KR102080724B1 - 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서 사용자 위치를 계산하는 장치 및 방법 - Google Patents

다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서 사용자 위치를 계산하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치는 서로 다른 체인 시스템들의 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들의 수신 시각 정보 및 전송 딜레이 정보를 이용하여 수신 반복 주기 정보를 계산하는 수신 반복 주기 계산부, 상기 계산된 수신 반복 주기 정보 중 제1 수신 반복 주기 정보와 제2 수신 반복 주기 정보 사이의 최대 공약수 정보를 계산하는 최대 공약수 계산부, 상기 수신된 펄스 신호들을 이용하여 이미 추정된 사용자의 위치로부터 상기 송신국들까지의 거리 정보를 계산하는 거리 계산부, 상기 수신 시각 정보, 상기 전송 딜레이 정보 및 상기 계산된 최대 공약수 정보를 이용하여 원시 수신 정보를 계산하는 원시 수신 정보 계산부, 상기 계산된 최대 공약수 정보에 대한 상기 계산된 거리의 비율에 기초하여 상기 펄스 신호들의 범위를 계산하고, 상기 계산된 범위 내 미지 정수를 계산하는 미지 정수 계산부, 상기 계산된 원시 수신 정보, 상기 계산된 미지 정수 및 상기 계산된 최대 공약수 정보에 기초하여 상기 수신된 펄스 신호들 간의 도착 차등 시간 정보를 계산하는 시간 계산부 및 상기 계산된 도착 차등 시간 정보를 이용하여 사용자 단말 장치의 위치를 계산하는 위치 계산부를 포함할 수 있다.

Description

다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서 사용자 위치를 계산하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALCULATING USER POSITION IN MULTI-CHAIN BASED LONG RANGE NAVIGATION POSITING SYSTEM}
본 발명은 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서 사용자 위치를 계산하는 기술적 사상에 관한 것으로, 서로 다른 체인 시스템들의 송신국들로부터 펄스 신호들을 수신하여 사용자 위치를 계산하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 로란(Long Range Navigation, LORAN) 시스템은 고출력 방해 전파(jamming attack)에 노출된 환경에서, GNSS(Global Navigation Satellite System)에 대비하여 보다 정확한 PNT(Positioning, Navigation and Timing) 정보를 제공할 수 있다.
로란 시스템은 하나의 체인에서 마스터(master) 송신국과 두 개 이상의 보조(secondary) 송신국들을 포함하는 시각-동기화된 송신기들로 구성될 수 있다. 여기서, 시각-동기화된 송신기들은 주기적으로 로란 신호를 송신한다.
로란 시스템은 하나의 체인에서 마스터 송신국으로부터 수신된 펄스 신호들에 대한 보조 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들의 도달 시간 차(time difference of arrival, TDOA)를 측정함으로써 수신기의 위치를 산출할 수 있다.
예를 들어, 로란 시스템은 하나의 체인에 포함되는 마스터 송신국 및 보조 송신국들로부터 펄스 신호들을 수신할 경우, 동일한 GRI(Group Repetition Interval)에서 펄스 신호들을 수신하여 도달 시간 차를 측정 하나, 서로 다른 체인에 포함되는 송신국들로부터 수신되는 펄스 신호는 수신 반복 간격의 차이로 수신기의 위치를 산출할 수 없다.
따라서, 서로 다른 체인에 포함되는 송신국들로부터 수신되는 펄스 신호들을 이용하여 수신기의 위치를 산출하는 방법이 제안될 필요성이 있다.
한국등록특허 제10-1372962호, "송신국 송신지연 측정 방법, 측정장치, 로란신호를 이용한 표준시각 초펄스 생성방법, 생성 시스템 및 그 기록매체" 한국공개특허 제10-2013-0024300호, "eLORAN 수신기, 및 eLORAN 수신기의 측위 방법" 한국공개특허 제10-2011-0055407호, "네비게이션 수신기 및 그의 방법" 미국등록특허 제9,057,606호, "WIDE AREA POSITIONING SYSTEM"
본 발명은 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서 사용자 위치를 계산하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서 송신국들이 전송하는 펄스 신호들의 범위 내 미지 정수를 계산하고, 계산된 미지 정수를 이용하여 사용자 단말 장치의 위치를 결정하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서 송신국들의 체인 시스템의 종류에 관계없이 다중 체인 시스템들의 펄스 신호들을 이용하여 사용자 단말 장치의 위치를 계산하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서, 보정국으로부터 기준 시각 정보를 수신하지 않고, 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들을 이용하여 도착 차등 시간 정보를 계산하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 보정국으로부터 보정 정보를 수신하고, 수신된 보정 정보를 이용하여 기 계산된 도착 차등 시간 정보를 보정하여 사용자 단말 장치의 위치를 측정함에 있어서, 위치 측정의 정확도를 향상시키는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치는 서로 다른 체인 시스템들의 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들의 수신 시각 정보 및 전송 딜레이 정보를 이용하여 수신 반복 주기 정보를 계산하는 수신 반복 주기 계산부, 상기 계산된 수신 반복 주기 정보 중 제1 수신 반복 주기 정보와 제2 수신 반복 주기 정보 사이의 최대 공약수 정보를 계산하는 최대 공약수 계산부, 상기 수신된 펄스 신호들을 이용하여 이미 추정된 사용자의 위치로부터 상기 송신국들까지의 거리 정보를 계산하는 거리 계산부, 상기 수신 시각 정보, 상기 전송 딜레이 정보 및 상기 계산된 최대 공약수 정보를 이용하여 원시 수신 정보를 계산하는 원시 수신 정보 계산부, 상기 계산된 최대 공약수 정보에 대한 상기 계산된 거리의 비율에 기초하여 상기 펄스 신호들의 범위를 계산하고, 상기 계산된 범위 내 미지 정수를 계산하는 미지 정수 계산부, 상기 계산된 원시 수신 정보, 상기 계산된 미지 정수 및 상기 계산된 최대 공약수 정보에 기초하여 상기 수신된 펄스 신호들 간의 도착 차등 시간 정보를 계산하는 시간 계산부 및 상기 계산된 도착 차등 시간 정보를 이용하여 사용자 단말 장치의 위치를 계산하는 위치 계산부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 시간 계산부는, 상기 수신 시각 정보에 포함된 제1 수신 시각 정보로부터 상기 수신 시각 정보에 포함된 제2 수신 시각 정보를 감하여 수신 시각 차이 정보를 계산하고, 상기 전송 딜레이 정보에 포함된 제1 전송 딜레이 정보로부터 상기 전송 딜레이 정보에 포함된 제2 전송 딜레이 정보를 감하여 전송 딜레이 차이 정보를 계산하며, 상기 계산된 수신 시각 차이 정보로부터 상기 계산된 전송 딜레이 차이 정보를 감하여 계산된 정보와 상기 최대 공약수 정보에 대한 모듈로(modulo) 연산을 통하여 상기 수신 시각 정보와 관련된 원시 수신 정보를 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 미지 정수 계산부는, 상기 최대 공약수 정보에 대한 상기 이미 추정된 사용자의 위치로부터 상기 송신국들 중 제1 체인 시스템의 제1 송신국들 중 하나의 송신국과 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 하나의 송신국과의 거리 차이의 비율과 기준 값 사이에 위치하는 값들 중 어느 하나 값을 상기 미지 정수로 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 제1 전송 딜레이 정보는, 상기 송신국들에서 제1 체인 시스템의 제1 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송한 후, 상기 제1 송신국들 중 보조 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지 소요되는 시간 정보를 포함하고, 상기 제2 전송 딜레이 정보는, 상기 송신국들에서 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송한 후, 상기 제2 송신국들 중 보조 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지 소요되는 시간 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치는 보정국으로부터 수신된 공간 보정 정보 및 시간 보정 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 도착 차등 시간 정보를 보정하는 정보 보정부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 보정국은, 상기 송신국들의 위치에 기초하여 상기 공간 보정 정보를 생성하고, 상기 송신국들로부터 수신되는 펄스 신호들의 평균 시간 정보에 기초하여 상기 시간 보정 정보를 생성하며, 기 설정된 시간 간격에 기초하여 상기 생성된 공간 보정 정보 및 상기 평균 시간 정보를 방송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 수신 시각 정보는, 상기 송신국들에서 제1 체인 시스템의 제1 송신국들 중 마스터 송신국 또는 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지 소요되는 시간 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치의 동작 방법은 수신 반복 주기 계산부에서, 서로 다른 체인 시스템들의 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들의 수신 시각 정보 및 전송 딜레이 정보를 이용하여 수신 반복 주기 정보를 계산하는 단계, 최대 공약수 계산부에서, 상기 계산된 수신 반복 주기 정보 중 제1 수신 반복 주기 정보와 제2 수신 반복 주기 정보 사이의 최대 공약수 정보를 계산하는 단계, 거리 계산부에서, 상기 수신된 펄스 신호들을 이용하여 이미 추정된 사용자의 위치로부터 상기 송신국들까지의 거리 정보를 계산하는 단계, 원시 수신 정보 계산부에서, 상기 수신 시각 정보, 상기 전송 딜레이 정보 및 상기 계산된 최대 공약수 정보를 이용하여 원시 수신 정보를 계산하는 단계, 미지 정수 계산부에서, 상기 계산된 최대 공약수 정보에 대한 상기 계산된 거리의 비율에 기초하여 상기 펄스 신호들의 범위를 계산하고, 상기 계산된 범위 내 미지 정수를 계산하는 단계, 시간 계산부에서, 상기 계산된 원시 수신 정보, 상기 계산된 미지 정수 및 상기 계산된 최대 공약수 정보에 기초하여 상기 수신된 펄스 신호들 간의 도착 차등 시간 정보를 계산하는 단계 및 위치 계산부에서, 상기 계산된 도착 차등 시간 정보를 이용하여 사용자 단말 장치의 위치를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 원시 수신 시간 정보를 계산하는 단계는, 상기 수신 시각 정보에 포함된 제1 수신 시각 정보로부터 상기 수신 시각 정보에 포함된 제2 수신 시각 정보를 감하여 수신 시각 차이 정보를 계산하는 단계, 상기 전송 딜레이 정보에 포함된 제1 전송 딜레이 정보로부터 상기 전송 딜레이 정보에 포함된 제2 전송 딜레이 정보를 감하여 전송 딜레이 차이 정보를 계산하는 단계, 및 상기 계산된 수신 시각 차이 정보로부터 상기 계산된 전송 딜레이 차이 정보를 감하여 계산된 정보와 상기 최대 공약수 정보에 대한 모듈로(modulo) 연산을 통하여 상기 수신 시각 정보와 관련된 원시 수신 정보를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 미지 정수를 계산하는 단계는, 상기 미지 정수 계산부에서, 상기 최대 공약수 정보에 대한 이미 추정된 사용자의 위치로부터 상기 송신국들 중 제1 체인 시스템의 제1 송신국들 중 하나의 송신국과 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 하나의 송신국과의 거리 차이의 비율과 기준 값 사이에 위치하는 값들 중 어느 하나 값을 상기 미지 정수로 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치는 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서 송신국들이 전송하는 펄스 신호들의 범위 내에서 미지 정수를 계산하고, 계산된 미지 정수를 이용하여 사용자 단말 장치의 위치를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치는 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서 송신국들의 체인 시스템의 종류에 관계없이 다중 체인 시스템들의 펄스 신호들을 이용하여 사용자 단말 장치의 위치를 계산할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치는 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서, 보정국으로부터 기준 시각 정보를 수신하지 않고, 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들을 이용하여 도착 차등 시간 정보를 계산할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치는 보정국으로부터 보정 정보를 수신하고, 수신된 보정 정보를 이용하여 기 계산된 도착 차등 시간 정보를 보정하여 사용자 단말 장치의 위치를 측정함에 있어서, 위치 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치의 블록도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치의 펄스 신호 수신 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치가 원시 수신 정보를 측정하여 사용자 위치를 결정하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치의 동작 방법과 관련된 흐름도를 도시한다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.
"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.
즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치의 블록도를 도시한다.
구체적으로, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치의 구성 요소들을 예시한다. 이하 사용되는 '..부', '..기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치(100)는 수신 반복 주기 계산부(110), 최대 공약수 계산부(120), 거리 계산부(130), 원시 수신 정보 계산부(140), 미지 정수 계산부(150), 시간 계산부(160) 및 위치 계산부(170)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 수신 반복 주기 계산부(110)는 서로 다른 체인 시스템들의 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들의 수신 시각 정보 및 전송 딜레이 정보를 이용하여 수신 반복 주기 정보를 계산한다.
예를 들어 수신 반복 주기 정보는 GRI(Group Repetition Interval)을 포함할 수 있다.
일례로, 수신 반복 주기 계산부(110)는 제1 체인 시스템을 이용하여 펄스 신호를 전송하는 제1 송신국들 중 마스터 송신국 및 보조 송신국들로부터 복수의 펄스 신호를 기 설정된 기준에 기초하여 수신한 후, 제1 송신국들이 전송하는 펄스 신호들에 대한 수신 시각 정보 및 전송 딜레이 정보를 계산할 수 있다.
또한, 수신 반복 주기 계산부(110)는 제2 체인 시스템을 이용하여 펄스 신호를 전송하는 제2 송신국들 중 마스터 송신국 및 보조 송신국들로부터 복수의 펄스 신호를 기 설정된 기준에 기초하여 수신한 후, 제2 송신국들이 전송하는 펄스 신호들에 대한 수신 시각 정보 및 전송 딜레이 정보를 계산할 수 있다.
예를 들어, 복수의 체인 시스템들 중 동일한 하나의 체인 시스템을 이용하는 송신국들은 마스터 송신국 및 보조 송신국들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 수신 반복 주기 계산부(110)는 제1 송신국들 및 제2 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들에 기초하여 각각 계산된 수신 시각 정보 및 전송 딜레이 정보에 기초하여 제1 수신 반복 주기 정보 및 제2 수신 반복 주기 정보를 계산할 수 있다.
일례로, 수신 반복 주기 계산부(110)는 사용자 단말 장치(100)가 제1 송신국들의 마스터 송신국 및 보조 송신국들로부터 펄스 신호들을 수신하는 시간 주기를 제1 수신 반복 주기로서 계산할 수 있다.
또한, 수신 반복 주기 계산부(110)는 사용자 단말 장치(100)가 제2 송신국들의 마스터 송신국 및 보조 송신국들로부터 펄스 신호들을 수신하는 시간 주기를 제2 수신 반복 주기로서 계산할 수 있다.
구체적으로, 수신 반복 주기 계산부(110)는 사용자 단말 장치(100)가 제1 송신국들의 마스터 송신국으로부터 펄스 신호를 수신한 후, 제1 송신국들의 보조 송신국으로부터 펄스 신호를 수신하는 시간 간격을 제1 수신 반복 주기로서 계산할 수 있다.
또한, 수신 반복 주기 계산부(110)는 사용자 단말 장치(100)가 제2 송신국들의 마스터 송신국으로부터 펄스 신호를 수신한 후, 제2 송신국들의 보조 송신국으로부터 펄스 신호를 수신하는 시간 간격을 제2 수신 반복 주기로서 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치(100)는 제1 수신 반복 주기에 따라 제1 송신국들로부터 펄스 신호들을 수신할 수 있다.
또한, 사용자 단말 장치(100)는 제2 수신 반복 주기에 따라 제2 송신국들로부터 펄스 신호들을 수신할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 최대 공약수 계산부(120)는 계산된 수신 반복 주기 정보 중 제1 수신 반복 주기 정보와 제2 수신 반복 주기 정보사이의 최대 공약수를 계산할 수 있다.
즉, 최대 공약수 계산부(120)는 제1 수신 반복 주기 정보와 제2 수신 반복 주기 정보의 최대 공약수에 상응하는 최대 공약수 정보를 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 거리 계산부(130)는 수신된 펄스 신호들을 이용하여 이미 추정된 사용자의 위치로부터 각 송신국들까지의 거리 정보를 계산한다.
예를 들어, 이미 추정된 사용자의 위치는 사용자 단말 장치(100)가 미리 추정한 사용자 단말 장치(100)의 위치를 포함할 수 있다.
일례로, 거리 계산부(130)는 제1 송신국들과 제2 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들에 기초하여 이미 추정된 사용자의 위치로부터 제1 송신국들 중 마스터 송신국과 제2 송신국들 중 마스터 송신국까지의 거리 차이를 계산할 수 있다.
즉, 거리 계산부(130)는 이미 추정된 사용자의 위치로부터 제1 체인 시스템의 송신국까지의 거리와 제2 체인 시스템의 송신국까지의 거리 차이를 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 원시 수신 정보 계산부(140)는 수신 시각 정보, 전송 딜레이 정보 및 최대 공약수 정보를 이용하여 원시 수신 정보를 계산할 수 있다.
일례로, 원시 수신 정보 계산부(140)는 수신 시각 정보에 포함된 제1 수신 시각 정보로부터 수신 시각 정보에 포함된 제2 수신 시각 정보를 감하여 수신 시각 차이 정보를 계산할 수 있다.
일례로, 원시 수신 정보 계산부(140)는 전송 딜레이 정보에 포함된 제1 전송 딜레이 정보로부터 전송 딜레이 정보에 포함된 제2 전송 딜레이 정보를 감하여 전송 딜레이 차이 정보를 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 원시 수신 정보 계산부(140)는 수신 시각 차이 정보에 계산된 결합 차이 정보를 합한 후, 계산된 전송 딜레이 차이 정보를 감하여 도착 차등 시간 정보를 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 원시 수신 정보 계산부(140)는 수신 시각 차이 정보로부터 계산된 딜레이 차이 정보를 감하여 계산된 정보와 최대 공약수 정보에 대한 모듈로(modulo) 연산을 통하여 수신 시각 정보와 관련된 원시 수신 정보를 계산할 수 있다.
예를 들어, 수신 시각 정보는 원시 수신 정보를 포함할 수 있다.
일례로, 원시 수신 정보 계산부(140)는 하기 수학식 1에 기초하여 원시 수신 정보를 계산할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112018045875912-pat00001
수학식 1에 따르면, r은 원시 수신 정보를 나타낼 수 있고, TOR1은 제1 수신 시각 정보를 나타낼 수 있으며, TOR2는 제2 수신 시각 정보를 나타낼 수 있다.
또한, 수학식 1에 따르면, ED1은 제1 전송 딜레이 정보를 나타낼 수 있고, ED2는 제2 전송 딜레이 정보를 나타낼 수 있다.
또한, 수학식 1에 따르면, GCD1 ,2는 제1 체인 시스템의 송신국들로부터의 제1 수신 반복 주기 정보와 제2 체인 시스템의 송신국들로부터의 제2 수신 반복 주기 정보의 최대 공약수 정보를 나타낼 수 있다.
또한, 수신기에서 얻어지는 TOR1 및 TOR2에 대한 ED1 및 ED2를 고려한 차이를 GCD1,2로 모듈로(modulo) 연산한 값을 r이라고 할 수 있다.
또한, 원시 수신 정보는 0과 최대 공약수 정보의 사이에 위치한다. 즉, 원시 수신 정보는 양의 실수(real number)이나 최대 공약수 정보에 해당하는 값보다 작거나 같을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 제1 전송 딜레이 정보는 송신국들에서 제1 체인 시스템의 제1 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송한 후, 제1 송신국들 중 보조 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지 소요되는 시간 정보를 포함할 수 있다.
일례로, 제2 전송 딜레이 정보는 송신국들에서 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송한 후, 제2 송신국들 중 보조 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지 소요되는 시간 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 수신 시각 정보는 송신국들에서 제1 체인 시스템의 제1 송신국들 중 마스터 송신국 또는 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지 소용되는 시간 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 미지 정수 계산부(150)는 최대 공약수 정보에 대한 거리의 비율에 기초하여 펄스 신호들의 범위를 계산하고, 상기 계산된 범위 내 미지 정수를 계산할 수 있다.
즉, 미지 정수 계산부(150)는 제1 시스템으로부터의 제1 수신 반복 주기 정보와 제2 시스템으로부터의 제2 수신 반복 주기 정보 사이의 최대 공약수 정보에 대한 제1 체인 시스템의 송신국과 제2 체인 시스템의 송신국 사이의 거리의 비율에 기초하여 펄스 신호들의 범위를 계산하고, 계산된 범위 내에서 미지 정수를 계산할 수 있다.
일례로, 미지 정수 계산부(150)는 하기 수학식 2에 기초하여 미지 정수를 계산할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112018045875912-pat00002
수학식 2에 따르면, n은 미지 정수를 나타낼 수 있고, d는 이미 추정된 사용자의 위치로부터 제1 체인 시스템의 송신국과 제2 체인 시스템의 송신국까지의 거리 차이를 나타낼 수 있다.
또한, 수학식 2에 따르면 GCD1 ,2는 제1 체인 시스템의 송신국들로부터의 제1 수신 반복 주기 정보와 제2 체인 시스템의 송신국들로부터의 제2 수신 반복 주기 정보의 최대 공약수 정보를 나타낼 수 있다.
일례로, 미지 정수 계산부(150)는 최대 공약수 정보에 대한 송신국들 중 이미 추정된 사용자의 위치로부터 제1 체인 시스템의 제1 송신국들 중 마스터 송신국, 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 마스터 송신국과의 거리 차이의 비율과 기준 값 사이에 위치하는 값을 미지 정수로서 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 미지 정수 계산부(150)는 최대 공약수 정보에 대한 송신국들 중 이미 추정된 사용자의 위치로부터 제1 체인 시스템의 제1 송신국들 중 마스터 송신국, 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 마스터 송신국까지 의 거리 차이 범위 내에 포함되는 임의의 수들 중 미지 정수를 계산하기 위해 설정된 값과 차이가 최소가 되는 어느 하나의 수를 미지 정수로 계산할 수 있다.
또한, 미지 정수 계산부(150)는 매 에폭(epoch)마다 미지 정수를 계산할 필요 없이 원시 수신 정보의 변화에 따라 미지 정수를 업데이트할 수 있다.
일반적으로, 원시 수신 정보는 사용자의 움직임에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 원시 수신 정보가 0에 가까운 값으로 급격히 작아질 경우, 미지 정수는 증가할 수 있다.
또한, 원시 수신 정보가 최대 공약수 정보에 가까운 값으로 급격히 증가할 경우, 미지 정수는 감소할 수 있다.
즉, 미지 정수 계산부(150)는 원시 수신 정보가 급격히 증가할 경우, 계산된 미지 정수가 감소하도록 업데이트할 수 있다.
또한, 미지 정수 계산부(150)는 원시 수신 정보가 급격히 감소할 경우, 계산된 미지 정수가 증가하도록 업데이트할 수 있다.
또한, 미지 정수 계산부(150)는 원시 수신 정보가 급격하게 변화하지 않을 경우, 계산된 미지 정수가 유지하도록 업데이트할 수 있다.
예를 들어, 미지 정수 계산부(150)는 측정된 원시 수신 정보값이 최대 공약수 정보(동북 아시아 30km)에 가까운 큰 값에서 모듈로 연산으로 인해 작은 값으로 갑자기 변하면 미지 정수값을 1만큼 증가시킬 수 있다.
반대의 경우 미지 정수 계산부(150)는 미지 정수 값을 1만큼 감소하고, 원시 수신 정보 값에 큰 변화가 없으면 미지 정수 값을 동일하게 유지할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 시간 계산부(160)는 미지 정수에 최대 공약수 정보의 결합에 원시 수신 정보를 더하여 도착 차등 시간 정보를 계산할 수 있다.
보다 구체적으로, 시간 계산부(160)는 하기 수학식 3에 기초하여 도착 차등 시간 정보를 계산할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112018045875912-pat00003
수학식 3에 따르면, TDOA1 ,2는 도착 차등 시간 정보를 나타낼 수 있고, n은 미지 정수를 나타낼 수 있으며, GCD1 ,2는 최대 공약수 정보를 나타낼 수 있고, r은 원시 수신 정보를 나타낼 수 있다.
여기서, r은 수신기로부터 실측된 TOR1 및 TOR2의 값을 바탕으로 산출될 수 있고, GCD1 ,2는 상수이고, 미지 정수인 n 값은 로란 시스템들에 의해 형성되는 범위 값들 중 어느 하나의 지점에 해당하는 미지 정수일 수 있다.
예를 들어, 미지 정수는 수신기가 약 460m 정도의 오차가 있다고 알려진 기존의 단일 체인 로란 측위방법으로 수신기 자신의 대략적인 위치를 추정한 후, 추정된 수신기 위치에서 각 송신국들의 위치를 고려하여 TDOAgeom 값을 기하학적으로 계산하고, TDOAgeom 값을 참고하여 산출될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치(100)는 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서 송신국들이 전송하는 펄스 신호들의 범위 내에서 미지 정수를 계산하고, 계산된 미지 정수를 이용하여 사용자 단말 장치(100)의 위치를 결정할 수 있다.
본 발명의 다른실시예에 따르면 사용자 단말 장치(100)는 정보 보정부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른실시예에 따른 정보 보정부는 보정국으로부터 수신된 공간 보정 정보 및 시간 보정 정보 중 적어도 하나를 이용하여 도착 차등 시간 정보를 보정할 수 있다.
일례로, 보정국(미도시)은 사용자 단말 장치(100)의 물리학적 거리 상 인근에 위치할 수 있다.
예를 들어, 보정국은 송신국들의 위치에 기초하여 공간 보정 정보를 생성할 수 있다.
또한, 보정국은 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들의 평균 시간 정보에 기초하여 시간 보정 정보를 생성할 수 있다.
또한, 보정국은 기 설정된 시간 간격에 기초하여 공간 보정 정보 및 시간 보정 정보를 주기적으로 방송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 위치 계산부(170)는 도착 차등 시간 정보를 이용하여 사용자 단말 장치(100)의 위치를 계산할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따르면 위치 계산부(170)는 보정국으로부터 수신된 보정 정보를 이용하여 보정된 도착 차등 시간 정보를 이용하여 사용자 단말 장치(100)의 위치를 계산할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치(100)는 보정국으로부터 보정 정보를 수신하고, 수신된 보정 정보를 이용하여 기 계산된 도착 차등 시간 정보를 보정하여 사용자 단말 장치(100)의 위치를 측정함에 있어서, 위치 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치(100)는 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서 송신국들의 체인 시스템의 종류에 관계없이 다중 체인 시스템들의 펄스 신호들을 이용하여 사용자 단말 장치(100)의 위치를 계산할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치(100)는 다중 체인 기반의 로란 측위 시스템에서, 보정국으로부터 기준 시각 정보를 수신하지 않고, 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들을 이용하여 도착 차등 시간 정보를 계산할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치의 펄스 신호 수신 동작을 설명하는 도면이다.
구체적으로, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치가 서로 다른 체인 시스템의 송신국들로부터 펄스 신호를 수신할 경우, 수신되는 펄스 신호들과 관련된 타이밍도를 예시한다.
도 2를 참고하면, 송신국(200)과 사용자 단말 장치(230) 각각에서의 펄스 신호들의 전송 및 수신을 나타낸다.
송신국(200)은 하나의 마스터 송신국과 복수의 보조 송신국으로 구성된다.
송신국(200)은 전송 개시 시간(202)이 경과 후, 마스터 송신국이 펄스 신호(201)를 사용자 단말 장치(230)로 전송한다.
예를 들어, 수신 시각 정보는 전송 개시 시간(202)에 기초하여 결정될 수 있다.
송신국(200)은 전송 딜레이 시간(211)이 경과 후, 보조 송신국이 펄스 신호(210)을 사용자 단말 장치(230)로 전송한다.
예를 들어, 전송 딜레이 정보는 전송 딜레이 시간(211)에 기초하여 결정될 수 있다.
송신국(200)은 전송 개시 시간(202)과 전송 딜레이 시간(211)에 기초하여 주기적으로 마스터 송신국과 보조 송신국을 통하여 펄스 신호를 사용자 단말 장치(230)로 전송한다.
일례로, 송신국(200)은 주기적으로 전송되는 펄스 신호들에 기초하여 도착 시간 정보(220)을 결정한다.
예를 들어, 송신국(200)이 제1 체인 시스템의 제1 송신국들에 해당할 경우, 전송한 펄스 신호들에 기초하여 제1 도착 시간 정보를 결정할 수 있다.
또한, 송신국(200)이 제2 체인 시스템의 제2 송신국들에 해당할 경우, 전송한 펄스 신호들에 기초하여 제2 도착 시간 정보를 결정할 수 있다.
사용자 단말 장치(230)는 송신국(200)으로부터 펄스 신호를 수신하기 위하여 턴 온될 수 있다.
사용자 단말 장치(230)는 송신국(200)으로부터 펄스 신호를 수신하기 위하여 턴 온된 후, 송신국(200)의 마스터 송신국으로부터 펄스 신호를 수신할 수 있다.
여기서, 사용자 단말 장치(230)는 턴 온된 시간부터 마스터 송신국으로부터 펄스 신호를 수신하기 까지 일정 대기 시간(231)을 갖을 수 있다.
사용자 단말 장치(230)는 수신 반복 주기(240)에 기초하여 전송 개시 시간(202)과 전송 딜레이 시간(211)에 따라 전송되는 펄스 신호를 반복적으로 수신할 수 있다.
일례로, 사용자 단말 장치(230)는 수신 반복 주기(240)에 따라 수신 시각 정보(250)를 결정할 수 있다.
또한, 사용자 단말 장치(230)는 수신 시각 정보(250) 및 전송 딜레이 정보(211)에 기초하여 수신 반복 주기(240)를 결정할 수 있다.
예를 들어, 전송 딜레이 정보(211)와 수신 반복 주기(240)는 상응할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치(230)는 하기 수학식 5에 기초하여 도착 차등 시간을 결정할 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112018045875912-pat00004
수학식 4에 따르면, TDOA1 ,2는 도착 차등 시간 정보를 나타낼 수 있고, TOA1은 제1 체인 시스템의 제1 송신국들로부터의 펄스 신호들과 관련된 제1 도착 시간 정보를 나타낼 수 있다.
또한 수학식 4에 따르면, ED1은 제1 체인 시스템의 제1 송신국들로부터의 제1 전송 딜레이 시간과 관련된 제1 전송 딜레이 정보를 나타낼 수 있고, t1은 제1 체인 시스템의 제1 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지의 제1 전송 개시 시간을 나타낼 수 있다.
또한, 수학식 4에 따르면, TOA2는 제2 체인 시스템의 제2 송신국들로부터의 펄스 신호들과 관련된 제2 도착 시간 정보를 나타낼 수 있다.
또한 수학식 4에 따르면, ED2는 제2 체인 시스템의 제2 송신국들로부터의 제2 전송 딜레이 시간과 관련된 제2 전송 딜레이 정보를 나타낼 수 있고, t2는 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지의 제2 전송 개시 시간을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 사용자 단말 장치(230)는 하기 수학식 6에 기초하여 도착 차등 시간을 결정할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112018045875912-pat00005
수학식 5에 따르면, TDOA1 ,2는 도착 차등 시간 정보를 나타낼 수 있고, ㅿtrx0은 사용자 단말 장치가 턴 온된 시간과 로란 에폭(loran epoch) 간의 시간 차이를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 로란 에폭은 1958년 1월 1일 자정에 상응하는 시점일 수 있다.
또한, 수학식 5에 따르면 GRI1은 제1 체인 시스템의 제1 송신국들로부터의 펄스 신호들에 대한 제1 수신 반복 주기 정보를 나타낼 수 있고, GRI2는 제2 체인 시스템의 제2 송신국들로부터의 펄스 신호들에 대한 제2 수신 반복 주기 정보를 나타낼 수 있다.
또한, 수학식 5에 따르면 TOR1은 제1 체인 시스템의 제1 송신국들로부터의 펄스 신호들에 대한 제1 수신 시각 정보를 나타낼 수 있고, TOR2는 제2 체인 시스템의 제2 송신국들로부터의 펄스 신호들에 대한 제2 수신 시각 정보를 나타낼 수 있다.
또한, 수학식 5에 따르면 ED1은 제1 체인 시스템의 제1 송신국들에 대한 제1 전송 딜레이 정보를 나타낼 수 있고, ED2는 제2 체인 시스템의 제2 송신국들에 대한 제2 전송 딜레이 정보를 나타낼 수 있다.
또한, 수학식 5에 따르면 t1은 제1 체인 시스템의 제1 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지의 제1 전송 개시 시간을 나타낼 수 있고, t2는 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지의 제2 전송 개시 시간을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 사용자 단말 장치(230)가 보정국으로부터 시간 보정 정보를 수신할 경우, 제1 전송 개시 시간 및 제2 전송 개시 시간의 차이는 보정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치가 원시 수신 정보의 변화에 따라 미지 정수를 계산하는 동작을 설명하는 도면이다.
도 3을 참고하면, 사용자 단말 장치는 서로 다른 체인 시스템을 이용하는 제1 송신국들 및 제2 송신국들로부터 펄스 신호들을 수신하여 기하학적 도착 차등 시간 정보(320)를 결정할 수 있다.
일례로, 사용자 단말 장치는 제1 체인 시스템과 제2 체인 시스템 사이의 기준 범위 내에서 위치의 변화에 따라 제1 도착 차등 시간 정보(310), 제2 도착 차등 시간 정보(311), 제3 도착 차등 시간 정보(312) 및 제4 도착 차등 시간 정보(313)의 범위에 위치할 수 있다.
즉, 사용자 단말 장치는 제1 도착 차등 시간 정보(310), 제2 도착 차등 시간 정보(311), 제3 도착 차등 시간 정보(312) 및 제4 도착 차등 시간 정보(313) 중 어느 하나의 범위에서 수신된 펄스 신호들에 기초하여 제1 도착 차등 시간 정보(310), 제2 도착 차등 시간 정보(311), 제3 도착 차등 시간 정보(312) 및 제4 도착 차등 시간 정보(313) 중 어느 하나와 관련된 미지 정수를 계산할 수 있다.
또한, 사용자 단말 장치는 제1 송신국들 및 제2 송신국들의 위치와 사용자 단말 장치의 초기 추정 위치(331)에 기초하여 기하학적 도착 차등 시간 정보(320)를 결정할 수 있다.
또한, 사용자 단말 장치는 제1 도착 차등 시간 정보(310), 제2 도착 차등 시간 정보(311), 제3 도착 차등 시간 정보(312) 및 제4 도착 차등 시간 정보(313) 중 어느 하나와 기하학적 도착 차등 시간 정보(320)과의 차이의 절대값에 기초하여 미지 정수를 계산할 수 있다.
즉, 사용자 단말 장치는 미지 정수를 변경하여 제1 도착 차등 시간 정보(310), 제2 도착 차등 시간 정보(311), 제3 도착 차등 시간 정보(312) 및 제4 도착 차등 시간 정보(313)를 계산하고, 계산된 기하학적 도착 차등 시간 정보(320)과의 차이의 절대값에 기초하여 실제 위치(330)에 대응되는 미지 정수를 계산할 수 있다.
또한, TDOA1 ,2는 nGCD+r로 표현될 수 있다. 여기서, n 값은 nGCD+r 값과 TDOAgeom 값의 차이가 최소가 되도록 하는 값이다.
수신기의 초기 추정위치(331)를 바탕으로 계산된 TDOAgeom은 굵은 선으로 나타낸다.
이 굵은 선이 실제 수신기의 위치(330)를 바탕으로 계산된 TDOA1 ,2로부터 일정 범위 내에 위치해야 한다. 여기서, 일정 범위는 도 3의 회색 점선 범위를 포함한다.
예를 들어, 수신기의 초기 추정위치(331)의 오차가 아주 크게 되면 굵은 선이 회색 범위의 밖에 위치하게 될 경우, 정확한 n 값을 계산할 수 없다.
회색 범위의 폭은 두 송신국 사이를 이은 선상을 기준으로 할 때 GCD1 ,2 값을 거리로 표현한 값과 같은데 한반도 주변 체인의 경우에는 그 값이 30 km가 될 수 있다. 예를 들어, 유럽 체인의 경우에는 3 km이다.
즉, 한반도 주변의 경우, 초기 추정위치 오차가 15 km 이내라면 정확한 n 값을 구할 수 있다.
따라서, 약 460 m 정도의 오차를 보인다고 알려진 기존의 단일체인 로란 측위기법만을 활용하더라도 초기 위치추정에 필요한 정확도를 충분히 확보할 수 있다.
서로 다른 체인에 속한 송신국들 사이의 TDOA1 ,2 값을 이와 같이 계산할 수 있으면 체인과 관계없이 모든 송신국 짝(pair) 사이의 TDOA 값을 계산할 수 있다.
따라서, 체인에 관계없이 모든 송신국들을 TDOA 값에 기반한 위치 계산에 사용할 수 있다.
아울러, 사용자 단말 장치는 측정된 원시 수신 정보값이 최대 공약수 정보(동북 아시아 30 km)에 가까운 큰 값에서 모듈로 연산으로 인해 작은 값으로 갑자기 변하면 미지 정수값을 1만큼 증가시킬 수 있다.
반대의 경우 사용자 단말 장치는 미지 정수 값을 1만큼 감소하고, 원시 수신 정보 값에 큰 변화가 없으면 미지 정수 값을 동일하게 유지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치의 동작 방법과 관련된 흐름도를 도시한다.
구체적으로, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치의 동작 방법이 미지 정수를 계산하여 사용자 단말 장치의 위치를 계산하는 동작 절차를 예시한다.
도 4를 참고하면, 단계(401)에서 사용자 단말 장치의 동작 방법은 수신 반복 주기 정보를 계산한다.
즉, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 서로 다른 체인 시스템들의 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들의 수신 시각 정보 및 전송 딜레이 정보를 이용하여 수신 반복 주기 정보를 계산할 수 있다.
단계(402)에서 사용자 단말 장치의 동작 방법은 최대 공약수 정보 및 거리 정보를 계산한다.
즉, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 단계(401)에서 계산된 수신 반복 주기 정보 중 제1 수신 반복 주기 정보와 제2 수신 반복 주기 정보 사이의 최대 공약수 정보를 계산한다.
또한, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 서로 다른 체인 시스템들의 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들을 이용하여 송신국들 사이의 거리 정보를 계산한다.
단계(403)에서 사용자 단말 장치의 동작 방법은 원시 수신 정보를 계산한다.
즉, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 단계(401)과 단계(402)에서 계산된 정보를 이용하여 원시 수신 정보를 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 수신 시각 정보, 전송 딜레이 정보 및 최대 공약수 정보를 이용하여 원시 수신 정보를 계산할 수 있다.
단계(404)에서 사용자 단말 장치의 동작 방법은 펄스 신호들의 범위내에서 미지 정수를 계산한다.
즉, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 서로 다른 체인 시스템들의 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들에 기초하여 송신국들의 사이의 범위 값을 결정하고 원시 수신 정보와 관련된 미지 정수를 계산한다.
예를 들어, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 제1 송신국들 중 마스터 송신국과 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 마스터 송신국 사이에서 임의의 지점에 상응하는 미지 정수를 계산한다.
단계(405)에서 사용자 단말 장치의 동작 방법은 펄스 신호들 간의 도착 차등 시간 정보를 계산한다.
즉, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 단계(403)에서 계산된 원시 수신 정보 및 단계(404)에서 계산된 미지 정수에 기초하여 펄스 신호들 간의 도착 차등 시간 정보를 계산한다.
단계(406)에서 사용자 단말 장치의 동작 방법은 사용자 단말 장치의 위치를 계산한다.
즉, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 단계(405)에서 계산된 도착 차등 시간 정보를 이용하여 사용자 단말 장치의 위치를 계산한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 사용자 단말 장치의 동작 방법과 관련된 흐름도를 도시한다.
구체적으로, 도 5는 사용자 단말 장치의 동작 방법이 도착 차등 시간 정보를 계산한 후, 보정국으로부터 수신된 보정 정보를 이용하여 도착 차등 정보를 계산하는 절차를 예시한다.
도 5를 참고하면, 단계(501)에서 사용자 단말 장치의 동작 방법은 수신 시각 차이 정보를 계산한다.
즉, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 수신 시각 정보에 포함된 제1 수신 시각 정보로부터 수신 시각 정보에 포함된 제2 수신 시각 정보를 감하여 수신 시각 차이 정보를 계산한다.
단계(502)에서 사용자 단말 장치의 동작 방법은 전송 딜레이 차이 정보를 계산한다.
즉, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 제1 체인 시스템의 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송한 후, 보조 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지의 딜레이 시간과 관련된 제1 전송 딜레이 정보로부터 제2 체인 시스템의 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송한 후, 보조 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지의 딜레이 시간과 관련된 제2 전송 딜레이 정보를 감하여 전송 딜레이 차이 정보를 계산한다.
단계(503)에서 사용자 단말 장치의 동작 방법은 원시 수신 정보를 계산한다.
즉, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 단계(501)에서 계산된 수신 시각 차이 정보로부터 단계(502)에서 계산된 전송 딜레이 차이 정보를 감하여 계산된 정보와 상기 최대 공약수 정보에 대한 모듈로 연산을 통하여 수신 시각 정보와 관련된 원시 수신 정보를 계산할 수 있다.
단계(504)에서 사용자 단말 장치의 동작 방법은 도착 차등 시간 정보를 계산한다.
즉, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 송신국들의 미지 정수와 수신 반복 주기 정보의 결합에 단계(503)에서 계산된 원시 수신 정보를 합하여 도착 차등 시간 정보를 계산한다. 여기서, 사용자 단말 장치의 동작 방법이 도착 차등 시간 정보를 계산하는 동작은 상술한 수학식 3에 기초할 수 있다.
단계(505)에서 사용자 단말 장치의 동작 방법은 보정국의 보정 정보를 이용하여 도착 차등 시간 정보를 보정한다.
즉, 사용자 단말 장치의 동작 방법은 보정국으로부터 수신된 공간 보정 정보 및 시간 보정 정보 중 적어도 하나를 이용하여 단계(504)에서 계산된 도착 차등 시간 정보를 보정할 수 있다.
본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
그러한 소프트웨어는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 적어도 하나의 프로그램(소프트웨어 모듈), 전자 장치에서 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 전자 장치가 본 발명의 방법을 실시하게 하는 명령어들(instructions)을 포함하는 적어도 하나의 프로그램을 저장한다.
이러한 소프트웨어는, 휘발성(volatile) 또는 (ROM: Read Only Memory)과 같은 불휘발성(non-volatile) 저장장치의 형태로, 또는 램(RAM: random access memory), 메모리 칩(memory chips), 장치 또는 집적 회로(integrated circuits)와 같은 메모리의 형태로, 또는 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs), 자기 디스크(magnetic disk) 또는 자기 테이프(magnetic tape) 등과 같은 광학 또는 자기적 판독 가능 매체에, 저장될 수 있다.
저장 장치 및 저장 미디어는, 실행될 때 일 실시 예들을 구현하는 명령어들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적절한 기계-판독 가능 저장 수단의 실시 예들이다.
실시 예들은 본 명세서의 청구항들 중 어느 하나에 청구된 바와 같은 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램, 및 그러한 프로그램을 저장하는 기계-판독 가능 저장 매체를 제공한다.
나아가, 그러한 프로그램들은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 어떠한 매체에 의해 전자적으로 전달될 수 있으며, 실시 예들은 동등한 것을 적절히 포함한다.
상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 사용자 단말 장치 110: 수신 반복 주기 계산부
120: 최대 공약수 계산부 130: 거리 계산부
140: 원시 수신 정보 계산부 150: 미지 정수 계산부
160: 시간 계산부 170: 위치 계산부

Claims (10)

  1. 서로 다른 체인 시스템들의 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들의 수신 시각 정보 및 전송 딜레이 정보를 이용하여 수신 반복 주기 정보를 계산하는 수신 반복 주기 계산부;
    상기 계산된 수신 반복 주기 정보 중 제1 수신 반복 주기 정보와 제2 수신 반복 주기 정보 사이의 최대 공약수 정보를 계산하는 최대 공약수 계산부;
    상기 수신된 펄스 신호들을 이용하여 사전에 추정된 사용자의 위치로부터 상기 송신국들까지의 거리 차이를 계산하는 거리 계산부;
    상기 수신 시각 정보, 상기 전송 딜레이 정보 및 상기 계산된 최대 공약수 정보를 이용하여 원시 수신 정보를 계산하는 원시 수신 정보 계산부;
    상기 계산된 최대 공약수 정보와, 상기 계산된 거리 차이 간의 비율에 기초하여 설정되는 범위 내 미지 정수를 계산하는 미지 정수 계산부;
    상기 계산된 원시 수신 정보, 상기 계산된 미지 정수 및 상기 계산된 최대 공약수 정보에 기초하여 상기 수신된 펄스 신호들 간의 도착 차등 시간 정보를 계산하는 시간 계산부; 및
    상기 계산된 도착 차등 시간 정보를 이용하여 사용자 단말 장치의 위치를 계산하는 위치 계산부를 포함하는
    사용자 단말 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원시 수신 정보 계산부는,
    상기 수신 시각 정보에 포함되고 상기 송신국들 중 제1 체인 시스템의 제1 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들에 대응되는 제1 수신 시각 정보로부터 상기 수신 시각 정보에 포함되고 상기 송신국들 중 제2 체인 시스템의 제2 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들에 대응되는 제2 수신 시각 정보를 감하여 수신 시각 차이 정보를 계산하고, 상기 전송 딜레이 정보에 포함된 제1 전송 딜레이 정보로부터 상기 전송 딜레이 정보에 포함된 제2 전송 딜레이 정보를 감하여 전송 딜레이 차이 정보를 계산하며, 상기 계산된 수신 시각 차이 정보로부터 상기 계산된 전송 딜레이 차이 정보를 감하여 계산된 정보와 상기 최대 공약수 정보에 대한 모듈로(modulo) 연산을 통하여 상기 수신 시각 정보와 관련된 원시 수신 정보를 계산하는
    사용자 단말 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미지 정수 계산부는,
    상기 최대 공약수 정보와, 상기 사용자의 위치로부터 상기 제1 송신국들 중 어느 하나의 송신국과 상기 제2 송신국들 중 어느 하나의 송신국과의 거리 차이 간의 비율의 값과, 임의로 설정된 기준 값 사이에 위치하는 정수 값들 중 어느 하나 정수 값을 상기 미지 정수로 결정하는
    사용자 단말 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전송 딜레이 정보는,
    상기 제1 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송한 후, 상기 제1 송신국들 중 보조 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지 소요되는 시간 정보를 포함하고,
    상기 제2 전송 딜레이 정보는,
    상기 제2 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송한 후, 상기 제2 송신국들 중 보조 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지 소요되는 시간 정보를 포함하는
    사용자 단말 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    보정국으로부터 수신된 공간 보정 정보 및 시간 보정 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 도착 차등 시간 정보를 보정하는 정보 보정부를 더 포함하는
    사용자 단말 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보정국은,
    상기 송신국들의 위치에 기초하여 상기 공간 보정 정보를 생성하고,
    상기 송신국들로부터 수신되는 펄스 신호들의 평균 시간 정보에 기초하여 상기 시간 보정 정보를 생성하며,
    기 설정된 시간 간격에 기초하여 상기 생성된 공간 보정 정보 및 상기 평균 시간 정보를 방송하는
    사용자 단말 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전송 딜레이 정보는,
    상기 송신국들에서 제1 체인 시스템의 제1 송신국들 중 마스터 송신국 또는 제2 체인 시스템의 제2 송신국들 중 마스터 송신국이 펄스 신호를 전송하기까지 소요되는 시간 정보를 포함하는
    사용자 단말 장치.
  8. 수신 반복 주기 계산부에서, 서로 다른 체인 시스템들의 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들의 수신 시각 정보 및 전송 딜레이 정보를 이용하여 수신 반복 주기 정보를 계산하는 단계;
    최대 공약수 계산부에서, 상기 계산된 수신 반복 주기 정보 중 제1 수신 반복 주기 정보와 제2 수신 반복 주기 정보 사이의 최대 공약수 정보를 계산하는 단계;
    거리 계산부에서, 상기 수신된 펄스 신호들을 이용하여 사전에 추정된 사용자의 위치로부터 상기 송신국들까지의 거리 차이를 계산하는 단계;
    원시 수신 정보 계산부에서, 상기 수신 시각 정보, 상기 전송 딜레이 정보 및 상기 계산된 최대 공약수 정보를 이용하여 원시 수신 정보를 계산하는 단계;
    미지 정수 계산부에서, 상기 계산된 최대 공약수 정보와, 상기 계산된 거리 차이 간의 비율에 기초하여 설정되는 범위 내 미지 정수를 계산하는 단계;
    시간 계산부에서, 상기 계산된 원시 수신 정보, 상기 계산된 미지 정수 및 상기 계산된 최대 공약수 정보에 기초하여 상기 수신된 펄스 신호들 간의 도착 차등 시간 정보를 계산하는 단계; 및
    위치 계산부에서, 상기 계산된 도착 차등 시간 정보를 이용하여 사용자 단말 장치의 위치를 계산하는 단계를 포함하는
    사용자 단말 장치의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 원시 수신 정보를 계산하는 단계는,
    상기 수신 시각 정보에 포함되고 상기 송신국들 중 제1 체인 시스템의 제1 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들에 대응되는 제1 수신 시각 정보로부터 상기 수신 시각 정보에 포함되고 상기 송신국들 중 제2 체인 시스템의 제2 송신국들로부터 수신된 펄스 신호들에 대응되는 제2 수신 시각 정보를 감하여 수신 시각 차이 정보를 계산하는 단계;
    상기 전송 딜레이 정보에 포함된 제1 전송 딜레이 정보로부터 상기 전송 딜레이 정보에 포함된 제2 전송 딜레이 정보를 감하여 전송 딜레이 차이 정보를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 수신 시각 차이 정보로부터 상기 계산된 전송 딜레이 차이 정보를 감하여 계산된 정보와 상기 최대 공약수 정보에 대한 모듈로(modulo) 연산을 통하여 상기 수신 시각 정보와 관련된 원시 수신 정보를 계산하는 단계를 포함하는
    사용자 단말 장치의 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 미지 정수를 계산하는 단계는,
    상기 미지 정수 계산부에서, 상기 최대 공약수 정보와, 상기 사용자의 위치로부터 상기 제1 송신국들 중 어느 하나의 송신국과 상기 제2 송신국들 중 어느 하나의 송신국과의 거리 차이 간의 비율의 값과, 임의로 설정된 기준 값 사이에 위치하는 정수 값들 중 어느 하나 정수 값을 상기 미지 정수로 결정하는 단계를 포함하는
    사용자 단말 장치의 동작 방법.

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