KR20020055458A - 위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 송·수신 장치 - Google Patents

위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 송·수신 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20020055458A
KR20020055458A KR1020000083439A KR20000083439A KR20020055458A KR 20020055458 A KR20020055458 A KR 20020055458A KR 1020000083439 A KR1020000083439 A KR 1020000083439A KR 20000083439 A KR20000083439 A KR 20000083439A KR 20020055458 A KR20020055458 A KR 20020055458A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
msk
information
modulator
satellite positioning
Prior art date
Application number
KR1020000083439A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100380112B1 (ko
Inventor
김종철
Original Assignee
장근호
한국항공우주연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 장근호, 한국항공우주연구원 filed Critical 장근호
Priority to KR10-2000-0083439A priority Critical patent/KR100380112B1/ko
Publication of KR20020055458A publication Critical patent/KR20020055458A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100380112B1 publication Critical patent/KR100380112B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/07—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing data for correcting measured positioning data, e.g. DGPS [differential GPS] or ionosphere corrections
    • G01S19/071—DGPS corrections
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/35—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
    • G01S19/37—Hardware or software details of the signal processing chain

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 독자적인 시각정보를 포함하는 위성측위시스템(GPS) 보정신호의 생성과 송신 및 수신에 관한 것으로, GPS 보정(DGPS)신호 생성 및 송ㆍ수신에 관한 기존의 방법(MSK(Minimum Shift Keying))에 독자적인 시각정보를 부가하기 위해 ASK(Amplitude Shift Keying) 변조방식을 결합함으로써, 평상시에는 GPS의 이용을 증진시키기며 GPS의 이용이 곤란한 상황(지역적 또는 유사시)에는 대체항법(시각동기 및 측위) 기능을 구현하고자 하는 것이다.
이러한 본 발명은 GPS 신호를 수신하는 안테나(1)와, 중파에 위성측위보정 정보(4)를 싣는 MSK 변조기(6)와, MSK 변조신호(7)에 시각정보(3)를 싣는 ASK 변조기(8)와, 최종변조(MSK 변조와 ASK 변조)신호(9)를 송출하는 송신기(10)로 송신장치가 이루어지고,
수신안테나(11)로부터 받은 신호를 기저대역으로 내려주는 디모듈레이터(12)와, 전달매체의 주파수 성분을 제거하고자 반송신호(carrier)를 발생시키는 장치(13)와, 반송신호가 섞인 신호로부터 원하는 정보 신호만을 선택적으로 걸러주는 대역필터(BPF)와 수신신호의 크기변화를 보정해 주는 자동이득조절장치(AGC)로 구성된 모듈(14)과, 대역필터와 자동이득조절장치를 거친 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜주는 A/D 변환기(15)와, 앞선 신호처리 과정에 의한 신호를 병렬로 복조하여 원하는 위성측위 보정정보와 시각정보를 얻는 DSP 모듈(16)과, 전체적인 시스템 제어 및 외부장치와의 신호연결을 위한 인터페이스 제어장치(17)로 수신장치가 이루어지는 것으로, DGPS 기능 뿐 아니라, 독자적인 측위시스템의 기능을 할 수 있는 것이다.

Description

위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 송·수신 장치{a}
본 발명은 자체적인 시각정보를 포함하는 위성측위시스템(GPS) 보정신호(DGPS)의 생성과 송신 및 수신장치에 관한 것으로, 기존의 GPS 보정(DGPS)신호 생성방법(MSK(Minimum Shift Keying))에 시각정보를 실기 위한 ASK(Amplitude Shift Keying) 변조방식을 결합한 것으로 GPS의 이용상의 제한을 보완하고, 고속통신망의 주파수 동기원 및 시각동기를 확보하여 유사시 GPS를 이용할 수 없는 상황에 대비할 수 있는 대체항법시스템을 구축할 수 있도록 한 것이다.
데이터 신호들 사이의 고정밀한 시각동기의 구현은 지상전파를 이용하는 방법과 위성을 이용하는 방법이 있으나, 위성을 이용한 시각동기 방법은 전 세계규모의 넓은 지역에 대하여 정밀하고 정확한 원자시계를 탑재한 위성의 개발과 운용 비용이 비싸, 일개 국가차원에서 독자적인 위성을 확보하기는 어렵다.
GPS는 세계 어느 곳에서나 악천후에서도 이용할 수 있다는 장점이 있으나, 대기지연오차, 위성시계와 위성궤도오차 등으로 인해 민간에서 요구하는 수준의 이용가능성과 정확도를 갖는 서비스를 제공하지 못하며 GPS 정보를 싣는 반송파의 특성으로 인해 실내, 지하, 터널 안, 고층 건물이 많은 도심 등에서는 GPS 신호가 수신되지 않는 단점이 있다.
민간에서 요구하는 수준의 서비스를 제공하기 위해서는 GPS 신호를 보정해 주는 보정시스템(DGPS)이 필요하며, 보정시스템으로부터 계산된 보정신호를 각 이용분야에 맞는 FM- subcarrier, VHF, UHF, 중파 등 여러 전달매체를 통하여 일반 사용자에게 방송하게 된다.
중파(200-300Khz)대의 신호를 이용한 서비스는 전파의 성질상 장거리 통신에 유리하여 그 동안 해상, 육상, 항공기 등에서 널리 사용되어왔으며, 이 대역의 신호를 GPS의 정확도를 높이기 위한 위성측위시스템 보정(DGPS)신호의 방송매체로 사용하게 되면 실내, 지하, 터널 안, 고층 건물이 많은 도심 등에서도 GPS 보정(DGPS)신호를 수신할 수 있다.
중파를 전달매체로 한 보정신호는 이미 RTCM(Radio Technical Commission Maritime) SC-104에 육·해상용 국제표준으로 규정되어 있으며 실제 선박항행을 위해 이용되고 있으나, 그 보정신호 내에 자체 시각정보를 포함하고 있지 않아 독자적인 측위시스템으로의 활용이 불가능하다.
이에 RTCM 표준을 하나도 손상하지 않으며 추가적으로 시각정보를 실어 보낼 수 있는 시스템을 개발하여 위성측위 보정신호로서의 기능 뿐 아니라, 독자적인 측위시스템의 기능을 할 수 있는 시스템을 구축하고자 한다.
RTCM은 MSK(Minimum shift keying)로 정해진 변조방식과 생성 데이터의 길이, 전송속도 등이 정해져 있는 국제규약이므로 이에 대한 변경은 불가능하다. 따라서 DGPS 신호에 독자적인 측위시스템을 위한 시각정보를 추가로 전송하기 위해, 신호의 직교성을 이용하여, MSK 변조신호에 정보가 실리지 않는 크기(amplitude)부분에 정보를 실어 보내는 ASK(ASK-Amplitude sift keying)변조방식을 이용하면 국제표준 규격의 DGPS 서비스에 영향을 주지 않으며 GPS 대체기능을 구현할 수 있다.
기존의 중파를 이용한 DGPS 신호 생성은 MSK(Minimum Shift Keying) 변조방식을 사용하고 있으나 본 발명은 MSK 변조에 ASK(Amplitude Shift Keying) 변조방식을 혼합함으로서 MSK 변조에 의한 DGPS 정보를 손상시키지 않으면서, 신호의 직교성을 이용한 ASK 변조를 통해 부가적인 시각정보를 싣고자 하는 것이다.
도 1 에서 보듯이 ASK 변조에 의해 MSK 변조신호의 크기가 왜곡돼지만 MSK 변조신호의 정보는 오로지 신호의 주파수 성분에만 관심이 있으므로 ASK 변조에 의한 왜곡은 무시될 수 있다.
이용자 수신기는 위성의 신호와 수신기 내부의 시계, 기준국에서 방송되는 보정신호 등을 종합하여 자신의 위치를 결정하게 되는데 이때 중요한 변수가 되는 것은 위성신호 발생의 기준이 되는 위성 내부의 원자시계와 수신기 장착된 시계와의 시각동기이며 수신기는 시각동기 된 정보만을 이용하여 위치를 결정하게 된다.
기존의 사용자는 시각동기원을 위성신호와 수신기 내부의 시계로부터 얻고 있으나 위성측위 보정(DGPS)신호에 시각정보를 추가하는 경우 위성이 아닌 DGPS 신호로부터 얻을 수 있으며, 이러한 방법으로 생성된 신호의 송신장치와 수신장치를 이용하여 현 GPS에 독립적인 시각동기원을 구축할 수 있으며 이를 이용하여 독자적인 대체항법시스템을 가질 수 있게 된다.
도 1 은 본 발명의 MSK 변조방식과 ASK 변조방식을 결합한 신호의 생성 및 송신 회로도
도 2 는 본 발명의 MSK 변조방식과 ASK 변조방식을 결합한 신호의 수신회로도
도 3 은 본 발명의 MSK 변조방식과 ASK 변조방식을 결합한 신호의 복조회로도
도 4 는 본 발명의 MSK 변조방식과 ASK 변조방식을 결합한 신호의 스펙트럼
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
1 : 안테나2 : 위성측위보정 값 계산기
3 : 시각정보4 : 위성측위보정(DGPS) 정보
5 : 중파6 : MSK 변조기
7 : MSK 변조신호8 : ASK 변조기
9 : 최종변조신호10 : 송신기
11 : 수신안테나12 : 디모듈레이터
13 : 반송파 혼합기14 : 대역필터와 자동이득조절장치 모듈
15 : A/D 변환기16 : DSP 모듈
17 : 인터페이스 제어장치20 : ASK 복조기
22 : MSK 복조기
본 발명의 송신장치는 도 1 에 도시된 바와 같이 GPS 신호를 수신하는 안테나(1)와, 중파(5)에 위성측위보정 값 계산기(2)로부터 계산된 위성측위보정 정보(4)를 싣는 MSK 변조기(6)와, 상기 변조기(6)에서 변조된 MSK 변조 신호(7)에 안테나(1)에서 수신되어 분리된 시각정보(3)를 싣는 ASK변조기(8)와, 상기 변조기(8)에서 변조된 최종변조(MSK 변조와 ASK 변조)신호(9)를 송출하는 송신기(10)로 구성된다.
최종변조신호(9)를 수신하는 본 발명의 수신장치는 도 2 에 도시된 바와 같이 수신안테나(11)로부터 받은 신호를 기저대역으로 내려주는 디모듈레이터(12)와, 전달매체의 주파수 성분을 제거하고자 반송신호(carrier)를 발생시키는 반송파 혼합기(13)와, 상기 혼합기(13)의 반송신호가 섞인 신호로부터 원하는 정보 신호만을 선택적으로 걸러주는 대역필터(BPF)와 수신신호의 크기변화를 보정해 주는 자동이득조절장치(AGC)로 구성된 모듈(14)과, 상기 모듈(14)의 대역필터와 자동이득조절장치를 거친 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜주는 A/D 변환기(15)와, 상기 변환기(15)에서 변환된 디지털 신호를 병렬로 복조하여 원하는 위성측위 보정정보와 시각정보를 얻는 DSP(Digital Signal Process) 모듈(16)과, 전체적인 시스템 제어 및 외부장치와의 신호연결을 위한 인터페이스 제어장치(17)로 구성된다.
DSP 모듈(16)에서 원하는 정보를 얻고자 수행되는 신호복조는 도 3 에 도시된 바와 같이 수신장치 내부의 DSP 모듈(16)에서 ASK 복조기(20)와 MSK 복조기(22)를 통하여 병렬로 처리하게 되며 상기 ASK 복조기(20)와 MSK 복조기(22)에서 처리된 신호는 신호처리부(24)를 통하여 외부기기(25)와 신호처리 되어진다.
여기서 ASK 복조기(20)를 통해서는 시각정보(21)를 얻게되고 MSK 복조기(22)를 통해서는 위성측위보정(DGPS) 정보(23)를 얻게 된다.
이러한 구성의 본 발명 송신장치는 안테나(1)에서 수신된 GPS 신호로부터 시각정보(3)를 얻고, 위성측위 보정 값 계산기(2)를 통해 계산 된 위성측위보정 정보(4)는 MSK 변조기(6)에서 중파(5)에 실리게 되고, 이 신호에 다시 ASK 변조기(8)에서 시각정보(3)를 실어 송신기(10)에서는 최종변조 신호(9)를 송신하게 된다.
이러한 송신장치에서 생성되는 MSK 변조방식과 ASK 변조방식을 결합한 신호의 스펙트럼은 도 4 에 도시된 바와 같다.
상기된 송신장치에서 송신된 최종변조신호(9)는 수신안테나(11)로 수신되어 디모듈레이터(12)에서 기저대역으로 내려주게 되고, 이 신호에 신호의 주파수 성분을 제거하고자 반송신호를 혼합(13)한 후 대역필터와 자동이득조절장치로 구성 된 모듈(14)에서 원하는 정보 신호만을 선택적으로 걸러주는 한편 수신신호의 크기변화를 보정해 주도록 한다.
대역필터와 자동이득조절장치(AGC)를 거친 아날로그 신호는 디지털 신호로 변환된 후 DSP 모듈(16)에서 병렬로 복조하여 원하는 위성측위 보정정보와 시각정보를 얻도록 한다.
이때 DSP 모듈(16)에서는 MSK와 ASK 변조신호(19)를 ASK 복조기(20)와 MSK 복조기(22)에 병렬로 인가되어 처리되게 함으로써 ASK 복조기(20)에서는시각정보(21)를 얻도록 하고, MSK 복조기(22)에서는 위성측위보정 정보(23)를 얻도록 한다.
따라서 본 발명을 통해 시각동기원을 위성이 아닌 육.해상용 DGPS를 위한, 지상파에 시각정보가 부가된 DGPS 신호로부터 얻을 수 있으며, 이러한 방법으로 생성된 신호의 송신장치와 수신장치를 이용하여 현 GPS에 독립적인 대체항법시스템을 가질 수 있게 된다.
본 발명의 MSK 변조와 ASK 변조 방식을 혼합한 송신 및 수신 장치는 현재의 MSK 중파 변조 방식의 펄스를 세분화하여 DGPS 정보에 시각정보를 추가적으로 송신 및 수신을 할 수 있으므로, RTCM 표준을 사용하는 기존의 위성측위 보정신호 방송 서비스를 하나도 손상시키지 않으며 추가적으로 시각정보를 방송할 수 있어 DGPS 기능 뿐 아니라, 독자적인 측위시스템의 기능을 할 수 있다.
이 같이 285∼325Khz를 사용하는 MSK 중파 DGPS 장치에 ASK 변조를 통해 시각정보를 부가함으로서 현재의 GPS를 대신할 수 있는 대체항법시스템을 구축할 수 있다.

Claims (4)

  1. 계산된 위성측위 보정정보를 중파에 싣는 MSK 변조기와, 상기 MSK 변조신호에 GPS 신호에서 분리된 시각정보를 싣는 ASK 변조기로 이루어진 송신장치와,
    상기 송신장치에서 송신된 신호를 수신한 후 이를 병렬로 복조하여 위성측위 보정정보와 시각정보를 얻어내는 수신장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 송·수신 장치.
  2. 제 1 항에서, 송신장치는 GPS 신호를 수신하는 안테나(1)와,
    중파(5)에 계산된 위성측위보정 정보(4)를 싣는 MSK 변조기(6)와,
    상기 변조기(6)에서 변조된 MSK 변조 신호(7)에 안테나(1)에서 수신되어 분리된 시각정보(3)를 싣는 ASK 변조기(8)와,
    상기 변조기(8)에서 변조된 최종변조신호(9)를 송출하는 송신기(10)로 구성된 것을 특징으로 하는 위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 송·수신 장치.
  3. 제 1 항에서, 수신장치는 수신안테나(11)로부터 받은 신호를 기저대역으로 내려주는 디모듈레이터(12)와,
    전달매체의 주파수 성분을 제거하고자 반송신호(carrier)를 발생시키는 반송파 혼합기(13)와,
    상기 혼합기(13)의 반송신호가 섞인 신호로부터 원하는 정보 신호만을 선택적으로 걸러주는 대역필터(BPF)와 수신신호의 크기변화를 보정해 주는 자동이득조절장치(AGC)로 구성된 모듈(14)과,
    상기 모듈(14)의 대역필터와 자동이득조절장치를 거친 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜주는 A/D 변환기(15)와,
    상기 변환기(15)에서 변환된 디지털 신호를 병렬로 복조하여 원하는 위성측위 보정정보와 시각정보를 얻는 DSP 모듈(16)과,
    전체적인 시스템 제어 및 외부장치와의 신호연결을 위한 인터페이스 제어장치(17)로 구성된 것을 특징으로 하는 위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 수신장치.
  4. 제 3 항에서, DSP 모듈(16)은 수신신호를 ASK 복조기(20)와 MSK 복조기(22)를 통해 병렬로 처리하게 되며 상기 ASK 복조기(20)에서 얻어진 시각정보와 MSK 복조기(22)에서 얻어진 위성측위 보정정보는 신호처리부(24)를 통하여 외부기기(25)와 신호처리 되어지게 구성된 것을 특징으로 하는 위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 수신 장치.
KR10-2000-0083439A 2000-12-28 2000-12-28 위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 송·수신 장치 KR100380112B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0083439A KR100380112B1 (ko) 2000-12-28 2000-12-28 위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 송·수신 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0083439A KR100380112B1 (ko) 2000-12-28 2000-12-28 위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 송·수신 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020055458A true KR20020055458A (ko) 2002-07-09
KR100380112B1 KR100380112B1 (ko) 2003-04-11

Family

ID=27687114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-0083439A KR100380112B1 (ko) 2000-12-28 2000-12-28 위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 송·수신 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100380112B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030094545A (ko) * 2002-06-04 2003-12-18 한국항공우주연구원 디지피에스 보정신호에 선형주파수변조를 이용하여지피에스와 독립된 항법해 및 측위를 구하는 방법
KR20230056895A (ko) * 2021-10-21 2023-04-28 (주)답스 중파 R-mode 수신장치의 연속 신호 기반 의사거리 측정 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030094545A (ko) * 2002-06-04 2003-12-18 한국항공우주연구원 디지피에스 보정신호에 선형주파수변조를 이용하여지피에스와 독립된 항법해 및 측위를 구하는 방법
KR20230056895A (ko) * 2021-10-21 2023-04-28 (주)답스 중파 R-mode 수신장치의 연속 신호 기반 의사거리 측정 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100380112B1 (ko) 2003-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100327035B1 (ko) 무선단말기및무선단말기작동방법
US6466163B2 (en) GPS receiver and portable communication apparatus
JP3294202B2 (ja) 衛星測位補助システム
JP6461428B2 (ja) 衛星通信におけるポストひずみ
US20060209779A1 (en) Performance of a receiver in interfering conditions
US11791892B2 (en) Systems and methods for communicating data over satellites
EP1950894B1 (en) Method for deep paging
EP2235967B1 (en) Common wave and sideband mitigation communication systems and methods for increasing communication speeds,spectral efficiency and enabling other benefits
US7123895B2 (en) Method and system for implementing a communications transceiver using modified GPS user equipment
JP4514953B2 (ja) スペクトラム拡散通信システムのアクセスチャネルアクイジションにおいて周波数およびタイミングの不確かさを決定するシステムおよび装置
CN108234660A (zh) 海上高频无线海图更新系统及方法
KR100380112B1 (ko) 위성측위 보정신호의 시각동기 신호 삽입 송·수신 장치
CN107040390A (zh) 海上中频无线海图更新系统及方法
JPS5841018B2 (ja) ダイバ−シチ送信および受信装置
CN114137583B (zh) 一种基于卫星平台的导航通信一体化信号设计方法
CN114614882A (zh) 一种Cn频段导通一体化星基收发终端系统
CN114866181A (zh) 一种卫星移动通信系统的绿色信号屏蔽器及屏蔽方法
JPH07312527A (ja) 衛星通信地球局システムの自動周波数制御及び自動利得調節装置
CN105277956A (zh) 一种将gps卫星信号转换为基带信号的方法
JP2001119333A (ja) 移動体通信システムおよびドップラーシフト補正通信方法
JP2003309517A (ja) 移動体通信における移動局、システム及び周波数補正方法
Dascal et al. Advanced Vhf Ground Station for Noaa Weather Satellite Apt Image Reception
JP2725275B2 (ja) 汎用移動体通信／測位装置
US20050111578A1 (en) Frequency modulator for digital transmissions
JP3585937B2 (ja) 衛星通信用携帯端末

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20070927

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee