KR102561065B1 - Method and apparatus for improving satellite navigation positioning performance using stap of anti-jamming technology - Google Patents
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Abstract
본 실시예들은 항재밍 기술의 STAP를 적용한 위치 측정에서 위성별 상이한 딜레이를 갖는 STAP의 출력에 대해서 그룹 딜레이가 상수가 되도록 보상하는 방식을 통해, 위치 오차를 최소화하여 측위 성능을 향상시키는 위성항법 측위 성능 향상 장치 및 방법을 제공한다.The present embodiments are satellite navigation positioning that improves positioning performance by minimizing position error through a method of compensating the output of STAP having different delays for each satellite so that the group delay becomes a constant in position measurement to which STAP of anti-jamming technology is applied. A performance enhancing device and method are provided.
Description
본 실시예가 속하는 기술 분야는 항재밍 기술의 STAP를 이용한 위성항법 측위 성능 향상 장치 및 방법에 관한 것이다. The technical field to which this embodiment belongs relates to a satellite navigation positioning performance improvement apparatus and method using STAP of anti-jamming technology.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this part merely provide background information on the present embodiment and do not constitute prior art.
위성항법 시스템은 지구 밖 2만 Km 상공에서 신호를 송신하고 수신시 수신 신호 감도가 매우 약하므로, 공격자가 의도적으로 송신한 재밍 신호에 취약한 문제가 있다. 위성항법 시스템에 적용되는 항재밍 기술로 적응형 어레이 안테나를 이용한 널링(nulling) 또는 빔포밍(beam forming)을 수행하는 방식이 있다.Since the satellite navigation system transmits a signal at an altitude of 20,000 km above the earth and has very weak reception signal sensitivity when receiving, it is vulnerable to jamming signals intentionally transmitted by an attacker. As an anti-jamming technology applied to a satellite navigation system, there is a method of performing nulling or beam forming using an adaptive array antenna.
STAP(Space Time Adaptive Processing)를 적용한 항재밍 처리 과정에서 STAP의 출력은 위성마다 상이한 딜레이 왜곡이 발생하여 측위 과정에서 위치 오차가 발생하는 문제가 있다.In the anti-jamming process to which STAP (Space Time Adaptive Processing) is applied, different delay distortions are generated in the output of STAP for each satellite, which causes a position error in the positioning process.
본 발명의 실시예들은 항재밍 기술의 STAP를 적용한 위치 측정에서 위성별 상이한 딜레이를 갖는 STAP의 출력에 대해서 그룹 딜레이가 상수가 되도록 보상하는 방식을 통해, 위치 오차를 최소화하여 측위 성능을 향상시키는데 주된 목적이 있다.Embodiments of the present invention are mainly to improve positioning performance by minimizing position error through a method of compensating the output of STAP having different delays for each satellite so that the group delay becomes a constant in position measurement to which STAP of anti-jamming technology is applied. There is a purpose.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.Other non-specified objects of the present invention may be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 위성항법 측위 성능 향상 장치에 있어서, 복수의 위성으로부터 위성 신호를 수신하는 어레이 안테나; 상기 어레이 안테나의 어레이 엘리먼트에 각각 연결되며 상기 위성 신호를 하향 변환하고 제1 디지털 신호로 변환하는 복수의 신호 변환 모듈; 상기 제1 디지털 신호에 대해서 항재밍 신호 처리를 수행하여 제2 디지털 신호를 출력하는 하나 이상의 STAP(Space Time Adaptive Processing) 모듈; 상기 제2 디지털 신호에 대해서 왜곡 보상을 수행하여 제3 디지털 신호를 출력하는 복수의 보상 필터 모듈; 상기 제3 디지털 신호를 기반으로 위치를 결정하는 위성항법 수신기를 포함하는 위성항법 측위 성능 향상 장치를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, an apparatus for improving satellite navigation positioning performance includes an array antenna for receiving satellite signals from a plurality of satellites; a plurality of signal conversion modules connected to array elements of the array antenna and down-converting the satellite signal and converting the satellite signal into a first digital signal; one or more Space Time Adaptive Processing (STAP) modules for outputting a second digital signal by performing anti-jamming signal processing on the first digital signal; a plurality of compensation filter modules configured to output a third digital signal by performing distortion compensation on the second digital signal; Provided is a satellite navigation positioning performance improvement device including a satellite navigation receiver for determining a location based on the third digital signal.
상기 제2 디지털 신호는 위성별 왜곡된 딜레이 조합을 가질 수 있다.The second digital signal may have a distorted delay combination for each satellite.
상기 제3 디지털 신호는 위성에 무관한 고정 딜레이를 가질 수 있다.The third digital signal may have a fixed delay independent of the satellite.
상기 보상 필터 모듈은 왜곡에 대해서 컨쥬게이트 연산 및 시간 전환을 수행할 수 있다.The compensation filter module may perform conjugate operation and time conversion on distortion.
상기 보상 필터 모듈은 복수의 필터 가중치 연산과 복수의 딜레이를 수행하며, 상기 위성항법 측위 성능 향상 장치는 상기 보상 필터 모듈에 연결되어 왜곡 보상에 필요한 가중치를 산출하는 제2 가중치 추정 모듈을 포함할 수 있다.The compensation filter module may perform a plurality of filter weight calculations and a plurality of delays, and the satellite navigation positioning performance improvement device may include a second weight estimation module connected to the compensation filter module to calculate weights required for distortion compensation. there is.
상기 STAP 모듈은 복수의 필터 가중치 연산과 복수의 딜레이를 수행할 수 있다.The STAP module may perform a plurality of filter weight calculations and a plurality of delays.
상기 STAP 모듈은 상기 복수의 신호 변환 모듈에 연결되고 상기 복수의 보상 필터 모듈에 연결된 하나의 모듈이며, 재밍 신호를 억제하는 널 조향(Null Steering)을 수행할 수 있다.The STAP module is one module connected to the plurality of signal conversion modules and the plurality of compensation filter modules, and may perform null steering to suppress a jamming signal.
상기 위성항법 측위 성능 향상 장치는 상기 STAP 모듈에 연결되어 널 조향에 필요한 가중치를 산출하는 제1 가중치 추정 모듈을 포함할 수 있다.The apparatus for improving satellite navigation positioning performance may include a first weight estimation module connected to the STAP module to calculate weights required for null steering.
상기 STAP 모듈은 상기 복수의 신호 변환 모듈에 연결되고 상기 복수의 보상 필터 모듈에 각각 연결된 복수의 모듈이며, 널링을 기반으로 신호의 크기를 증가시키는 빔 포밍(Beam Forming)을 수행할 수 있다.The STAP module is a plurality of modules connected to the plurality of signal conversion modules and respectively connected to the plurality of compensation filter modules, and may perform beam forming to increase the amplitude of a signal based on nulling.
상기 위성항법 측위 성능 향상 장치는 상기 STAP 모듈에 연결되어 빔 포밍에 필요한 가중치를 산출하는 제3 가중치 추정 모듈을 포함할 수 있다.The apparatus for improving satellite navigation positioning performance may include a third weight estimation module that is connected to the STAP module and calculates weights required for beamforming.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 위성항법 측위 성능 향상 방법에 있어서, 복수의 위성으로부터 위성 신호를 수신하는 단계; 상기 위성 신호를 하향 변환하고 제1 디지털 신호로 변환하는 단계; 상기 제1 디지털 신호에 대해서 항재밍 신호 처리를 수행하여 제2 디지털 신호를 출력하는 단계; 상기 제2 디지털 신호에 대해서 왜곡 보상을 수행하여 제3 디지털 신호를 출력하는 단계; 상기 제3 디지털 신호를 기반으로 위치를 결정하는 단계를 포함하는 위성항법 측위 성능 향상 방법을 제공한다.According to another aspect of the present embodiment, a satellite navigation positioning performance improvement method includes receiving satellite signals from a plurality of satellites; down-converting the satellite signal to a first digital signal; outputting a second digital signal by performing anti-jamming signal processing on the first digital signal; outputting a third digital signal by performing distortion compensation on the second digital signal; It provides a satellite navigation positioning performance improvement method comprising determining a location based on the third digital signal.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 항재밍 기술의 STAP를 적용한 위치 측정에서 위성별 상이한 딜레이를 갖는 STAP의 출력에 대해서 그룹 딜레이가 상수가 되도록 보상하는 방식을 통해, 위치 오차를 최소화하여 측위 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the embodiments of the present invention, in the position measurement to which STAP of the anti-jamming technology is applied, the position error is reduced through a method of compensating so that the group delay becomes constant for the output of STAP having different delays for each satellite. There is an effect of improving the positioning performance by minimizing it.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.Even if the effects are not explicitly mentioned here, the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their provisional effects are treated as described in the specification of the present invention.
도 1 및 도 2는 항재밍 기술의 STAP이 적용된 위성항법 측위 장치를 예시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 측위 성능 향상 장치를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위성항법 측위 성능 향상 방법을 예시한 도면이다.1 and 2 are diagrams illustrating a satellite navigation positioning device to which STAP of anti-jamming technology is applied.
3 to 5 are diagrams illustrating an apparatus for improving satellite navigation positioning performance according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a satellite navigation positioning performance improvement method according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.Hereinafter, in the description of the present invention, if it is determined that a related known function may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention as an obvious matter to those skilled in the art, the detailed description thereof will be omitted, and some embodiments of the present invention will be described. It will be described in detail through exemplary drawings.
도 1 및 도 2는 항재밍 기술의 STAP이 적용된 위성항법 측위 장치를 예시한 도면이다.1 and 2 are diagrams illustrating a satellite navigation positioning device to which STAP of anti-jamming technology is applied.
항재밍 기술의 STAP이 적용된 위성항법 측위 장치는 어레이 안테나에 수신된 신호를 GPS(Global Positioning System) RF(Radio Frequency) 대역 또는 GNSS(Global Navigation Satellite System) RF 대역에서 증폭/하향 변환하고 ADC(Analog-Digital Converter)로 디지털 신호로 변환한 후 STAP(Space Time Adaptive Processing)을 통해 공간 시간 영역에서 신호 처리를 수행한다. 재밍 신호를 제거한 신호를 위성항법 수신기로 입력하여 측위를 수행한다.The satellite navigation positioning device to which STAP of anti-jamming technology is applied amplifies/downconverts the signal received by the array antenna in the GPS (Global Positioning System) RF (Radio Frequency) band or GNSS (Global Navigation Satellite System) RF band and ADC (Analog After converting to a digital signal with a -Digital Converter), signal processing is performed in the space-time domain through STAP (Space Time Adaptive Processing). Positioning is performed by inputting the signal from which the jamming signal has been removed to the satellite navigation receiver.
위성항법 측위 장치에 적용되는 항재밍 기술로 적응형 어레이 안테나를 이용한 널링(nulling) 또는 빔포밍(beam forming)을 수행하는 방식이 있다. 외부 자세 정보가 없으면 널링을 적용할 수 있고, 자세 정보가 유효하면 빔포밍을 적용할 수도 있다. 널링(널 조향)은 간섭신호(고출력 재밍신호)를 억제하는 방식이고, 빔포밍은 널링을 기반으로 원하는 신호의 크기를 극대화하는 방식이다.As an anti-jamming technology applied to a satellite navigation positioning device, there is a method of performing nulling or beam forming using an adaptive array antenna. If there is no external attitude information, nulling may be applied, and if the attitude information is valid, beamforming may be applied. Nulling (null steering) is a method of suppressing an interference signal (high-output jamming signal), and beamforming is a method of maximizing the size of a desired signal based on nulling.
기존의 STAP을 적용한 항재밍 방식을 이용하면 STAP의 출력에서 그룹 딜레이가 상수가 아니므로 위치 오차가 발생한다. If the anti-jamming method to which the existing STAP is applied is used, a position error occurs because the group delay is not a constant in the STAP output.
본 실시예에 따른 위성항법 측위 성능 향상 장치는 위성별 상이한 딜레이를 갖는 STAP의 출력에 대해서 그룹 딜레이가 상수가 되도록 보상하는 방식을 통해 유한 딜레이, 하나의 딜레이, 상수 딜레이, 또는 고정 딜레이를 갖게 되므로 위치 왜곡이 없어지고 위치 오차가 줄어든다. The apparatus for improving satellite navigation positioning performance according to the present embodiment has a finite delay, a single delay, a constant delay, or a fixed delay through a method of compensating the output of STAP having different delays for each satellite so that the group delay becomes constant. Position distortion is eliminated and position error is reduced.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법 측위 성능 향상 장치를 예시한 도면이다.3 to 5 are diagrams illustrating an apparatus for improving satellite navigation positioning performance according to an embodiment of the present invention.
위성항법 측위 성능 향상 장치(100)는 어레이 안테나(110), 복수의 신호 변환 모듈(120), 하나 이상의 STAP 모듈(130), 복수의 보상 필터 모듈(140), 위성항법 수신기(150)를 포함한다.The satellite navigation positioning performance improvement apparatus 100 includes an array antenna 110, a plurality of signal conversion modules 120, one or more STAP modules 130, a plurality of compensation filter modules 140, and a satellite navigation receiver 150. do.
어레이 안테나(110)는 복수의 위성으로부터 위성 신호를 수신한다. 어레이 안테나(110)는 복수의 어레이 엘리먼트를 포함한다. 어레이 엘리먼트는 위성 신호인 무선 주파수 신호를 송수신한다.The array antenna 110 receives satellite signals from a plurality of satellites. The array antenna 110 includes a plurality of array elements. The array elements transmit and receive radio frequency signals, which are satellite signals.
복수의 신호 변환 모듈(120)은 어레이 안테나의 어레이 엘리먼트에 각각 연결되며 위성 신호를 하향 변환하고 제1 디지털 신호로 변환한다.The plurality of signal conversion modules 120 are respectively connected to the array elements of the array antenna and down-convert the satellite signal and convert it into a first digital signal.
하나 이상의 STAP 모듈(130)은 제1 디지털 신호에 대해서 항재밍 신호 처리를 수행하여 제2 디지털 신호를 출력한다. 제2 디지털 신호는 위성별 왜곡된 딜레이 조합을 가질 수 있다.One or more STAP modules 130 output a second digital signal by performing anti-jamming signal processing on the first digital signal. The second digital signal may have a distorted delay combination for each satellite.
STAP 모듈(130)은 복수의 필터 가중치 연산과 복수의 딜레이를 수행할 수 있다. STAP 모듈(130)의 동작을 수학적으로 표현하면 수학식 1과 같다.The STAP module 130 may perform a plurality of filter weight calculations and a plurality of delays. The operation of the STAP module 130 is expressed mathematically as in Equation 1.
m은 공간 인덱스이고, n은 시간 인덱스이고, k는 시간 변수를 나타낸다. m is a spatial index, n is a temporal index, and k represents a temporal variable.
도 4를 참조하면 STAP 모듈(130)은 복수의 신호 변환 모듈에 연결되고 복수의 보상 필터 모듈에 연결된 하나의 모듈일 수 있으며, 재밍 신호를 억제하는 널 조향(Null Steering)을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the STAP module 130 may be one module connected to a plurality of signal conversion modules and connected to a plurality of compensation filter modules, and may perform null steering to suppress a jamming signal.
도 5를 참조하면 STAP 모듈(130)은 복수의 신호 변환 모듈에 연결되고 복수의 보상 필터 모듈에 각각 연결된 복수의 모듈일 수 있으며, 널링을 기반으로 신호의 크기를 증가시키는 빔 포밍(Beam Forming)을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 5, the STAP module 130 may be a plurality of modules connected to a plurality of signal conversion modules and each connected to a plurality of compensation filter modules, and beam forming that increases the size of a signal based on nulling can be performed.
널 조향을 예시로 하여 수학적으로 표현하면 수학식 2과 같다.Mathematical expression using null steering as an example is as shown in Equation 2.
널링 제한조건(c)에 대한 가중치를 산출할 수 있다.Weights for the nulling constraint (c) can be calculated.
STAP 모듈에 의해 공간적 시간적 항재밍 신호 처리를 수행하면 딜레이 왜곡을 발생시킨다. 위성별 상이한 딜레이 조합은 수학식 3과 같이 표현된다. Performing spatial-temporal anti-jamming signal processing by the STAP module causes delay distortion. Different delay combinations for each satellite are expressed as in Equation 3.
a는 위성 방향을 나타내는 조향 벡터를 의미하고, z-n은 n탭시간 지연을 나타낸다. STAP 모듈의 주파수 응답 특성(전달함수)는 공간축으로 각 가중치의 딜레이 함수를 합한 신호로 표현되어 위성마다 딜레이가 다르게 된다. a means a steering vector indicating a satellite direction, and z -n indicates an n-tap time delay. The frequency response characteristic (transfer function) of the STAP module is expressed as a signal obtained by summing the delay functions of each weight on the spatial axis, so that each satellite has a different delay.
그룹 딜레이가 위성에 관계없이 하나의 딜레이만 있다면 공통 바이어스로 처리가 가능하다. 이러한 딜레이 조건을 수학식으로 표현하면 수학식 4와 같다.If the group delay has only one delay regardless of the satellite, it can be processed as a common bias. The delay condition is expressed as Equation 4.
c1과 c2는 상수이다.c 1 and c 2 are constants.
그룹 딜레이에 대해서 주파수에 대한 미분을 적용하면 수학식 5와 같이 표현된다.Applying the derivative with respect to the frequency for the group delay is expressed as in Equation 5.
Φ(f)는 위상응답특성이다. 고정 딜레이를 갖도록 보정 필터 모듈을 적용한다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 위성의 개수에 따라 보정 필터 모듈을 적용한다.Φ(f) is the phase response characteristic. Apply a correction filter module to have a fixed delay. 4 and 5, a correction filter module is applied according to the number of satellites.
복수의 보상 필터 모듈(140)은 제2 디지털 신호에 대해서 왜곡 보상을 수행하여 제3 디지털 신호를 출력한다. 제3 디지털 신호는 고정 딜레이를 가질 수 있다.The plurality of compensation filter modules 140 output a third digital signal by performing distortion compensation on the second digital signal. The third digital signal may have a fixed delay.
보상 필터 모듈(140)은 왜곡을 갖는 원 응답에 대해서 컨쥬게이트(Conjugate) 연산 및 시간 전환(Time Reversal)을 수행할 수 있다. 보상 필터 모듈(140)은 복수의 필터 가중치 연산과 복수의 딜레이로 구현할 수 있다. The compensation filter module 140 may perform conjugate operation and time reversal on the original response with distortion. The compensation filter module 140 can be implemented with a plurality of filter weight calculations and a plurality of delays.
h(f)에 대하여 전체 응답은 h(f)h*(f)=|h(f)|2=htotal(f)이 되고, 주파수 도메인에서 실수가 되므로 시간 도메인에서 컨쥬게이트 대칭(conjugate symmetric)이 되고(y축 대칭 필터) 제로 위상(zero phase)이 된다.For h(f), the overall response is h(f)h * (f)=|h(f)| 2 = h total (f), and since it becomes a real number in the frequency domain, it becomes conjugate symmetric (y-axis symmetric filter) in the time domain and becomes zero phase.
구현상 딜레이가 추가되어도 고정 딜레이로 수학식 8과 같이 된다.In terms of implementation, even if a delay is added, Equation 8 is obtained as a fixed delay.
위성항법 측위 성능 향상 장치(100)는 보상 필터 모듈에 연결되어 왜곡 보상에 필요한 가중치를 산출하는 제2 가중치 추정 모듈(170)을 포함할 수 있다. 제2 가중치 추정 모듈(170)은 왜곡 보상에 필요한 가중치를 테스트를 통해 조건 기준에 맞는 가중치를 미리 산출하고 저장한 값을 적용하거나 실시간으로 산출할 수 있다.The satellite navigation positioning performance improvement apparatus 100 may include a second weight estimation module 170 connected to the compensation filter module to calculate weights required for distortion compensation. The second weight estimating module 170 may pre-calculate weights required for distortion compensation through tests and apply stored values or calculate weights that meet conditional criteria in real time.
위성항법 측위 성능 향상 장치(100)는 STAP 모듈에 연결되어 널 조향에 필요한 가중치를 산출하는 제1 가중치 추정 모듈(160)을 포함할 수 있다. 제1 가중치 추정 모듈(160)은 널 조향에 필요한 가중치를 테스트를 통해 조건 기준에 맞는 가중치를 미리 산출하고 저장한 값을 적용하거나 실시간으로 산출할 수 있다.The satellite navigation positioning performance improvement apparatus 100 may include a first weight estimation module 160 connected to the STAP module to calculate weights required for null steering. The first weight estimating module 160 may pre-calculate weights required for null steering through a test and apply stored values to weights that meet conditional standards or calculate them in real time.
위성항법 측위 성능 향상 장치(100)는 STAP 모듈에 연결되어 빔 포밍에 필요한 가중치를 산출하는 제3 가중치 추정 모듈(180)을 포함할 수 있다. 제3 가중치 추정 모듈(180)은 빔 포밍에 필요한 가중치를 테스트를 통해 조건 기준에 맞는 가중치를 미리 산출하고 저장한 값을 적용하거나 실시간으로 산출할 수 있다.The satellite navigation positioning performance improving apparatus 100 may include a third weight estimation module 180 connected to the STAP module to calculate weights required for beamforming. The third weight estimating module 180 may pre-calculate weights required for beamforming through a test and apply the stored values or calculate them in real time.
위성항법 수신기(150)는 제3 디지털 신호를 기반으로 위치를 결정한다.The satellite navigation receiver 150 determines a location based on the third digital signal.
위성항법 수신기(150)는 위성항법 신호를 수신 처리해서 항법 데이터 및 위성과의 상대적 거리에 의한 지연을 위성별 거리를 측정하여 항법 정보를 산출한다. 수신기에서 고도를 포함한 항법 정보 산출을 위해 4개 이상의 위성 신호를 처리해야 한다. 위성별 전송된 항법 신호 도착 시간차를 이용해서 위성과 수신기 간 거리를 계산하고 항법 메시지를 처리하여 수신기의 위치 및 시간을 결정한다.The satellite navigation receiver 150 receives and processes the satellite navigation signal, calculates navigation information by measuring the delay due to the navigation data and the relative distance to the satellite, and the distance to each satellite. In the receiver, four or more satellite signals must be processed to calculate navigation information including altitude. The distance between the satellite and the receiver is calculated using the arrival time difference of the navigation signal transmitted by satellite, and the position and time of the receiver are determined by processing the navigation message.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위성항법 측위 성능 향상 방법을 예시한 도면이다. 위성항법 측위 성능 향상 방법은 위성항법 측위 성능 향상 장치에 의해 수행될 수 있다.6 is a diagram illustrating a satellite navigation positioning performance improvement method according to another embodiment of the present invention. The satellite navigation positioning performance improvement method may be performed by a satellite navigation positioning performance improvement apparatus.
위성항법 측위 성능 향상 방법은 복수의 위성으로부터 위성 신호를 수신하는 단계(S210), 위성 신호를 하향 변환하고 제1 디지털 신호로 변환하는 단계(S220), 제1 디지털 신호에 대해서 항재밍 신호 처리를 수행하여 제2 디지털 신호를 출력하는 단계(S230), 제2 디지털 신호에 대해서 왜곡 보상을 수행하여 제3 디지털 신호를 출력하는 단계(S240), 제3 디지털 신호를 기반으로 위치를 결정하는 단계(S250)를 포함한다.The satellite navigation positioning performance improvement method includes receiving satellite signals from a plurality of satellites (S210), down-converting the satellite signals and converting them into a first digital signal (S220), and performing anti-jamming signal processing on the first digital signal. Performing and outputting a second digital signal (S230), performing distortion compensation on the second digital signal and outputting a third digital signal (S240), determining a position based on the third digital signal (S240) S250).
위성항법 측위 성능 향상 장치는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 로직회로 내에서 구현될 수 있고, 범용 또는 특정 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수도 있다. 장치는 고정배선형(Hardwired) 기기, 필드 프로그램 가능한 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC) 등을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 장치는 하나 이상의 프로세서 및 컨트롤러를 포함한 시스템온칩(System on Chip, SoC)으로 구현될 수 있다.The satellite navigation positioning performance improving device may be implemented in a logic circuit by hardware, firmware, software, or a combination thereof, or may be implemented using a general-purpose or special-purpose computer. The device may be implemented using a hardwired device, a field programmable gate array (FPGA), an application specific integrated circuit (ASIC), or the like. In addition, the device may be implemented as a System on Chip (SoC) including one or more processors and controllers.
위성항법 측위 성능 향상 장치는 하드웨어적 요소가 마련된 컴퓨팅 디바이스에 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합하는 형태로 탑재될 수 있다. 컴퓨팅 디바이스는 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신장치, 프로그램을 실행하기 위한 데이터를 저장하는 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 명령하기 위한 마이크로프로세서 등을 전부 또는 일부 포함한 다양한 장치를 의미할 수 있다.The satellite navigation positioning performance improving apparatus may be installed in a computing device equipped with hardware elements in the form of software, hardware, or a combination thereof. A computing device includes a variety of devices including all or part of a communication device such as a communication modem for communicating with various devices or wired/wireless communication networks, a memory for storing data for executing a program, and a microprocessor for executing calculations and commands by executing a program. can mean a device.
본 실시예들에 따른 동작은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 실행을 위해 프로세서에 명령어를 제공하는 데 참여한 임의의 매체를 나타낸다. 컴퓨터 판독 가능한 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 자기 매체, 광기록 매체, 메모리 등이 있을 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드, 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.Operations according to the present embodiments may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. Computer readable medium refers to any medium that participates in providing instructions to a processor for execution. A computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, or combinations thereof. For example, there may be a magnetic medium, an optical recording medium, a memory, and the like. The computer program may be distributed over networked computer systems so that computer readable codes are stored and executed in a distributed manner. Functional programs, codes, and code segments for implementing this embodiment may be easily inferred by programmers in the art to which this embodiment belongs.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.These embodiments are for explaining the technical idea of this embodiment, and the scope of the technical idea of this embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of this embodiment should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of this embodiment.
Claims (11)
복수의 위성으로부터 위성 신호를 수신하는 어레이 안테나;
상기 어레이 안테나의 어레이 엘리먼트에 각각 연결되며 상기 위성 신호를 하향 변환하고 제1 디지털 신호로 변환하는 복수의 신호 변환 모듈;
상기 제1 디지털 신호에 대해서 항재밍 신호 처리를 수행하여 제2 디지털 신호를 출력하는 하나 이상의 STAP(Space Time Adaptive Processing) 모듈;
상기 제2 디지털 신호에 대해서 왜곡 보상을 수행하여 제3 디지털 신호를 출력하는 복수의 보상 필터 모듈; 및
상기 제3 디지털 신호를 기반으로 위치를 결정하는 위성항법 수신기;를 포함하고,
상기 제3 디지털 신호는, 고정 딜레이를 갖는 것을 특징으로 하는, 위성항법 측위 성능 향상 장치.In the satellite navigation positioning performance improvement device,
an array antenna for receiving satellite signals from a plurality of satellites;
a plurality of signal conversion modules connected to the array elements of the array antenna and down-converting the satellite signal and converting the satellite signal into a first digital signal;
one or more Space Time Adaptive Processing (STAP) modules for outputting a second digital signal by performing anti-jamming signal processing on the first digital signal;
a plurality of compensation filter modules configured to output a third digital signal by performing distortion compensation on the second digital signal; and
A satellite navigation receiver for determining a position based on the third digital signal; includes,
Wherein the third digital signal has a fixed delay, satellite navigation positioning performance improvement device.
상기 제2 디지털 신호는 위성별 왜곡된 딜레이 조합을 갖는 것을 특징으로 하는 위성항법 측위 성능 향상 장치.According to claim 1,
Wherein the second digital signal has a distorted delay combination for each satellite.
상기 보상 필터 모듈은 왜곡에 대해서 컨쥬게이트 연산 및 시간 전환을 수행하는 것을 특징으로 하는 위성항법 측위 성능 향상 장치.According to claim 1,
Wherein the compensation filter module performs conjugate calculation and time conversion for distortion.
상기 STAP 모듈은 복수의 필터 가중치 연산과 복수의 딜레이를 수행하는 것을 특징으로 하는 위성항법 측위 성능 향상 장치.According to claim 1,
The STAP module performs a plurality of filter weight calculations and a plurality of delays.
상기 STAP 모듈은 상기 복수의 신호 변환 모듈에 연결되고 상기 복수의 보상 필터 모듈에 연결된 하나의 모듈이며, 재밍 신호를 억제하는 널 조향(Null Steering)을 수행하는 것을 특징으로 하는 위성항법 측위 성능 향상 장치.According to claim 5,
The STAP module is one module connected to the plurality of signal conversion modules and the plurality of compensation filter modules, and performs null steering to suppress jamming signals. .
상기 STAP 모듈에 연결되어 널 조향에 필요한 가중치를 산출하는 제1 가중치 추정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 위성항법 측위 성능 향상 장치.According to claim 6,
and a first weight estimation module connected to the STAP module to calculate weights required for null steering.
상기 STAP 모듈은 상기 복수의 신호 변환 모듈에 연결되고 상기 복수의 보상 필터 모듈에 각각 연결된 복수의 모듈이며, 널링을 기반으로 신호의 크기를 증가시키는 빔 포밍(Beam Forming)을 수행하는 것을 특징으로 하는 위성항법 측위 성능 향상 장치.According to claim 5,
The STAP module is a plurality of modules connected to the plurality of signal conversion modules and each connected to the plurality of compensation filter modules, and performs beam forming to increase the size of a signal based on nulling. Characterized in that Satellite navigation positioning performance improvement device.
상기 STAP 모듈에 연결되어 빔 포밍에 필요한 가중치를 산출하는 제3 가중치 추정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 위성항법 측위 성능 향상 장치.According to claim 8,
and a third weight estimation module connected to the STAP module to calculate weights required for beamforming.
상기 보상 필터 모듈은 복수의 필터 가중치 연산과 복수의 딜레이를 수행하며, 상기 보상 필터 모듈에 연결되어 왜곡 보상에 필요한 가중치를 산출하는 제2 가중치 추정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 위성항법 측위 성능 향상 장치.According to claim 4,
The compensation filter module performs a plurality of filter weight calculations and a plurality of delays, and includes a second weight estimation module connected to the compensation filter module to calculate weights necessary for distortion compensation. Device.
복수의 위성으로부터 위성 신호를 수신하는 단계;
상기 위성 신호를 하향 변환하고 제1 디지털 신호로 변환하는 단계;
상기 제1 디지털 신호에 대해서 항재밍 신호 처리를 수행하여 제2 디지털 신호를 출력하는 단계;
상기 제2 디지털 신호에 대해서 왜곡 보상을 수행하여 제3 디지털 신호를 출력하는 단계; 및
상기 제3 디지털 신호를 기반으로 위치를 결정하는 단계;를 포함하고,
상기 제3 디지털 신호는, 고정 딜레이를 갖는 것을 특징으로 하는, 위성항법 측위 성능 향상 방법.In the satellite navigation positioning performance improvement method,
receiving satellite signals from a plurality of satellites;
down-converting the satellite signal to a first digital signal;
outputting a second digital signal by performing anti-jamming signal processing on the first digital signal;
outputting a third digital signal by performing distortion compensation on the second digital signal; and
Including; determining a position based on the third digital signal;
Wherein the third digital signal has a fixed delay, satellite navigation positioning performance improvement method.
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