KR20100040215A - 음영지역 해소와 항법 성능향상을 위한 항법위성 신호 중계방법 및 장치 - Google Patents

음영지역 해소와 항법 성능향상을 위한 항법위성 신호 중계방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음영지역 해소와 항법 성능향상을 위한 항법위성 신호 중계 방법 및 장치를 개시한다.
본 발명은 항법위성으로부터 전송되어오는 항법위성 신호가 차단된 경우,방위각과 고도각을 설정하여 위성신호를 선택적으로 중계하여 항법위성 신호의 음영지역을 해소할 수 있다. 본 발명은 중계기를 이용하여 장애물에 의해서 차단된 방향에서의 위성신호를 사용자 단말기가 수신할 수 있어 정확한 위치를 알아낼 수 있을 뿐만 아니라 위치 오차도 줄이는 효과가 있다.

Description

음영지역 해소와 항법 성능향상을 위한 항법위성 신호 중계 방법 및 장치{Method and Apparatus of Global Navigation Satellite Signal Relay for Improving Navigation Performance and Solving Shadow Region}
본 발명은 항법위성을 통하여 사용자의 위치를 알아내는 위성항법 시스템에 관한 것으로, 도심 지역이나 실내, 터널 지역 등의 항법위성 신호가 미약한 장소에서 위성항법 성능을 향상시키기 위한 항법위성 신호 중계 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 위성항법 지상국시스템 및 탐색구조 단말기 기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[관리번호: 2006-S-021-03, 과제명: 위성항법 지상국시스템 및 탐색구조 단말기 기술개발].
위성항법 시스템은 세계 어느 곳에서든 항법위성의 신호가 수신되는 지역에서는 사용자의 위치를 알아낼 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 위성신호가 차단되는 실내에서나 빌딩 등의 장애물로 인하여 위성신호가 도달하지 않을 경우 위치를 정확하게 알아내는 데에 문제가 있다.
항법 위성 신호가 도달하지 않는 경우를 대비하여 종래는 의사위성을 이용한 항법시스템이 제안되었다. 의사위성은 항법신호가 도달하지 않는 실내에서 항법신호가 같은 의사위성을 설치하여 신호를 송출함으로써 사용자가 실내에서 자신의 위치를 계산하는 시스템이다. 이 시스템은 항법위성으로부터 위치를 계산해내는 것과 같은 방식으로 실내에 설치함으로써 사용자의 위치를 계산해 내는 기술이다. 그러나 이러한 방법은 실외에서 적용하기에 기존 시스템과 연동해야 하는 제약사항이 발생하고 항법위성 신호를 효과적으로 이용하는데 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 빌딩과 나무 등으로 인하여 항법위성으로부터 전송되어오는 항법위성 신호가 차단된 경우, 위성 신호를 중계하여 항법위성 신호의 음영지역을 해소시키는 데 있다.
도심지나 터널 등에서는 빌딩이나 구조물로 인하여 항법위성 신호가 차단되며 차량 등에 장착된 위성항법장치를 원활하게 사용할 수 없고 잘못된 정보를 사용자에게 전달할 수 있다. 따라서 이들 지역에서도 위성항법장치를 원활하게 사용하는 데에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에서 제안한 중계 방법은 위성신호를 수집하는 중계기를 빌딩의 옥상이나 고도 높아 위성 신호를 수집할 수 있는 곳에 설치하고 중계기에 위성의 위치와 중계기의 위치를 계산해 내는 알고리즘을 탑재하고 있다. 중계기는 위성의 위치와 중계기의 위치를 계산하여 중계할 지역에서 수신되지 않는 위성신호를 선별해 내고 해당 위성 신호만을 선별적으로 중계한다.
본 발명의 중계기에 의한 항법위성 신호 중계 방법은, 음영영역에서 중계영 역의 방위각 및 고도각을 설정하는 단계; 다수의 항법위성으로부터 수신한 항법위성 신호를 기초로 각 항법위성의 위치를 계산하는 단계; 상기 항법위성의 위치 및 중계기의 위치를 기초로 각 항법위성의 방위각 및 고도각을 계산하고, 상기 중계영역 내에 속하는 항법위성을 선별하는 단계; 및 상기 선별된 항법위성의 중계신호를 생성하여 송출하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 중계기에 의한 항법위성 신호 중계 방법은, 공간적으로 폐쇄된 지역의 외부에 위치하여 기 설정된 방위각 및 고도각에 의해 할당된 중계영역 내에서 하나 이상의 항법위성으로부터 항법위성 신호를 수신하는 단계; 및 상기 수신된 항법위성 신호를 상기 폐쇄되 지역의 내부로 송출하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 항법위성 신호 중계 장치는, 음영영역에서 중계영역의 방위각 및 고도각을 설정하는 중계영역설정부; 다수의 항법위성으로부터 수신한 항법위성 신호를 기초로 각 항법위성의 위치를 계산하고, 상기 항법위성의 위치 및 중계기의 위치를 기초로 각 항법위성의 방위각 및 고도각을 계산하는 위성위치계산부; 상기 항법위성 및 중계기의 위치를 기초로 상기 중계영역 내에 속하는 항법위성을 선별하는 위성선별부; 및 상기 선별된 항법위성의 중계신호를 생성하여 송출하는 신호송출부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 항법위성 신호 중계 시스템은, 공간적으로 폐쇄된 지역의 외부에 위치하여 기 설정된 방위각 및 고도각에 의해 할당된 중계영역 내에서 하나 이상의 항법위성으로부터 항법위성 신호를 수신하는 외부수신중계기; 및 상기 수신된 항법위성 신호를 상기 폐쇄되 지역의 내부로 송출하는 내부송출중계기;를 포함할 수 있 다.
본 발명은 항법위성 신호가 장애물에 의해 차단되었을 때 이를 중계함으로써 음영지역에 항법위성 신호를 전달하는 방식이다. 위성 신호를 전달할 때 방위각과 고도각을 설정하여 위성신호를 선택적으로 중계하는 방식이며 고도각이 높아 위성항법 신호가 잘 전달되는 위성의 신호는 제외하여 중계신호와 동시에 전달되는 현상을 줄여 멀티패스 오차를 줄일 수 있다. 방위각과 고도각의 설정은 중계할 지역에 위성 신호의 전송 상태를 최적으로 하는데 도움을 준다. 위성 신호를 선별적으로 전송하여 위성 신호 특성의 척도가 되는 DOP(Dilution of Precision)를 최적으로 유지시키는 역할을 할 수도 있다.
본 발명은 항법위성 신호의 음영지역을 해소하여 위성항법수신기의 가용성과 정확성을 향상시키는 역할을 한다. 도심지의 빌딩 사이에서 가시 위성의 수가 줄어들어 항법해를 정확하게 구하기 어려울 경우 중계기를 이용하여 가시 위성을 숫자를 늘리면 정확하게 위치를 판별해 낼 수 있다. 중계기가 설치될 경우 장애물에 의해서 차단된 방향에서의 위성신호를 사용자 단말기가 수신할 수 있어 정확한 위치를 알아낼 수 있을 뿐만 아니라 위치 오차도 줄이는 효과가 있다.
또한 터널이나 실내의 경우와 같이 항법위성 신호가 전혀 수신되지 않는 지역에서도 위성신호를 중계하여 위성항법 시스템 환경을 구축함으로써 항법 시스템의 연속성을 유지하며 사용자에게 위치를 제공할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 음영지역의 항법위성의 신호를 받아 이를 중계하는 방법으로 위성항법 신호가 미약하거나 차단되어 위성항법을 통해 위치를 정밀하게 알아내지 못할 경우 사용하는 방식이다. 위성항법 시스템은 전세계 어느 지역에서나 항법위성 신호를 수신하여 사용자의 위치를 계산해 내는 시스템이다. 하지만 위성신호가 미약하거나 차단된 지역에서 항법성능이 저하되거나 위치를 계산하지 못하는 단점이 있다. 특히 위성항법 시스템이 많이 사용되는 도심지에서는 빌딩이나 나무 등의 장애물이 많아서 위성신호의 차단이 일어나 항법위성 신호의 이용이 여의치 않다. 도심지에서는 길안내나 위치확인 등의 서비스가 많은 사용자들에게 사용되고 있는데 잘못된 정보가 사용자에게 안내될 경우에는 많은 혼란을 주기도 한다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 위성 신호가 잘 수신되지 않는 음영지역에서 위성신호가 중계된다면 도심지에서 위성항법 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 중계기가 직접 사용자에게 항법위성 신호를 송출하게 되며 별도의 위성신호를 생성하지 않고, 항법위성으로부터 타이밍정보만을 입력받는 것이 아니라 위성항법정보를 모두 수신하여 이용하기 때문에 사용자가 보다 나은 환경에서 위성항법 시스템을 사용할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장애물에 의해 항법위성 신호가 차단되는 환경에서 항법위성 신호를 중계하기 위한 중계 시스템을 설명하는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 장애물(5, 6)에 의한 음영지역이 존재하는 환경에서 본 발명의 중계 시스템은 항법수신기(13) 및 항법위성(1, 2, 3, 4)과 항법수신기(13) 간의 항법위성 신호 중계를 위한 위성항법중계기(7, 8)를 포함한다.
위성항법시스템은 항법위성으로부터 항법위성 신호를 수신받아 항법수신기에서 사용자의 위치를 계산해 내는 시스템이다. 항법수신기에서 위치를 계산해 내기 위해서는 최소한 4개 이상의 항법위성 신호를 수신하여야 한다. 항법위성이 천구에 퍼져 있는 특성을 위치정밀도(DOP; Dilution of Precision)라고 하는데 DOP 특성이 좋으면 위치해 오차가 줄어들게 된다. 하지만 항법위성 신호가 장애물에 의해 차단되는 경우에는 위치해를 정확하게 계산할 수 없다. 도 1에서는 항법위성 신호가 빌딩과 같은 장애물에 의해서 차단되는 현상을 보여주고 있다. 장애물에 의해서 항법위성 신호가 차단되어 가시위성의 수가 4개 미만으로 될 때는 위치해를 구할 수 없게 되며 설령 4개 이상의 위성신호를 수신한다고 하더라도 수신 위성들이 조밀하게 분포하여 항법해의 정확도가 낮아지게 된다. 따라서 본 발명에서는 위성항법중계기(7, 8)를 이용한 항법위성 신호의 중계방법을 제안한다.
위성항법중계기(7, 8)에는 방위각과 고도각이 설정되어 설정한 범위에 있는 항법위성의 신호만을 중계한다. 따라서 중계 신호를 송출할 지역에서 차단된 항법 위성의 선별이 가능하다. 방위각과 고도각의 설정은 해당 장애물이 존재하는 지역의 특성을 고려하여 결정하게 된다. 위성항법중계기(7, 8)는 장애물의 옥상이나 개방된 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
도 1에 설정 가능한 고도각(9, 10)이 표현되어 있다. 위성항법중계기(7, 8)는 항법수신기(13)의 가시영역에서 벗어난 음영지역(11, 12)에 있는 항법위성(1, 4)의 신호를 수신하여 재송출한다. 이들 음영지역(11, 12)에 있는 위성들의 신호는 항법수신기(13)에 도달하지 않으나 중계 장치를 사용할 경우에는 항법 신호를 수신기에서 수신할 수 있다. 또한 고도각이 낮은 위성은 오히려 항법해를 구하는 데에 방해가 되므로 낮은 고도각을 보이는 위성은 제외하였다가 고도각이 높아지면 중계하는 방법을 택할 수도 있다.
여러 지역에서 수신되는 위성신호를 모두 중계할 경우 다른 중계기가 중계하는 위성의 신호와 동일한 신호를 중계함으로써 수신기에 오히려 멀티패스의 오차를 증가시킬 수 있다. 방위각을 설정함으로써 각각의 중계기가 담당하는 영역을 나눌 수 있으며 따라서 장애물 아래쪽의 항법수신기(13)가 최적의 환경에서 위성항법 신호를 수신할 수 있도록 한다.
본 발명에서는 중계기는 고도각과 방위각이 설정되어 설정된 영역의 항법위 성 신호만을 중계하므로, 중계지역에서 위성이 가시영역으로 들어오는 경우 직접 위성에서 받은 때와 중계기를 통해서 받은 때의 멀티패스 효과가 점점 줄어들기 때문에 위성이 위성신호가 차단된 음영영역에서 가시영역으로 나오는 경우에도 큰 문제 없이 항법위성의 신호를 중계할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실내나 터널 등 항법위성의 신호가 도달하지 않는 공간적으로 폐쇄된 환경에서 항법위성 신호를 중계하기 위한 중계 시스템을 설명하는 개념도이다.
도 2를 참조하면, 실내 등 장애물(109)에 의해 차단된 환경에서 본 발명의 중계 시스템은 항법위성(101, 102, 103, 104)의 항법위성 신호를 수신하는 위성항법수신중계기(105, 106, 107, 108), 수신한 위성항법 신호를 내부로 송출하는 내부송출중계기(110, 111, 112, 113) 및 위성항법수신기(114)를 포함한다.
위성항법 중계기는 위성신호가 차단된 지역에서 실외와 똑같은 위성항법 환경을 구축한다는 데에 의미가 있다. 실내와 실외를 가리지 않고 위성 항법 시스템을 이용할 수 있기 때문이다.
위성항법수신중계기(105, 106, 107, 108)는 각각 방위각과 고도각이 설정된다. 따라서 천구에서 각각의 중계기가 자기의 영역을 담당할 수 있다. 방위각과 고도각을 설정하지 않으면 여러 중계기가 동시에 같은 신호를 송신하기 때문에 멀티패스가 발생하고 신호가 혼선되는 현상이 발생할 수 있으나 방위각과 고도각을 설정하여 각각의 영역만을 담당하게 되면 실내에서도 신호의 중복 없이 위성항법 신호를 전송할 수 있다.
내부송출중계기(110, 111, 112, 113)는 실외 위성항법수신중계기와 별도로 실내에서 위성항법 신호를 송출하기 위해 필요하다. 내부송출중계기(110, 111, 112, 113)에서 나오는 신호를 항법수신기(114)가 수신하여 수신기의 위치를 구할 수 있다. 각각의 내부송출중계기(110, 111, 112, 113)는 방위각과 고도각이 설정된 위성항법수신중계기(105, 106, 107, 108)에서 들어오는 모든 신호를 중계한다. 설정된 방위각과 고도각에 여러 개의 위성이 존재할 경우 해당 영역의 위성 신호는 모두 송출하는 것이다. 방위각과 고도각을 설정하여 항법위성의 신호를 중계하는 것은 이런 경우 효과를 더욱 발휘한다. 사용자의 위치를 가장 효과적으로 계산할 수 있는 DOP를 산정하기 위하여 각각의 중계기가 위성의 위치를 나누어 담당하면 모든 범위의 위성을 산출할 수 있고, 이때 고도각이 낮은 위성들의 신호를 제외함으로써 항법성능을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법중계기의 위성신호 수신과 송출 알고리즘 흐름도이다.
먼저 방위각과 고도각을 설정한다(S301). 중계기는 초기에 자신이 중계할 영역의 방위각과 고도각을 설정한다. 이 방위각과 고도각의 설정은 중계할 영역을 포함한 전체 지역의 특성을 고려하여 설정하여야 하고, 사전에 조사가 이루어져야 한다. 또한 여러 개의 중계기가 설치될 경우 상호 간의 영역 분배도 필요하며 중계 가시 영역 또한 고려하고 중계기의 개수도 결정하여야 한다.
모든 항법위성으로부터 항법위성 신호를 수신하고, 각 항법위성의 위치를 계산한다(S302). 중계기는 모든 항법위성의 신호를 수신하며 수신된 항법위성의 신호 로부터 각 항법위성의 위치를 계산한다.
탑재된 알고리즘을 이용하여 중계기의 위치를 계산한다(S303).
항법위성의 위치 및 중계기의 위치를 기초로 현재 각 항법위성의 방위각과 고도각을 계산한다(S304).
긱 항법위성의 방위각과 고도각 및 중계기의 초기에 설정한 방위각과 고도각을 기초로 중계기가 신호를 중계할 중계위성을 선별한다(S305). 즉, 항법수신기로 신호가 닿지 않는 가시영역을 벗어난 중계영역 내에 속하는 위성을 선별한다.
선별된 위성의 위성신호를 수신하여 중계 신호를 생성하고, 생성된 중계신호를 항법수신기로 송출한다(S306). 중계 신호의 생성시 중계기는 신호 특성이 나쁜 위성신호는 제외할 수 있으며 위성의 궤도를 예측하여 향후 DOP 특성이 좋은 위성만을 선정하여 중계할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항법위성중계기의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 항법위성중계기(400)는 수신부(410), 중계영역설정부, 중계기위치계산부, 위성위치계산부, 위성선별부 및 신호송출부를 포함한다.
수신부(410)는 다수의 항법위성으로부터 항법위성 신호를 수신한다.
중계영역설정부(420)는 중계할 영역의 방위각 및 고도각을 설정한다. 이때 중계할 지역의 지역적 특성을 고려하여 항법위성 신호가 수신기에 도달하지 않는 방위각과 고도각을 설정한다. 항법위성 신호가 도달하지 않는 음영영역 내에 여러 개의 중계기가 설치되는 경우 각 중계기가 서로 다른 영역을 담당하도록 중계기의 방위각 및 고도각을 설정한다.
중계기위치계산부(430)는 탑재된 위치계산 알고리즘에 의해 자신의 위치를 계산한다.
위성위치계산부(440)는 수신부(410)가 수신한 다수의 항법위성 신호를 기초로 탑재된 위치계산 알고리즘에 의해 각 항법위성의 위치를 계산한다. 위성위치계산부(440)는 계산된 항법위성의 위치 및 중계기의 위치를 기초로 각 항법위성의 방위각 및 고도각을 계산한다.
위성선별부(450)는 각 항법위성의 방위각과 고도각 및 중계기의 방위각과 고도각을 기초로 신호를 중계할 중계영역 내의 항법위성을 선별한다. 즉, 가시영역을 벗어나 음영영역 내에 위치한 항법위성들 중 중계기의 중계영역 내에 위치한 항법위성을 선별한다. 중계영역 내 항법위성들 중 고도각이 임계치 이하로 낮은 위성, 또는 위성 신호의 품질 감시 결과 신호 특성이 나쁜 위성의 신호는 중계하지 않도록 설정할 수 있다. 또한 위성선별부(450)는 DOP를 고려하여 전체 수신 영역에 최적의 위성 배치가 되도록 중계할 위성을 선별하거나, 위성의 궤도를 측정하여 향후 최상의 위성 배치가 되도록 중계할 위성을 선별할 수 있다.
신호송출부(460)는 선별된 항법위성의 중계신호를 생성하여 송출한다.
한편, 장애물이 실내 또는 터널 등인 경우, 중계기는 실외에서 신호를 수신하는 수신수단과 수신한 신호를 실내로 송출하는 송출수단으로 구성될 수도 있다.
본 발명은 항법위성 신호를 중계하여 항법위성의 신호가 미약한 지역에 위성 항법 성능을 향상시키는 방법이다. 위성항법을 이용한 사용자 위치 계산은 전세계적으로 분포해 있는 항법위성의 신호를 수신받아 어느 곳에서나 자신의 위치를 계산할 수 있지만 이들 신호가 장애물에 의해 차단되거나 신호가 미치지 못하는 터널이나 실내에서는 사용자의 위치를 알아내는 것이 불가능하거나 항법 성능이 저하된다. 특히 도심지의 빌딩 숲에서는 빌딩이 연속적으로 분포해 있어 사용자의 위치를 알아내는 데 어려움이 있으며 경로 탐색을 위한 위치 추적도 힘들게 된다. 이러한 지역에 항법위성 신호의 중계기를 설치하면 문제를 해결할 수 있다. 빌딩 숲에서 위성신호는 고도각이 높은 위성들만 수신할 수 있는데 이럴 경우 DOP 특성이 나빠져 사용자의 위치해를 계산하는 많은 오차가 발생하게 된다. 천구에 위성의 분포가 골고루 퍼져있어야 사용자의 위치해를 계산할 때 오차가 많이 줄어드는데 가시 위성이 사용자의 천정에 주로 분포할 경우 위치해 계산 오차가 커지게 된다. 따라서 장애물의 옥상이나 개방된 위치에 중계기를 설치하고 항법위성 신호를 중계하게 되면 사용자는 위치해를 정확하게 계산할 수 있고, 특히 중계하는 위성의 방위각과 고도각을 설정하는 방법은 장애물에 의해 차단된 신호까지 항법해에 이용하여 오차의 발생을 제거할 수 있고 가시영역에 있는 위성들은 중계에서 제외함으로써 멀티패스 오차를 줄이는 효과를 볼 수 있다.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장애물에 의해 항법위성 신호가 차단되는 환경에서 항법위성 신호를 중계하기 위한 중계 시스템을 설명하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실내나 터널 등 항법위성의 신호가 도달하지 않는 환경에서 항법위성 신호를 중계하기 위한 중계 시스템을 설명하는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성항법중계기의 위성신호 수신과 송출 알고리즘 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 항법위성중계기의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

Claims (11)

  1. 음영영역에서 중계영역의 방위각 및 고도각을 설정하는 단계;
    다수의 항법위성으로부터 수신한 항법위성 신호를 기초로 각 항법위성의 위치를 계산하는 단계;
    상기 항법위성의 위치 및 중계기의 위치를 기초로 각 항법위성의 방위각 및 고도각을 계산하고, 상기 중계영역 내에 속하는 항법위성을 선별하는 단계; 및
    상기 선별된 항법위성의 중계신호를 생성하여 송출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기에 의한 항법위성 신호 중계 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중계영역의 방위각 및 고도각은 지역적 특성을 기초로 설정되는 것을 특징으로 하는 중계기에 의한 항법위성 신호 중계 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    다수의 중계기가 항법위성 신호를 중계하는 경우 각 중계기의 중계영역 방위각 및 고도각을 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 중계기에 의한 항법위성 신호 중계 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중계영역 내 항법위성의 고도각이 임계치 이하인 경우 항법위성 신호를 중계하지 않는 것을 특징으로 하는 중계기에 의한 항법위성 신호 중계 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    위치정밀도(DOP), 항법위성 신호의 품질, 항법위성의 궤도 중 하나를 기초로 상기 중계영역 내의 항법위성의 신호 중계 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 중계기에 의한 항법위성 신호 중계 방법.
  6. 공간적으로 폐쇄된 지역의 외부에 위치하여 기 설정된 방위각 및 고도각에 의해 할당된 중계영역 내에서 하나 이상의 항법위성으로부터 항법위성 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 항법위성 신호를 상기 폐쇄되 지역의 내부로 송출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중계기에 의한 항법위성 신호 중계 방법.
  7. 음영영역에서 중계영역의 방위각 및 고도각을 설정하는 중계영역설정부;
    다수의 항법위성으로부터 수신한 항법위성 신호를 기초로 각 항법위성의 위치를 계산하고, 상기 항법위성의 위치 및 중계기의 위치를 기초로 각 항법위성의 방위각 및 고도각을 계산하는 위성위치계산부;
    상기 항법위성 및 중계기의 위치를 기초로 상기 중계영역에 속하는 항법위성을 선별하는 위성선별부; 및
    상기 선별된 항법위성의 중계신호를 생성하여 송출하는 신호송출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항법위성 신호 중계 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 중계영역의 방위각 및 고도각은 지역적 특성을 기초로 설정되는 것을 특징으로 하는 항법위성 신호 중계 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 중계영역 내 항법위성의 고도각이 임계치 이하인 경우 항법위성 신호를 중계하지 않는 것을 특징으로 하는 항법위성 신호 중계 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    위치정밀도(DOP), 항법위성 신호의 품질, 항법위성의 궤도 중 하나를 기초로 상기 중계영역 내의 항법위성의 신호 중계 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 항법위성 신호 중계 장치.
  11. 공간적으로 폐쇄된 지역의 외부에 위치하여 기 설정된 방위각 및 고도각에 의해 할당된 중계영역 내에서 하나 이상의 항법위성으로부터 항법위성 신호를 수신하는 외부수신중계기; 및
    상기 수신된 항법위성 신호를 상기 폐쇄되 지역의 내부로 송출하는 내부송출 중계기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항법위성 신호 중계 시스템.
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