KR102218125B1 - 단말 측위 장치 및 단말 측위 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 레인징 기반 측위 기술에 있어서, 측위 대상의 대략적인 위치 범위를 기준으로 개별 측정치의 오류 여부를 판정(검출)하는 방식의 개선된 측위 기법을 실현함으로써, 다중 경로 오차 등으로 측위 오차가 크게 발생하는 레인징 기반 측위 기술에서, 측정치 오차 검출 성능을 높여 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 기술을 개시한다.

Description

단말 측위 장치 및 단말 측위 방법{RECORDING MEDIA FOR MEASURING MOBILE LOCATION AND LOCATION MANAGEMENT APPARATUS}
본 발명은, 거리 측정(레인징)을 기반으로 단말의 위치를 측정하는 측위 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측정치 오차 검출 성능을 높여 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 개선된 측위 기법에 관한 것이다.
기준점으로부터 측위 대상물(예: 단말)의 거리 측정(레인징)을 기반으로 단말의 위치를 측정하는 측위 기술로서 가장 많이 쓰고 있는 방식은, GNSS(Global Navigation Satellite System) 측위 기법이다.
GNSS 측위 기법은, 통상 측위 대상물 즉 단말에 구비되어 있는 GNSS 수신기가 위성으로부터 수신되는 위성신호를 측정한 측정치(예: 의사거리 측정치)를 기반으로, 연산을 통해 측위 결과로서 단말 위치를 도출해내는 방식이다.
이러한 GNSS 측위 기법에서는, GNSS 수신기에서 측정치 이상을 검출하고 제거하여 측위 오차를 완화시키기 위해, 다양한 기법을 사용하고 있으며 대표적으로는 RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring) 기법이 사용된다.
RAIM 기법은, 측위 결과를 이용하여 잔차(residual)를 계산하고, 잔차의 통계적 특성을 이용하여 측정치의 이상(오차)를 검출하는 방식의 기법이다.
그러나 RAIM 기법의 경우, 측위에 이용되는 여러 위성의 측정치 중 단일 측정치 오류를 가정하고 있으며, 실제 도심지/실내 창가와 같은 열악한 환경에서 복합적인 다중 경로로 인한 측정치의 이상(오차)이 발생할 수 있는데 이를 검출하는 것이 어렵다.
또한, 실제 레인징 기반 측위 기술의 정확도 성능 저하에 가장 큰 영향을 미치는 다중 경로 오차 등의 요소는 통계적으로 모델링 되기 어렵기 때문에, RAIM 기법에 의해 검출되기 어려운 문제도 있다.
이에, 본 발명에서는, 다중 경로 오차 등으로 측위 오차가 크게 발생하는 레인징 기반 측위 기술에 있어서, 측정치 오차 검출 성능을 높여 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 개선된 측위 기법을 제안하고자 한다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 다중 경로 오차 등으로 측위 오차가 크게 발생하는 레인징 기반 측위 기술에 있어서, 측정치 오차 검출 성능을 높여 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 새로운 방식의 측위 기법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 단말 측위 장치는, 측위 대상이 되는 특정 단말에 대하여, 위치 범위를 추정하는 범위추정부; 상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도에 따라 결정되는 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정하는 오류판정부; 및 상기 오류판정부의 판정 결과를 이용하여, 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행하는 측위수행부를 포함한다.
구체적으로, 상기 범위추정부는, 상기 특정 단말과 관련된 서빙 기지국의 기지국좌표 및 상기 서빙 기지국의 서비스 커버리지를 근거로 상기 위치 범위를 추정하거나, 상기 특정 단말에서 수행된 별도의 측위 결과 및 상기 별도 측위 결과의 오차수준을 근거로 상기 위치 범위를 추정하거나, 상기 특정 단말에 대하여 마지막에 수행한 측위 절차에 따른 측위 결과, 상기 마지막 측위 결과의 시점으로부터 경과된 경과 시간 및 상기 특정 단말의 이동 정보를 근거로 상기 위치 범위를 추정할 수 있다.
구체적으로, 상기 오류판정부는, 상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 미만인 경우, 상기 위치 범위의 기준위치 및 상기 다수의 위성 간의 각 거리값, 상기 특정 단말 및 상기 다수의 위성 간의 각 측정치를 이용하는 제1 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 오류 측정치를 판정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 오류 측정치 판정 방식에서는, 상기 각 거리값 및 각 측정치를 근거로, 상기 기준위치 및 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 기 정의된 임계값 이상인 경우, 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다.
구체적으로, 상기 오류판정부는, 상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 이상인 경우, 상기 위치 범위의 기준위치 및 상기 다수의 위성 간의 각 거리값, 상기 특정 단말 및 상기 다수의 위성 간의 각 측정치, 상기 다수의 위성 별로 상기 위치 범위 상에서 결정되는 특정 경계위치를 이용하는 제2 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 오류 측정치를 판정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 오류 측정치 판정 방식에서는, 상기 각 거리값 및 각 측정치와 상기 다수의 위성 별 특정 경계위치를 근거로, 상기 기준위치 및 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 상기 특정 위성의 특정 경계위치에 따른 임계값 이상인 경우, 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다.
구체적으로, 상기 특정 경계위치는, 상기 위치 범위 상에서, 상기 기준위치 및 상기 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 가장 큰 값을 갖게 되는 지점으로 결정될 수 있다.
구체적으로, 상기 임계값은, 상기 기준위치 및 상기 특정 위성 간 거리와 상기 특정 경계위치 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이값을 이용하여 계산될 수 있다.
구체적으로, 상기 측위수행부는, 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 측정치를 배제하고, 나머지 측정치를 근거로 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 측위수행부는, 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 측정치에 정상 측정치 대비 큰 오차수준의 가중치를 반영하여, 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 단말 측위 방법은, 측위 대상이 되는 특정 단말에 대하여, 위치 범위를 추정하는 범위추정단계; 상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도에 따라 결정되는 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정하는 오류판정단계; 및 상기 오류판정부의 판정 결과를 이용하여, 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행하는 측위수행단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 오류판정단계는, 상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 미만인 경우, 상기 위치 범위의 기준위치 및 상기 다수의 위성 간의 각 거리값, 상기 특정 단말 및 상기 다수의 위성 간의 각 측정치를 이용하는 제1 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 오류 측정치를 판정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 오류 측정치 판정 방식에서는, 상기 각 거리값 및 각 측정치를 근거로, 상기 기준위치 및 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 기 정의된 임계값 이상인 경우, 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다.
구체적으로, 상기 오류판정단계는, 상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 이상인 경우, 상기 위치 범위의 기준위치 및 상기 다수의 위성 간의 각 거리값, 상기 특정 단말 및 상기 다수의 위성 간의 각 측정치, 상기 다수의 위성 별로 상기 위치 범위 상에서 결정되는 특정 경계위치를 이용하는 제2 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 오류 측정치를 판정할 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 오류 측정치 판정 방식에서는, 상기 각 거리값 및 각 측정치와 상기 다수의 위성 별 특정 경계위치를 근거로, 상기 기준위치 및 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 상기 특정 위성의 특정 경계위치에 따른 임계값 이상인 경우, 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다.
구체적으로, 상기 특정 경계위치는, 상기 위치 범위 상에서, 상기 기준위치 및 상기 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 가장 큰 값을 갖게 되는 지점으로 결정될 수 있다.
구체적으로, 상기 임계값은, 상기 기준위치 및 상기 특정 위성 간 거리와 상기 특정 경계위치 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이값을 이용하여 계산될 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 단말 측위 장치 및 단말 측위 방법에 의하면, 다중 경로 오차 등으로 측위 오차가 크게 발생하는 레인징 기반 측위 기술에 있어서, 측정치 오차 검출 성능을 높여 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 도출한다.
이로 인해, 본 발명에 따르면, 도심지/실내 창가와 같은 열악한 환경에서도, 정확도 높은 측위가 가능해지는 효과를 도출한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 레인징 기반 측위 환경을 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 측위 장치의 구성을 보여주는 구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 오류 측정치 판정 실시예들을 보여주는 예시도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 측위 방법의 흐름을 보여주는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명은, 거리 측정(레인징)을 기반으로 단말의 위치를 측정하는 레인징 기반 측위 기술에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명이 적용되는 레인징 기반 측위 기술의 대표적인 일 예로서, GNSS(Global Navigation Satellite System) 측위 환경을 도시하고 있다.
도 1에서는, 설명의 편의를 위해, 측위 대상물로서, 기지국(10)에 의해 형성되는 셀 내에서 통신 서비스를 이용하는 단말(20)을 가정하고 있다.
GNSS 측위 기법은, 통상 측위 대상물 즉 단말(20)에 구비되어 있는 GNSS 수신기가 위성(예: 1,2,3,...)로부터 수신되는 위성신호를 측정한 측정치(예: 의사거리 측정치)를 기반으로, 연산을 통해 측위 결과로서 단말 위치를 추정/도출해내는 방식이다.
물론, 측정치를 기반으로 단말(20)의 위치 측위 결과를 도출하는 주체는, 단말(20)일 수도 있고, 단말(20)로부터 측정치를 제공받을 수 있는 별도의 장치(예: 측위서버)일 수도 있다.
이러한 GNSS 측위 기법에서는, 측위 오차에 영향을 주는 요소를 크게 2가지로 정의할 수 있으며, 하나는 GNSS 수신기가 각 위성 별로 위성신호를 수신하여 측정한 측정치의 오차이고, 다른 하나는 측위에 이용되는 전체 위성 및 GNSS 수신기 간의 기하학적 위치 관계(DOP, Dilution Of Precision)이다.
따라서, GNSS 측위 기법에서는, 측정치의 오차를 개선하고 DOP를 개선하면, 측위 오차를 완화시킬 수 있다.
이에, GNSS 측위 기법에서는, GNSS 수신기에서 측정치 이상을 검출하고 제거하여 측위 오차를 완화시키기 위해, 다양한 기법을 사용하고 있으며 대표적으로는 RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring) 기법이 사용된다.
RAIM 기법은, 측위 결과를 이용하여 잔차(residual)를 계산하고, 잔차의 통계적 특성을 이용하여 측정치의 이상(오차)를 검출하는 방식의 기법이다.
그러나 RAIM 기법의 경우, 측위에 이용되는 여러 위성의 측정치 중 단일 측정치 오류를 가정하고 있으며, 단말(통상, GNSS 수신기를 구비하므로)이 도심지/실내 창가와 같은 열악한 환경에 있다면, 복합적인 다중 경로로 인한 측정치의 이상(오차)이 발생할 수 있는데 이를 검출하는 것이 어려운 문제가 있다.
또한, 실제 레인징 기반 측위 기술의 정확도 성능 저하에 가장 큰 영향을 미치는 다중 경로 오차 등의 요소는 통계적으로 모델링 되기 어렵기 때문에, RAIM 기법에 의해 검출되기 어려운 문제도 있다.
이에, 본 발명에서는, 다중 경로 오차 등으로 측위 오차가 크게 발생하는 레인징 기반 측위 기술에 있어서, 측정치 오차 검출 성능을 높여 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 개선된 측위 기법을 제안하고자 한다.
이하에서는, 도 2를 참조하여, 본 발명에서 제안하는 개선된 측위 기법을 실현하는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 측위 장치의 구성을 설명하겠다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 측위 장치(100)는, 범위추정부(110), 오류판정부(120), 측위수행부(130)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 측위 장치(100)는, 전술한 구성 이외에, 외부와 통신하기 위한 통신부(140) 예컨대 단말 측위 장치(100)가 단말(20)이라면 위성 및 측위서버 등과 통신하기 위한 통신부(140) 구성을 더 포함할 수 있다.
여기서, 통신부(140)는 예컨대, 안테나 시스템, RF 송수신기, 하나 이상의 증폭기, 튜너, 하나 이상의 발진기, 디지털 신호 처리기, 코덱(CODEC) 칩셋, 및 메모리 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않으며, 이 기능을 수행하는 공지의 회로는 모두 포함할 수 있다.
이러한 단말 측위 장치(100)의 구성 전체 내지는 적어도 일부는 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.
여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대, 단말 측위 장치(100) 내에서 연산을 제어하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 단말 측위 장치(100) 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있을 것이다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 측위 장치(100)는 전술한 구성을 통해, 본 발명에서 제안하는 방안(기술)을 실현하며, 이하에서는 이를 실현하기 위한 단말 측위 장치(100) 내 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
범위추정부(110)는, 측위 대상이 되는 특정 단말에 대하여, 위치 범위를 추정하는 역할을 담당한다.
즉, 범위추정부(110)는, 특정 단말에 대하여 측위 절차를 수행하기 이전에, 특정 단말의 대략적인 위치 범위를 추정하는 것이다.
위치 범위를 추정하는 실시예를 설명하면 다음과 같다.
일 예에 따르면, 범위추정부(110)는, 특정 단말과 관련된 서빙 기지국의 기지국좌표 및 서빙 기지국의 서비스 커버리지를 근거로, 특정 단말의 위치 범위를 추정할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(10)에 의해 형성되는 셀 내 위치하여 통신 서비스를 이용할 수 있는 단말(20)을 측위 대상의 특정 단말로 가정할 수 있다.
이 경우, 범위추정부(110)는, 서빙 기지국(10)의 기지국좌표 및 서빙 기지국(10)의 서비스 커버리지를 근거로, 서빙 기지국(10)의 기지국좌표를 기준위치로 하고 기지국(10)의 서비스 커버리지를 반경으로 하는 위치 범위를 추정할 수 있다.
한편, 다른 예에 따르면, 범위추정부(110)는, 특정 단말에서 수행된 별도의 측위 결과 및 상기 별도 측위 결과의 오차수준을 근거로, 특정 단말의 위치 범위를 추정할 수 있다.
측위 대상의 특정 단말이 자체적으로 러프한 수준(예: 오차수준 수백m)의 측위 수행(예: 기지국 핑거프린트 측위)이 가능할 수 있으며, 이 경우 특정 단말이 자체적으로 수행한 별도의 측위 결과를 얻을 수 있다.
이에, 범위추정부(110)는, 특정 단말에서 수행된 별도의 측위 결과(예: 기지국 핑거프린트 측위 결과)와 해당 측위 결과의 오차수준(예: 수백m)를 근거로, 측위 결과를 기준위치로 하고 오차수준(예: 수백m)에 따른 거리를 반경으로 하는 위치 범위를 추정할 수 있다.
한편, 다른 예에 따르면, 범위추정부(110)는, 특정 단말에 대하여 마지막에 수행한 측위 절차에 따른 측위 결과, 마지막 측위 결과의 시점으로부터 경과된 경과 시간 및 특정 단말의 이동 정보를 근거로, 특정 단말의 위치 범위를 추정할 수 있다.
예를 들어, 5분 전에 특정 단말에 대한 마지막 측위 절차를 수행 및 측위 결과를 얻은 경우로 가정할 수 있다.
이 경우, 범위추정부(110)는, 특정 단말의 이동 정보(예: 평균 이동 속도 등)를 기반으로 5분 동안 이동할 수 있는 거리를 계산하여, 마지막 측위 결과를 기준위치로 하고 계산된 거리를 반경으로 하는 위치 범위를 추정할 수 있다.
오류판정부(120)는, 범위추정부(110)에서 추정한 위치 범위에 대한 편차정도에 따라 결정되는 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정한다.
이하에서는 설명의 편의 상, 측위 대상의 특정 단말로서, 도 1에 도시된 바와 같이 기지국(10)에 의해 형성되는 셀 내 위치하여 통신 서비스를 이용할 수 있는 단말(20)을 가정하여 설명하겠다.
따라서, 기지국(10)의 서비스 커버리지를 단말(20)의 위치 범위로 추정한 실시예를 언급하며, 본 발명의 단말 측위 장치(100)가 단말(20)의 위치를 측정(추정)하는 것으로 가정하여 설명할 것이다.
이때, 본 발명의 단말 측위 장치(100)는, 단말(20)과 동일한 장치일 수도 있고, 단말(20)로부터 위성 측정치를 제공받을 수 있는 별도의 장치(예: 측위서버)일 수도 있다.
먼저, 오류판정부(120)는, 범위추정부(110)에서 추정한 단말(20)의 위치 범위에 대한 편차정도에 따라, 오류 측정치 판정 방식을 결정할 수 있다.
구체적으로, 오류판정부(120)는, 단말(20)의 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 미만인 경우, 단말(20)의 대략적인 위치 범위가 비교적 작은 편차를 갖는 좁은 범위인 경우로 판단하고 그에 맞는 제1 오류 측정치 방식을 결정할 수 있다.
한편, 오류판정부(120)는, 단말(20)의 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 이상인 경우, 단말(20)의 대략적인 위치 범위가 비교적 큰 편차를 갖는 넓은 범위인 경우로 판단하고 그에 맞는 제2 오류 측정치 방식을 결정할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 오류판정부(120)는, 단말(20)의 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 미만인 경우, 위치 범위의 기준위치 및 다수의 위성 간의 각 거리값, 특정 단말 즉 단말(20) 및 다수의 위성 간의 각 측정치를 이용하는 제1 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 오류 측정치를 판정할 수 있다.
전술에서 가정한 실시예에 따르면, 단말(20)에 대한 위치 범위의 기준위치는 서빙 기지국(10)의 기지국좌표일 것이다.
오류판정부(120)는, 위치 범위의 기준위치(기지국좌표) 및 다수의 위성(예: 1,2,3,...) 간의 각 거리값을 계산하여 얻을 수 있다.
그리고, 오류판정부(120)는, 단말(20)이 다수의 위성(예: 1,2,3,...) 별로 위성신호를 수신하여 측정한, 단말(20) 및 각 위성(예: 1,2,3,...) 간의 각 측정치를 얻을 수 있다.
이에, 오류판정부(120)는, 각 위성(예: 1,2,3,...)의 각 거리값 및 각 위성(예: 1,2,3,...)의 각 측정치를 근거로, 기준위치(기지국좌표) 및 특정 위성 간 거리와 단말(20) 및 특정 위성 간 거리의 차이가 기 정의된 임계값 이상인 경우, 단말(20) 및 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다.
만약, 단말(20)이 위성신호를 수신하여 측정한 측정치가 실제 거리 측정치일 수 있다면, 측정치가 곧 단말(20) 및 위성 간의 거리(값)일 수 있다.
이 경우, 기준위치(기지국좌표) 및 위성 간의 거리값을 r_BS, 단말(20)에서 측정한 위성의 측정치를 r_msr로 정의할 때, 기준위치(기지국좌표) 및 위성 간 거리와 단말(20) 및 위성 간 거리의 차이(error metric)은 다음 수학식 1로 표현할 수 있다.
Figure 112018091867543-pat00001
한편, 단말(20)이 위성신호를 수신하여 측정한 측정치가 의사거리 측정치인 경우, 의사거리 측정치에 포함되어 있는 위성간 공통 값을 갖는 시계오차(바이어스)를 고려하여, 후술의 오류 측정치 판정을 위해서는 기준위성이 필요하다.
이 경우, 기준위치(기지국좌표) 및 기준위성 간의 거리값을 r_BS_ref, 단말(20)에서 측정한 기준위성의 측정치를 r_msr_ref로 정의할 때, 기준위치(기지국좌표) 및 위성 간 거리와 단말(20) 및 위성 간 거리의 차이(error metric)은 다음 수학식 2로 표현할 수 있다.
Figure 112018091867543-pat00002
도 3에 도시된 바와 같이, 기준위성3 및 측정치 오류 여부를 판정하는 검사대상의 위성1을 가정하여 설명하면, 기준위치(기지국좌표) 및 기준위성3 간의 거리값을 r_BS_ref, 기준위치(기지국좌표) 및 검사대상 위성1 간의 거리값을 r_BS, 단말(20)에서 측정한 기준위성3의 측정치를 r_msr_ref, 검사대상 위성1의 측정치를 r_msr로 하여, 수학식 2에 따라 단말(20) 및 검사대상 위성1 간 거리의 차이(error metric)를 계산할 수 있다.
레인징 기반 측위 기술의 대표적인 예인 GNSS 측위 기술을 언급하여 설명하고 있으며, 이 경우 단말(20)이 위성신호를 수신하여 측정한 측정치는 의사거리 측정치이므로, 이하에서는 기준위성을 이용하는 실시예로 설명하겠다.
이 경우, 본 발명의 단말 측위 장치(100)는, 단말(20)에 대한 측위 시 이용할 다수의 위성(예: 1,2,3,...) 중 앙각이 가장 높은 위성, CN0 혹은 SNR이 가장 높은 위성, 측정치 오차수준이 가장 작은 위성 등으로 기준위성을 선정할 수 있고, 이 조건들을 조합하여 기준위성을 선정할 수도 있다.
이렇게 기준위성(예: 3)을 선정하면, 단말(20) 및 기준위성(예: 3) 간 측정치는 정상 측정치로 간주하고, 본 발명의 단말 측위 장치(100) 특히 오류판정부(120)는, 기준위성(예: 3)을 제외한 나머지 각 위성(예: 1,2,4,...) 별로, 기준위치(기지국좌표) 및 위성 간 거리와 단말(20) 및 위성 간 거리의 차이 즉 수학식 2에 따른 error metric를 계산한다.
오류판정부(120)는, 나머지 각 위성(예: 1,2,4,...) 중 거리 차이(error metric)가 기 정의된 임계값 이상인 특정 위성에 대해서는, 단말(20) 및 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다.
예컨대, 오류판정부(120)는, 나머지 각 위성(예: 1,2,4,...) 중 위성1의 계산된 거리 차이(error metric)가 임계값 이상인 경우라면, 단말(20) 및 위성1 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다.
이때, 제1 오류 측정치 판정 방식에서 이용되는 임계값은, 단말(20)에 대하여 추정된 위치 범위를 고려하여 선정되는 것으로, 시험 데이터를 다수 테스트하여 도출된 최적 값일 수 있다.
한편, 본 발명의 단말 측위 장치(100)는, 단말(20) 및 기준위성(예: 3) 간 측정치는 정상 측정치로 간주하고 있으나, 만약 단말(20)에 대한 측위 시 이용할 다수의 위성(예: 1,2,3,...)의 총 개수(M개), 오류 측정치로서 판정된 위성 개수(N개)를 근거로 하는 기준위성 비정상 조건이 만족되면, 앞서 기준위성(예: 3) 선정이 잘못된 것으로 판단하고 다수의 위성(예: 1,2,3,...) 중 직전 기준위성(예: 3)을 제외하고 다시 기준위성을 선정하여 나머지 각 위성에 대해 전술의 측류 측정치 판정 과정을 재 수행할 수 있다.
이때, 기준위성 비정상 조건은, 다수 위성(예: 1,2,3,...)의 총 개수(M개) 대비 너무 많은 수의 위성이 오류 측정치로 판정되는 경우 기준위성이 잘못 선정된 것으로 판단하기 위한 조건으로서, 이러한 조건을 표현한다면 다양한 방식으로 정의될 수 있다.
한편, 오류판정부(120)는, 단말(20)의 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 이상인 경우, 위치 범위의 기준위치 및 다수의 위성 간의 각 거리값, 단말(20) 및 다수의 위성 간의 각 측정치, 다수의 위성 별로 상기 위치 범위 상에서 결정되는 특정 경계위치를 이용하는 제2 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 오류 측정치를 판정할 수 있다.
전술에서 가정한 실시예에 따르면, 단말(20)에 대한 위치 범위의 기준위치는 서빙 기지국(10)의 기지국좌표일 것이다.
오류판정부(120)는, 앞서 제1 오류 측정치 판정 방식에 대한 설명에서와 같이, 기준위치(기지국좌표) 및 각 위성(예: 1,2,3,...) 간의 각 거리값, 단말(20)이 측정한 단말(20) 및 각 위성(예: 1,2,3,...) 간의 각 측정치를 얻을 수 있다.
그리고, 오류판정부(120)는, 다수의 위성(예: 1,2,3,...) 별로, 단말(20)의 위치 범위 상에서 특정 경계위치를 결정할 수 있다.
여기서, 다수의 위성 중 하나(예: 위성1)을 언급하여 특정 경계위치를 설명하면, 위성1의 특정 경계위치는, 단말(20)의 위치 범위 상에서, 기준위치 및 위성1 간 거리와 단말(20) 및 위성1 간 거리의 차이가 가장 큰 값을 갖게 되는 지점으로 결정되는 것이 바람직하다.
만약, 단말(20)이 위성신호를 수신하여 측정한 측정치가 실제 거리 측정치일 수 있다면, 전술한 바와 같이 기준위성이 필요하지 않다.
이 경우 위성1을 언급하여 설명하면, 위성1의 특정 경계위치는, 기준위치(기지국좌표)에서 위성1을 바라보는 방위각(azimuth, 이하 az)에 180도를 더하여 얻어지는 단말(20)의 위치 범위 상의 지점으로 결정할 수 있다.
한편, 단말(20)이 위성신호를 수신하여 측정한 측정치가 의사거리 측정치인 경우, 전술한 바와 같이 기준위성이 필요하다.
이 경우, 위성1을 언급하여 설명하면, 위성1의 특정 경계위치(Boundary Point)는, 다음의 수학식 3에 따라 결정할 수 있다.
Figure 112018091867543-pat00003
여기서, az_ref는 기준위치(기지국좌표)에서 위성1을 바라보는 방위각(azimuth)을 의미한다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 기준위성3 및 측정치 오류 여부를 판정하는 검사대상의 위성1을 가정하여 설명하면, 기준위치(기지국좌표)에서 위성1을 바라보는 방위각(az)에 180도를 더하여 얻어지는 단말(20)의 위치 범위 상의 지점(az+180 degree @ Boundary) 및 기준위치(기지국좌표)에서 기준위성3을 바라보는 방위각(az_ref)에서 얻어지는 단말(20)의 위치 범위 상의 지점(az_ref @ Boundary)의 중간 지점(Median of az_ref and az+180 degree @ Boundary)을, 위성1의 특정 경계위치(BP(1))로 결정할 수 있다.
그리고, 오류판정부(120)는, 다수의 위성(예: 1,2,3,...) 별로, 각기 결정한 특정 경계위치를 이용하여 임계값을 계산할 수 있다.
이때, 계산되는 임계값은, 기준위치(기지국좌표) 및 위성 간 거리와 해당 위성의 특정 경계위치 및 해당 위성 간 거리의 차이값을 이용하여 계산되는 것이 바람직하다.
만약, 단말(20)이 위성신호를 수신하여 측정한 측정치가 실제 거리 측정치일 수 있다면, 전술한 바와 같이 기준위성이 필요하지 않다.
이 경우 위성1을 언급하여 설명하면, 위성1에 대하여 계산되는 임계값(threshold)은, 다음 수학식 4에 따라 계산될 수 있다.
Figure 112018091867543-pat00004
여기서, r_BS는 기준위치(기지국좌표) 및 위성1 간 거리, r_BD는 위성1의 특정 경계위치(BP) 및 위성1 간 거리를 의미한다.
한편, 단말(20)이 위성신호를 수신하여 측정한 측정치가 의사거리 측정치인 경우, 전술한 바와 같이 기준위성이 필요하다.
이 경우, 위성1을 언급하여 설명하면, 위성1에 대하여 계산되는 임계값(threshold)은, 다음 수학식 5에 따라 계산될 수 있다.
Figure 112018091867543-pat00005
여기서, r_BS_ref는 기준위치(기지국좌표) 및 기준위성3 간의 거리, r_BS는 기준위치(기지국좌표) 및 위성1 간 거리, r_BD_ref는 위성1의 특정 경계위치(BP) 및 기준위성3 간 거리, r_BD는 위성1의 특정 경계위치(BP) 및 위성1 간 거리를 의미한다.
이에, 오류판정부(120)는, 각 위성(예: 1,2,3,...)의 각 거리값 및 각 위성(예: 1,2,3,...)의 각 측정치, 각 특정 경계위치(BP)를 이용한 임계값을 근거로, 기준위치(기지국좌표) 및 특정 위성 간 거리와 단말(20) 및 특정 위성 간 거리의 차이가 특정 위성의 특정 경계위치에 따른 임계값 이상인 경우, 단말(20) 및 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다.
이하에서는, 기준위성을 이용하는 실시예로 구체적인 설명을 이어가겠다.
오류판정부(120)는, 기준위성(예: 3)을 제외한 나머지 각 위성(예: 1,2,4,...) 별로, 기준위치(기지국좌표) 및 위성 간 거리와 단말(20) 및 위성 간 거리의 차이 즉 수학식 2에 따른 error metric를 계산한다.
그리고, 오류판정부(120)는, 나머지 각 위성(예: 1,2,4,...) 중 거리 차이(error metric)가 해당 위성의 특정 경계위치(BP)를 이용하여 계산된 임계값 이상인 특정 위성에 대해서는, 단말(20) 및 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다.
예컨대, 오류판정부(120)는, 나머지 각 위성(예: 1,2,4,...) 중 위성1의 계산된 거리 차이(error metric)가 위성1의 특정 경계위치(BP)를 이용하여 계산된 임계값 이상인 경우라면, 위성1이 특정 위성이 되는 것으로서, 단말(20) 및 위성1 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다.
또한, 앞서 제1 오류 측정치 판정 방식과 마찬가지로, 본 발명의 단말 측위 장치(100)는, 단말(20) 및 기준위성(예: 3) 간 측정치는 정상 측정치로 간주하고 있으나, 만약 단말(20)에 대한 측위 시 이용할 다수의 위성(예: 1,2,3,...)의 총 개수(M개), 오류 측정치로서 판정된 위성 개수(N개)를 근거로 하는 기준위성 비정상 조건이 만족되면, 앞서 기준위성(예: 3) 선정이 잘못된 것으로 판단하고 다수의 위성(예: 1,2,3,...) 중 직전 기준위성(예: 3)을 제외하고 다시 기준위성을 선정하여 나머지 각 위성에 대해 전술의 오류 측정치 판정 과정을 재 수행할 수 있다.
측위수행부(130)는, 오류판정부(120)의 판정 결과를 이용하여, 특정 단말 즉 단말(20)의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행한다.
이하에서는, 설명의 편의 상, 단말(20)에 대한 측위 시 이용 가능한 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6) 중 위성1,2에 대하여 오류 측정치로 판정한 경우로 가정하겠다.
일 예에 따르면, 측위수행부(130)는, 특정 단말 즉 단말(20) 및 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6) 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 측정치 즉 위성1,2에 대한 측정치를 배제하고, 나머지 위성3,4,5,6의 측정치를 근거로 단말(20)의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행할 수 있다.
예를 들면, 측위수행부(130)는, 단말(20)의 위치를 추정하기 위해 위성3,4,5,6의 측정치를 기반으로 구성한 적어도 하나의 공식행렬 및 가중치행렬을 이용하여, 단말(20)의 위치좌표를 추정하는 측위 절차를 수행할 수 있다.
측위수행부(130)는, 물론 이외에도 다양한 방식의 측위 알고리즘을 채택/이용하여, 나머지 위성3,4,5,6의 측정치를 근거로 단말(20)의 위치를 추정할 수 있다.
다른 예에 따르면, 측위수행부(130)는, 특정 단말 즉 단말(20) 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6) 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 측정치 즉 위성1,2에 대한 측정치에 정상 측정치 대비 큰 오차수준의 가중치를 반영하여, 단말(20)의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행할 수 있다.
예를 들면, 측위수행부(130)는, 단말(20)의 위치를 추정하기 위해 위성1,2,3,4,5,6의 측정치를 기반으로 구성한 적어도 하나의 공식행렬 및 가중치행렬을 이용하여, 단말(20)의 위치좌표를 추정하는 측위 절차를 수행하되, 가중치행렬 내 위성1,2의 측정치에 반영되는 행렬값을 다른 위성의 측정치 대비 큰 오차수준의 가중치(낮은 가중치)가 적용되도록 하는 값으로 변경한 후 측위 절차를 수행할 수 있다.
이처럼 측위 시 오류 측정치에 큰 오차수준의 낮은 가중치를 달리 반영하는 실시예는, 측위 성공율이 매우 중요한 경우, 단말(20)에 대한 측위 시 이용 가능한 위성의 개수가 적어서 측정치 하나의 추가로 인한 측위 과정에서의 이득이 큰 경우 등, 오차가 포함된 측정치라고 해도 배제하는 것보다 이용하는 것이 측위 결과에 이로울 경우 효과적일 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 레인징 기반 측위 기술에 있어서, 측위 대상의 대략적인 위치 범위를 기준으로 개별 측정치의 오류 여부를 판정(검출)하는 방식의 측위 기법을 실현하고 있다.
이로 인해, 본 발명에서는, 다중 경로 오차 등으로 측위 오차가 크게 발생하는 레인징 기반 측위 기술에서, 측정치 오차 검출 성능을 높여 측위 정확도를 향상시킬 수 있고, 도심지/실내 창가와 같은 열악한 환경에서도 정확도 높은 측위가 가능해지는 효과를 도출한다.
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말 측위 방법을 설명하겠다. 다만, 설명의 편의를 위해 전술의 도 1 내지 도 4에서 언급한 참조번호를 언급하여 설명하도록 하겠다.
먼저, 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 단말 측위 방법을 설명하겠다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 측위 대상물 즉 특정 단말로서, 도 1에 도시된 단말(20)을 가정하여 설명하겠다.
본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 특정 단말 즉 단말(20)에 대하여 측위 절차를 수행하기 이전에, 단말(20)의 대략적인 위치 범위를 추정한다(S10).
이후, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, S10단에서 추정한 단말(20)의 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 이상인지 또는 미만인지에 따라, 서로 다른 오류 측정치 판정 방식을 결정할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 편차정도가 기준치 미만인 경우(S20 No), 단말(20)의 대략적인 위치 범위가 비교적 작은 편차를 갖는 좁은 범위인 경우로 판단하고 그에 맞는 제1 오류 측정치 방식을 결정할 수 있다.
이 경우, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 제1 오류 측정치 방식으로 단말(20) 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정한다(S30).
한편, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 편차정도가 기준치 이상인 경우(S20 Yes), 단말(20)의 대략적인 위치 범위가 비교적 큰 편차를 갖는 넓은 범위인 경우로 판단하고 그에 맞는 제2 오류 측정치 방식을 결정할 수 있다.
이 경우, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 제2 오류 측정치 방식으로 단말(20) 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정한다(S40).
본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, S30 또는 S40단계의 판정 결과를 이용하여, 특정 단말 즉 단말(20)의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행한다(S50).
이하에서는, 설명의 편의 상, 단말(20)에 대한 측위 시 이용 가능한 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6) 중 위성1,2에 대하여 오류 측정치로 판정한 경우로 가정하겠다.
일 예에 따르면, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 특정 단말 즉 단말(20) 및 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6) 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 측정치 즉 위성1,2에 대한 측정치를 배제하고, 나머지 위성3,4,5,6의 측정치를 근거로 단말(20)의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행할 수 있다(S50).
예를 들면, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 단말(20)의 위치를 추정하기 위해 위성3,4,5,6의 측정치를 기반으로 구성한 적어도 하나의 공식행렬 및 가중치행렬을 이용하여, 단말(20)의 위치좌표를 추정하는 측위 절차를 수행할 수 있다.
다른 예에 따르면, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 특정 단말 즉 단말(20) 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6) 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 측정치 즉 위성1,2에 대한 측정치에 정상 측정치 대비 큰 오차수준의 가중치를 반영하여, 단말(20)의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행할 수 있다(S50).
예를 들면, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 단말(20)의 위치를 추정하기 위해 위성1,2,3,4,5,6의 측정치를 기반으로 구성한 적어도 하나의 공식행렬 및 가중치행렬을 이용하여, 단말(20)의 위치좌표를 추정하는 측위 절차를 수행하되, 가중치행렬 내 위성1,2의 측정치에 반영되는 행렬값을 다른 위성의 측정치 대비 큰 오차수준의 가중치(낮은 가중치)가 적용되도록 하는 값으로 변경한 후 측위 절차를 수행할 수 있다.
이하에서는 도 6을 참조하여, 제1 오류 측정치 방식으로 단말(20) 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정하는 과정을 구체적으로 설명하겠다.
설명에 앞서, 본 발명이 적용되는 레인징 기반 측위 기술의 대표적인 예인 GNSS 측위 기술을 언급하여 설명하며, 이 경우 단말(20)이 위성신호를 수신하여 측정한 측정치는 의사거리 측정치이므로, 이하에서는 기준위성을 이용하는 실시예로 설명하겠다.
본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 단말(20)에 대하여 측위 시 이용 가능한 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6) 중 기준위성을 선정한다(S32).
예를 들면, 단말 측위 장치(100)는, 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6) 중 앙각이 가장 높은 위성, CN0 혹은 SNR이 가장 높은 위성, 측정치 오차수준이 가장 작은 위성 등으로 기준위성을 선정할 수 있고, 이 조건들을 조합하여 기준위성을 선정할 수도 있다.
이후, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 기준위성(예: 3)을 제외한 나머지 각 위성(예: 1,2,4,5,6) 별로, 기준위치(기지국좌표) 및 위성 간 거리와 단말(20) 및 위성 간 거리의 차이 즉 수학식 2에 따른 error metric를 계산한다(S34).
본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 나머지 각 위성(예: 1,2,4,5,6) 중 거리 차이(error metric)가 기 정의된 임계값 이상인 특정 위성에 대해서는, 단말(20) 및 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다(S36).
그리고, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 단말(20)에 대한 측위 시 이용 가능한 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6)의 총 개수(M개, 예: 6개), 오류 측정치로서 판정된 위성 개수(N개, 예:2개)를 근거로 하는 기준위성 비정상 조건이 만족되는지 판단한다(S38).
본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 기준위성 비정상 조건이 만족되면(S38 Yes), 앞서 기준위성(예: 3) 선정이 잘못된 것으로 판단하고 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6) 중 직전 기준위성(예: 3)을 제외하고 다시 기준위성을 선정하여(S32), 나머지 각 위성에 대해 전술의 측류 측정치 판정 과정(S34~S36)을 재 수행할 수 있다.
이때, 기준위성 비정상 조건은, 다수 위성(예: 1,2,3,4,5,6)의 총 개수(M개) 대비 너무 많은 수의 위성이 오류 측정치로 판정되는 경우 기준위성이 잘못 선정된 것으로 판단하기 위한 조건으로서, 이러한 조건을 표현한다면 다양한 방식으로 정의될 수 있다.
이하에서는, 도 7을 참조하여, 제2 오류 측정치 방식으로 단말(20) 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정하는 과정을 구체적으로 설명하겠다.
설명에 앞서, 본 발명이 적용되는 레인징 기반 측위 기술의 대표적인 예인 GNSS 측위 기술을 언급하여 설명하며, 이 경우 단말(20)이 위성신호를 수신하여 측정한 측정치는 의사거리 측정치이므로, 이하에서는 기준위성을 이용하는 실시예로 설명하겠다.
본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 단말(20)에 대하여 측위 시 이용 가능한 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6) 중 기준위성을 선정한다(S41).
그리고, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 기준위성(예: 3)을 제외한 나머지 각 위성(예: 1,2,4,5,6) 별로, 단말(20)의 위치 범위 상에서 특정 경계위치(BP)를 결정하고 이를 이용한 임계값을 계산한다(S42).
위성1을 예로서 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이 단말 측위 장치(100)는, 기준위치(기지국좌표)에서 위성1을 바라보는 방위각(az), 기준위치(기지국좌표)에서 기준위성3을 바라보는 방위각(az_ref)을 이용하여, 수학식 3에 따라 위성1의 특정 경계위치(BP(1))를 결정할 수 있다.
이후, 단말 측위 장치(100)는, 수학식 5에 따라서, 기준위치(기지국좌표) 및 위성1 간 거리와 특정 경계위치(BP1) 및 위성1 간 거리의 차이값을 이용하여 위성1에 대한 임계값(threshold)을 계산할 수 있다.
본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 기준위성(예: 3)을 제외한 나머지 각 위성(예: 1,2,4,5,6) 별로, 기준위치(기지국좌표) 및 위성 간 거리와 단말(20) 및 위성 간 거리의 차이 즉 수학식 2에 따른 error metric를 계산한다(S43).
그리고, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 나머지 각 위성(예: 1,2,4,5,6) 중 거리 차이(error metric)가 해당 위성의 특정 경계위치(BP)에 따른 임계값 이상인 특정 위성에 대해서는, 단말(20) 및 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정할 수 있다(S44).
그리고, 본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 단말(20)에 대한 측위 시 이용 가능한 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6)의 총 개수(M개, 예: 6개), 오류 측정치로서 판정된 위성 개수(N개, 예:2개)를 근거로 하는 기준위성 비정상 조건이 만족되는지 판단한다(S44).
본 발명에 따른 단말 측위 방법에서 단말 측위 장치(100)는, 기준위성 비정상 조건이 만족되면(S44 Yes), 앞서 기준위성(예: 3) 선정이 잘못된 것으로 판단하고 다수의 위성(예: 1,2,3,4,5,6) 중 직전 기준위성(예: 3)을 제외하고 다시 기준위성을 선정하여(S41), 나머지 각 위성에 대해 전술의 측류 측정치 판정 과정(S42~S44)을 재 수행할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 본 발명에서는, 다중 경로 오차 등으로 측위 오차가 크게 발생하는 레인징 기반 측위 기술에서, 측정치 오차 검출 성능을 높여 측위 정확도를 향상시킬 수 있고, 도심지/실내 창가와 같은 열악한 환경에서도 정확도 높은 측위가 가능해지는 효과를 도출한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말 측위 방법은, 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 하드 디스크, 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.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
본 발명의 단말 측위 장치 및 단말 측위 방법에 따르면, 다중 경로 오차 등으로 측위 오차가 크게 발생하는 레인징 기반 측위 기술에서, 측정치 오차 검출 성능을 높여 측위 정확도를 향상시키는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100 : 단말 측위 장치
110 : 범위추정부 120 : 오류판정부
130 : 측위수행부

Claims (17)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 측위 대상이 되는 특정 단말에 대하여, 위치 범위를 추정하는 범위추정부;
    상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도에 따라 결정되는 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정하는 오류판정부; 및
    상기 오류판정부의 판정 결과를 근거로 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 거리 측정치를 정상 측정치와는 다르게 처리하여, 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행하는 측위수행부를 포함하며,
    상기 오류판정부는,
    상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 미만인 경우,
    상기 위치 범위의 기준위치 및 상기 다수의 위성 간의 각 거리값, 상기 특정 단말 및 상기 다수의 위성 간의 각 측정치를 이용하는 제1 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 오류 측정치를 판정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 오류 측정치 판정 방식에서는,
    상기 각 거리값 및 각 측정치를 근거로, 상기 기준위치 및 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 기 정의된 임계값 이상인 경우,
    상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
  5. 측위 대상이 되는 특정 단말에 대하여, 위치 범위를 추정하는 범위추정부;
    상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도에 따라 결정되는 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정하는 오류판정부; 및
    상기 오류판정부의 판정 결과를 근거로 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 거리 측정치를 정상 측정치와는 다르게 처리하여, 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행하는 측위수행부를 포함하며,
    상기 오류판정부는,
    상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 이상인 경우,
    상기 위치 범위의 기준위치 및 상기 다수의 위성 간의 각 거리값, 상기 특정 단말 및 상기 다수의 위성 간의 각 측정치, 상기 다수의 위성 별로 상기 위치 범위 상에서 결정되는 특정 경계위치를 이용하는 제2 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 오류 측정치를 판정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 오류 측정치 판정 방식에서는,
    상기 각 거리값 및 각 측정치와 상기 다수의 위성 별 특정 경계위치를 근거로, 상기 기준위치 및 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 상기 특정 위성의 특정 경계위치에 따른 임계값 이상인 경우,
    상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 특정 경계위치는,
    상기 위치 범위 상에서, 상기 기준위치 및 상기 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 가장 큰 값을 갖게 되는 지점으로 결정되는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 임계값은,
    상기 기준위치 및 상기 특정 위성 간 거리와 상기 특정 경계위치 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이값을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
  9. 측위 대상이 되는 특정 단말에 대하여, 위치 범위를 추정하는 범위추정부;
    상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도에 따라 결정되는 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정하는 오류판정부; 및
    상기 오류판정부의 판정 결과를 근거로 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 거리 측정치를 정상 측정치와는 다르게 처리하여, 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행하는 측위수행부를 포함하며,
    상기 측위수행부는,
    상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 거리 측정치를 배제하고, 나머지 측정치를 근거로 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
  10. 측위 대상이 되는 특정 단말에 대하여, 위치 범위를 추정하는 범위추정부;
    상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도에 따라 결정되는 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정하는 오류판정부; 및
    상기 오류판정부의 판정 결과를 근거로 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 거리 측정치를 정상 측정치와는 다르게 처리하여, 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행하는 측위수행부를 포함하며,
    상기 측위수행부는,
    상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 측정치에 정상 측정치 대비 큰 오차수준의 가중치를 반영하여, 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 장치.
  11. 삭제
  12. 측위 대상이 되는 특정 단말에 대하여, 위치 범위를 추정하는 범위추정단계;
    상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도에 따라 결정되는 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정하는 오류판정단계; 및
    상기 오류판정단계의 판정 결과를 근거로 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 거리 측정치를 정상 측정치와는 다르게 처리하여, 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행하는 측위수행단계를 포함하며,
    상기 오류판정단계는,
    상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 미만인 경우,
    상기 위치 범위의 기준위치 및 상기 다수의 위성 간의 각 거리값, 상기 특정 단말 및 상기 다수의 위성 간의 각 측정치를 이용하는 제1 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 오류 측정치를 판정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 오류 측정치 판정 방식에서는,
    상기 각 거리값 및 각 측정치를 근거로, 상기 기준위치 및 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 기 정의된 임계값 이상인 경우,
    상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
  14. 측위 대상이 되는 특정 단말에 대하여, 위치 범위를 추정하는 범위추정단계;
    상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도에 따라 결정되는 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치를 판정하는 오류판정단계; 및
    상기 오류판정단계의 판정 결과를 근거로 상기 특정 단말 및 다수의 위성 간 측정치 중 오류 측정치로 판정된 거리 측정치를 정상 측정치와는 다르게 처리하여, 상기 특정 단말의 위치를 추정하는 측위 절차를 수행하는 측위수행단계를 포함하며,
    상기 오류판정단계는,
    상기 추정한 위치 범위에 대한 편차정도가 기준치 이상인 경우,
    상기 위치 범위의 기준위치 및 상기 다수의 위성 간의 각 거리값, 상기 특정 단말 및 상기 다수의 위성 간의 각 측정치, 상기 다수의 위성 별로 상기 위치 범위 상에서 결정되는 특정 경계위치를 이용하는 제2 오류 측정치 판정 방식을 근거로, 오류 측정치를 판정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 오류 측정치 판정 방식에서는,
    상기 각 거리값 및 각 측정치와 상기 다수의 위성 별 특정 경계위치를 근거로, 상기 기준위치 및 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 상기 특정 위성의 특정 경계위치에 따른 임계값 이상인 경우,
    상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간의 측정치를 오류 측정치로 판정하는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 특정 경계위치는,
    상기 위치 범위 상에서, 상기 기준위치 및 상기 특정 위성 간 거리와 상기 특정 단말 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이가 가장 큰 값을 갖게 되는 지점으로 결정되는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 임계값은,
    상기 기준위치 및 상기 특정 위성 간 거리와 상기 특정 경계위치 및 상기 특정 위성 간 거리의 차이값을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 단말 측위 방법.
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