KR102288269B1

KR102288269B1 - Method, apparatus and program for positioning of underwater vehicle, system for measuring position of underwater vehicle

Info

Publication number: KR102288269B1
Application number: KR1020190168152A
Authority: KR
Inventors: 장재원; 최인호; 윤원근
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2021-08-10
Also published as: KR20210076692A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 수신기와 통신하는 측위 장치에 의해 수행되는 복수의 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법은, 상기 복수의 수중 이동체 중에서 제1 수중 이동체의 식별 번호를 포함하는 제1 질문 신호를 송신하는 단계; 상기 복수의 수신기 중 적어도 3개의 수신기가 각각 송신하는 적어도 3개의 제1 도달 신호를 수신하는 단계로서, 상기 제1 도달 신호는 상기 제1 수중 이동체가 상기 제1 질문 신호에 응답하여 출력하는 제1 응답 신호를 대응하는 수신기가 수신한 시간 정보, 및 상기 수신기의 위치 정보를 포함하는 단계; 상기 적어도 3개의 제1 도달 신호에 기초하여 상기 제1 수중 이동체의 위치를 결정하는 단계; 상기 복수의 수중 이동체 중에서 제2 수중 이동체의 식별 번호를 포함하는 제2 질문 신호를 송신하는 단계; 상기 복수의 수신기 중 적어도 3개의 수신기가 각각 송신하는 적어도 3개의 제2 도달 신호를 수신하는 단계로서, 상기 제2 도달 신호는 상기 제2 수중 이동체가 상기 제2 질문 신호에 응답하여 출력하는 제2 응답 신호를 대응하는 수신기가 수신한 시간 정보, 및 상기 수신기의 위치 정보를 포함하는 단계; 및 상기 적어도 3개의 제2 도달 신호에 기초하여 상기 제2 수중 이동체의 위치를 결정하는 단계;를 포함한다.A method of measuring the positions of a plurality of underwater vehicles performed by a positioning device communicating with a plurality of receivers according to an embodiment of the present invention includes a first underwater vehicle identification number among the plurality of underwater vehicles transmitting an interrogation signal; Receiving at least three first arrival signals respectively transmitted by at least three receivers among the plurality of receivers, wherein the first arrival signal is output by the first underwater vehicle in response to the first interrogation signal including time information received by a receiver corresponding to the response signal, and location information of the receiver; determining a position of the first underwater vehicle based on the at least three first arrival signals; transmitting a second question signal including an identification number of a second underwater vehicle among the plurality of underwater vehicles; Receiving at least three second arrival signals each transmitted by at least three of the plurality of receivers, wherein the second arrival signal is a second arrival signal output by the second underwater vehicle in response to the second interrogation signal including time information received by a receiver corresponding to the response signal, and location information of the receiver; and determining a position of the second underwater vehicle based on the at least three second arrival signals.

Description

A method, apparatus and program for measuring the position of an underwater vehicle and a system for measuring the position of an underwater vehicle

본 발명의 실시예들은 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법, 장치 및 프로그램과 수중 이동체의 위치를 측정하는 시스템에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a method, apparatus and program for measuring the position of an underwater vehicle and a system for measuring the position of an underwater vehicle.

지상에서 사용하는 차량용 네비게이션의 경우 GPS(Global Positioning System) 위성을 이용한 항법을 구현한다. 그러나 수중 환경에서는 매질의 특성으로 인해 수중 이동체의 위치 측정의 정확도에 한계가 있다. 특히, 수중 이동체가 복수개 존재하는 경우 서로 다른 수중 이동체가 다른 개체들과 주고 받는 신호들 간의 간섭으로 인해 위치 측정이 불가능해 질 수도 있고, 정확도가 더 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.In the case of vehicle navigation used on the ground, navigation using a Global Positioning System (GPS) satellite is implemented. However, in an underwater environment, there is a limit to the accuracy of the position measurement of the underwater vehicle due to the characteristics of the medium. In particular, when there are a plurality of underwater vehicles, location measurement may become impossible due to interference between signals exchanged by different underwater vehicles with other entities, and a problem of lower accuracy may occur.

본 발명은 수중 이동체들이 선택적으로 응답하는 질문 신호들을 송신하고, 수신기들로부터 수신되는 도달 신호들을 사용하여 수중 이동체들의 위치를 정확히 측정하는 수중 이동체의 위치 측정 방법, 장치 및 프로그램과 수중 이동체의 위치 측정 시스템을 제공하고자 한다.The present invention provides a method, apparatus and program for measuring the position of an underwater vehicle, which transmits interrogation signals to which the underwater vehicles selectively respond, and uses arrival signals received from receivers to accurately measure the position of the underwater vehicle, and a method, apparatus and program for measuring the position of the underwater vehicle We want to provide a system.

본 발명은 수중 이동체들 각각에 대응하는 질문 신호들을 소정의 시간 간격을 두고 송신함으로써, 수중 이동체들이 응답 신호들을 서로 동시에 송신하여 응답 신호들이 서로 간섭하는 것을 방지하는 수중 이동체의 위치 측정 방법, 장치 및 프로그램과 수중 이동체의 위치 측정 시스템을 제공하고자 한다. The present invention provides a method, apparatus, and apparatus for measuring the position of an underwater vehicle, which transmits interrogation signals corresponding to each of the underwater vehicles at a predetermined time interval, thereby preventing the underwater vehicles from interfering with each other by simultaneously transmitting response signals to each other It is intended to provide a program and a positioning system for underwater vehicles.

본 발명은 수신기를 용이하게 배치함으로써 DOP(Dilution of Precision) 성능이 향상된 수중 이동체의 위치 측정 방법, 장치 및 프로그램과 수중 이동체의 위치 측정 시스템을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method, apparatus and program for measuring the position of an underwater vehicle with improved DOP (Dilution of Precision) performance by easily disposing a receiver, and a system for measuring the position of the underwater vehicle.

상기 제1 수중 이동체는 상기 제1 질문 신호 및 상기 제2 질문 신호를 수신하고, 상기 제1 수중 이동체의 식별 번호를 포함하는 제1 질문 신호에만 선택적으로 응답하여 상기 제1 응답 신호를 출력하고, 상기 제2 수중 이동체는 상기 제1 질문 신호 및 상기 제2 질문 신호를 수신하고, 상기 제2 수중 이동체의 식별 번호를 포함하는 제2 질문 신호에만 선택적으로 응답하여 상기 제2 응답 신호를 출력할 수 있다.The first underwater vehicle receives the first question signal and the second question signal, and selectively responds only to the first question signal including the identification number of the first underwater vehicle and outputs the first response signal, The second underwater vehicle may receive the first question signal and the second question signal, and selectively respond only to the second question signal including the identification number of the second underwater vehicle to output the second response signal there is.

상기 제1 질문 신호를 전송한 시간으로부터 소정의 시간이 경과한 후에, 상기 제2 질문 신호를 송신할 수 있다.The second interrogation signal may be transmitted after a predetermined time elapses from the time at which the first interrogation signal is transmitted.

상기 적어도 3개의 제1 도달 신호에 기초하여 상기 제1 수중 이동체의 위치가 결정된 후에, 상기 제2 질문 신호를 송신할 수 있다.After the position of the first underwater vehicle is determined based on the at least three first arrival signals, the second interrogation signal may be transmitted.

상기 적어도 3개의 제1 도달 신호에 기초하여 상기 제1 수중 이동체의 위치를 결정하는 단계는, 상기 적어도 3개의 수신기들 각각이 상기 제1 응답 신호를 수신한 시간 정보에 기초하여, 상기 제1 수중 이동체로부터 상기 적어도 3개의 수신기들 각각까지의 이격 거리 함수들을 결정하는 단계; 및 상기 적어도 3개의 수신기들 각각의 위치 정보 및 상기 이격 거리 함수들에 기초하여, 상기 제1 수중 이동체의 위치를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of determining the position of the first underwater vehicle based on the at least three first arrival signals is based on the time information at which each of the at least three receivers receives the first response signal, the first underwater determining separation distance functions from a moving object to each of the at least three receivers; And based on the location information and the separation distance functions of each of the at least three receivers, determining the position of the first underwater mobile body; may include.

상기 제1 수중 이동체의 위치는 상기 제1 수중 이동체와 상기 적어도 3개의 수신기들 각각 사이의 이격 거리들에 대하여 삼변 측량법을 적용하여 산출될 수 있다.The position of the first underwater vehicle may be calculated by applying trilateration to the separation distances between the first underwater vehicle and each of the at least three receivers.

상기 복수의 수중 이동체는 n개의 수중 이동체를 포함하고, n은 3 이상의 자연수이고, j는 1 이상 n 이하의 자연수일 때, 제j 수중 이동체의 식별 번호를 포함하는 제j 질문 신호를 송신하는 단계; 상기 복수의 수신기 중 적어도 3개의 수신기가 각각 송신하는 적어도 3개의 제j 도달 신호를 수신하는 단계로서, 상기 제j 도달 신호는 상기 제j 수중 이동체가 상기 제j 질문 신호에 응답하여 출력하는 제j 응답 신호를 대응하는 수신기가 수신한 시간 정보, 및 상기 수신기의 위치 정보를 포함하는 단계; 및 상기 적어도 3개의 제j 도달 신호에 기초하여 상기 제j 수중 이동체의 위치를 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.When the plurality of underwater vehicles includes n underwater vehicles, n is a natural number of 3 or more, and j is a natural number of 1 or more and n or less, transmitting a j-th question signal including the identification number of the j-th underwater vehicle ; Receiving at least three j-th arrival signals each transmitted by at least three receivers among the plurality of receivers, wherein the j-th arrival signal is a j-th signal output by the j-th underwater vehicle in response to the j-th interrogation signal including time information received by a receiver corresponding to the response signal, and location information of the receiver; and determining the position of the j-th underwater mobile body based on the at least three j-th arrival signals.

상기 제j 수중 이동체는 상기 제1 내지 제j 질문 신호를 수신하고, 상기 제j 수중 이동체의 식별 번호를 포함하는 상기 제j 질문 신호에만 선택적으로 응답할 수 있다.The j-th underwater vehicle may receive the first to j-th interrogation signals, and selectively respond only to the j-th interrogation signal including the identification number of the j-th underwater vehicle.

상기 제1 내지 제j 응답 신호가 서로 중첩하지 않도록, 상기 제1 내지 제j 질문 신호를 미리 설정된 순서에 따라 소정의 시간 간격을 가지고 송신할 수 있다.The first to j-th question signals may be transmitted at predetermined time intervals in a preset order so that the first to j-th response signals do not overlap each other.

상기 복수의 수신기의 시간을 동기화하는 동기화 신호를 송신하는 단계; 및 상기 복수의 수신기 각각이 상기 동기화 신호를 수신하고, 상기 동기화 신호에 응답하여 내부 시간을 변경하는 단계;를 더 포함할 수 있다.transmitting a synchronization signal for synchronizing the time of the plurality of receivers; and receiving, by each of the plurality of receivers, the synchronization signal, and changing an internal time in response to the synchronization signal.

상기 적어도 3개의 제1 도달 신호에 기초하여 상기 제1 수중 이동체의 위치를 결정하는 단계는, 상기 측위 장치의 위치를 결정하는 단계; 상기 적어도 3개의 수신기들의 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치에서 상기 적어도 3개의 수신기들까지의 거리를 각각 산출하는 단계; 상기 적어도 3개의 수신기들까지 상기 동기화 신호가 전달되는데 소요되는 전달 시간들을 각각 산출하는 단계; 상기 전달 시간들에 기초하여, 상기 적어도 3개의 수신기들이 상기 제1 응답 신호를 각각 수신한 시간 정보를 보정하는 단계; 및 상기 보정된 시간 정보 및 상기 적어도 3개의 수신기들의 위치 정보에 기초하여 상기 제1 수중 이동체의 위치를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.The determining of the position of the first underwater vehicle based on the at least three first arrival signals may include: determining a position of the positioning device; calculating distances from the positioning device to the at least three receivers, respectively, based on the location information of the at least three receivers; calculating transmission times required for the synchronization signal to be transmitted to the at least three receivers, respectively; correcting time information at which the at least three receivers respectively received the first response signal based on the transfer times; and determining the position of the first underwater mobile body based on the corrected time information and the position information of the at least three receivers.

본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 수신기와 통신하여 복수의 수중 이동체의 위치를 측정하는 측위 장치는, 제어부, 송신부 및 수신부를 포함하고, 상기 송신부는 상기 복수의 수중 이동체 중에서 제1 수중 이동체의 식별 번호를 포함하는 제1 질문 신호를 송신하고, 상기 수신부는 상기 복수의 수신기 중 적어도 3개의 수신기가 각각 송신하는 적어도 3개의 제1 도달 신호를 수신하고, 상기 제1 도달 신호는 상기 제1 수중 이동체가 상기 제1 질문 신호에 응답하여 출력하는 제1 응답 신호를 대응하는 수신기가 수신한 시간 정보, 및 상기 수신기의 위치 정보를 포함하고, 상기 제어부는 상기 적어도 3개의 제1 도달 신호에 기초하여 상기 제1 수중 이동체의 위치를 결정하고, 상기 송신부는 상기 복수의 수중 이동체 중에서 제2 수중 이동체의 식별 번호를 포함하는 제2 질문 신호를 송신하고, 상기 수신부는 상기 복수의 수신기 중 적어도 3개의 수신기가 각각 송신하는 적어도 3개의 제2 도달 신호를 수신하고, 상기 제2 도달 신호는 상기 제2 수중 이동체가 상기 제2 질문 신호에 응답하여 출력하는 제2 응답 신호를 대응하는 수신기가 수신한 시간 정보 및 상기 수신기의 위치 정보를 포함하고, 상기 제어부는 상기 적어도 3개의 제2 도달 신호에 기초하여 상기 제2 수중 이동체의 위치를 결정한다.A positioning device for measuring the positions of a plurality of underwater vehicles by communicating with a plurality of receivers according to an embodiment of the present invention includes a controller, a transmitter and a receiver, wherein the transmitter includes a first underwater mobile among the plurality of underwater mobiles. Transmitting a first interrogation signal including an identification number, the receiving unit receives at least three first arrival signals transmitted by at least three of the plurality of receivers, respectively, the first arrival signal is the first underwater and time information received by a receiver corresponding to a first response signal output by a moving object in response to the first question signal, and location information of the receiver, wherein the control unit is configured to: based on the at least three first arrival signals Determining the position of the first underwater vehicle, the transmitter transmits a second interrogation signal including an identification number of a second underwater vehicle among the plurality of underwater vehicles, and the receiver transmits at least three receivers of the plurality of receivers Receives at least three second arrival signals transmitted by each, and the second arrival signal is time information received by a receiver corresponding to a second response signal output by the second underwater vehicle in response to the second question signal and location information of the receiver, wherein the control unit determines the location of the second underwater vehicle based on the at least three second arrival signals.

상기 송신부는 상기 제1 질문 신호를 전송한 시간으로부터 소정의 시간이 경과한 후에, 상기 제2 질문 신호를 송신할 수 있다.The transmitter may transmit the second interrogation signal after a predetermined time elapses from the time the first interrogation signal is transmitted.

상기 송신부는, 상기 제어부가 상기 적어도 3개의 제1 도달 신호에 기초하여 상기 제1 수중 이동체의 위치를 결정한 후에, 상기 제2 질문 신호를 송신할 수 있다.The transmitter may transmit the second interrogation signal after the controller determines the position of the first underwater mobile body based on the at least three first arrival signals.

상기 제어부는, 상기 적어도 3개의 수신기들 각각이 상기 제1 응답 신호를 수신한 시간 정보에 기초하여, 상기 제1 수중 이동체로부터 상기 적어도 3개의 수신기들 각각까지의 이격 거리 함수들을 결정하고, 상기 적어도 3개의 수신기들 각각의 위치 정보 및 상기 이격 거리 함수들에 기초하여, 상기 제1 수중 이동체의 위치를 결정할 수 있다.The control unit, based on the time information at which each of the at least three receivers received the first response signal, determines the separation distance functions from the first underwater vehicle to each of the at least three receivers, and the at least Based on the location information and the separation distance functions of each of the three receivers, it is possible to determine the position of the first underwater mobile body.

상기 제어부는, 상기 제1 수중 이동체와 상기 적어도 3개의 수신기들 각각 사이의 이격 거리들에 대하여 삼변 측량법을 적용하여, 상기 제1 수중 이동체의 위치를 산출할 수 있다.The controller may calculate the position of the first underwater mobile body by applying trilateration to the separation distances between the first underwater mobile body and each of the at least three receivers.

상기 복수의 수중 이동체는 n개의 수중 이동체를 포함하고, n은 3 이상의 자연수이고, j는 1 이상 n 이하의 자연수일 때, 상기 송신부가 제j 수중 이동체의 식별 번호를 포함하는 제j 질문 신호를 송신하고, 상기 수신부가 상기 복수의 수신기 중 적어도 3개의 수신기가 각각 송신하는 적어도 3개의 제j 도달 신호를 수신하고, 상기 제j 도달 신호는 상기 제j 수중 이동체가 상기 제j 질문 신호에 응답하여 출력하는 제j 응답 신호를 대응하는 수신기가 수신한 시간 정보, 및 상기 수신기의 위치 정보를 포함하며, 상기 제어부가 상기 적어도 3개의 제j 도달 신호에 기초하여 상기 제j 수중 이동체의 위치를 결정할 수 있다.When the plurality of underwater vehicles includes n underwater vehicles, n is a natural number of 3 or more, and j is a natural number of 1 or more and n or less, the transmitter includes the j-th question signal including the identification number of the j-th underwater vehicle. and the receiving unit receives at least three j-th arrival signals transmitted by at least three receivers, respectively, of the plurality of receivers, and the j-th arrival signal is generated by the j-th underwater vehicle in response to the j-th interrogation signal. It includes the time information received by the receiver corresponding to the output j-th response signal, and the position information of the receiver, wherein the control unit can determine the position of the j-th underwater mobile body based on the at least three j-th arrival signals there is.

상기 송신부는 상기 제1 내지 제j 응답 신호가 서로 중첩하지 않도록, 상기 제1 내지 제j 질문 신호를 미리 설정된 순서에 따라 소정의 시간 간격을 가지고 송신할 수 있다.The transmitter may transmit the first to j-th question signals at predetermined time intervals in a preset order so that the first to j-th response signals do not overlap each other.

상기 측위 장치는 보정부를 더 포함하고, 상기 보정부는, 상기 복수의 수신기의 시간을 동기화하는 동기화 신호를 송신하고, 상기 복수의 수신기 각각이 상기 동기화 신호를 수신하고, 상기 동기화 신호에 응답하여 내부 시간을 변경할 수 있다.The positioning device further includes a correction unit, wherein the correction unit transmits a synchronization signal for synchronizing the time of the plurality of receivers, each of the plurality of receivers receives the synchronization signal, and in response to the synchronization signal, an internal time can be changed.

상기 제어부는, 상기 측위 장치의 위치를 결정하고, 상기 적어도 3개의 수신기들의 위치 정보에 기초하여 상기 측위 장치에서 상기 적어도 3개의 수신기들까지의 거리를 각각 산출하고, 상기 적어도 3개의 수신기들까지 상기 동기화 신호가 전달되는데 소요되는 전달 시간들을 각각 산출하고, 상기 전달 시간들에 기초하여, 상기 적어도 3개의 수신기들이 상기 제1 응답 신호를 각각 수신한 시간 정보를 보정하며, 상기 보정된 시간 정보 및 상기 적어도 3개의 수신기들의 위치 정보에 기초하여 상기 제1 수중 이동체의 위치를 결정할 수 있다.The control unit determines a location of the positioning device, calculates a distance from the positioning device to the at least three receivers, respectively, based on the location information of the at least three receivers, and up to the at least three receivers Calculating transmission times required for transmission of a synchronization signal, correcting time information at which the at least three receivers respectively received the first response signal based on the transmission times, the corrected time information and the It is possible to determine the position of the first underwater mobile body based on the position information of the at least three receivers.

본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 수중 이동체의 위치를 측정하는 위치 측정 시스템은, 상기 복수의 수중 이동체로부터 응답 신호를 수신하는 복수의 수신기; 및 상기 복수의 수신기와 통신하여 상기 복수의 수중 이동체의 위치를 측정하는 측위 장치;를 포함하고, 상기 측위 장치는, 상기 복수의 수중 이동체 중에서 제1 수중 이동체의 식별 번호를 포함하는 제1 질문 신호를 송신하고, 복수의 수신기 중 적어도 3개의 수신기가 각각 송신하는 적어도 3개의 제1 도달 신호를 수신하고, 상기 적어도 3개의 제1 도달 신호에 기초하여 상기 제1 수중 이동체의 위치를 결정하고, 상기 제1 도달 신호는 상기 제1 수중 이동체가 상기 제1 질문 신호에 응답하여 출력하는 제1 응답 신호를 수신하는 수신기가 수신한 시간 정보, 및 상기 수신기의 위치 정보를 포함하며, 상기 복수의 수중 이동체 중에서 제2 수중 이동체의 식별 번호를 포함하는 제2 질문 신호를 송신하고, 상기 복수의 수신기 중 적어도 3개의 수신기가 각각 송신하는 적어도 3개의 제2 도달 신호를 수신하고, 상기 적어도 3개의 제2 도달 신호에 기초하여 상기 제2 수중 이동체의 위치를 결정하고, 상기 제2 도달 신호는 상기 제2 수중 이동체가 상기 제2 질문 신호에 응답하여 출력하는 제2 응답 신호를 수신하는 수신기가 수신한 시간 정보 및 상기 수신기의 위치 정보를 포함한다.A position measurement system for measuring the positions of a plurality of underwater vehicles according to an embodiment of the present invention includes: a plurality of receivers for receiving response signals from the plurality of underwater vehicles; and a positioning device communicating with the plurality of receivers to measure the positions of the plurality of underwater vehicles, wherein the positioning device includes an identification number of a first underwater vehicle among the plurality of underwater vehicles. A first question signal transmits, receives at least three first arrival signals each transmitted by at least three of the plurality of receivers, and determines the position of the first underwater vehicle based on the at least three first arrival signals, and The first arrival signal includes time information received by a receiver receiving a first response signal output by the first underwater vehicle in response to the first question signal, and location information of the receiver, and the plurality of underwater vehicles transmit a second interrogation signal including an identification number of a second underwater vehicle among the plurality of receivers, receive at least three second arrival signals respectively transmitted by at least three receivers among the plurality of receivers, and the at least three second arrival signals The position of the second underwater vehicle is determined based on a signal, and the second arrival signal is the time information received by the receiver receiving the second response signal output by the second underwater vehicle in response to the second question signal. and location information of the receiver.

본 발명의 실시예들에 따르면, 수중 이동체들이 선택적으로 응답하는 질문 신호들을 송신하고, 수신기들로부터 수신되는 도달 신호들을 사용하여 수중 이동체들의 위치를 정확히 측정할 수 있다.According to embodiments of the present invention, it is possible to accurately measure the positions of the underwater vehicles by transmitting the interrogation signals to which the underwater vehicles selectively respond, and using the arrival signals received from the receivers.

또한 수중 이동체들 각각에 대응하는 질문 신호들을 소정의 시간 간격을 두고 송신함으로써, 수중 이동체들이 응답 신호들을 서로 동시에 송신하여 응답 신호들이 서로 간섭하는 것을 방지할 수 있다.In addition, by transmitting interrogation signals corresponding to each of the underwater vehicles at a predetermined time interval, it is possible to prevent the underwater vehicles from interfering with each other by transmitting response signals at the same time.

또한 수신기의 배치를 용이하게 함으로써 DOP(Dilution of Precision) 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, by facilitating the arrangement of the receiver, it is possible to improve the dilution of precision (DOP) performance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법을 더 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 시스템을 z축 방향으로 바라본 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 시스템의 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법 중 특정 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법 중 특정 단계를 설명하기 위한 순서도이다.1 is a diagram schematically illustrating a system for measuring the position of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating an apparatus for measuring the position of an underwater mobile body according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a method for measuring the position of the underwater mobile body according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining in more detail a method of measuring the position of an underwater mobile body according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram schematically illustrating a system for measuring the position of an underwater mobile body in the z-axis direction according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a part of a system for measuring the position of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart for explaining a method for measuring a position of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart for explaining a specific step of the method for measuring the position of the underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart for explaining a specific step of the method for measuring the position of the underwater mobile body according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. .

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 형태는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In the following embodiments, terms such as first, second, etc. are used for the purpose of distinguishing one component from another, not in a limiting sense. In the following examples, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or components described in the specification are present, and the possibility of adding one or more other features or components is not excluded in advance. In the drawings, the size of the components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and shape of each configuration shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체(300)의 위치를 측정하는 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a system for measuring the position of an underwater mobile body 300 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체(300)의 위치를 측정하는 위치 측정 시스템은 인공 위성(10), 수중 이동체(300)의 위치를 측정하는 측위 장치(100), 인공 위성(10) 및 수중 이동체(300)로부터 신호를 수신하는 수신기(200), 및 위치를 측정하고자 하는 목표물인 복수의 수중 이동체(300)를 포함한다. 1, the position measuring system for measuring the position of the underwater mobile body 300 according to an embodiment of the present invention is an artificial satellite 10, a positioning device 100 for measuring the position of the underwater mobile body 300, It includes a receiver 200 for receiving signals from the artificial satellite 10 and the underwater vehicle 300, and a plurality of underwater vehicles 300 that are targets for measuring positions.

본 발명에서 인공 위성(10)은 글로벌 항법 위성으로서, 지구 주위를 미리 알려진 궤도로 공전하면서 지상국(미도시)과 데이터를 송수신하고 수신기(200)에 위성 신호를 송신하는 장치일 수 있다.In the present invention, the artificial satellite 10 is a global navigation satellite, and may be a device that transmits and receives data to and from a ground station (not shown) and transmits a satellite signal to the receiver 200 while revolving around the earth in a known orbit.

본 발명의 인공 위성들(10)은 복수의 수신기(200a, 200b, 200c, 200d) 각각에 위성 신호를 각각 송신하고, 수신기들(200a, 200b, 200c, 200d)은 인공 위성들(10)로부터의 위성 신호에 기초하여 자신의 위치를 결정할 수 있다. 도 1에서 인공 위성(10)의 개수를 4개로 도시하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치 측정 시스템의 인공 위성(10)의 개수는 이에 한정되지 않는다.The satellites 10 of the present invention transmit satellite signals to each of a plurality of receivers 200a, 200b, 200c, and 200d, respectively, and the receivers 200a, 200b, 200c, and 200d are transmitted from the satellites 10 to each other. It can determine its own location based on the satellite signal of. Although the number of artificial satellites 10 is shown as four in FIG. 1, the number of artificial satellites 10 of the underwater mobile body position measurement system according to an embodiment of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 측위 장치(100)는 복수의 수중 이동체(300)의 위치를 측정할 수 있다. 측위 장치(100)는 제어부(110), 송신부(120), 수신부(130) 및 보정부(140)를 포함할 수 있다. The positioning device 100 according to an embodiment of the present invention may measure the positions of a plurality of underwater moving bodies 300 . The positioning apparatus 100 may include a controller 110 , a transmitter 120 , a receiver 130 , and a corrector 140 .

측위 장치(100)는 수중 이동체들(300)에 질문 신호를 송신할 수 있다. 측위 장치(100)는 수신기들(200)로부터 도달 신호들을 각각 수신할 수 있다. 또한, 측위 장치(100)는 수신기들(200)에 동기화 신호를 송신할 수도 있다. 이와 같이, 측위 장치(100)는 수중 이동체들(300)에 질문 신호를 순차적으로 송신하고, 수신기들(200)로부터 수신한 도달 신호들을 이용하여 수중 이동체들(300) 각각에 대한 위치를 정확히 측정할 수 있다.The positioning device 100 may transmit a question signal to the underwater vehicles 300 . The positioning device 100 may receive arrival signals from the receivers 200 , respectively. Also, the positioning device 100 may transmit a synchronization signal to the receivers 200 . As such, the positioning device 100 sequentially transmits a question signal to the underwater vehicles 300 , and accurately measures the position of each of the underwater vehicles 300 using the arrival signals received from the receivers 200 . can do.

측위 장치(100)에 관하여는 도 2 및 도 3을 통해 더 상세히 설명하기로 한다.The positioning device 100 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3 .

본 발명의 수신기(200)는 수신기들(200a, 200b, 200c, 200d; 200)을 포함할 수 있다. 수신기(200)는 인공 위성(10)으로부터 수신한 위성 신호를 통해 자신의 위치 정보를 획득하고, 위치 정보를 도달 신호에 포함시켜 측위 장치(100)로 전송 또는 송신할 수 있다. 수신기(200)는 위치센서(미도시), 관성센서(미도시) 등을 내장할 수 있다.The receiver 200 of the present invention may include receivers 200a, 200b, 200c, 200d; The receiver 200 may acquire its own location information through the satellite signal received from the artificial satellite 10 , and transmit or transmit the location information to the positioning device 100 by including the location information in the arrival signal. The receiver 200 may have a built-in position sensor (not shown), an inertial sensor (not shown), and the like.

또한, 수신기(200)는 수중 이동체(300)로부터 응답 신호를 수신한 시간, 즉 응답 신호의 도달 시간을 획득하고, 응답 신호가 도달한 시간 정보를 도달 신호에 포함시켜 측위 장치(100)로 전송할 수 있다. 수신기(200)에 관하여는 도 6에서 더 상세히 설명하기로 한다.In addition, the receiver 200 acquires the time at which the response signal is received from the underwater vehicle 300 , that is, the arrival time of the response signal, and includes information on the arrival time of the response signal in the arrival signal to transmit to the positioning device 100 . can The receiver 200 will be described in more detail with reference to FIG. 6 .

본 발명의 측위 장치(100) 및 수신기(200)는 수면(SW) 위에 표류할 수 있으나, 이들의 위치는 본 발명을 한정하지 않는다. 수면(SW)은 대체로 xy 평면과 평행할 수 있다.The positioning device 100 and the receiver 200 of the present invention may drift on the water surface SW, but their positions do not limit the present invention. The water surface SW may be generally parallel to the xy plane.

수신기(200)는 3개 이상일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 측위 장치(100)가 수신기(200)의 기능을 수행할 수 있으며, 이 경우 수신기(200)는 2개 이상일 수도 있다. 도 1에서 복수의 수신기(200)는 일 예로 4개의 수신기(200a, 200b, 200c, 200d)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 수신기(200)의 개수는 본 발명을 한정하지 않는다. There may be three or more receivers 200 . According to another embodiment of the present invention, the positioning device 100 may perform the function of the receiver 200, and in this case, there may be two or more receivers 200. Although the plurality of receivers 200 in FIG. 1 is illustrated as including four receivers 200a, 200b, 200c, and 200d as an example, the number of receivers 200 is not limited to the present invention.

수면(SW) 아래에는 수중 이동체들(300)이 존재할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 수면(SW) 아래에는 세 개 이상의 수중 이동체들(300a, 300b, 300c; 300)이 존재할 수 있다. 수중 이동체(300)는 수면(SW)으로부터 z축 방향으로 소정의 수심(UW)을 가지는 수중에 위치할 수 있다. 서로 다른 수중 이동체(300a, 300b, 300c) 각각은 서로 같은 수심(UW)에 위치할 수도 있고, 서로 다른 수심(UW)에 위치할 수도 있다.Under the water surface SW, the underwater vehicles 300 may exist. For example, as shown in FIG. 1 , three or more underwater vehicles 300a, 300b, 300c; 300 may exist under the water surface SW. The underwater mobile body 300 may be located in water having a predetermined depth UW in the z-axis direction from the water surface SW. Each of the different underwater vehicles 300a, 300b, and 300c may be located at the same water depth UW, or may be located at different water depths UW.

수중 이동체(300)는 송수신부(310)를 통해 측위 장치(100) 및 수신기(200)와 신호를 교류할 수 있다. 송수신부(310)는 측위 장치(100)로부터 질문 신호를 수신하고, 수신기들(200)을 향하여 응답 신호를 송신할 수 있다.The underwater vehicle 300 may exchange signals with the positioning device 100 and the receiver 200 through the transceiver 310 . The transceiver 310 may receive a question signal from the positioning device 100 and transmit a response signal toward the receivers 200 .

또한, 도 1에서 수중 이동체들(300)은 일 예로 제1 수중 이동체(300a), 제2 수중 이동체(300b) 및 제3 수중 이동체(300c)를 포함하는 것으로 도시하였으나, 수중 이동체(300)의 개수는 본 발명을 한정하지 않는다.In addition, in FIG. 1 , the underwater mobile bodies 300 are illustrated as including a first underwater mobile body 300a, a second underwater mobile body 300b and a third underwater mobile body 300c as an example, but the underwater mobile body 300 of The number does not limit the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 측위 장치(100)는 수중 이동체들(300a, 300b, 300c)이 선택적으로 응답하는 질문 신호들을 송신하고, 수신기들(200)로부터 수신되는 도달 신호들을 사용하여 수중 이동체들(300)의 위치를 정확히 측정할 수 있다. The positioning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention transmits question signals to which the underwater vehicles 300a, 300b, and 300c selectively respond, and the underwater vehicle using arrival signals received from the receivers 200 It is possible to accurately measure the positions of the poles 300 .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 측위 장치(100)는 수중 이동체들(300a, 300b, 300c) 각각에 대응하는 질문 신호들을 소정의 시간 간격을 두고 송신함으로써, 수중 이동체들(300a, 300b, 300c)이 응답 신호들을 서로 동시에 송신하여 응답 신호들이 서로 간섭하는 것을 방지할 수 있다.In addition, the positioning device 100 according to an embodiment of the present invention by transmitting question signals corresponding to each of the underwater vehicles 300a, 300b, 300c at a predetermined time interval, the underwater vehicles 300a, 300b, 300c) may transmit the response signals simultaneously to prevent the response signals from interfering with each other.

이하, 도 2를 도 1과 함께 참고하여, 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 측위 장치(100)에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. Hereinafter, with reference to FIG. 2 together with FIG. 1 , a positioning device 100 for measuring the position of an underwater mobile body according to an embodiment will be described. 2 is a diagram schematically illustrating an apparatus for measuring the position of an underwater mobile body according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 측위 장치(100)는 제어부(110), 송신부(120), 수신부(130), 보정부(140) 및 메모리(150)를 포함할 수 있다. 이하, 송신부(120) 및 수신부(130)는 제어부(110)에 포함된 구성 요소일 수 있다.The positioning apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a controller 110 , a transmitter 120 , a receiver 130 , a corrector 140 , and a memory 150 . Hereinafter, the transmitter 120 and the receiver 130 may be components included in the controller 110 .

제어부(110)는 수중 이동체(300)의 위치를 결정할 수 있다. 일 예로, 제어부(110)는 송신부(130)를 통해 수중 이동체들(300) 각각의 식별 번호를 포함하는 질문 신호를 전송할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 수신부(120)에 의해 수신된 도달 신호를 전달 받을 수 있으며, 도달 신호에는 수신기(200)의 위치 정보 및 수신기(200)가 수중 이동체들(200)로부터 응답 신호를 수신한 시간 정보가 포함될 수 있다. 제어부(110)는 도달 신호에 포함된 위치 정보 및 시간 정보를 이용하여 수중 이동체들(300a, 300b, 300c) 각각의 위치를 결정할 수 있다.The control unit 110 may determine the position of the underwater mobile body 300 . For example, the controller 110 may transmit a question signal including an identification number of each of the underwater vehicles 300 through the transmitter 130 . In addition, the control unit 110 may receive the arrival signal received by the receiving unit 120, the arrival signal includes the location information of the receiver 200 and the receiver 200 receives a response signal from the underwater vehicles 200 One time information may be included. The controller 110 may determine the position of each of the underwater moving objects 300a, 300b, and 300c by using the location information and time information included in the arrival signal.

본 발명의 제어부(110)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(Microprocessor), 중앙처리장치(Central Processing Unit: CPU), 프로세서 코어(Processor Core), 멀티프로세서(Multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The controller 110 of the present invention may include all kinds of devices capable of processing data, such as a processor. Here, the 'processor' may refer to a data processing device embedded in hardware, for example, having a physically structured circuit to perform a function expressed as a code or an instruction included in a program. As an example of the data processing device embedded in the hardware as described above, a microprocessor, a central processing unit (CPU), a processor core, a multiprocessor, an application-specific integrated (ASIC) Circuit) and a processing device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) may be included, but the scope of the present invention is not limited thereto.

송신부(120)는 제어부(110)의 제어에 따라 질문 신호를 수중 이동체(300)에 전송할 수 있다. 도 1을 다시 참고하면, 송신부(120)는 수중 안테나를 통하여 질문 신호를 전송할 수 있다.The transmitter 120 may transmit a question signal to the underwater vehicle 300 under the control of the controller 110 . Referring back to FIG. 1 , the transmitter 120 may transmit a question signal through an underwater antenna.

수신부(130)는 수신기(200)로부터 도달 신호를 수신할 수 있다. 도달 신호는 수신기(200)의 위치 정보 및 수신기(200)에 응답 신호가 도달한 시간 정보를 포함할 수 있다. 응답 신호는 수중 이동체(300)가 측위 장치(100)로부터의 질문 신호(QS)에 응답하여 출력한 신호일 수 있다. 도 1을 참고하면, 수신부(130)는 수중 안테나 또는 대기 안테나를 통해 도달 신호를 수신할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 측위 장치(100)의 제어부(110)가 직접 수신기(200)로부터 도달 신호를 수신할 수도 있다. 이 경우, 제어부(110)는 대기 안테나를 통해 도달 신호를 수신할 수 있다.The receiver 130 may receive an arrival signal from the receiver 200 . The arrival signal may include location information of the receiver 200 and time information at which the response signal arrives at the receiver 200 . The response signal may be a signal output by the underwater vehicle 300 in response to the question signal QS from the positioning device 100 . Referring to FIG. 1 , the receiver 130 may receive an arrival signal through an underwater antenna or an atmospheric antenna. According to another embodiment, the controller 110 of the positioning device 100 may directly receive the arrival signal from the receiver 200 . In this case, the controller 110 may receive the arrival signal through the standby antenna.

보정부(140)는 수신기들(200)에 동기화 신호를 전송하여 수신기들(200)의 클럭 오차를 최소화할 수 있다. 일 예로, 도 1을 참고하면 보정부(140)는 수중 안테나를 이용하여 수신기들(200)에 동기화 신호를 전송할 수 있다. 일 예에 따르면, 송신부(120)가 질문 신호를 송신한 안테나와 보정부(140)가 동기화 신호를 송신한 안테나는 서로 동일한 안테나일 수 있다. 다른 예에 따르면, 측위 장치(100)는 송신부(120)가 질문 신호를 송신한 안테나와 보정부(140)가 동기화 신호를 송신한 안테나를 각각 포함할 수 있다.The compensator 140 may transmit a synchronization signal to the receivers 200 to minimize clock errors of the receivers 200 . For example, referring to FIG. 1 , the compensator 140 may transmit a synchronization signal to the receivers 200 using an underwater antenna. According to an example, the antenna to which the transmitter 120 transmits the question signal and the antenna to which the compensator 140 transmits the synchronization signal may be the same antenna. According to another example, the positioning device 100 may include an antenna to which the transmitter 120 transmits a question signal and an antenna to which the compensator 140 transmits a synchronization signal, respectively.

다른 예에 따르면, 보정부(140)는 수신기(200)에 대기 중으로 동기화 신호를 전송할 수도 있다. 이 경우, 보정부(140)의 안테나는 대기 중에 신호 또는 전파를 출력할 수 있다. 일 예에 따르면, 수신부(130)가 도달 신호를 수신한 안테나와 보정부(140)가 동기화 신호를 송신한 안테나는 서로 동일한 안테나일 수 있다. 다른 예에 따르면, 측위 장치(100)는 보정부(140)가 동기화 신호를 송신한 안테나와 수신부(130)가 도달 신호를 수신한 안테나를 각각 포함할 수 있다.According to another example, the compensator 140 may transmit a synchronization signal to the receiver 200 in standby mode. In this case, the antenna of the compensator 140 may output a signal or radio wave in the air. According to an example, the antenna to which the receiver 130 receives the arrival signal and the antenna to which the compensator 140 transmits the synchronization signal may be the same antenna. According to another example, the positioning apparatus 100 may include an antenna to which the compensator 140 transmits a synchronization signal and an antenna to which the receiver 130 receives an arrival signal, respectively.

메모리(150)는 제어부(110), 수신부(130) 및 보정부(140) 등이 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행한다. 다만, 메모리(150)가 저장하는 데이터는 이에 한정되지 않고, 측위 장치(100)가 수행하는 동작에 필요한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. The memory 150 performs a function of temporarily or permanently storing data processed by the controller 110 , the receiver 130 , and the correction unit 140 . However, the data stored by the memory 150 is not limited thereto, and various data necessary for the operation performed by the positioning device 100 may be stored.

메모리(150)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소명성 대용량 기록장치(Permanent Mass Storage Device)를 포함할 수 있다. 또는, 메모리(150)는 자기 저장 매체(Magnetic Storage Media) 또는 플래시 저장 매체(Flash Storage Media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The memory 150 is a computer-readable recording medium, and may include a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), and a permanent mass storage device such as a disk drive. Alternatively, the memory 150 may include a magnetic storage medium or a flash storage medium, but the scope of the present invention is not limited thereto.

제어부(110), 송신부(120), 수신부(130), 보정부(140) 및 메모리(150) 각각이 수행하는 역할 및 상호 관계에 관하여는 도 3에서 더 상세히 설명하기로 한다.The roles and interrelationships of the controller 110 , the transmitter 120 , the receiver 130 , the corrector 140 , and the memory 150 will be described in more detail with reference to FIG. 3 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에는 측위 장치(100), 수신기(200) 및 복수의 수중 이동체(300) 간의 관계가 도시되어 있다. 이하, 도 1 및 도 2에서 전술한 내용과 동일한 내용은 설명을 간략히 하거나 생략할 수 있다.3 is a view for explaining a method for measuring the position of the underwater mobile body according to an embodiment of the present invention. 3 shows the relationship between the positioning device 100 , the receiver 200 and the plurality of underwater vehicles 300 . Hereinafter, descriptions of the same contents as those described above in FIGS. 1 and 2 may be simplified or omitted.

측위 장치(100)의 제어부(110)는 송신부(120)를 통해 수중 이동체(300)에 질문 신호(QS)를 전송할 수 있다. 이때, 수중 이동체(300)는 적어도 두 개 이상의 수중 이동체를 포함할 수 있다. 일 예로, n개의 수중 이동체(300a, 300b, 300c, …, 300n)를 포함할 수 있다. 300a, 300b, 300c, 300n 각각을 제1, 제2, 제3 및 제n 수중 이동체로 설명할 수 있으며, n은 자연수이다.The controller 110 of the positioning device 100 may transmit a question signal QS to the underwater vehicle 300 through the transmitter 120 . In this case, the underwater mobile body 300 may include at least two or more underwater mobile bodies. As an example, it may include n underwater mobile bodies (300a, 300b, 300c, ..., 300n). Each of 300a, 300b, 300c, and 300n can be described as a first, second, third, and n-th underwater vehicle, where n is a natural number.

수중 이동체(300)는 질문 신호(QS)를 수신하고 자신의 식별 번호가 포함된 질문 신호(QS)에 응답하여 수신기(200)에 응답 신호(RS)를 전송할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 수중 이동체(300)는 응답 신호(RS)를 측위 장치(100)에도 전송할 수 있다. 이때, 측위 장치(100)는 응답 신호(RS)를 수신부(130)를 통해 수신할 수 있다. 측위 장치(100)의 제어부(110)는 수신부(130)가 응답 신호(RS)를 수신한 시간을 결정하고, 이때의 측위 장치(100)의 위치 정보를 생성할 수 있다.The underwater vehicle 300 may receive the question signal QS and transmit a response signal RS to the receiver 200 in response to the question signal QS including its identification number. According to another embodiment, the underwater vehicle 300 may also transmit a response signal RS to the positioning device 100 . In this case, the positioning device 100 may receive the response signal RS through the receiver 130 . The controller 110 of the positioning device 100 may determine a time at which the receiver 130 receives the response signal RS, and may generate location information of the positioning device 100 at this time.

수신기(200)는 수중 이동체(300)가 전송한 응답 신호(RS)를 수신할 수 있다. 일 예로, m개의 수신기(200a, 200b, 200c, …, 200m)를 포함할 수 있다. 200a, 200b, 200c, 200m 각각을 제1, 제2, 제3 및 제m 수신기로 설명할 수 있으며, m은 자연수이다. 수중 이동체(300)가 전송한 응답 신호(RS)는 수신기들(200) 중에서 적어도 세 개의 수신기(200)가 수신할 수 있다.The receiver 200 may receive the response signal RS transmitted by the underwater vehicle 300 . As an example, it may include m receivers 200a, 200b, 200c, ..., 200m. Each of 200a, 200b, 200c, and 200m may be described as a first, second, third, and mth receiver, where m is a natural number. The response signal RS transmitted by the underwater vehicle 300 may be received by at least three receivers 200 among the receivers 200 .

수신기(200)는 인공 위성(10)으로부터의 위성 신호를 이용하여 자신의 위치 정보(GI)를 산출하여 저장할 수 있다. 또한 수신기(200)는 응답 신호(RS)를 수신한 시각을 포함하는 시간 정보(TI)를 저장할 수 있다. 다시 말해, 시간 정보(TI)는 수신기(200)가 응답 신호(RS)를 수신한 시간 정보일 수 있다. The receiver 200 may calculate and store its own location information GI using a satellite signal from the artificial satellite 10 . Also, the receiver 200 may store time information TI including the time at which the response signal RS is received. In other words, the time information TI may be time information at which the receiver 200 receives the response signal RS.

수신기(200)는 도달 신호(AS)를 수신부(130)를 통해 제어부(110)에 전송할 수 있다. 도달 신호(AS)는 위치 정보(GI) 및 시간 정보(TI)를 포함할 수 있다. The receiver 200 may transmit the arrival signal AS to the controller 110 through the receiver 130 . The arrival signal AS may include location information GI and time information TI.

제어부(110)는 도달 신호(AS)에 포함된 위치 정보(GI) 및 시간 정보(TI)를 통해 수중 이동체(300)의 위치를 측정할 수 있다. 이때, 제어부(110)는 수신기들(200)로부터 각각 수신되는 시간 정보(TI)를 이용하여 수신기들(200)과 수중 이동체(300) 간의 이격 거리를 이격 거리 함수로서 결정할 수 있다. 제어부(110)는 수중 이동체(300)가 응답 신호(RS)를 송신한 시각을 알 수 없기 때문에, 수신기들(200)로부터 각각 수신되는 시간 정보(TI)를 이용하여 이격 거리 함수로 수신기들(200)과 수중 이동체(300) 간의 이격 거리를 나타낼 수 있다. 제어부(110)는 수신기들(200)의 위치 정보(GI)와 이격 거리 함수를 이용하여 수중 이동체(300)의 위치를 추정할 수 있다.The control unit 110 may measure the position of the underwater vehicle 300 through the position information GI and the time information TI included in the arrival signal AS. In this case, the controller 110 may determine the separation distance between the receivers 200 and the underwater mobile body 300 as a separation distance function by using the time information TI respectively received from the receivers 200 . Since the control unit 110 does not know the time at which the underwater mobile body 300 transmits the response signal RS, the receivers ( 200) and the underwater mobile body 300 may represent the separation distance. The controller 110 may estimate the position of the underwater mobile body 300 by using the location information GI of the receivers 200 and the separation distance function.

수중 이동체(300)의 위치는 삼변 측량법을 이용하여 추정될 수 있다. 수중 이동체들(300a, 300b, 300c, …, 300n) 각각의 위치를 측정 또는 추정하는 방법은 도 4에서 더 상세히 설명하기로 한다.The position of the underwater vehicle 300 may be estimated using trilateration. A method of measuring or estimating the position of each of the underwater vehicles 300a, 300b, 300c, ..., 300n will be described in more detail with reference to FIG. 4 .

측위 장치(100)의 보정부(140)는 수신기들(200)에 동기화 신호(CS)를 전송할 수 있다. 동기화 신호(CS)에 관하여는 도 5에서 더 상세히 설명하기로 한다.The compensator 140 of the positioning device 100 may transmit a synchronization signal CS to the receivers 200 . The synchronization signal CS will be described in more detail with reference to FIG. 5 .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법을 더 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 이하, 수중 이동체(300)의 측위 방법에 관하여 측위 장치(100), 수신기(200) 및 수중 이동체(300)가 상호간 주고 받는 신호들(QS, RS, AS)의 관점에서 설명한다.4 is a view for explaining in more detail a method of measuring the position of an underwater mobile body according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a positioning method of the underwater vehicle 300 will be described in terms of the signals (QS, RS, AS) exchanged between the positioning device 100 , the receiver 200 and the underwater vehicle 300 .

도 4를 참조하면, 측위 장치(100), 복수의 수신기(200) 및 복수의 수중 이동체(300)가 간략히 블록으로 도시되어 있다. 각 블록으로부터 뻗어 나오는 세로선은 신호의 송수신을 설명하기 위한 것으로, 각 세로선이 뻗어 나온 각 블록을 의미하는 것이다.Referring to FIG. 4 , a positioning device 100 , a plurality of receivers 200 , and a plurality of underwater vehicles 300 are schematically illustrated in blocks. A vertical line extending from each block is for explaining the transmission and reception of a signal, and each vertical line indicates each block extending from the block.

측위 장치(100)는 질문 신호(QS)를 송신할 수 있으며, 수중 이동체들(300)은 질문 신호(QS)를 수신할 수 있다. 질문 신호(QS)는 n개의 질문 신호(QS1, QS2, …, QSn)를 포함할 수 있다. 제j 질문 신호(QSj)는 제j 수중 이동체(300j)가 자신에게 전송된 질문 신호임을 식별할 수 있도록 제j 수중 이동체(300j)의 식별 번호를 포함할 수 있다(j는 n 이하의 자연수). 가령, 제1 질문 신호(QS1)는 제1 수중 이동체(300a)의 식별 번호를 포함하며, 제1 수중 이동체(300a)는 제1 질문 신호(QS1)에 포함된 제1 수중 이동체(300a)의 식별 번호를 통해 자신에게 전송된 신호임을 식별할 수 있다. The positioning device 100 may transmit a question signal QS, and the underwater vehicles 300 may receive the question signal QS. The question signal QS may include n question signals QS1, QS2, ..., QSn. The j-th question signal QSj may include the identification number of the j-th underwater mobile body 300j to identify that the j-th underwater mobile body 300j is a question signal transmitted to itself (j is a natural number less than or equal to n) . For example, the first question signal QS1 includes the identification number of the first underwater vehicle 300a, and the first underwater vehicle 300a is the first underwater vehicle 300a included in the first question signal QS1. Through the identification number, it can be identified that it is a signal transmitted to itself.

측위 장치(100)는 제1 수중 이동체(300a)의 식별 번호를 포함하는 제1 질문 신호(QS1)를 전송할 수 있다. 측위 장치(100)가 제1 질문 신호(QS1)를 전송한 시간을 제1 송신 시간(st1)이라 한다. 제1 수중 이동체(300a)는 복수의 질문 신호(QS) 중 제1 수중 이동체(300a)의 식별 번호를 포함하는 제1 질문 신호(QS1)에만 선택적으로 응답하고, 다른 질문 신호에는 응답하지 않을 수 있다. 가령, 제1 수중 이동체(300a)는 제1 질문 신호(QS1) 및 후술하는 제2 질문 신호(QS2)를 수신하고, 자신의 식별 번호를 포함하는 제1 질문 신호(QS1)에만 선택적으로 응답할 수 있다.The positioning device 100 may transmit the first question signal QS1 including the identification number of the first underwater vehicle 300a. A time at which the positioning device 100 transmits the first interrogation signal QS1 is referred to as a first transmission time st1. The first underwater vehicle 300a selectively responds only to the first question signal QS1 including the identification number of the first underwater vehicle 300a among the plurality of question signals QS, and may not respond to other question signals there is. For example, the first underwater vehicle 300a receives the first question signal QS1 and the second question signal QS2 to be described later, and selectively responds only to the first question signal QS1 including its identification number. can

제1 수중 이동체(300a)는 제1 질문 신호(QS1)에 응답하여 제1 응답 신호(RS1)를 출력할 수 있다. The first underwater vehicle 300a may output a first response signal RS1 in response to the first question signal QS1.

제1 수중 이동체(300a)가 출력한 제1 응답 신호(RS1)는 적어도 3개의 수신기(200)에서 수신될 수 있다. 도 4에서는 일 예로, 제1 응답 신호(RS1)를 제1, 제2, 제3 수신기(200a, 200b, 200c)가 각각 수신하는 것으로 도시하였다. 이때, 수신기(200a, 200b, 200c)가 제1 응답 신호(RS1)를 수신한 시간을 포함하는 데이터를 제1 시간 정보(TI1a, TI1b, TI1c; TI1)라 한다. 수신기들(200a, 200b, 200c)은 서로 다른 위치에 위치하므로, 수신기(200a, 200b, 200c) 각각의 제1 시간 정보(TI1)는 서로 다를 수 있다. The first response signal RS1 output by the first underwater vehicle 300a may be received by at least three receivers 200 . In FIG. 4, as an example, the first, second, and third receivers 200a, 200b, and 200c respectively receive the first response signal RS1. In this case, data including the time at which the receivers 200a, 200b, and 200c receive the first response signal RS1 are referred to as first time information TI1a, TI1b, TI1c; TI1. Since the receivers 200a, 200b, and 200c are located at different positions, the first time information TI1 of each of the receivers 200a, 200b, and 200c may be different from each other.

이때, 수신기들(200a, 200b, 200c)은 인공 위성(10)으로부터의 위성 신호를 이용하여 제1 응답 신호(RS1)를 수신한 시점의 자신의 위치 정보(GIa, GIb, GIc; GI)를 각각 산출하여 저장할 수 있다.At this time, the receivers 200a, 200b, and 200c receive their own location information (GIa, GIb, GIc; GI) at the time of receiving the first response signal RS1 using the satellite signal from the artificial satellite 10 . Each can be calculated and stored.

제1 수신기(200a)는 제1 수신기(200a)의 위치 정보(GIa) 및 제1 시간 정보(TI1a)를 포함하는 제1 도달 신호(AS1a)를 측위 장치(100)에 전송할 수 있다. 제2 수신기(200b)는 제2 수신기(200b)의 위치 정보(GIb) 및 제1 시간 정보(TI1b)를 포함하는 제1 도달 신호(AS1b)를 측위 장치(100)에 전송할 수 있다. 제3 수신기(200c)는 제3 수신기(200c)의 위치 정보(GIc) 및 제1 시간 정보(TI1c)를 포함하는 제1 도달 신호(AS1c)를 측위 장치(100)에 전송할 수 있다.The first receiver 200a may transmit the first arrival signal AS1a including the location information GIa and the first time information TI1a of the first receiver 200a to the positioning device 100 . The second receiver 200b may transmit the first arrival signal AS1b including the location information GIb and the first time information TI1b of the second receiver 200b to the positioning device 100 . The third receiver 200c may transmit the first arrival signal AS1c including the location information GIc and the first time information TI1c of the third receiver 200c to the positioning device 100 .

마찬가지로, 측위 장치(100)는 제2 수중 이동체(300b)의 식별 번호를 포함하는 제2 질문 신호(QS2)를 전송할 수 있다. 측위 장치(100)가 제2 질문 신호(QS2)를 전송한 시간을 제2 송신 시간(st2)이라 한다. 제2 송신 시간(st2)은 전술한 제1 송신 시간(st1)보다 소정의 시간이 경과한 후의 시간일 수 있다. 즉, 측위 장치(100)는 제1 질문 신호(QS1)를 전송한 제1 송신 시간(st1)으로부터 소정의 시간이 경과한 후에 제2 질문 신호(QS2)를 송신할 수 있다.Similarly, the positioning device 100 may transmit a second question signal (QS2) including the identification number of the second underwater mobile body (300b). A time at which the positioning device 100 transmits the second question signal QS2 is referred to as a second transmission time st2. The second transmission time st2 may be a time after a predetermined time has elapsed from the above-described first transmission time st1. That is, the positioning device 100 may transmit the second interrogation signal QS2 after a predetermined time elapses from the first transmission time st1 at which the first interrogation signal QS1 is transmitted.

제2 수중 이동체(300b)는 복수의 질문 신호(QS) 중 제2 수중 이동체(300b)의 식별 번호를 포함하는 제2 질문 신호(QS2)에만 선택적으로 응답하고, 다른 질문 신호에는 응답하지 않을 수 있다. 가령, 제2 수중 이동체(300b)는 제1 질문 신호(QS1) 및 제2 질문 신호(QS2)를 수신하고, 자신의 식별 번호를 포함하는 제2 질문 신호(QS2)에만 선택적으로 응답할 수 있다.The second underwater vehicle 300b selectively responds only to the second question signal QS2 including the identification number of the second underwater vehicle 300b among the plurality of question signals QS, and may not respond to other question signals. there is. For example, the second underwater vehicle 300b may receive the first question signal QS1 and the second question signal QS2, and selectively respond only to the second question signal QS2 including its identification number. .

제2 수중 이동체(300b)는 제2 질문 신호(QS2)에 응답하여 제2 응답 신호(RS2)를 출력할 수 있다. The second underwater vehicle 300b may output a second response signal RS2 in response to the second question signal QS2.

제2 수중 이동체(300b)가 출력한 제2 응답 신호(RS2)는 적어도 3개의 수신기(200)에서 수신될 수 있다. 도 4에서는 일 예로, 제2 응답 신호(RS2)를 제2, 제3, 제m 수신기(200b, 200c, 200m)가 각각 수신하는 것으로 도시하였다. 이때, 수신기(200b, 200c, 200m)가 제2 응답 신호(RS2)를 수신한 시간을 포함하는 데이터를 제2 시간 정보(TI2b, TI2c, TI2m; TI2)라 한다. 수신기들(200b, 200c, 200m)은 서로 다른 위치에 위치하므로, 수신기(200b, 200c, 200m) 각각의 제2 시간 정보(TI2)는 서로 다를 수 있다. The second response signal RS2 output from the second underwater vehicle 300b may be received by at least three receivers 200 . In FIG. 4, as an example, the second, third, and m-th receivers 200b, 200c, and 200m respectively receive the second response signal RS2. In this case, the data including the time when the receivers 200b, 200c, and 200m received the second response signal RS2 are referred to as second time information TI2b, TI2c, TI2m; TI2. Since the receivers 200b, 200c, and 200m are located at different positions, the second time information TI2 of each of the receivers 200b, 200c, and 200m may be different from each other.

이때, 수신기들(200b, 200c, 200m)은 인공 위성(10)으로부터의 위성 신호를 이용하여 제2 응답 신호(RS2)를 수신한 시점의 자신의 위치 정보(GIb, GIc, GIm; GI)를 각각 산출하여 저장할 수 있다.At this time, the receivers 200b, 200c, and 200m receive their own location information (GIb, GIc, GIm; GI) at the time of receiving the second response signal RS2 using the satellite signal from the artificial satellite 10 . Each can be calculated and stored.

제2 수신기(200b)는 제2 수신기(200b)의 위치 정보(GIb) 및 제1 시간 정보(TI2b)를 포함하는 제2 도달 신호(AS2b)를 측위 장치(100)에 전송할 수 있다. 제3 수신기(200c)는 제3 수신기(200c)의 위치 정보(GIc) 및 제2 시간 정보(TI2c)를 포함하는 제2 도달 신호(AS2c)를 측위 장치(100)에 전송할 수 있다. 제m 수신기(200m)는 제m 수신기(200m)의 위치 정보(GIm) 및 제2 시간 정보(TI2m)를 포함하는 제2 도달 신호(AS2m)를 측위 장치(100)에 전송할 수 있다. The second receiver 200b may transmit the second arrival signal AS2b including the location information GIb and the first time information TI2b of the second receiver 200b to the positioning device 100 . The third receiver 200c may transmit the second arrival signal AS2c including the location information GIc and the second time information TI2c of the third receiver 200c to the positioning device 100 . The mth receiver 200m may transmit the second arrival signal AS2m including the location information GIm and the second time information TI2m of the mth receiver 200m to the positioning device 100 .

마찬가지로, 측위 장치(100)는 제n 수중 이동체(300n)의 식별 번호를 포함하는 제n 질문 신호(QSn)를 전송할 수 있다. 측위 장치(100)가 제n 질문 신호(QSn)를 전송한 시간을 제n 송신 시간(stn)이라 한다. 제n 수중 이동체(300n)는 복수의 질문 신호(QS) 중 제n 수중 이동체(300n)의 식별 번호를 포함하는 제n 질문 신호(QSn)에만 선택적으로 응답하고, 다른 질문 신호에는 응답하지 않을 수 있다. 가령, 제n 수중 이동체(300n)는 제1 내지 제n 질문 신호(QS1, …, QSn)를 수신하고, 자신의 식별 번호를 포함하는 제n 질문 신호(QSn)에만 선택적으로 응답할 수 있다. Similarly, the positioning device 100 may transmit an n-th question signal (QSn) including the identification number of the n-th underwater mobile body (300n). A time at which the positioning device 100 transmits the n-th question signal QSn is referred to as an n-th transmission time stn. The n-th underwater vehicle 300n selectively responds only to the n-th question signal QSn including the identification number of the n-th underwater vehicle 300n among the plurality of question signals QS, and may not respond to other question signals. there is. For example, the n-th underwater vehicle 300n may receive the first to n-th question signals QS1, ..., QSn, and selectively respond only to the n-th question signal QSn including its identification number.

제n 수중 이동체(300n)는 제n 질문 신호(QSn)에 응답하여 제n 응답 신호(RSn)를 출력할 수 있다. The n-th underwater vehicle 300n may output an n-th response signal RSn in response to the n-th question signal QSn.

제n 수중 이동체(300n)가 출력한 제n 응답 신호(RSn)는 적어도 3개의 수신기(200)에서 수신될 수 있다. 도 4에서는 일 예로, 제n 응답 신호(RSn)를 제1, 제2, 제m 수신기(200a, 200b, 200m)가 각각 수신하는 것으로 도시하였다. 이때, 수신기(200a, 200b, 200m)가 제n 응답 신호(RSn)를 수신한 시간을 포함하는 데이터를 제n 시간 정보(TIna, TInb, TInc; TIn)라 한다. 수신기들(200a, 200b, 200m)은 서로 다른 위치에 위치하므로, 수신기(200a, 200b, 200m) 각각의 제n 시간 정보(TIn)는 서로 다를 수 있다. The n-th response signal RSn output by the n-th underwater vehicle 300n may be received by at least three receivers 200 . In FIG. 4, as an example, the first, second, and m-th receivers 200a, 200b, and 200m respectively receive the n-th response signal RSn. In this case, data including the time at which the receivers 200a, 200b, and 200m received the n-th response signal RSn are referred to as n-th time information TIna, TInb, TInc; TIn. Since the receivers 200a, 200b, and 200m are located at different positions, the n-th time information TIn of each of the receivers 200a, 200b, and 200m may be different from each other.

이때, 수신기들(200a, 200b, 200m)은 인공 위성(10)으로부터의 위성 신호를 이용하여 제n 응답 신호(RSn)를 수신한 시점의 자신의 위치 정보(GIa, GIb, GIm; GI)를 각각 산출하여 저장할 수 있다.In this case, the receivers 200a, 200b, and 200m receive their own location information (GIa, GIb, GIm; GI) at the time of receiving the n-th response signal RSn using the satellite signal from the artificial satellite 10 . Each can be calculated and stored.

제1 수신기(200a)는 제1 수신기(200a)의 위치 정보(GIa) 및 제n 시간 정보(TIna)를 포함하는 제n 도달 신호(ASna)를 측위 장치(100)에 전송할 수 있다. 제2 수신기(200b)는 제2 수신기(200b)의 위치 정보(GIb) 및 제n 시간 정보(TInb)를 포함하는 제n 도달 신호(ASnb)를 측위 장치(100)에 전송할 수 있다. 제m 수신기(200m)는 제m 수신기(200m)의 위치 정보(GIm) 및 제n 시간 정보(TInm)를 포함하는 제n 도달 신호(ASnm)를 측위 장치(100)에 전송할 수 있다.The first receiver 200a may transmit the n-th arrival signal ASna including the location information GIa and the n-th time information TIna of the first receiver 200a to the positioning device 100 . The second receiver 200b may transmit the n-th arrival signal ASnb including the location information GIb and the n-th time information TInb of the second receiver 200b to the positioning device 100 . The mth receiver 200m may transmit the nth arrival signal ASnm including the location information GIm and the nth time information TInm of the mth receiver 200m to the positioning device 100 .

제j 수중 이동체(300j)에 관하여도 제n 수중 이동체(300n)와 마찬가지의 방법이 적용될 수 있다. 가령, 제j 수중 이동체(300j)는 제1 내지 제j 질문 신호(QS1, …, QSj)를 수신하고, 자신의 식별 번호를 포함하는 제j 질문 신호(QSj)에만 선택적으로 응답할 수 있다.With respect to the j-th underwater mobile body (300j), the same method as the n-th underwater mobile body (300n) can be applied. For example, the j-th underwater vehicle 300j may receive the first to j-th question signals QS1, ..., QSj, and selectively respond only to the j-th question signal QSj including its identification number.

수중에 위치를 측정하고자 하는 수중 이동체(300)가 여러 개 존재할 경우, 수중 이동체들(300a, 300b, …, 300n)이 수신기(200)에 신호를 동시에 송신할 수 있으며, 이 신호들은 서로 간섭될 수 있다. 이로 인해 수중 이동체(300a, 300b, …, 300n) 각각의 위치 측정이 불가능해질 수도 있으며, 측정된 위치가 부정확할 수 있다. When there are several underwater mobile bodies 300 to measure the position in the water, the underwater mobile bodies 300a, 300b, ..., 300n may transmit signals to the receiver 200 at the same time, and these signals may interfere with each other. can Due to this, it may be impossible to measure the position of each of the underwater moving bodies 300a, 300b, ..., 300n, and the measured position may be inaccurate.

이에, 본 발명에서는 측위 장치(100)가 수중 이동체(300a, 300b, …, 300n) 각각의 식별 번호를 포함하는 질문 신호(QS)를 사용하여 하나의 수중 이동체(300a, 300b, …, 300n)는 하나의 질문 신호(QS1, QS2, …, QSn)에만 응답하도록 할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체(300)의 위치 측정 방법에 의하면, 수중 이동체들이 선택적으로 응답하는 질문 신호들을 송신하고, 수신기들로부터 수신되는 도달 신호들을 사용하여 복수의 수중 이동체(300)의 위치를 정확히 측정할 수 있다.Accordingly, in the present invention, the positioning device 100 uses a question signal (QS) including an identification number of each of the underwater moving bodies (300a, 300b, ..., 300n) to one underwater moving body (300a, 300b, ..., 300n) can be made to respond to only one question signal (QS1, QS2, ..., QSn). That is, according to the method for measuring the position of the underwater vehicle 300 according to an embodiment of the present invention, the underwater vehicles transmit question signals to which they selectively respond, and a plurality of underwater vehicles ( 300) can be accurately measured.

또한, 본 발명에서 질문 신호(QS1, QS2, …, QSn) 각각의 송신 시간(st1, st2, …, stn)은 소정의 시간 간격을 두고 떨어져 있다. 서로 다른 송신 시간(st1, st2, …, stn) 간의 시간 간격은 서로 다를 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 수중 이동체들(300) 각각에 대응하는 질문 신호들(QS1, QS2, …, QSn)을 소정의 시간 간격을 두고 송신함으로써, 수중 이동체들(300)이 응답 신호들(RS1, RS2, …, RSn; RS)을 서로 동시에 송신하여 응답 신호(RS)들이 서로 간섭하는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the present invention, the transmission times (st1, st2, ..., stn) of the interrogation signals (QS1, QS2, ..., QSn) are spaced apart by a predetermined time interval. Time intervals between different transmission times st1, st2, ..., stn may be different. As such, according to embodiments of the present invention, by transmitting the question signals (QS1, QS2, ..., QSn) corresponding to each of the underwater vehicles 300 at a predetermined time interval, the underwater vehicles 300 By simultaneously transmitting the response signals RS1, RS2, ..., RSn; RS, it is possible to prevent the response signals RS from interfering with each other.

가령, 제1 내지 제j 응답 신호(RS1, RS2, …, RSj)가 서로 중첩하지 않도록, 제1 내지 제j 질문 신호(QS1, QS2, …, QSj)를 미리 설정된 순서에 따라 소정의 시간 간격을 가지고 송신할 수 있다.For example, the first to j-th question signals QS1, QS2, ..., QSj are set at a predetermined time interval in a preset order so that the first to j-th response signals RS1, RS2, ..., RSj do not overlap each other. can be sent with

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 시스템을 z축 방향으로 바라본 모습을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하에서는, 측위 장치(100)의 보정부(140)의 동작에 대하여 설명한다. 이하, 도 1 내지 도 4에서 전술한 내용과 동일한 내용은 설명을 생략하거나 간단히 할 수 있다.5 is a diagram schematically illustrating a system for measuring the position of an underwater mobile body in the z-axis direction according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation of the correction unit 140 of the positioning apparatus 100 will be described. Hereinafter, descriptions of the same contents as those described above in FIGS. 1 to 4 may be omitted or simplified.

도 5에 도시된 수중 이동체의 위치 측정 시스템은 인공 위성(10), 측위 장치(100), 및 복수의 수신기(200)를 포함할 수 있다. 목표물(본 발명에서는 수중 이동체(300))의 위치를 측정하기 위해서는 적어도 3개의 수신기(200)가 필요하므로, 도 5에서는 일 예로 복수의 수신기(200)는 제1, 제2 및 제3 수신기(200a, 200b, 200c; 200)를 포함하는 것으로 도시하였다. 또한 도 5에서는 설명의 편의를 위해 복수의 수중 이동체(300) 중 대표로 제1 수중 이동체(300a)만 도시하였다.The system for measuring the position of an underwater vehicle shown in FIG. 5 may include an artificial satellite 10 , a positioning device 100 , and a plurality of receivers 200 . Since at least three receivers 200 are required to measure the position of the target (in the present invention, the underwater moving object 300), in FIG. 5, for example, a plurality of receivers 200 include first, second and third receivers ( 200a, 200b, 200c; 200). In addition, in Figure 5, only the first underwater mobile body (300a) is shown as a representative of the plurality of underwater mobile body (300) for convenience of explanation.

도 5를 참조하면, 설명의 편의를 위해 측위 장치(100)에는 제어부(110) 및 보정부(140)만 도시하였다. Referring to FIG. 5 , only the control unit 110 and the correction unit 140 are illustrated in the positioning apparatus 100 for convenience of explanation.

측위 장치(100)는 보정부(140)를 통해 복수의 수신기(200)들의 시간을 동기화하는 동기화 신호(CS1a, CS1b, CS1c; CS)를 송신할 수 있다. 도 5에서는 제1 수중 이동체(300a)에 대한 제1 동기화 신호(CS1a, CS1b, CS1c)가 도시되어 있다. 즉, 동기화 신호(CS)는 제1 동기화 신호(CS1a, CS1b, CS1c)를 포함할 수 있다. 복수의 수신기(200)들 각각은 동기화 신호(CS)를 수신하고, 동기화 신호(CS)에 응답하여 내부 시간을 변경할 수 있다. 이하, 수신기(200)의 동기화에 관하여 더 구체적으로 설명한다.The positioning apparatus 100 may transmit the synchronization signals CS1a, CS1b, CS1c; CS for synchronizing the time of the plurality of receivers 200 through the compensator 140 . In FIG. 5, the first synchronization signals CS1a, CS1b, and CS1c for the first underwater vehicle 300a are shown. That is, the synchronization signal CS may include the first synchronization signals CS1a, CS1b, and CS1c. Each of the plurality of receivers 200 may receive a synchronization signal CS and change an internal time in response to the synchronization signal CS. Hereinafter, synchronization of the receiver 200 will be described in more detail.

먼저, 각 수신기(200)는 보정부(140)로부터의 동기화 신호(CS)에 의해 시간이 동기화 되어 있을 수 있다. 동기화된 시점을 t₀라 한다.First, the time of each receiver 200 may be synchronized by the synchronization signal CS from the compensator 140 . The synchronization point is called _{t 0 .}

이때, 측위 장치(100)는 인공 위성(10)들로부터의 위성 신호를 통해 자신의 위치를 결정할 수 있다. 복수의 수신기들(200) 또한 인공 위성(10)들로부터의 위성 신호를 통해 자신의 위치 정보(GI)를 산출하여 저장할 수 있다.In this case, the positioning device 100 may determine its location through satellite signals from the artificial satellites 10 . The plurality of receivers 200 may also calculate and store their own location information GI through satellite signals from the artificial satellites 10 .

측위 장치(100)는 제어부(110)를 통해 제1 수중 이동체(300a)에 제1 수중 이동체(300a)의 식별 번호를 포함하는 제1 질문 신호(QS1)를 전송할 수 있다. The positioning device 100 may transmit the first question signal QS1 including the identification number of the first underwater vehicle 300a to the first underwater vehicle 300a through the control unit 110 .

이후, 제1 수중 이동체(300a)는 제1 질문 신호(QS1)에 응답하여 출력한 제1 응답 신호(RS1a, RS1b, RS1c; RS1)를 3개의 수신기(200a, 200b, 200c; 200)에 전송할 수 있다. Thereafter, the first underwater vehicle 300a transmits the first response signal RS1a, RS1b, RS1c; RS1 outputted in response to the first question signal QS1 to the three receivers 200a, 200b, 200c; 200). can

측위 장치(100)의 제어부(110)는 상기 적어도 3개의 수신기들(200)의 위치 정보(GI)에 기초하여 측위 장치(100)에서 상기 적어도 3개의 수신기들(200)까지의 거리(d1, d2, d3)를 각각 산출할 수 있다. 이후, 측위 장치(100)로부터 상기 적어도 3개의 수신기(200)들까지 동기화 신호(CS)가 전달되는데 소요되는 전달 시간(dta, dtb, dtc; dt)을 각각 산출할 수 있다. 여기서 전달 시간(dt)은 동기화 신호(CS)가 전달되는 매질의 속도를 v라 할 때, 상기 거리(d1, d2, d3) 및 매질의 속도(v)를 이용하여 산출할 수 있다.The controller 110 of the positioning device 100 is configured to control a distance d1 from the positioning device 100 to the at least three receivers 200 based on the location information GI of the at least three receivers 200 . d2 and d3) can be calculated, respectively. Thereafter, transmission times dta, dtb, dtc; dt required for the synchronization signal CS to be transmitted from the positioning device 100 to the at least three receivers 200 may be calculated, respectively. Here, the transfer time dt may be calculated using the distances d1, d2, d3 and the velocity v of the medium when v is the velocity of the medium through which the synchronization signal CS is transmitted.

측위 장치(100)로부터 제1 내지 제3 수신기(200a, 200b, 200c) 각각까지 제1 응답 신호(RS1)가 전달되는데 소요되는 시간을 응답신호 전달시간(RTa, RTb, RTc; RT)이라 한다. A time required for the first response signal RS1 to be transmitted from the positioning device 100 to each of the first to third receivers 200a, 200b, and 200c is referred to as a response signal transmission time (RTa, RTb, RTc; RT). .

측위 장치(100)는 동기화 신호(CS)의 전달 시간들(dt)에 기초하여, 상기 적어도 3개의 수신기들(200)이 제1 응답 신호를 각각 수신한 시간 정보(TI1)를 보정할 수 있다. 이후, 상기 보정된 시간 정보(TI1) 및 위치 정보(GI)에 기초하여 제1 수중 이동체(300a)의 위치를 결정 또는 측정할 수 있다.The positioning device 100 may correct the time information TI1 at which the at least three receivers 200 each received the first response signal, based on the transmission times dt of the synchronization signal CS. . Thereafter, the position of the first underwater vehicle 300a may be determined or measured based on the corrected time information TI1 and the position information GI.

구체적으로, 제1 수신기(200a)의 제1 시간 정보(TI1a)는 t₀+RTa+dta, 제2 수신기(200b)의 제1 시간 정보(TI1b)는 t₀+RTb+dtb, 제3 수신기(200c)의 제1 시간 정보(TI1c)는 t₀+RTc+dtc로 보정될 수 있다. 이때, dta, dtb 및 dtc 각각은 d1/v, d2/v 및 d3/v일 수 있다.Specifically, the first time information TI1a of the first receiver 200a is t ₀ +RTa+dta, the first time information TI1b of the second receiver 200b is t ₀ +RTb+dtb, and the third receiver The first time information TI1c of 200c _{may be corrected as t 0} +RTc+dtc. In this case, each of dta, dtb, and dtc may be d1/v, d2/v, and d3/v.

일 예로, 인공 위성(10)을 통한 시간 오차 범위는 약 40 ㎲일 수 있는 반면, 보정부(140)를 통한 오차 범위는 약 0.1 ㎲일 수 있다. 즉, 보정부(140)가 송신하는 동기화 신호(CS)를 통해 수신기(200)의 시간을 더 정밀하게 제어할 수 있다. For example, the time error range through the artificial satellite 10 may be about 40 μs, while the error range through the correction unit 140 may be about 0.1 μs. That is, the time of the receiver 200 can be more precisely controlled through the synchronization signal CS transmitted by the compensator 140 .

또한, 측위 장치(100)의 보정부(140)는 동기화 신호(CS)를 복수의 수신기들(200)에 미리 설정된 시간 간격을 두고 주기적으로 송신할 수 있다. 동기화 신호(CS)의 주기적 송신을 통해 수신기들(200) 각각의 시간을 더 유동적이고 실시간으로 동기화할 수 있다.Also, the compensator 140 of the positioning device 100 may periodically transmit the synchronization signal CS to the plurality of receivers 200 at preset time intervals. Through periodic transmission of the synchronization signal CS, the time of each of the receivers 200 may be more flexible and synchronized in real time.

이와 같이 본 발명의 실시예들에 따르면, 측위 장치(100)가 복수의 수신기들(200) 각각에 동기화 신호(CS)를 송신함으로써 수신기들(200) 간의 클럭 오차를 최소화하여, 수중 이동체(300)의 위치 측정의 정확도를 높일 수 있다.As described above, according to embodiments of the present invention, the positioning device 100 minimizes the clock error between the receivers 200 by transmitting the synchronization signal CS to each of the plurality of receivers 200, the underwater vehicle 300 ) can increase the accuracy of position measurement.

다른 식별 번호를 가지는 수중 이동체(300b, 300c, …, 300n)의 위치 또한 전술한 제1 수중 이동체(300a)와 마찬가지의 방법으로 측정될 수 있다.The position of the underwater mobile body (300b, 300c, ..., 300n) having a different identification number may also be measured in the same way as the first underwater mobile body (300a) described above.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 시스템의 일부를 설명하기 위한 도면이다. 일 예에 따른 수신기(200)가 도시되어 있다. 이하, 전술한 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명할 수 있다.6 is a view for explaining a part of a system for measuring the position of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention. A receiver 200 according to an example is shown. Hereinafter, the same components as those described above may be described using the same reference numerals.

본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체(300)의 위치를 측정하는 시스템의 일부인 수신기(200)는, 몸체(210), 인공위성 수신기(220), 수중 모뎀(230), 송신기(240) 및 이동 장치(250)를 포함할 수 있다.The receiver 200, which is a part of the system for measuring the position of the underwater vehicle 300 according to an embodiment of the present invention, includes a body 210, a satellite receiver 220, an underwater modem 230, a transmitter 240, and a movement device 250 may be included.

몸체(210)에는 인공위성 수신기(220), 수중 모뎀(230), 송신기(240) 및 이동 장치(250)가 연결되어 있을 수 있다.A satellite receiver 220 , an underwater modem 230 , a transmitter 240 , and a mobile device 250 may be connected to the body 210 .

위성 신호 수신기(220)는 인공 위성(10)으로부터 신호(일 예로, GPS(Global Positioning System) 신호)를 수신 받을 수 있다. 각 수신기(200)는 이러한 신호를 통해 각 수신기(200)의 위치 정보(GI)를 산출할 수 있다.The satellite signal receiver 220 may receive a signal (eg, a global positioning system (GPS) signal) from the artificial satellite 10 . Each receiver 200 may calculate the location information GI of each receiver 200 through this signal.

수중 모뎀(230)은 수중 이동체(300)가 송신하는 응답 신호(RS) 등을 수신하고, 응답 신호(RS)가 수신된 시각을 측정할 수 있다.The underwater modem 230 may receive a response signal RS, etc. transmitted by the underwater vehicle 300, and measure the time at which the response signal RS is received.

송신기(240)는 상기 위치 정보(GI) 및 수중 이동체(300)로부터 수신한 시간 정보(TI)를 포함하는 도달 신호(AS) 등을 측위 장치(100)에 전송할 수 있다.The transmitter 240 may transmit an arrival signal AS including the location information GI and the time information TI received from the underwater vehicle 300 to the positioning device 100 .

이동 장치(250)는 수신기(200)가 소정의 영역 내에 표류할 수 있도록 수신기(200)의 위치를 제어할 수 있다.The mobile device 250 may control the position of the receiver 200 so that the receiver 200 may drift within a predetermined area.

본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체(300)의 위치를 측정하는 시스템에 따르면, 도 6과 같은 수신기(200)를 사용하여 수신기(200)의 배치를 용이하게 함으로써 DOP(Dilution of Precision) 성능을 향상시킬 수 있다. 그러나, 수신기(200)의 종류 및 형태는 본 발명을 제한하지 않는다.According to the system for measuring the position of the underwater mobile body 300 according to an embodiment of the present invention, DOP (Dilution of Precision) performance by facilitating the arrangement of the receiver 200 using the receiver 200 as shown in FIG. can improve However, the type and shape of the receiver 200 do not limit the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 이하, 도 1 내지 도 6에서 설명한 내용과 동일한 내용은 설명을 생략하거나 간단히 할 수 있다.7 is a flowchart for explaining a method for measuring a position of an underwater vehicle according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the same contents as those described with reference to FIGS. 1 to 6 may be omitted or simplified.

본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 측위 장치(100)는 제1 수중 이동체(300a)의 식별 번호를 포함하는 제1 질문 신호(QS1)를 전송할 수 있다 (S100).The positioning device 100 for measuring the position of the underwater mobile body according to an embodiment of the present invention may transmit a first question signal QS1 including the identification number of the first underwater mobile body 300a (S100).

이후, 본 발명의 측위 장치(100)는 복수의 수신기(200) 중 적어도 3개의 수신기(200)가 각각 송신하는 적어도 3개의 제1 도달 신호(AS1)를 수신할 수 있다 (S110). 이때, 제1 도달 신호(AS1)는 제1 수중 이동체(300a)가 제1 질문 신호(QS1)에 응답하여 출력하는 제1 응답 신호(RS1)를 대응하는 수신기(200)가 수신한 시간 정보(TI1), 및 수신기(200)의 위치 정보(GI)를 포함할 수 있다.Thereafter, the positioning apparatus 100 of the present invention may receive at least three first arrival signals AS1 transmitted by at least three receivers 200 among the plurality of receivers 200 ( S110 ). At this time, the first arrival signal AS1 is the time information received by the receiver 200 corresponding to the first response signal RS1 output by the first underwater vehicle 300a in response to the first question signal QS1 ( TI1), and location information (GI) of the receiver 200 .

이후, 측위 장치(100)는 상기 적어도 3개의 제1 도달 신호(AS1)에 기초하여 제1 수중 이동체(300a)의 위치를 결정할 수 있다 (S120).Thereafter, the positioning device 100 may determine the position of the first underwater mobile body 300a based on the at least three first arrival signals AS1 (S120).

한편, 측위 장치(100)는 제2 수중 이동체(300b)의 식별 번호를 포함하는 제2 질문 신호(QS2)를 전송할 수 있다 (S200).On the other hand, the positioning device 100 may transmit a second question signal (QS2) including the identification number of the second underwater mobile body (300b) (S200).

이후, 본 발명의 측위 장치(100)는 복수의 수신기(200) 중 적어도 3개의 수신기(200)가 각각 송신하는 적어도 3개의 제2 도달 신호(AS2)를 수신할 수 있다 (S220). 이때, 제2 도달 신호(AS2)는 제2 수중 이동체(300b)가 제2 질문 신호(QS2)에 응답하여 출력하는 제2 응답 신호(RS2)를 대응하는 수신기(200)가 수신한 시간 정보(TI2), 및 수신기(200)의 위치 정보(GI)를 포함할 수 있다.Thereafter, the positioning device 100 of the present invention may receive at least three second arrival signals AS2 transmitted by at least three of the plurality of receivers 200, respectively (S220). At this time, the second arrival signal AS2 is the time information received by the receiver 200 corresponding to the second response signal RS2 output by the second underwater vehicle 300b in response to the second question signal QS2 ( TI2), and location information (GI) of the receiver 200 .

이후, 측위 장치(100)는 상기 적어도 3개의 제2 도달 신호(AS2)에 기초하여 제2 수중 이동체(300b)의 위치를 결정할 수 있다 (S220). Thereafter, the positioning device 100 may determine the position of the second underwater mobile body 300b based on the at least three second arrival signals AS2 (S220).

제1 수중 이동체(300a)는 제1 질문 신호(QS1) 및 상기 제2 질문 신호(QS2)를 수신하고, 제1 수중 이동체(300a)의 식별 번호를 포함하는 제1 질문 신호(QS1)에만 선택적으로 응답하여 제1 응답 신호(RS1)를 출력할 수 있다.The first underwater vehicle 300a receives the first question signal QS1 and the second question signal QS2, and selects only the first question signal QS1 including the identification number of the first underwater vehicle 300a In response, the first response signal RS1 may be output.

제2 수중 이동체(300b)는 제1 질문 신호(QS1) 및 제2 질문 신호(QS2)를 수신하고, 제2 수중 이동체(300b)의 식별 번호를 포함하는 제2 질문 신호(QS2)에만 선택적으로 응답하여 제2 응답 신호(RS2)를 출력할 수 있다.The second underwater vehicle 300b receives the first interrogation signal QS1 and the second interrogation signal QS2, and selectively only to the second interrogation signal QS2 including the identification number of the second underwater vehicle 300b In response, the second response signal RS2 may be output.

제1 질문 신호(QS1)를 전송한 시간으로부터 소정의 시간이 경과한 후에, 제2 질문 신호(QS2)를 송신할 수 있다. 즉, S100 단계가 수행된 이후에 S200 단계가 수행될 수 있다.After a predetermined time elapses from the time when the first interrogation signal QS1 is transmitted, the second interrogation signal QS2 may be transmitted. That is, after step S100 is performed, step S200 may be performed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 3개의 제1 도달 신호(RS1)에 기초하여 제1 수중 이동체(300a)의 위치가 결정된 후에, 제2 질문 신호(QS2)를 송신할 수 있다. 즉, S120 단계가 수행된 이후에 S200 단계가 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after the position of the first underwater vehicle 300a is determined based on the at least three first arrival signals RS1, the second interrogation signal QS2 may be transmitted. That is, after step S120 is performed, step S200 may be performed.

본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치 측정 방법은, S100 내지 S120 단계 사이에서 복수의 수신기들(200)의 시간을 동기화하는 동기화 신호(CS)를 송신하는 단계, 및 상기 복수의 수신기들(200) 각각이 동기화 신호(CS)를 수신하고, 동기화 신호(CS)에 응답하여 내부 시간을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for measuring the position of an underwater mobile body according to an embodiment of the present invention comprises the steps of transmitting a synchronization signal (CS) for synchronizing the time of a plurality of receivers 200 between steps S100 to S120, and the plurality of receivers 200 , each receiving the synchronization signal CS, and changing the internal time in response to the synchronization signal CS.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법 중 특정 단계를 설명하기 위한 순서도이다. 도 7에서 A로부터 B까지 표시된 S120 단계에 관하여 더 상세히 설명하기로 한다.8 is a flowchart for explaining a specific step of the method for measuring the position of the underwater vehicle according to an embodiment of the present invention. Step S120 indicated from A to B in FIG. 7 will be described in more detail.

도 8을 참고하면, S120 단계는 S121 및 S122 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , step S120 may include steps S121 and S122.

본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체(300)의 위치 측정 방법에 의하면, 상기 적어도 3개의 수신기들(200) 각각이 제1 응답 신호(RS1)를 수신한 시간 정보(TI1)에 기초하여, 제1 수중 이동체(300a)로부터 적어도 3개의 수신기들(200) 각각까지의 이격 거리 함수들을 결정할 수 있다 (S121).According to the method for measuring the position of the underwater vehicle 300 according to an embodiment of the present invention, each of the at least three receivers 200 based on the time information TI1 received the first response signal RS1, It is possible to determine the separation distance functions from the first underwater mobile body 300a to each of the at least three receivers 200 (S121).

이후, 적어도 3개의 수신기들(200) 각각의 위치 정보(GI) 및 이격 거리 함수들에 기초하여, 제1 수중 이동체(300a)의 위치를 결정할 수 있다 (S122).Then, based on the location information (GI) and the separation distance functions of each of the at least three receivers 200, it is possible to determine the position of the first underwater mobile body (300a) (S122).

이때, 제1 수중 이동체(300a)의 위치는 제1 수중 이동체(300a)와 적어도 3개의 수신기들(200) 각각 사이의 이격 거리들에 대하여 삼변 측량법을 적용하여 산출될 수 있다.In this case, the position of the first underwater mobile body 300a may be calculated by applying trilateration to the separation distances between the first underwater mobile body 300a and each of the at least three receivers 200 .

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체의 위치를 측정하는 방법 중 특정 단계를 설명하기 위한 순서도이다. 도 7에서 A로부터 B까지 표시된 S120 단계가 포함하는 다른 단계들에 관하여 설명하기로 한다.9 is a flowchart for explaining a specific step of the method for measuring the position of the underwater mobile body according to an embodiment of the present invention. Other steps included in step S120 indicated from A to B in FIG. 7 will be described.

도 9를 참고하면, S120 단계는 S125 내지 S129 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9 , step S120 may include steps S125 to S129 .

본 발명의 일 실시예에 따른 수중 이동체(300)의 위치 측정 방법에 의하면, 측위 장치(100)의 위치를 결정할 수 있다 (S125).According to the method for measuring the position of the underwater mobile body 300 according to an embodiment of the present invention, the position of the positioning device 100 may be determined (S125).

이후, 적어도 3개의 수신기들(200)의 위치 정보(GI)에 기초하여 측위 장치(100)에서 적어도 3개의 수신기들(200)까지의 거리(d1, d2, d3, …, dn)를 각각 산출할 수 있다 (S126).Then, based on the location information GI of the at least three receivers 200, the distances d1, d2, d3, ..., dn from the positioning device 100 to the at least three receivers 200 are calculated, respectively. It can be done (S126).

이후, 적어도 3개의 수신기들(200)까지 동기화 신호(CS)가 전달되는데 소요되는 전달 시간들(dt)을 각각 산출할 수 있다 (S127).Thereafter, the transmission times dt required for the synchronization signal CS to be transmitted to the at least three receivers 200 may be calculated, respectively (S127).

이후, 전달 시간들(dt)에 기초하여, 적어도 3개의 수신기들(200)이 제1 응답 신호(RS1)를 각각 수신한 시간 정보(TI)를 보정할 수 있다 (S128).Thereafter, based on the transfer times dt, the time information TI at which the at least three receivers 200 respectively receive the first response signal RS1 may be corrected ( S128 ).

이후, 보정된 시간 정보(TI) 및 적어도 3개의 수신기들(200)의 위치 정보(GI)에 기초하여 제1 수중 이동체(300a)의 위치를 결정할 수 있다 (S129).Thereafter, the position of the first underwater mobile body 300a may be determined based on the corrected time information TI and the position information GI of the at least three receivers 200 ( S129 ).

도 7에서 C로부터 D까지 표시된 제2 수중 이동체(300b)에 관한 S220 단계 및 제j 수중 이동체(300j)에 관하여도, 도 8 및 도 9에서 전술한 제1 수중 이동체(300a)와 마찬가지의 수중 이동체의 위치 측정 방법이 적용될 수 있다.Step S220 with respect to the second underwater mobile body 300b indicated from C to D in FIG. 7 and also with respect to the j-th underwater mobile body 300j, the same underwater as the first underwater mobile body 300a described above in FIGS. 8 and 9 A method of measuring the position of a moving object may be applied.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 저장하는 것일 수 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. The embodiment according to the present invention described above may be implemented in the form of a computer program that can be executed through various components on a computer, and such a computer program may be recorded in a computer-readable medium. In this case, the medium may be to store a program executable by a computer. Examples of the medium include a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floppy disk, and those configured to store program instructions, including ROM, RAM, flash memory, and the like.

한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.Meanwhile, the computer program may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and used by those skilled in the computer software field. Examples of the computer program may include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims Various modifications are possible by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or prospect of the present invention.

따라서, 본 발명의 사상은 앞에서 설명된 실시 예들에 국한하여 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위가 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the spirit of the present invention should not be limited to the scope of the scope of the present invention. will be said to belong to

10: 인공 위성 100: 측위 장치
110: 제어부 120: 송신부
130: 수신부 140: 보정부
150: 메모리 200: 수신기
300: 수중 이동체 310: 송수신부
QS: 질문 신호 RS: 응답 신호
AS: 도달 신호 CS: 동기화 신호
GI: 위치 정보 TI: 시간 정보
st: 송신 시간 dt: 전달 시간10: satellite 100: positioning device
110: control unit 120: transmitter
130: receiver 140: correction unit
150: memory 200: receiver
300: underwater moving body 310: transceiver
QS: question signal RS: response signal
AS: arrival signal CS: synchronization signal
GI: location information TI: time information
st: Transmission time dt: Transmission time

Claims

A method of measuring the positions of a plurality of underwater vehicles performed by a positioning device in communication with a plurality of receivers, the method comprising:
transmitting a first question signal including an identification number of a first underwater vehicle among the plurality of underwater vehicles;
Receiving at least three first arrival signals respectively transmitted by at least three receivers among the plurality of receivers, wherein the first arrival signal is output by the first underwater vehicle in response to the first interrogation signal including time information received by a receiver corresponding to the response signal, and location information of the receiver;
determining a position of the first underwater vehicle based on the at least three first arrival signals;
transmitting a second question signal including an identification number of a second underwater vehicle among the plurality of underwater vehicles;
Receiving at least three second arrival signals each transmitted by at least three of the plurality of receivers, wherein the second arrival signal is a second arrival signal output by the second underwater vehicle in response to the second interrogation signal including time information received by a receiver corresponding to the response signal, and location information of the receiver; and
determining the position of the second underwater vehicle based on the at least three second arrival signals; and
The first underwater vehicle receives the first question signal and the second question signal, and selectively responds only to the first question signal including the identification number of the first underwater vehicle and outputs the first response signal,
The second underwater vehicle receives the first question signal and the second question signal, and selectively responds only to a second question signal including the identification number of the second underwater vehicle to output the second response signal, A method of measuring the position of an underwater vehicle.

delete

According to claim 1,
After a predetermined time elapses from the time when the first interrogation signal is transmitted, the second interrogation signal is transmitted.

4. The method of claim 3,
After the position of the first underwater vehicle is determined based on the at least three first arrival signals,
Transmitting the second interrogation signal, the position measurement method of the underwater vehicle.

4. The method of claim 3,
Determining the position of the first underwater mobile body based on the at least three first arrival signals,
determining separation distance functions from the first underwater vehicle to each of the at least three receivers based on the time information at which each of the at least three receivers received the first response signal; and
Based on the position information and the separation distance functions of each of the at least three receivers, determining the position of the first underwater vehicle; Containing, a method of measuring a position of an underwater vehicle.

6. The method of claim 5,
The position of the first underwater vehicle is calculated by applying trilateration to the separation distances between the first underwater vehicle and each of the at least three receivers.

According to claim 1,
When the plurality of underwater vehicles includes n underwater vehicles, n is a natural number of 3 or more, and j is a natural number of 1 or more and n or less,
Transmitting a j-th interrogation signal including the identification number of the j-th underwater vehicle;
Receiving at least three j-th arrival signals each transmitted by at least three receivers among the plurality of receivers, wherein the j-th arrival signal is a j-th signal output by the j-th underwater vehicle in response to the j-th interrogation signal including time information received by a receiver corresponding to the response signal, and location information of the receiver; and
Determining the position of the j-th underwater vehicle based on the at least three j-th arrival signals; further comprising, a method for measuring a position of an underwater vehicle.

8. The method of claim 7,
The j-th underwater vehicle receives the first to j-th interrogation signals, and selectively responds only to the j-th interrogation signal including the identification number of the j-th underwater vehicle.

9. The method of claim 8,
In order to prevent the first to j-th response signals from overlapping each other, the first to j-th question signals are transmitted at predetermined time intervals according to a preset order, a method for measuring the position of an underwater vehicle.

According to claim 1,
transmitting a synchronization signal for synchronizing the time of the plurality of receivers; and
Each of the plurality of receivers receiving the synchronization signal, and changing the internal time in response to the synchronization signal; further comprising, a method of measuring the position of an underwater vehicle.

11. The method of claim 10,
Determining the position of the first underwater mobile body based on the at least three first arrival signals,
determining a position of the positioning device;
calculating distances from the positioning device to the at least three receivers, respectively, based on the location information of the at least three receivers;
calculating transmission times required for the synchronization signal to be transmitted to the at least three receivers, respectively;
correcting time information at which the at least three receivers respectively received the first response signal based on the transfer times; and
Determining the position of the first underwater vehicle based on the corrected time information and the position information of the at least three receivers; Containing, a method of measuring the position of the underwater vehicle.

A computer program stored in a medium for executing the method of any one of claims 1 and 3 to 11 using a computer.

In a positioning device communicating with a plurality of receivers to measure the positions of a plurality of underwater moving bodies,
The positioning device includes a controller, a transmitter and a receiver,
The transmitter transmits a first question signal including an identification number of a first underwater mobile body among the plurality of underwater mobile bodies,
The receiver receives at least three first arrival signals transmitted by at least three receivers, respectively, of the plurality of receivers, and the first arrival signal is a first signal output by the first underwater vehicle in response to the first interrogation signal 1 includes time information received by the receiver corresponding to the response signal, and location information of the receiver,
The control unit determines the position of the first underwater mobile body based on the at least three first arrival signals,
The transmitter transmits a second question signal including an identification number of a second underwater vehicle among the plurality of underwater vehicles,
The receiver receives at least three second arrival signals transmitted by at least three receivers, respectively, of the plurality of receivers, and the second arrival signal is a second arrival signal output by the second underwater vehicle in response to the second interrogation signal 2 Including time information received by the receiver corresponding to the response signal and location information of the receiver,
The control unit determines the position of the second underwater mobile body based on the at least three second arrival signals,
The first underwater vehicle receives the first question signal and the second question signal, and selectively responds only to the first question signal including the identification number of the first underwater vehicle and outputs the first response signal,
The second underwater vehicle receives the first question signal and the second question signal, and selectively responds only to a second question signal including the identification number of the second underwater vehicle to output the second response signal, Positioning device for underwater vehicles.

delete

14. The method of claim 13,
The transmitter transmits the second interrogation signal after a predetermined time elapses from the time when the first interrogation signal is transmitted.

16. The method of claim 15,
The transmitter is
After the control unit determines the position of the first underwater mobile body based on the at least three first arrival signals,
A positioning device for an underwater vehicle that transmits the second interrogation signal.

16. The method of claim 15,
The control unit is
Based on the time information at which each of the at least three receivers received the first response signal, determine separation distance functions from the first underwater vehicle to each of the at least three receivers,
Based on the location information of each of the at least three receivers and the separation distance functions, determining the position of the first underwater vehicle, the underwater vehicle positioning device.

14. The method of claim 13,
The control unit is
and calculating the position of the first underwater vehicle by applying trilateration to the separation distances between the first underwater vehicle and each of the at least three receivers.

14. The method of claim 13,
When the plurality of underwater vehicles includes n underwater vehicles, n is a natural number of 3 or more, and j is a natural number of 1 or more and n or less,
The transmitter transmits a j-th question signal including the identification number of the j-th underwater mobile body,
The receiving unit receives at least three j-th arrival signals transmitted by at least three receivers, respectively, of the plurality of receivers, and the j-th arrival signal is output by the j-th underwater vehicle in response to the j-th interrogation signal j includes time information received by the receiver corresponding to the response signal, and location information of the receiver,
Wherein the control unit determines the position of the j-th underwater mobile body based on the at least three j-th arrival signals, the positioning device of the underwater mobile.

20. The method of claim 19,
The j-th underwater vehicle receives the first to j-th interrogation signals, and selectively responds only to the j-th interrogation signal including the identification number of the j-th underwater vehicle.

21. The method of claim 20,
The transmitter transmits the first to j-th question signals at predetermined time intervals in a preset order so that the first to j-th response signals do not overlap with each other, the positioning device of the underwater vehicle.

14. The method of claim 13,
The positioning device further comprises a correction unit,
The correction unit,
Transmitting a synchronization signal for synchronizing the time of the plurality of receivers,
wherein each of the plurality of receivers receives the synchronization signal and changes an internal time in response to the synchronization signal.

23. The method of claim 22,
The control unit is
determining the location of the positioning device;
calculating a distance from the positioning device to the at least three receivers, respectively, based on the location information of the at least three receivers,
Calculating the transmission times required for the synchronization signal to be transmitted to the at least three receivers, respectively;
Based on the transfer times, the at least three receivers correct time information at which each of the first response signals is received,
A positioning device of the underwater vehicle for determining the position of the first underwater vehicle based on the corrected time information and the position information of the at least three receivers.

In the position measurement system for measuring the position of a plurality of underwater moving bodies,
a plurality of receivers for receiving response signals from the plurality of underwater vehicles; and
A positioning device communicating with the plurality of receivers to measure the positions of the plurality of underwater vehicles; includes,
The positioning device is
Transmitting a first interrogation signal including an identification number of a first underwater vehicle among the plurality of underwater vehicles, and receiving at least three first arrival signals transmitted by at least three receivers of the plurality of receivers, respectively, the at least three The receiver determines the position of the first underwater vehicle based on the first arrival signal, and the first arrival signal is a receiver that receives the first response signal output by the first underwater vehicle in response to the first question signal It includes the received time information, and the location information of the receiver,
Transmitting a second interrogation signal including an identification number of a second underwater vehicle among the plurality of underwater vehicles, receiving at least three second arrival signals respectively transmitted by at least three receivers of the plurality of receivers, the at least A receiver that determines the position of the second underwater vehicle based on three second arrival signals, and the second arrival signal receives a second response signal output by the second underwater vehicle in response to the second question signal includes the received time information and location information of the receiver,
The first response signal is that the first underwater vehicle receives the first question signal and the second question signal, and selectively responds to only the first question signal including the identification number of the first underwater vehicle and is output is a signal,
The second response signal is that the second underwater vehicle receives the first question signal and the second question signal, and is output in response to only a second question signal including the identification number of the second underwater vehicle A signal, a positioning system for an underwater vehicle.