KR200411154Y1 - A apparatus for measuring true direction and true velocity of a ship using GPS - Google Patents
A apparatus for measuring true direction and true velocity of a ship using GPS Download PDFInfo
- Publication number
- KR200411154Y1 KR200411154Y1 KR2020050035046U KR20050035046U KR200411154Y1 KR 200411154 Y1 KR200411154 Y1 KR 200411154Y1 KR 2020050035046 U KR2020050035046 U KR 2020050035046U KR 20050035046 U KR20050035046 U KR 20050035046U KR 200411154 Y1 KR200411154 Y1 KR 200411154Y1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wind
- data
- wind speed
- relative
- ship
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
-
- 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
-
- 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
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01W—METEOROLOGY
- G01W1/00—Meteorology
- G01W1/02—Instruments for indicating weather conditions by measuring two or more variables, e.g. humidity, pressure, temperature, cloud cover or wind speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B2213/00—Navigational aids and use thereof, not otherwise provided for in this class
- B63B2213/02—Navigational aids and use thereof, not otherwise provided for in this class using satellite radio beacon positioning systems, e.g. the Global Positioning System GPS
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Ecology (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
본 고안은 GPS를 이용한 선박의 진풍향 진풍속 측정장치에 관한 것으로서, 선박의 상대풍향을 측정하는 상대풍향 검출부와, 선박의 상대풍속을 측정하는 상대풍속 검출부와, 위성으로부터 GGA직렬 프로토콜 데이터를 수신하는 GPS모듈과, 상대풍향, 상대풍속 및 GGA직렬 프로토콜 데이터를 이용하여 진풍향 진풍속 데이터를 산출하는 컨버터와, 상기 진풍향 진풍속 데이터를 외부로 전송하는 통신모듈과, 상기 각 구성부에 전원을 공급하는 전원장치로 이루어진 진풍향 진풍속 송신기; 및 상기 송신기의 통신모듈로부터 진풍향 진풍속 데이터를 수신하는 통신모듈과, 상기 수신된 데이터를 디스플레이하기 위한 진풍향 진풍속 수치로 처리하는 마이크로프로세서와, 상기 처리된 수치를 디스플레이하는 표시부와, 상기 각 구성부에 전원을 공급하는 전원장치로 이루어진 표시장치를 포함하여 이루어짐으로써, 진풍향 진풍속 송신기에 GPS모듈을 설치하여 풍향과 풍속뿐만 아니라 선수방향과 선속 데이터를 송신기내의 컨버터에서 한꺼번에 처리함으로써 표시장치와의 사이에 설치되는 신호선을 대폭적으로 감소시키고 구성품 상호간에 직렬데이터 통신속도를 일치시키는 조정이 필요없으며 별도의 외장컨버터없이 단일시스템으로 구성할 수 있다.The present invention relates to a true wind direction wind speed measuring apparatus of a ship using GPS, a relative wind detection unit for measuring the relative wind direction of the ship, a relative wind detection unit for measuring the relative wind speed of the ship, and receives GGA serial protocol data from the satellite A GPS module, a converter for calculating true wind direction wind speed data using relative wind direction, relative wind speed, and GGA serial protocol data, a communication module for transmitting the wind direction wind speed data to the outside, and power supply to each of the components. Genuine wind speed wind speed transmitter consisting of a power supply for supplying; And a communication module configured to receive the headwind headwind data from the communication module of the transmitter, a microprocessor for processing headwind headwind numerical values for displaying the received data, a display unit for displaying the processed headpoint, Including a display device composed of a power supply unit for supplying power to each component, the GPS module is installed in the true wind direction wind speed transmitter to display not only the wind direction and wind speed but also bow direction and speed data at the converter in the transmitter. Significantly reduces the signal lines installed between the device, eliminating the need to adjust serial data rates between components, and can be configured as a single system without a separate external converter.
선박, 진풍향, 진풍속, GPS Vessel, Genus, Genus, GPS
Description
도 1은 종래기술인 진풍향 진풍속 측정장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도.1 is a schematic view showing the configuration of a prior art wind direction wind speed measuring device.
도 2는 상기 종래기술에 대한 개념을 나타내기 위하여 도시한 블록도.Figure 2 is a block diagram illustrating the concept of the prior art.
도 3은 본 고안의 일실시예에 의한 GPS를 이용한 진풍향 진풍속 측정장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도.Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of a true wind direction wind speed measuring apparatus using a GPS according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 고안의 일실시예에 의한 측정장치의 개념을 도시한 블록도.Figure 4 is a block diagram showing the concept of a measuring device according to an embodiment of the present invention.
도 5는 GPS모듈의 일반적인 기능을 설명하기 위하여 도시한 블록도.5 is a block diagram illustrating a general function of a GPS module.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 상대풍향 검출부 20 : 상대풍속 검출부10: relative wind detection unit 20: relative wind detection unit
30 : GPS모듈 40 : 컨버터30: GPS module 40: converter
50,70 : 통신모듈 100 : 진풍향 진풍속 송신기50,70: communication module 100: wind direction wind speed transmitter
200 : 표시장치 300 : 외부장치200: display device 300: external device
본 고안은 GPS를 이용한 선박의 진풍향 진풍속 측정장치에 관한 것으로서, 선박에서 측정된 상대풍향 및 상대풍속과 GPS에서 수신된 선수방향 및 선속 데이터를 이용하여 선박의 진풍향과 진풍속을 측정하여 표시하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a true wind direction wind speed measuring device of the ship using GPS, by measuring the wind direction and wind speed of the ship using the relative wind direction and relative wind speed and the bow direction and ship speed data received from the GPS It relates to a device for displaying.
선박에서의 풍향풍속장치는 선박이 받게 되는 바람의 방향과 세기를 측정하는 장치로서, 선박운항에 있어서 중요한 데이터로 사용되며, 특히 자동운항장치(auto pilot equipment)를 사용하는 선박의 경우 연료소비에 있어서 효율을 높이는 중요한 데이터가 되고, 수동운항에 있어서도 풍향풍속 데이터를 이용하여 선박의 운항속도와 방향을 결정하는 중요한 자료가 된다. 따라서, 3천톤급 이상의 선박은 기본적으로 실제의 풍향과 풍속을 실시간으로 계속 체크하여 운항에 반영하기 위한 진풍향 진풍속 측정장치를 구비하고 있다.Wind direction wind speed device in ship is a device to measure the direction and strength of wind received by ship. It is used as important data in ship operation, especially in the case of ship using auto pilot equipment, Therefore, it becomes important data to improve efficiency, and it is also important data to determine the operating speed and direction of ship by using wind direction wind speed data even in manual operation. Therefore, ships of more than 3000 tons are basically equipped with a true wind direction wind speed measuring device for continuously checking the actual wind direction and wind speed in real time.
도 1은 종래기술인 진풍향 진풍속 측정장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 2는 상기 종래기술에 대한 개념을 나타내기 위하여 도시한 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a conventional wind speed wind speed measuring apparatus, Figure 2 is a block diagram showing to show the concept for the prior art.
도 1과 도 2에 개략적으로 도시한 바와 같이, 종래의 진풍향 진풍속 측정장치는 진풍향 진풍속 송신기(1), 자이로컴퍼스(6), 도플러 스피드 로그(7), 외부 컨버터(8), 그리고 표시장치(9)로 구성되어 있다.1 and 2, a conventional wind direction wind speed measuring apparatus includes a wind direction
또한, 상기 송신기(1)는 상대풍향 측정센서(2), 상대풍속 측정센서(3), 소형 컨버터(4), 직렬통신모듈(5)을 포함하고 있다.In addition, the
상기 상대풍향 측정센서(2)는 각도검출 센서를 사용하고, 상기 상대풍속 측정센서(3)는 타코메터 또는 엔코더 센서를 사용한다.The
상기 송신기(1)에 내장된 소형 컨버터(4)는 상기 센서(2,3)부터 얻어진 상대풍향의 아날로그 신호와 상대풍속의 펄스신호를 디지털 데이터로 변화시키기 위한 것으로서, 상기 컨버터(4)에는 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있어서, 마이크로 컨트롤러 전용프로그램을 이용하여 상대풍향 및 상대풍속의 측정값을 디지털 데이터로 변환시킨다.The
상기 디지털로 변환된 데이터는 상기 송신기(1)에 설치되어 있는 직렬통신모듈(RS422 또는 RS485)을 이용하여 외부로 데이터를 전송한다. 송신기로부터 상대풍향 및 상대풍속 데이터를 통신선으로부터 입력받은 외부 컨버터(8)는 진풍향 진풍속 데이터를 구하기 위해 상기 데이터외에 제1 및 제2의 두 가지 외부 통신신호들을 더 입력받는다.The digitally converted data is transmitted to the outside using a serial communication module (RS422 or RS485) installed in the transmitter (1). The
제1 외부 통신신호는 선수방향에 대한 통신신호로서, 자이로컴퍼스(Gyrocompass)(6)로부터 선박의 NMEA규약이 적용된 선수방향에 대한 직렬 데이터 통신신호이다. 여기서, 상기 자이로컴퍼스란 자이로스코프의 원리를 이용하여 만든 방위(方位) 측정 계기로서 자기(磁氣)와 관계없이 진북(眞北)을 기준으로 한 선박의 선수 방향을 찾아주는 장치이고, 상기 NMEA규약이란 National Marine Electronics Association의 약자로서, 해양관련 장비에 있어서 인터페이스 프로토콜의 표준으로 사용되고 있는 국제규약이다.The first external communication signal is a communication signal for the bow direction, and is a serial data communication signal for the bow direction to which the ship's NMEA protocol is applied from a
제2 외부 통신신호는 선속에 대한 통신신호로서, 배의 속도인 선속을 측정하는 도플러 스피드 로그(Doppler Speed Log)(7)로부터 나오는 NMEA규약이 적용된 직렬 디지털 데이터 통신신호이다. 여기서, 상기 도플러 스피드 로그란 배 밑에 장치한 송파기(送波器)에서 해저를 향해 초음파를 발사하여 해저로부터 되돌아온 반향음(echo)에 포함된 도플러 주파수로 배의 속도를 측정하는 장치를 말한다.The second external communication signal is a communication signal for the ship speed, and is a serial digital data communication signal to which the NMEA protocol applied from the Doppler Speed Log 7 which measures the ship speed which is the speed of the ship is applied. Here, the Doppler speed log refers to a device that measures the speed of the ship by the Doppler frequency included in the echo sound emitted from the sea bottom by emitting ultrasonic waves toward the seabed from a wave transmitter installed under the ship.
따라서, 외부 컨버터(8)는 위에서 언급한 바와 같이 3가지의 NMEA규약이 적용된 직렬 데이터 통신신호인 상대풍향 및 상대풍속의 직렬 데이터 통신신호, 선박의 선수방향을 알 수 있는 자이로컴퍼스(6)로부터의 직렬 데이터 통신신호, 그리고 선박의 속도를 알 수 있는 도플러 스피드 로그(7)로부터의 직렬 데이터 통신신호를 입력데이터로 받는다. 상기 외부 컨버터(8)는 마이크로 컨트롤러가 내장되어 있고, 이를 이용하여 진풍향 진풍속 데이터를 산출하는 전용 프로그램을 포함하고 있다.Therefore, the
NMEA규약에 의한 데이터 프로토콜 형식을 예시하면 아래와 같다.An example of the data protocol format according to the NMEA protocol is as follows.
상기 외부 컨버터(8)에서 상기 프로그램을 이용하여 구해진 진풍향 진풍속 데이터는 통신포트를 이용하여 표시장치(9), 데이터 저장장치(VDR), 모니터링 장치 등으로 전송된다.The wind direction wind speed data obtained using the program in the
이렇게 구성되고 작동되는 종래의 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.The conventional apparatus configured and operated in this way has the following problems.
먼저, 진풍향 진풍속 데이터를 구하기 위하여 많은 통신 신호선이 필요하다는 문제점이 있었다. 즉, 풍향측정을 위한 5선(레퍼런스 전압에 대한 2선 및 위상차 검출을 위한 3상에 대한 3선), 풍속측정을 위한 3선(전원, GND선 및 펄스신호선), 자이로컴퍼스의 직렬 데이터 통신신호에 대한 2선, 그리고 도플러 스피드 로그의 직렬 데이터 통신신호에 대한 2선을 합하여 총 12선이 필요하다.First, there is a problem that a large number of communication signal lines are required to obtain the true wind direction wind speed data. That is, five lines for wind direction measurement (two lines for reference voltage and three lines for three phase detection for phase difference), three lines for wind speed measurement (power supply, GND line, and pulse signal line), and serial data communication of gyro compass A total of 12 wires are required, including two wires for the signal and two wires for the Doppler Speed Log serial data communication signal.
그리고, 각 구성품은 별개의 업체에서 생산되어 통신규격이 서로 다르므로 상기 장치를 형성할 때 조정이 필요하고, 특히 자이로컴퍼스와 도플러 스피드 로그는 직렬 데이터 통신속도를 제품마다 각각 조정해야 한다는 문제점이 있었다.In addition, since each component is produced by a separate company and the communication specifications are different, adjustment is required when forming the device, and in particular, the gyro and the Doppler speed log have a problem in that the serial data communication speed must be adjusted for each product. .
또한, 진풍향 진풍속 데이터의 출력을 얻기 위해서는 별도의 외장 컨버터가 필요하므로 설치가 복잡할 뿐만 아니라 비용이 많이 소요되며, 단일 시스템으로 구성하기 어렵다는 문제점이 있었다.In addition, since a separate external converter is required to obtain the output of the wind direction wind speed data, not only the installation is complicated but also expensive, and it is difficult to configure a single system.
따라서, 본 고안이 이루고자 하는 목적은 진풍향 진풍속 송신기에 GPS모듈을 설치하여 풍향과 풍속뿐만 아니라 선수방향과 선속 데이터를 송신기내의 컨버터에서 한꺼번에 처리함으로써 표시장치와의 사이에 설치되는 신호선을 대폭적으로 감소시키는 GPS를 이용한 진풍향 진풍속 측정장치를 제공하는 데에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to install a GPS module in a true wind direction wind speed transmitter to process not only the wind direction and wind speed but also bow direction and flux data at the converter in the transmitter at the same time, thereby greatly widening the signal line installed between the display device and the display device. It is to provide a true wind direction wind speed measuring device using a GPS to reduce.
또한, 본 고안이 이루고자 하는 다른 목적은 진풍향 진풍속 송신기에 GPS모듈을 설치함으로써 설치 후 구성품 상호간에 직렬데이터 통신속도가 일치하도록 조 정할 필요가 없고 별도의 외장컨버터가 필요하지 않으며 단일 시스템으로 구성할 수 있는 GPS를 이용한 진풍향 진풍속 측정장치를 제공하는 데에 있다.In addition, another object of the present invention is to install a GPS module in the wind direction wind speed transmitter, there is no need to adjust the serial data communication speed between components after installation, and does not require a separate external converter and constitute a single system It is to provide a true wind direction wind speed measuring device using GPS.
상기의 목적을 이루기 위한 본 고안에 의한 GPS를 이용한 진풍향 진풍속 측정장치는, 선박의 상대풍향을 측정하는 상대풍향 검출부와, 선박의 상대풍속을 측정하는 상대풍속 검출부와, 위성으로부터 GGA직렬 프로토콜 데이터를 수신하는 GPS모듈과, 상대풍향, 상대풍속 및 GGA직렬 프로토콜 데이터를 이용하여 진풍향 진풍속 데이터를 산출하는 컨버터와, 상기 진풍향 진풍속 데이터를 외부로 전송하는 통신모듈과, 상기 각 구성부에 전원을 공급하는 전원장치로 이루어진 진풍향 진풍속 송신기; 및A true wind direction wind speed measuring device using GPS according to the present invention for achieving the above object, the relative wind direction detection unit for measuring the relative wind direction of the ship, the relative wind speed detection unit for measuring the relative wind speed of the ship, and GGA serial protocol from the satellite A GPS module for receiving data, a converter for calculating true wind direction wind speed data using relative wind direction, relative wind speed and GGA serial protocol data, a communication module for transmitting the wind direction wind speed data to the outside, and each of the above components. A true wind direction wind speed transmitter comprising a power supply unit for supplying power to the unit; And
상기 송신기의 통신모듈로부터 진풍향 진풍속 데이터를 수신하는 통신모듈과, 상기 수신된 데이터를 디스플레이하기 위한 진풍향 진풍속 수치로 처리하는 마이크로프로세서와, 상기 처리된 수치를 디스플레이하는 표시부와, 상기 각 구성부에 전원을 공급하는 전원장치로 이루어진 표시장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.A communication module for receiving wind-gust wind speed data from the communication module of the transmitter, a microprocessor for processing wind-wind wind speed values for displaying the received data, a display unit for displaying the processed values, It characterized in that it comprises a display device consisting of a power supply unit for supplying power to the component.
상기 상대풍향 검출부는 상대풍향을 측정하기 위하여 레졸버 센서를 사용하고, 상기 상대풍속 검출부는 상대풍속을 측정하기 위하여 자기홀 센서를 사용하는 것이 바람직하며, 또한 상기 통신모듈은 RS422 또는 RS485 디지털 통신모듈을 사용하는 것이 바람직하다.Preferably, the relative wind detection unit uses a resolver sensor to measure the relative wind direction, and the relative wind detection unit uses a magnetic hall sensor to measure the relative wind speed, and the communication module is an RS422 or RS485 digital communication module. Preference is given to using.
상기 컨버터는 상기 GPS모듈로부터 얻어지는 위도와 경도에 의한 선박의 위치와 시간 데이터를 이용하여 선박의 선수 방향 및 선속을 구한 다음, 상기 상대풍 향 검출부와 상대풍속 검출부에서 출력되는 상대풍향 및 상대풍속 데이터와 상기 GPS모듈로부터 얻어진 선수방향 및 선속 데이터를 이용하여 진북을 기준으로 하는 진풍향과 진풍속을 산출하는 것을 특징으로 한다.The converter obtains the bow direction and ship speed of the ship by using the position and time data of the ship according to the latitude and longitude obtained from the GPS module, and then outputs the relative wind and relative wind data output from the relative wind detection unit and the relative wind speed detection unit. And calculating head wind direction and head wind speed based on true north using bow heading and ship speed data obtained from the GPS module.
상기 진풍향 진풍속 송신기의 통신모듈로부터 진풍향 진풍속 데이터가 상기 표시장치로 전송됨과 동시에, 외부장치인 데이터 저장장치 또는 모니터링 장치 또는 양자 모두로 전송될 수도 있다.As the wind direction wind speed data is transmitted from the communication module of the wind direction wind speed transmitter to the display device, the wind direction wind speed data may be transmitted to an external device, a data storage device, a monitoring device, or both.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 일실시예에 따른 GPS를 이용한 진풍향 진풍속 측정장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the true wind direction wind speed measuring device using GPS according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 고안의 일실시예에 의한 GPS를 이용한 진풍향 진풍속 측정장치의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 4는 본 고안의 일실시예에 의한 측정장치의 개념을 도시한 블록도이며, 도 5는 GPS모듈의 일반적인 기능을 설명하기 위하여 도시한 블록도이다.3 is a block diagram schematically showing the configuration of a wind speed wind speed measuring apparatus using a GPS according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a block showing the concept of a measuring device according to an embodiment of the
도 3과 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 고안의 일실시예에 의한 GPS를 이용한 진풍향 진풍속 측정장치는 선박의 상대풍향을 측정하는 상대풍향 검출부(10)와, 선박의 상대풍속을 측정하는 상대풍속 검출부(20)와, 위성으로부터 GGA직렬 프로토콜 데이터를 수신하는 GPS모듈(30)과, 상대풍향, 상대풍속 및 GGA직렬 프로토콜 데이터를 이용하여 진풍향 진풍속 데이터를 산출하는 컨버터(40)와, 상기 진풍향 진풍속 데이터를 외부로 전송하는 통신모듈(50)과, 상기 각 구성부에 전원을 공급하는 전원장치(60)로 이루어진 진풍향 진풍속 송신기(100); 및As can be seen in Figures 3 and 4, the true wind direction wind speed measuring apparatus using a GPS according to an embodiment of the present invention is a relative
상기 송신기(100)의 통신모듈(50)로부터 진풍향 진풍속 데이터를 수신하는 통신모듈(70)과, 상기 수신된 데이터를 디스플레이하기 위한 진풍향 진풍속 수치로 처리하는 마이크로프로세서(80)와, 상기 처리된 수치를 디스플레이하는 표시부(90)와, 상기 각 구성부에 전원을 공급하는 전원장치(60')로 이루어진 표시장치(200)를 포함하여 이루어진다.A
GPS(Global Positioning System)는 지구 둘레의 20,200Km 상공에 위치한 24개의 인공인성으로부터 위치 및 시간정보 등을 수신하여 지구상의 어느 위치에서도 목표물의 위치를 정확히 파악할 수 있는 첨단 시스템으로서 1970년경 개발되었지만 경제성 및 유용성을 위해 민간용으로 확장하여 여러 분야에서 유용하고 활발하게 사용되고 있는 시스템이다. 본 고안에서는 선박 운항시 선박의 지구상에서의 위치좌표를 파악하는 수단으로서 GPS모듈(30)을 이용한다.GPS (Global Positioning System) was developed around 1970. It is a cutting-edge system that can receive location and time information from 24 artificial human beings located 20,200km around the earth. It is a system that is useful and actively used in various fields because it is extended to private use for usability. In the present invention, the
상기 GPS모듈(30)에서 선박내의 장치로 보내는 직렬 데이터통신 프로토콜은 NMEA통신규약에 포함되어 있는 GGA(Global Positioning System Fixed Data : GPS 고정값) 프로토콜을 사용한다. GGA 데이터 세트는 시간, 경도와 위도, 시스템의 특성, 사용된 위성의 수, 그리고 고도에 관한 정보를 포함하고 있다.The serial data communication protocol sent from the
도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 GPS모듈(30)은 GPS위성으로부터 수신된 신호를 받아들이는 GPS안테나를 포함하는 수신부(32)와, 상기 수신된 데이터를 처리하는 중앙처리장치(CPU)를 포함한 데이터 처리부(34), 및 처리된 수신 데이터를 직렬 데이터 통신으로 외부장치로 보내주는 출력부(36)로 구성된 일반적으로 이용되는 모듈이다.As can be seen in FIG. 5, the
상기 상대풍향 검출부(10)는 상대풍향을 측정하기 위하여 레졸버 센서를 사 용하고, 상기 상대풍속 검출부(20)는 상대풍속을 측정하기 위하여 자기홀 센서를 사용한다.The relative
상기 리졸버 센서(Resolver Sensor)는 각운동의 측정에 사용되는 변압기의 일종으로서, 출력은 아날로그이지만 신뢰할 만하고 정확하기 때문에 주로 이용된다. 상기 자기홀 센서(Magnetic Hall Sensor)는 도체나 반도체에 전류를 흘리고 여기에 수직방향의 자계를 주면 전류와 자계의 수직방향에 전위차가 생기게 되는 현상인 홀 효과(Hall Effect)를 동작원리로 이용한 것으로서, 자계의 비례성이 양호하며 소형화 할 수 있으므로 고정밀 장치에 주로 사용되는 센서이다.The resolver sensor is a type of transformer used for measuring angular motion, and is mainly used because the output is analog but reliable and accurate. The Magnetic Hall Sensor uses the Hall Effect, which is a phenomenon that a potential difference occurs in a vertical direction of a current and a magnetic field when a current flows in a conductor or a semiconductor and a vertical magnetic field is applied thereto. It is a sensor that is mainly used for high precision devices because it has good proportionality and can be miniaturized.
상기 컨버터(40)는 마이크로프로세서(도시하지 않음)와 프로그램이 내장되어 있어서, 상기 GPS모듈(30)로부터 얻어지는 위도와 경도에 의한 선박의 위치와 시간 데이터를 이용하여 선박의 선수 방향 및 선속을 구하고, 상기 상대풍향 검출부(10)와 상대풍속 검출부(20)에서 출력되는 상대풍향 및 상대풍속 데이터와 상기 GPS모듈(30)로부터 얻어진 선수방향 및 선속 데이터를 이용하여 진북을 기준으로 하는 진풍향과 진풍속을 산출한다. 상기 컨버터(40)에 내장된 마이크로프로세서를 이용한 데이터 산출프로그램은 이 분야의 당업자라면 용이하게 만들고 이용할 수 있다.The
또한, 상기 통신모듈(50)은 RS422 또는 RS485 디지털 통신모듈을 사용하며, 상기 모듈(50)의 프로토콜은 NMEA0183을 사용한다. GPS장치에 있어서는 상기 NMEA0183 프로토콜을 국제표준으로 하고 있어서 대다수의 GPS장치들이 상기 NMEA0183 인터페이스를 지원하고 있다.In addition, the
따라서, 진풍향 진풍속 송신기(100)에 설치된 컨버터(40)에 상대풍향 측정부 (10), 상대풍속 측정부(20) 및 GPS모듈(30)로부터 데이터를 입력받아 산출된 진풍향진풍속 데이터를 직렬 데이터 통신(RS422 또는 RS485)으로 데이터를 전송하므로 표시장치(200)와의 사이에 필요로 하는 신호선의 수는 전원선을 포함하여 총 4선으로 줄어들고, 주변장치에서는 종래기술에서와 같은 별도의 컨버터가 필요하지 않다.Therefore, the wind direction wind velocity data calculated by receiving data from the relative
한편, 상기 진풍향 진풍속 송신기(100)의 통신모듈(50)에서 진풍향 진풍속 데이터가 상기에서와 같이 표시장치(200)로 전송될 수도 있으나, 그와 동시에 외부장치(300)인 데이터 저장장치(VDR : Voyage Data Recoder)나 모니터링 장치로 전송되어 저장되거나 디스플레이될 수도 있다.On the other hand, the wind direction wind speed data in the
상기와 같이 구성된 본 고안의 일실시예에 의한 GPS를 이용한 진풍향 진풍속 측정장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the wind speed wind speed measuring device using the GPS according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 상기 상대풍향 측정부(10)에서 레졸버 센서를 이용하여 측정한 상대풍향 데이터를 컨버터(40)로 보내고, 상기 상대풍속 측정부(20)에서 자기 홀센서를 이용하여 측정한 상대풍속 데이터를 상기 컨버터(40)에 보낸다.First, the relative wind velocity data measured using the resolver sensor in the relative wind
한편, 상기 GPS모듈(30)은 GPS위성으로부터 수신된 신호를 받아들여 수신된 데이터를 처리한 후 처리된 수신 데이터를 GGA(Global Positioning System Fixed Data) 프로토콜에 의한 직렬 데이터 통신으로 상기 컨버터(40)에 보낸다. 상기 GGA 프로토콜에 의한 데이터 형식은 아래의 표 1과 같다.Meanwhile, the
GGA 프로토콜에는 최대 추적 가능 위성의 수, 선박의 위치, 현재시간 등의 출력데이터들이 포함되어 있는데, 상기 GGA 프로토콜에 의한 직렬 데이터통신 출력을 예시하면 아래와 같다.The GGA protocol includes output data such as the maximum number of traceable satellites, the position of the ship, and the current time. The serial data communication output by the GGA protocol is as follows.
상기에서 예시한 바와 같이 선박의 선수방향 데이터는 GPS모듈(30)에서 출력되는 GGA직렬 통신 프로토콜에 포함되어 있는 위도와 경도 데이터로부터 구할 수 있다. GGA직렬 통신 프로토콜 데이터는 규칙적인 시간, 예컨대 1초의 시간간격마다 진풍향 진풍속 송신기(100)에 내장되어 있는 디지털 변환장치인 컨버터(40)로 입력된다.As illustrated above, the bow direction data of the ship may be obtained from latitude and longitude data included in the GGA serial communication protocol output from the
따라서, 상기 컨버터(40)는 상기 GPS모듈(30)로부터 입력된 GGA 직렬 통신 데이터를 이용하여 내장된 마이크로 컨트롤러와 선수방향 산출프로그램으로 현재 선박의 선수방향 데이터를 구하고, 상기 상대풍향 측정부(10)로부터 입력된 상대풍향 데이터와 상기의 선수방향 데이터를 이용하여 내장된 프로그램에 의하여 진풍향 데이터를 산출한다.Therefore, the
또한, 선박의 속도인 선속 데이터도 상기 GPS모듈(30)에서 출력되는 GGA 직렬 통신 프로토콜에 포함되어 있는 위도와 경도 데이터와 시간 데이터로 구할 수 있다. 상기 컨버터(40)에는 GPS 모듈(30)로부터 규칙적인 시간, 예컨대 1초의 시간간격마다 GGA 직렬 통신 프로토콜 데이터가 입력되므로, 입력된 데이터에 포함되어 있는 선박의 위치좌표를 저장하고 1초 후에 상기 GPS모듈(30)로부터 수신되는 선박의 위치좌표를 이전의 선박의 위치좌표 데이터와 비교하여 위치좌표변위를 시간으로 미분함으로써 선박의 속도를 구할 수 있다. 이는 상기 컨버터(40)에 내장된 마이크로프로세서와 프로그램에 의해 수행된다.In addition, ship speed data, which is the speed of a ship, can also be obtained from latitude and longitude data and time data included in the GGA serial communication protocol output from the
따라서, 상기 컨버터(40)는 상기 GPS모듈(30)로부터 입력된 GGA직렬 통신 데이터를 이용하여 선속 산출프로그램으로 현재 선박의 선속 데이터를 구하고, 상기 상대풍속 측정부(20)로부터 입력된 상대풍속 데이터와 상기의 선속 데이터를 이용하여 내장된 프로그램에 의하여 진풍속 데이터를 산출한다.Accordingly, the
상기에서 컨버터(40)에서 산출된 진풍향 데이터와 진풍속 데이터는 통신모듈(50)로 보내지고, 상기 통신모듈(50)은 상기의 데이터들을 표시장치(200)에 내장된 통신모듈(70)로 전송하게 된다. 여기서, 상기의 데이터들은 진풍향 진풍속 송신기(100)의 통신모듈(50)로부터 표시장치(200) 뿐만 아니라 그와 동시에 외부장치(300)인 데이터 저장장치(VDR)나 선박내에 설치된 모니터링 장치로 전송되어 저장되거나 디스플레이될 수 있다.The wind direction data and wind speed data calculated by the
상기 표시장치(200)에서는 통신모듈(70)에 입력된 데이터를 이용하여 내장된 마이크로프로세서(80)와 수치 산출프로그램에 의하여 진풍향과 진풍속을 수치로 산출한 다음 표시부(90)로 보내고, 상기 표시부(90)는 진풍향과 진풍속을 수치로 디스플레이하게 된다. 상기 표시장치(200)에 내장된 마이크로프로세서(80)를 이용한 수치 산출프로그램은 이 분야의 당업자라면 용이하게 만들고 이용할 수 있다.The
마지막으로, 선박이 정박하게 되면 전원(60,60')을 차단하기 전에 컨버터(40)에 선박의 최종 운항시에 산출한 마지막 선수방향 데이터를 저장하여 두고, 상기 저장된 데이터는 선박이 정박상태에서 다시 운항을 재개할 때의 선수방향 초기데이터로 사용하게 된다.Finally, when the vessel is anchored, the last heading data calculated at the time of the final operation of the vessel is stored in the
이와 같이 구성되고 작동되는 본 고안의 측정장치는 진풍향 진풍속 송신기(100)와 표시장치(200) 사이에서 필요로 하는 신호선이 전원선을 포함하여 총 4선이며, 주변장치에서 데이터를 처리하는데 소요되는 별도의 컨버터가 필요없게 된다.The measuring device of the present invention constructed and operated as described above has a total of four signal lines, including a power line, required between the true wind direction
본 고안에 따른 GPS를 이용한 진풍향 진풍속 측정장치에 의하면, 진풍향 진풍속 송신기에 GPS모듈을 설치하여 풍향과 풍속뿐만 아니라 선수방향과 선속 데이터를 송신기내의 컨버터에서 한꺼번에 처리함으로써 표시장치와의 사이에 설치되는 신호선을 대폭적으로 감소시키고, 구성품 상호간에 직렬데이터 통신속도가 일치하도록 조정할 필요가 없으며, 별도의 외장컨버터없이 단일 시스템으로 구성할 수 있는 효과 가 있다.According to the true wind direction wind speed measuring device using the GPS according to the present invention, by installing a GPS module in the wind direction wind speed transmitter, the heading direction and ship speed data as well as the wind direction and wind speed are processed at the same time by the converter in the transmitter. Significantly reduce the signal lines installed in the system, there is no need to adjust the serial data communication speed between the components, it can be configured as a single system without a separate external converter.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2020050035046U KR200411154Y1 (en) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | A apparatus for measuring true direction and true velocity of a ship using GPS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR2020050035046U KR200411154Y1 (en) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | A apparatus for measuring true direction and true velocity of a ship using GPS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR200411154Y1 true KR200411154Y1 (en) | 2006-03-10 |
Family
ID=41761487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR2020050035046U KR200411154Y1 (en) | 2005-12-13 | 2005-12-13 | A apparatus for measuring true direction and true velocity of a ship using GPS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR200411154Y1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100910391B1 (en) * | 2008-07-29 | 2009-08-04 | (주)지앤에스기술 | Wind detecting sensor |
KR101066406B1 (en) | 2011-04-19 | 2011-09-21 | (주)동남티디에스 | Vessel traffic control system and method for observation exraordinary circumstance |
KR102242162B1 (en) * | 2020-08-05 | 2021-04-30 | 대한민국(기상청 국립기상과학원장) | Method for calculating true wind direction and wind speed by adjusting measured values of wind anemometer mounted on vehicle based on differences caused by posture of vehicle and device using the same |
-
2005
- 2005-12-13 KR KR2020050035046U patent/KR200411154Y1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100910391B1 (en) * | 2008-07-29 | 2009-08-04 | (주)지앤에스기술 | Wind detecting sensor |
KR101066406B1 (en) | 2011-04-19 | 2011-09-21 | (주)동남티디에스 | Vessel traffic control system and method for observation exraordinary circumstance |
KR102242162B1 (en) * | 2020-08-05 | 2021-04-30 | 대한민국(기상청 국립기상과학원장) | Method for calculating true wind direction and wind speed by adjusting measured values of wind anemometer mounted on vehicle based on differences caused by posture of vehicle and device using the same |
US11243222B1 (en) | 2020-08-05 | 2022-02-08 | National Institute of Meteorological Sciences | Method for calculating true wind direction and true wind speed by adjusting measured values of anemometer mounted on moving body based on observation errors caused by degree of slant of moving body and device using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220252708A1 (en) | Sonar transducer having a gyroscope | |
US10261176B2 (en) | Rotating attitude heading reference systems and methods | |
US12066519B2 (en) | Adaptive doppler radar systems and methods | |
Eustice et al. | Recent advances in synchronous-clock one-way-travel-time acoustic navigation | |
US10837780B2 (en) | Mobile structure heading and piloting systems and methods | |
US20020064092A1 (en) | Underwater object positioning system | |
CN107192983B (en) | Device, method and system for observing relative position of underwater vehicle | |
US11280896B2 (en) | Doppler GNSS systems and methods | |
CN109163709A (en) | A kind of measurement method of unmanned boat integration underwater topography | |
KR200411154Y1 (en) | A apparatus for measuring true direction and true velocity of a ship using GPS | |
WO2016036767A2 (en) | Rotating attitude heading reference systems and methods | |
CN108803630A (en) | A kind of unmanned boat system and topographic method is carried out based on the unmanned boat system | |
US9952050B2 (en) | Method, system and device for remotely notifying information | |
KR20090036924A (en) | System for correcting gps coordinate and method thereof | |
US20160121980A1 (en) | Method, system and device for remotely notifying information | |
CN108955653A (en) | Unmanned boat system for bathymetric surveying | |
KR101408211B1 (en) | Apparatus for measuring position of rov | |
RU2760343C1 (en) | Multi-agent software and hardware complex for collecting, transmitting, processing, displaying data for hydrographic survey of water reservoirs and operational monitoring of changes in bottom relief | |
RU2260191C1 (en) | Navigation complex for high-speed ships | |
CN105115494B (en) | Inertial navigation/underwater sound Combinated navigation method of the one kind based on " accurate short baseline " | |
JPH08136650A (en) | Acoustic position measuring instrument | |
JP2001151195A (en) | Echo-sounder system for underwater sailing body | |
GB2575538A (en) | Doppler GNSS systems and methods | |
US20230184923A1 (en) | Enhanced doppler radar systems and methods | |
US20240310501A1 (en) | Dynamic chart adjustment using marine data |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
REGI | Registration of establishment | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110221 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |