)시킬 수 있고, 추적 위성 부분 집합을 위해 가시 영역에 있고 가장 낮은 고도를 갖는 8개의 위성을 선택할 수 있고, 모든 섹터를 한 번씩 탐색한 후 종료(한 개의 종료 조건)될 수 있다. 도 5에서와 같이, 도 8의 흐름도는 원하는 형태를 갖는 추적 위성 부분 집합을 얻기 위해 수행되는 단계를 편의에 따라 가장 간단하게 표현한 것이다. 하지만, 통상의 기술자에게 잘 알려진 것과 같이, 도 8의 방법의 구현은 관련 시스템, 장치, 위성, 환경 등에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 도 8에 나타난 기능(및 그것을 수행하기 위한 프로그램)의 구현에 사용되는 구성 요소는 원하는 결과를 얻기 위한 방법의 큰 영향을 받을 것이다. 또한 도 5와 유사하게, 도 7a 및 도 7b에 방위면 지도가 주어져 있으나, 방위면의 맵핑 방법과 섹터 식별자를 부여하는 방법은 적절한 탐색 패턴을 결정하고 그것을 구현하는 방법을 결정하는 데에 중요한 요인이다. 예컨대, 도 3a의 추정기(310)가 선택기(320)로 상당히 큰 크기를 갖는 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST)을 제공하는 경우, 섹터의 수, 그리고 섹터의 상단 및 하단 경계는 결과로 얻어지는 다면체의 형태를 최적화하도록 선택될 수 있다. 다양한 변형이 가능하겠지만, 통상의 기술자는 지도를 미리 설정하거나, 섹터 수를 변경, 일부의 또는 모든 섹터의 상단 및 하단 경계를 변경, 그리고 통신 차단 및/또는 다른 환경 조건에 기초하여 특정 섹터를 탐색 패턴에서 배제함으로써 방위면을 맵핑하는 시스템 및/또는 장치를 위한 방법을 프로그래밍할 수 있다.

도 5의 방법에 의해 선택된 추적 위성 부분 집합(도 11 내지 12에 "방법 1"로 표시됨)과 도 8의 방법에 의해 선택된 추적 위성 부분 집합(도 11 내지 12에 "방법 2"로 표시됨)을 비교한 테스트 결과는 두 방법 모두 용인할만한 수준의 정확도 감쇄를 갖는 추적 위성 부분 집합을 생성함을 보여준다.

도 11a 내지 도 12d에 나타난 결과의 테스트에서, 데이터들은 GNSS 수신기를 이용하여 다양한 위치에서 수집되었다. GNSS 수신기는 서경 90° 북위 0° 지점으로부터 북위 90° 지점에 이르기까지 5°씩 북쪽으로 이동되었다. 데이터가 생성된 위도는 도 11a 내지 도 12d의 그래프 각각의 가로 축에 나타나 있고, 도 11a 내지 도 12d의 그래프 각각의 세로 축은 정확도 감쇄의 측정 결과를 나타낸다. 각각의 위도에서 수집된 데이터는 다양한 정확도 감쇄의 측정 결과를 포함하는데, 측정 결과는 방법 1(도 5)과 방법 2(도 8) 각각에 의해 선택된 추적 위성 부분 집합을 이용하여 48시간 동안 1분 간격으로 얻어졌다. 도 11a 내지 도 12d에 나타난 선 중 "모든 가시 위성"으로 표시된 선은 가시 영역에 있는 모든 위성에 대한 정확도 감쇄(즉, 추적 위성 부분 집합 대신 모든 위성을 이용하여 얻어진 최상의 정확도 감쇄)이다. 방법 1에 의해 선택된 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수는 8이었다. 방법 2에 의해 선택된 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수에는 변화가 있었지만, 9(천정 근처의 위성 한 개와 각 섹터의 위성 한 개씩을 포함한 경우)를 초과하지는 않았다.

도 11a 내지 도 11d는 GPS와 GLONASS의 두 위성 시스템에서 선택된 위성을 이용한 경우의 테스트 결과를 나타낸다. 반면, 도 12a 내지 도 12d는 GPS의 단일 위성 시스템에서 선택된 위성을 이용한 경우의 테스트 결과를 나타낸다. 이러한 차이 때문에, 도 11a 내지 도 11d에 나타난 결과에 대한 테스트에서 이용된 "모든 가시 위성"의 평균 수(추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST, 도 3a 참조)의 위성 수와 동일함)는 17이었던 반면, 도 12a 내지 도 12d에 나타난 결과에 대한 테스트에서 이용된 "모든 가시 위성"의 평균 수는 10이었다. 도 11a와 도 12a는 평균 수평 정확도 감쇄의 값을, 도 11b와 도 12b는 최소 수평 정확도 감쇄의 값을, 도 11c와 도 12c는 수평 정확도 감쇄의 분산 값을, 도 11d와 도 12d는 최대 수평 정확도 감쇄의 값을 각각 나타낸다.

도 11a 내지 도 12d에 나타난 것과 같이, 가시 영역에 있는 위성의 수가 많을수록(즉, 도 11a 내지 도 11d의 경우), 방법 2가 방법 1보다 더 나은 성능을 보였다. 반면, 가시 영역에 있는 위성의 수가 적으면(즉, 도 12a 내지 도 12d의 경우), 특히 도 12d에서, 방법 2는 방법 1보다 높은 수평 정확도 감쇄를 보이는 경향이 있었다.

전반적으로, 테스트 결과는 두 방법 모두 잘 작동함을 보여준다. 실제로, 도 11a 내지 도 12d의 결과에 대한 추적 위성 부분 집합의 정확도 감쇄는 가시 영역에 있는 모든 위성에 대한 정확도 감쇄와 비슷한 범위 내에 있다. 결국, 추적 위성 부분 집합의 정확도 감쇄와 가시 영역에 있는 모든 위성에 대한 최적의 정확도 감쇄를 비교하는 것은 부당하고 비현실적이며, 가시 영역에 있는 모든 위성을 이용하는 대신 추적 위성 부분 집합을 선택함으로써 문제가 완전히 해결될 수 있다. 도 13은 최적의 추적 위성 부분 집합에 대한 정확도 감쇄(도 13에 "최적"으로 표시됨)를 포함함으로써 더 공정하고 현실적인 비교 결과를 제공한다. 최적의 추적 위성 부분 집합은 많은 계산을 요구하는 일반적인 정확도 감쇄 재귀 알고리즘(Recursive Algorithm)을 이용함으로써 가시 영역에 있는 위성(평균 17개) 중에서 선택된 8개의 위성으로 형성되었다. 도 13에 나타난 것과 같이, 방법 2에 의해 선택된 추적 위성 부분 집합의 평균 수평 정확도 감쇄는 많은 계산을 요구하는 정확도 감쇄 재귀 알고리즘을 이용하여 선택된 최적의 추적 위성 부분 집합의 평균 수평 정확도 감쇄와 거의 비슷하다. 실제로, 두 추적 위성 부분 집합의 평균 수평 정확도 감쇄의 값 차이는 0.10조차 되지 않는다(즉, 10% 미만). 방법 2가 최적의 추적 위성 부분 집합을 얻기 위해 수백 번의 정확도 감쇄 연산을 수행하는 재귀 알고리즘을 전혀 이용하지 않았고 어떤 정확도 감쇄 연산과도 연관되지 않았다는 점을 고려하면, 이는 매우 놀라운 결과이다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 방법을 설명하는 흐름도로서, 본 발명의 실시 예가 유연하게 변경될 수 있음을 보여준다. 넓은 관점에서, 도 9의 방법은 도 5의 방법과 도 8의 방법의 조합으로 볼 수 있다. 도 9의 방법은 (도 5의 방법과 같이) 서로 충분한 거리를 두고 떨어져 있는 섹터들을 순서대로 선택하기 위해 소수인 증분 값을 사용하면서도, (도 8의 방법과 같이) 각각의 방위 구역에서 가장 낮은 고도를 갖는 위성을 선택하기 위한 단계를 수행하기 때문이다. 또한, 도 9의 방법은 한 개보다 많은 위성 시스템이 존재한다는 점과 특정 위성의 신호 세기를 더 고려하고 있다.

설명을 단순하게 하기 위해, 도 9의 방법에 도 4의 방위면이 사용된다. 다만, 위에서 언급된 것과 같이, 매우 다양한 지도(및 맵핑 방법)가 사용될 수 있다. 일반적으로, 도 9의 방법은 도 4의 방위면 지도 중에서 한 번에 하나의 방위 구역을 취하고 각각의 방위 구역에서 위성을 찾되, 아래쪽의 섹터에서 먼저 찾고 다음으로 중간의 섹터에서 찾고 다음으로 위쪽의 섹터에서 찾는다. 방위 구역 중 아래쪽 또는 중간의 섹터에서 위성이 발견되는 경우 그 방위 구역의 나머지 섹터는 탐색되지 않고, 다음 방위 구역에서 도 9의 방법이 수행된다.

S410 단계(도 3의 S110 단계 및 S120 단계에 대응)에서, 도 4의 방위면 지도를 이용하여 맵핑이 수행되고 섹터 식별자가 부여될 수 있다. S415 단계에서, 추적 위성 부분 집합의 첫 번째 위성으로서 가장 높은 고도를 갖는 위성이 선택될 수 있다. 이로써, 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수는 1의 값을 갖는다. 그리고, 반복 연산을 위한 인덱스(i), 고도 인덱스(e), 및 검사된 섹터의 수를 0으로 설정함으로써 반복되는 과정이 초기화될 수 있다.

도 9의 실시 예에서, 두 개의 위성 시스템이 이용될 수 있다. 두 개의 위성 시스템 중 더 선호되는 것이 있을 수 있다. 더 선호되는 위성 시스템(이하, 우선 위성 시스템이라 함)에 포함되는 위성은 다른 위성 시스템(이하, 차선 위성 시스템이라 함)에 포함되는 위성보다 먼저 선택되어 추적 위성 부분 집합에 포함될 수 있다.

S420 단계에서, 현재 섹터의 우선 위성 시스템에 위성이 있는지 여부가 검사될 수 있다. 현재 섹터는 식 "i+e*19"로 얻어지는 섹터 식별자에 의해 식별될 수 있다. S415 단계에서, 반복 연산을 위한 인덱스(i)와 고도 인덱스(e)가 0으로 초기화되었으므로, 현재 섹터는 도 4의 0번 섹터이다. S420 단계에서, 현재 섹터의 우선 위성 시스템에 포함되는 위성이 있는 것으로 판별된 경우, S425 단계에서, 현재 섹터의 우선 위성 시스템에 포함되는 위성 중 가장 강한 신호를 갖는 위성이 선택(한 개보다 많은 위성이 있는 경우)될 수 있다. 측정, 추정, 및/또는 근사화시킨 위성의 신호 세기는 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST, 도 3a 참조)에 포함되어 있거나, 도 3a의 추적기(330) 또는 항법 모듈(340)로부터 직접 제공될 수 있다. S430 단계에서, S425 단계에서 선택된 위성이 추적 위성 부분 집합에 추가될 수 있고, 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수가 갱신(즉, 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수가 1만큼 증가)될 수 있다. S420 단계에서, 현재 섹터의 우선 위성 시스템에 포함되는 위성이 없는 것으로 판별된 경우, S435 단계에서, 현재 섹터인 도 4의 0번 섹터의 차선 위성 시스템에 위성이 있는지 여부가 검사될 수 있다. S435 단계에서, 현재 섹터의 차선 위성 시스템에 위성이 있는 것으로 판별된 경우, S440 단계에서, 현재 섹터의 차선 위성 시스템에 포함되는 위성 중 가장 강한 신호를 갖는 위성이 선택(한 개보다 많은 위성이 있는 경우)될 수 있다. S430 단계에서, S440 단계에서 선택된 위성이 추적 위성 부분 집합에 추가될 수 있고, 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수가 갱신(즉, 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수가 1만큼 증가)될 수 있다. S420 단계, S425 단계, S430 단계, S435 단계, 및 S440 단계는 도 3의 S140 단계에 대응한다.

S420 단계 및 S435 단계에서, 우선 위성 시스템과 차선 위성 시스템에 포함되는 위성이 발견되지 않은 경우, 도 9의 방법은 S445 단계로 진행된다. S445 단계에서, 고도 인덱스(e)가 1만큼 증가하여 1의 값을 갖게 되고, 검사된 섹터의 수가 갱신(즉, 검사된 섹터의 수가 1만큼 증가)될 수 있다. 이 실시 예에서, 도 5의 방법과 같이, 반복 연산을 위한 인덱스(i)의 증분 값으로 소수인 7이 이용되고, 방위 구역의 수로 소수인 19가 이용된다. 다만, 본 발명에 대한 이 실시 예 또는 다른 실시 예에서 이러한 조건이 반드시 필요한 것은 아니다. 위에서 언급된 것과 같이, 반복되는 탐색 패턴이 유익하게 구성되기 위해, 서로소인 수가 이용될 수 있다. 예컨대, 도 9에 나타난 본 발명의 실시 예에 따른 방법에서, 반복 연산을 위한 인덱스(i)의 증분 값으로 11이 이용되고, 방위 구역의 수로 20이 이용될 수 있다.

S450 단계에서, 고도 인덱스(e)가 2보다 큰지 여부가 판별될 수 있다. 고도 인덱스(e)는 현재 1이므로, 현재 섹터에 위성이 있는지 여부를 검사하기 위해 S420 단계가 다시 수행된다. 식 "i+e*19"의 값이 19이므로, S420 단계에서, 도 4의 섹터 식별자 지도 중 19번 섹터의 우선 위성 시스템이 검사된다. 19번 섹터는 중간의 섹터이다. 위에서 언급된 것과 같이, 현재 섹터의 위성이 우선 위성 시스템에서 발견되었는지 차선 위성 시스템에서 발견되었는지 여부에 따라, S420 단계, S425 단계, S430 단계, S435 단계, 및 S440 단계 중 수행되는 단계가 바뀔 수 있다. 위성이 발견되지 않으면 도 9의 방법은 S445 단계로 진행되어, 고도 인덱스(e)가 1만큼 증가하여 2의 값을 갖게 되고 검사된 섹터의 수가 갱신된다. 다시, S450 단계에서, 고도 인덱스(e)가 2보다 크지 않으므로, 현재 섹터에 위성이 있는지 여부를 검사하기 위해 S420 단계, S425 단계, S430 단계, S435 단계, 및 S440 단계가 다시 수행된다. 이때, 식 "i+e*19"의 값이 38이므로, 도 4의 섹터 식별자 지도 중 위쪽의 섹터인 38번 섹터가 검사된다.

위 문단은 방위 구역의 아래쪽의 섹터와 중간의 섹터에서 위성이 발견되지 않은 경우를 설명한다. 반면, 위성이 발견되는 경우(나아가, S420 단계, S425 단계, S430 단계, S435 단계, 및 S440 단계에서 위성이 선택되는 경우), 도 9의 방법은 S430 단계에서 S455 단계로 진행된다. S455 단계에서, 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수가 원하는 값 N에 도달했는지 여부가 판별될 수 있다. 만일 그렇다면, 도 9의 방법은 종료된다. 그러나, 추적 위성 부분 집합의 총 위성 수가 원하는 값에 도달하지 않은 경우(처음의 하나의 방위 구역만 검사되었기 때문에, 여기서는 이 경우가 해당될 것이다), 도 9의 방법은 S460 단계로 진행된다. S460 단계에서, 반복 연산을 위한 인덱스(i)가 7만큼 증가하여 7의 값을 갖게 되고, 고도 인덱스(e)는 0으로 재설정될 수 있다. 그리고, 검사된 섹터의 수가 갱신될 수 있다. S460 단계에 따르면, 현재 방위 구역의 어떤 섹터가 현재 섹터인지에 관계없이, 다음 방위 구역이 검사될 수 있다. 이것은 꽤 유용한 방법으로서, 다면체의 부피 관점에서 볼 때, 현재 방위 구역 중 더 높이 있는 다른 위성을 탐색하는 것보다 다른 방위 구역에서 낮은 고도에 있는 위성을 탐색하는 것이 더 낫다.

다음으로, S465 단계에서, 검사된 위성의 수가 S0 이상인지 여부가 판별될 수 있다. S0는 지도에 있는 모든 위성의 수(S460 단계에 의한 방위 구역 이동 때문에, 검사된 위성의 수는 모든 위성의 수에 도달하지 않을 것이다)보다 작은 적당한 값이면 어떤 값이든 될 수 있다. 예로서, S0의 값은 25일 수 있는데, 이는 (선택되는 위성의 수와 관계없이) 선택되는 위성이 특정 섹터 집합에만 포함되도록 할 것이고, 또한, 환경이 변경되어 이전에 비어 있던 섹터에서 위성이 발견되는 경우 도 9의 방법이 (도 3a에서 언급된 무한 루프에 따라) 특정 위치에서 다시 시작되도록 할 것이다. 통상의 기술자에 의해 이해되겠지만, 이 실시 예 및/또는 본 발명의 다른 실시 예에서 이용 가능한 종료 조건에는 실질적으로 제한이 없다. 따라서, 종료 조건은 필요 및 구현 형태에 맞게 설계될 수 있고, 예로서, 종료 조건은 (강제로 재시작하기 위한, 또는 더 나은 상태를 위해 강제로 대기하기 위한) 시간 제한, (차선 위성 시스템의 위성보다 우선 위성 시스템의 위성이 좀 더 낫다는 가정 하에) 우선 위성 시스템의 위성 중 추적 위성 부분 집합에 이미 포함된 위성의 수, 추적 위성 부분 집합에 포함되는 위성의 평균 고도(예컨대, 위성의 평균 고도가 충분히 낮으면, 충분히 큰 부피를 갖는 다면체가 얻어질 수 있다), 추적 위성 부분 집합에 포함되는 위성의 평균 신호 세기 등을 포함할 수 있다. 나아가, 조건을 변경하면 하나 이상의 임계값이 만족될 수 있다. 예컨대, 첫 세 개의 방위 구역 각각의 아래쪽의 섹터에서 위성이 발견되면, 카운터(Counter)는 (추가로 소요되는 시간을 줄이기 위해) 특정 개수만큼의 방위 구역 및/또는 섹터를 추가로 탐색한 후 본 발명의 실시 예의 방법에 의한 탐색을 중단하도록 설정될 수 있다. 또는, 추적 위성 부분 집합에 포함되는 위성 중 우선 위성 시스템에서 선택된 위성과 차선 위성 시스템에서 선택된 위성의 비율을 유지하기 위한 임계값이 설정될 수 있다. 또는, 본 발명의 실시 예의 방법은 우선 위성 시스템의 위성들을 먼저 탐색하고, 그 이후 특정 개수의 섹터를 검사하는 동안 우선 위성 시스템의 위성이 특정 개수만큼 발견되지 않으면 차선 위성 시스템의 위성들을 탐색하도록 설계될 수 있다.

S465 단계에서 종료 조건 S0가 충족되지 않으면, S470 단계에서, 반복 연산을 위한 인덱스(i)가 18보다 큰지 여부가 판별될 수 있다. 만일 그렇다면, 도 9의 방법은 S475 단계로 진행된다. S475 단계에서, 반복 연산을 위한 인덱스(i)가 식 "i=19 mod i"에 따라 갱신되어 19보다 작은 값을 갖게 된다. S470 단계 및 S475 단계는, S460 단계에서 고도 인덱스(e)가 0으로 재설정된 후, 반복 연산을 위한 인덱스(i)에 의해 19개의 아래쪽의 섹터(0번 내지 18번 섹터) 중 하나를 가리키는 섹터 식별자가 S420 단계와 S435 단계에서 이용되도록 할 수 있다. 위 예에서, 반복 연산을 위한 인덱스(i)는 0번 섹터, 19번 섹터, 및 38번 섹터를 포함하는 첫 번째 방위 구역이 검사된 후 증가하여 현재 7의 값을 갖는다. 반복 연산을 위한 인덱스(i)가 18보다 작으므로, 도 9의 방법에 따라 현재 섹터에 위성이 있는지 여부를 검사하기 위해 S420 단계, S425 단계, S430 단계, S435 단계, 및 S440 단계가 다시 수행된다. 식 "i+e*19"에 따라 섹터 식별자는 현재 7의 값을 가지므로, 도 4의 섹터 식별자 지도 중 7번 섹터, 26번 섹터, 및 45번 섹터를 포함하는 방위 구역의 아래쪽의 섹터인 7번 섹터가 검사된다. 따라서, 도 9의 방법이 7번 섹터, 26번 섹터, 및 45번 섹터를 따라 수행되고, 우선 위성 시스템 및/또는 차선 위성 시스템의 위성들이 탐색된다. 이후, 위성이 하나라도 발견되거나 하나도 발견되지 않으면, 위에서 언급된 것과 같이, 도 9의 방법은 다음 방위 구역에서 수행된다. 특히, 어떤 방위 구역에서 위성이 발견되거나 전혀 발견되지 않으면, S460 단계가 수행된다. S460 단계에서, 반복 연산을 위한 인덱스(i)가 7만큼 증가하여 14의 값을 갖게 되고, 고도 인덱스(e)는 0으로 재설정된다. 그리고, 검사된 섹터의 수가 갱신된다. 도 9의 방법은 도 4의 섹터 식별자 지도 중 14번 섹터, 33번 섹터, 및 52번 섹터를 포함하는 방위 구역의 아래쪽의 섹터인 14번 섹터에서 다시 수행된다.

방위 구역의 관점에서, 도 9의 방법은 도 5와 중첩되는 탐색 패턴을 보인다. 즉, 도 6b에 "1", "2", 및 "3"으로 표시된 섹터는 도 9의 방법에 따라 탐색된 첫 세 개의 방위 구역의 아래쪽의 섹터와 같다. 그러나, 도 6b에 "4"로 표시된 섹터는 도 9의 방법에 따라 탐색된 네 번째 방위 구역(즉, 2번 섹터, 21번 섹터, 및 40번 섹터를 포함하는 방위 구역)의 중간의 섹터인 21번 섹터이다. 그런데, 도 9의 방법에서, 반복 연산을 위한 인덱스(i)가 18보다 큰 경우 S475 단계에서 식 "i=19 mod i"에 따라 갱신되기 때문에, S470 단계 및 S475 단계는 도 9의 방법이 아래쪽의 섹터에서 먼저 시작되도록 한다. 이로써, S420 단계, S425 단계, S430 단계, S435 단계, 및 S440 단계가 다시 수행되면 2번 섹터가 먼저 현재 섹터로 된다. 도 6c는 도 9의 방법에 의해 탐색되는 첫 11개의 방위 구역을 보여준다. 도 9의 방법에서, 반복 연산을 위한 인덱스(i)의 증분 값과 방위 구역의 수로서 소수 또는 서로소인 수가 이용되면, 선택되는 방위 구역이 넓게 분산될 수 있다. 아홉 번째 방위 구역이 선택되기 전까지, 이전에 탐색된 방위 구역과 인접하는 방위 구역이 탐색되지 않는다. 또한, 하나의 방위 구역이 두 번 탐색되지 않는다.

위에서 언급된 것과 같이, 도 9에 나타난 본 발명의 실시 예에 따른 방법에서, 모든 방위 구역 각각에서 가장 낮은 고도를 갖는 위성이 선택되고, 위성이 한 번 발견된 방위 구역은 다시 탐색되지 않고, 추적 위성 부분 집합을 위해 우선 위성 시스템에 포함된 위성이 먼저 선택될 수 있고, 하나의 섹터에 여러 위성이 놓인 경우 가장 강한 신호를 갖는 위성이 선택될 수 있다. 도 5 및 도 8에 대한 설명에서 언급된 것과 같이, 도 9의 흐름도는 원하는 파라미터를 이용하여 원하는 탐색 패턴을 얻기 위해 수행되는 단계들을 가장 잘 표현하고 있다. 그러나, 통상의 기술자에게 잘 알려져 있듯이, 도 9의 방법의 구현은 관련 시스템, 장치, 구성 요소, 프로그램, 위성 시스템, 환경 등에 따라 달라질 수 있다. 나아가, 도 5 및 도 8에 대한 설명에서 언급된 것과 같이, 도 4에 방위면 지도가 주어져 있으나, 섹터 식별자 지도를 만드는 방법을 선택하는 것은 적절한 탐색 패턴을 결정하고 그것을 구현하는 방법을 결정하는 데에 중요한 요인이다. 본 발명이 속하는 기술 분야의 다양한 변형된 실시 예 중 하나는 무한 반복되도록 구현될 수 있다. 예컨대, 무한 반복되는 실시 예는 현재 조건에 따라 적응적(Adaptive)으로 방위면 지도를 생성하거나 탐색 방법을 수정 또는 선택하는 시스템 및/또는 장치를 위한 방법을 프로그래밍하는 것을 포함할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 조건 변화에 응답하여 GNSS 및/또는 그 장치로 방위면의 맵핑 및 탐색을 위한 하나 이상의 변수, 단계, 및/또는 파라미터를 수정하는 방법을 설명하는 흐름도이다. S510 단계에서, GNSS와 그 장치가 모니터링하고 있는 하나 이상의 조건이 검사될 수 있다. 하나 이상의 조건은 환경 조건(예컨대, 도시 환경에 의한 통신 차단 등), GNSS와 그 장치에 의해 사용 가능한 자원(예컨대, 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST, 도 3a 참조), 사용 가능한 위성의 수, 이동식 GNSS 수신기에서 사용 가능한 연산 및 전력 자원 등), 항법 결과의 정확도(사용자, 또는 시스템과 장치 자체의 기능과 구성 요소에 의해 선호되는 값을 지정할 수 있는 실시 예의 경우), 전반적인 시스템 상태(예컨대, 증강 항법 시스템을 이용하는 실시 예의 경우) 등을 포함할 수 있다. 다만, 위 조건들은 예시이고, 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것은 아니다.

S520 단계에서, 변경 조건이 충족되었는지 여부가 판별될 수 있다. 즉, S510 단계에서 검사된 하나 이상의 조건이 변경되어 방위면의 맵핑 및/또는 탐색을 위한 작동 파라미터를 하나 이상 변경하는 것이 유익한지 여부가 판별될 수 있다. 하나 이상의 변경 조건이 충족된 경우, S530 단계에서, 하나 이상의 작동 파라미터가 변경될 수 있다. 예로서, 섹터가 천정 아래와 지평선(또는 고도 감춤) 위 각각의 상단 및 하단 경계선을 갖게 되는 도 8의 방법에 따른 실시 예에서, 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST)의 위성 수가 임계값 아래로 내려가면 탐색 영역의 넓이가 확장되도록 상단 및 하단 경계선 중 어느 하나 또는 둘 모두가 이동될 수 있다. 변경 조건을 이용하는 다른 실시 예로서, GNSS와 그 장치는 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST)의 위성 수가 임계값보다 많으면 방법 2를 이용하고, 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST)의 위성 수가 임계값 아래로 내려가면 방법 1을 이용할 수 있다. 변경 조건을 이용하는 또 다른 실시 예로서, 도 9의 방법에서, 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST)의 위성 수가 임계값보다 많으면 S435 단계 및 S440 단계가 수행되지 않고, 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST)의 위성 수가 임계값 아래로 내려가면 S435 단계 및 S440 단계가 수행될 수 있다. 물론, 한 개보다 많은 변경 조건을 이용하는 실시 예에서, 어떤 변경 조건이 충족되었는지 여부에 따라 한 개보다 많은 작동 파라미터가 변경될 수 있다. 나아가, 하나의 전반적인 변경 조건과 여러 개의 응답이 설정될 수 있다. 예컨대, 변경 조건으로서 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST)의 위성 수가 이용되는 경우, 여러 개의 임계값이 설정되고 임계값 각각에 기초하여 하나 이상의 작동 파라미터가 다른 값으로 변경될 수 있다.

S530 단계에서 하나 이상의 작동 파라미터가 변경되거나 S520 단계에서 변경 조건이 충족되지 않은 경우, S540 단계(도 3b의 S110 단계 및 S120 단계에 대응)에서, 맵핑이 수행될 수 있다. 이후, S550 단계(도 3b의 S130 단계, S140 단계, S150 단계, 및 S160 단계에 대응)에서, 탐색 및 선택이 수행될 수 있다. 물론, 방위면 지도에 대해 이미 설정된 파라미터를 이용하는 실시 예에서, S540 단계가 반드시 수행될 필요는 없다. 이러한 실시 예에서 맵핑이 수행된다면, 그 맵핑은 추정된 가시 위성 목록(VIS_LIST)의 위성이 미리 설정된 섹터에 있어야 하거나 방위면 지도의 탐색 시작 지점이 결정되어 있어야 하는 경우를 위한 것일 수 있다. S560 단계에서, 결과로 얻어진 추적 위성 부분 집합이 출력되고, 도 10의 방법은 S510 단계에서부터 다시 반복될 수 있다.

도 3a 및 도 3b와 같이, 도 10의 방법은 개념적인 것으로 이해되어야 한다. 예컨대, 도 10의 단계들은 반드시 도 10에 나타난 순서대로 수행될 필요는 없다. 어떤 실시 예에서, S510 단계, S520 단계, 및 S530 단계는 S540 단계와 S550 단계 사이에 수행될 수 있다. 다른 예로서, 하나 이상의 단계는 실질적으로 동시에 수행될 수 있다. 어떤 실시 예에서, S510 단계, S520 단계, 및 S530 단계 중 하나 이상은 S540 단계 및 S550 단계와 동시에 수행되거나, S540 단계 및 S550 단계로 변경 결과를 계속 피드백(Feedback)하도록 구성될 수 있다. 나아가, 각각의 단계는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수 있다. 그리고, 도 3a 및 도 3b에 대한 설명에서 언급된 것과 같이, 하나 이상의 단계가 함께 병합될 수 있고, 하나의 단계가 하위 단계들로 더 분할될 수 있다. 비슷하게, 도 10의 단계들은 동일한 또는 완전히 다른 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합에 의해 수행될 수 있다. 그리고, 각각의 단계가 더 분배되어, 하나 이상의 단계 또는 하위 단계가 GNSS 수신기와 별개인 장치 및/또는 시스템에서 수행될 수 있다. 하나 이상의 단계를 병합하거나, 분리하거나, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합으로 구현하는 방법에 대한 세부 사항은 많은 요인들의 영향을 받으며, 이는 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.

이상에서 본 발명에 대한 실시 예를 중심으로 본 발명이 설명되었다. 다만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 특성상, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 본 발명의 요지를 포함하면서도 위 실시 예들과 다른 형태로 달성될 수 있다. 따라서, 위 실시 예들은 한정적인 것이 아니라 설명적인 측면에서 이해되어야 한다. 즉, 본 발명의 요지를 포함하면서 본 발명과 같은 목적을 달성할 수 있는 기술 사상은 본 발명의 기술 사상에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 또는 변형된 기술 사상은 본 발명이 청구하는 보호 범위에 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 위 실시 예들로 한정되는 것이 아니다.

200 : GNSS 수신기 210, 220, 230, 240 : 위성
300 : GNSS 310 : 추정기
320 : 선택기 330 : 추적기
340 : 항법 모듈 400 : 방위면

Claims (10)

1. 위성 항법 시스템의 수신기를 위한 방법에 있어서,
   추적 위성 부분 집합을 위해, 가시 영역에 있는 위성들의 집합에서 가장 높은 고도를 갖는 위성을 선택하는 단계; 및
   방위면의 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써, 상기 추적 위성 부분 집합을 위한 복수의 위성을 선택하는 단계를 포함하되,
   상기 추적 위성 부분 집합을 위한 상기 복수의 위성을 선택하는 단계는 상기 복수의 섹터 중의 탐색되는 섹터의 가시 영역에 위성이 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 섹터는 상기 방위면의 적어도 한 부분을 복수의 방위 구역으로 하나 이상의 고도에 따라 분할함으로써 형성되고,
   상기 복수의 섹터의 각 섹터는 상기 복수의 방위 구역 중 하나의 경계선들 및 상기 하나 이상의 고도에 의해 형성되는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 섹터 각각은 순차적으로 번호를 붙인 섹터 식별자를 갖는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 추적 위성 부분 집합을 위한 상기 복수의 위성을 선택하는 단계는:
   i번째 인덱스와 같은 섹터 식별자를 갖는 현재 섹터를 탐색하는 단계;
   수식 i=i+x 에 따라 상기 i번째 인덱스를 증분 x만큼 증가시키는 단계; 및
   상기 증분 x만큼 증가시킨 i번째 인덱스와 같은 섹터 식별자를 갖는 현재 섹터를 탐색하는 단계를 더 포함하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 방위면의 적어도 한 부분은 복수의 방위 구역으로 분할되고,
   상기 복수의 방위 구역의 개수 및 상기 증분 x 중 적어도 하나는 소수이고, 상기 복수의 방위 구역의 개수는 상기 증분 x와 서로소인 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 추적 위성 부분 집합을 위한 상기 복수의 위성을 선택하는 단계는:
   상기 탐색되는 섹터의 가시 영역에 위성이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 탐색되는 섹터의 가시 영역에 있는 위성들 중 가장 낮은 고도를 갖는 위성을 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 추적 위성 부분 집합을 위한 상기 복수의 위성을 선택하는 단계는:
   상기 탐색되는 섹터의 가시 영역에 위성이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 탐색되는 섹터의 가시 영역에 있는 위성들 중 가장 강한 신호 세기를 갖는 위성을 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 위성 항법 시스템, 상기 수신기, 및 상기 수신기의 작동 환경 중 적어도 하나의 하나 이상의 조건을 모니터링하여, 하나 이상의 변경 조건이 충족되는지 여부를 판단하는 단계; 및
   상기 하나 이상의 변경 조건이 충족되는 경우, 상기 방위면의 상기 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써 상기 추적 위성 부분 집합을 위한 상기 복수의 위성을 선택하기 위한 하나 이상의 파라미터를 변경하는 단계를 더 포함하는 방법.
9. 위성 항법 시스템의 수신기를 위한 방법에 있어서,
   추적 위성 부분 집합을 위해, 가시 영역에 있는 위성들의 집합에서 가장 높은 고도를 갖는 위성을 선택하는 단계; 및
   방위면의 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써, 상기 추적 위성 부분 집합을 위한 복수의 위성을 선택하는 단계를 포함하되,
   가시 영역에 있지 않은 위성이 있는 것으로 판단된 경우, 상기 가시 영역에 있지 않은 위성이 위치한 상기 방위면의 섹터는 상기 복수의 위성을 선택하는 단계에서 탐색되지 않는 방법.
10. 위성 항법 시스템의 수신기에 있어서,
    하나 이상의 프로세서; 및
    프로그램 명령들을 기록하여 비일시적으로 컴퓨터에 의해 읽히는 적어도 하나의 매체를 포함하되,
    상기 프로그램 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세서가:
    추적 위성 부분 집합을 위해, 가시 영역에 있는 위성들의 집합에서, 상기 가시 영역에 있는 위성들 중 가장 높은 고도를 갖는 위성을 선택하고; 그리고
    방위면의 복수의 섹터를 차례대로 탐색함으로써, 상기 추적 위성 부분 집합을 위한 복수의 위성을 선택하게 하도록 구성되고,
    상기 복수의 위성을 선택하는 것은 상기 복수의 섹터 중의 탐색되는 섹터의 가시 영역에 위성이 있는지 여부를 판단하는 것을 포함하는 수신기.

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