KR20110018216A - Apparatus and method for receiving signal in global navigation satellite system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Signal acquiring apparatus and method in a global positioning system are provided to obtain satellite signals without an additional hardware by detecting the identifier of a satellite and calculating a code phase and Doppler. CONSTITUTION: A signal acquiring apparatus in a global positioning system includes a first calculating part(420) and a second calculating part(430). The first calculating part detects the identifier of a satellite from a signal from the satellite. A code phase and Doppler are calculated, and a time required for calculation is measured. A second calculating part corrects the code phase and the Doppler using the carrier frequency and the code frequency of the satellite and the calculated values of the first calculating part.

Description

위성 항법 시스템에서 신호 획득 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RECEIVING SIGNAL IN GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM}Apparatus and method for acquiring signal in satellite navigation system {APPARATUS®AND METHOD FOR RECEIVING SIGNAL IN GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM}

본 발명은 위성 항법 시스템에서 신호 획득 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 위성 항법 시스템에서 항법 신호의 획득 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for obtaining signals in a satellite navigation system, and more particularly, to an apparatus and method for obtaining navigation signals in a satellite navigation system.

"본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 전파방송산업진흥개발사업 의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제고유번호: 2007-S-301-03, 과제명 : 위성항법 지상국시스템 및 탐색구조 단말기 기술개발].""The present invention is derived from the research conducted as part of the radio broadcasting industry promotion development project of the Ministry of Knowledge Economy and the Ministry of Information and Telecommunication Research and Development. [Task No. 2007-S-301-03, Title: Satellite navigation ground station system and search Rescue terminal technology development]. "

위성 항법 시스템은 지구상의 정지 궤도에 있는 다수의 위성들로부터 수신된 신호를 이용하여 위치를 추정하기 위한 시스템이다. 이러한 위성 항법 시스템에는 일반적으로 널리 사용되는 GPS(Global Positioning System), 유럽의 갈릴레오 위치결정시스템, 러시아의 GLONASS 등의 시스템이 있다.Satellite navigation systems are systems for estimating position using signals received from multiple satellites in geostationary orbit on Earth. Such satellite navigation systems include widely used global positioning systems (GPS), Galileo positioning systems in Europe, and GLONASS in Russia.

위성 항법 시스템은 다수의 위성들과 수신기로 구성된다. 다수의 위성들은 신호기로 신호를 송신하며 신호의 종류에는 L1 C/A 및 GPS L5 등이 있다. 지구상의 정지 궤도에 있는 다수의 위성들로부터 수신된 신호를 이용하여 위치를 추정하기 위해서는 적어도 3개의 위성이 필요하다. 하지만, 수신기가 위성으로부터 송신신호를 수신하여 신호추적과정에 필요한 코드 위상, 도플러 등을 계산하는 과정 중 발생되는 문제점에 대해 자세히 설명하기 위해서 수신기는 하나의 위성으로부터 신호를 수신한다고 가정한다.The satellite navigation system consists of a number of satellites and a receiver. Many satellites transmit signals with signal signals, and signal types include L1 C / A and GPS L5. At least three satellites are needed to estimate position using signals received from multiple satellites in geostationary orbit on Earth. However, it is assumed that the receiver receives a signal from one satellite in order to explain in detail a problem that occurs during the receiver receiving a transmission signal from the satellite and calculating a code phase, a Doppler, etc. required for the signal tracking process.

수신기는 위성으로부터 신호를 수신하고 신호추적을 위해서 수신된 신호를 기반으로 코드 위상, 도플러 등을 계산한다. 그리고 계산된 코드 위상, 도플러 등은 신호 추적을 위해 사용된다. 이와 같이 위성들로부터 송신된 신호의 처리단계는 신호획득단계와 신호추적단계로 나뉜다.The receiver receives signals from satellites and calculates code phase, Doppler, etc. based on the received signals for signal tracking. The calculated code phase, Doppler, etc. are used for signal tracking. As such, the processing steps of the signals transmitted from the satellites are divided into a signal acquisition step and a signal tracking step.

신호획득단계에서 수신기는 위성들로부터 신호를 수신하고, 신호 추적에 사용될 신호획득결과 값을 계산한다. 상기 신호회득결과 값에는 위성번호, 코드 위상 및 도플러 등이 있으며, 이 값들은 신호추적단계에 제공된다. 여기서, 위성번호는 각 위성들을 구별하기 위한 위성 식별자를 이용하여 검출할 수 있다. 수신기는 신호획득단계에서 계산된 신호획득결과 값에 기반하여 신호획득단계를 실행한다. 신호추적단계가 정상적으로 동작하기 위해서는 신호추적결과인 도플러가 정확해야 하고. 코드위상은 1칩 오차 이내로 정확해야 한다.In the signal acquisition step, the receiver receives signals from satellites and calculates a signal acquisition result value to be used for signal tracking. The signal acquisition result includes satellite number, code phase and Doppler, and these values are provided to the signal tracking step. Here, the satellite number can be detected using a satellite identifier for distinguishing each satellite. The receiver executes the signal acquisition step based on the signal acquisition result value calculated in the signal acquisition step. In order for the signal tracking step to work properly, the signal tracking Doppler must be accurate. The code phase must be accurate to within 1 chip error.

신호획득단계에서 위성으로부터 수신된 GPS L5신호의 코드 주기는 L1 C/A와 동일한 1ms이지만, 코드 주파수는 10.23 MHz, 위성으로부터 한 주기에 전송받는 코드 길이가 10,230개로 L1 C/A 신호에 비해 10배가 더 크다. GPS L5신호의 코드 주파수가 높기 때문에 L1 C/A 신호에 비해 측위정확도가 향상된다. 하지만, GPS L5신 호의 코드 길이가 10배가 더 크기 때문에, 신호추적단계에 사용될 신호획득결과 값을 처리하는 시간이 더 길어진다는 단점이 있다. 또한, 신호추적결과인 코드위상과 도플러는 시간에 따라 변하기 때문에, 초기 항법 신호를 수신한 시점부터 신호획득결과 값을 얻는데 걸리는 시간 이전까지의 신호획득결과 값을 이용하여 신호추적을 하면 신호추적에 실패하게 된다.The code period of the GPS L5 signal received from the satellite in the signal acquisition phase is 1ms, which is the same as L1 C / A, but the code frequency is 10.23 MHz, and the code length is 10,230 received in one cycle from the satellite, which is 10 compared to the L1 C / A signal. The belly is bigger. The high code frequency of the GPS L5 signal improves positioning accuracy compared to the L1 C / A signal. However, since the code length of the GPS L5 signal is 10 times larger, the processing time of the signal acquisition result value to be used in the signal tracking step is longer. Also, since the code phase and the Doppler, which are the signal tracking results, change with time, if the signal tracking is performed using the signal acquisition result value from the time of receiving the initial navigation signal to the time required to obtain the signal acquisition result value, Will fail.

이하, 도 1을 참조하여 신호획득단계 및 신호추적단계에 대해서 설명하겠다. Hereinafter, a signal acquisition step and a signal tracking step will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 신호획득 처리시간에 따른 코드위상정보의 변화를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the change of the code phase information according to the signal acquisition processing time.

도 1을 참조하면, 수신기는 신호처리 기능에 따라 신호획득단계(10), 신호추적단계(16)로 나뉜다. 신호획득단계(10)는 t0시점부터 t3시점까지를 나타내고, 신호추적단계(14)는 t3시점부터 t6시점까지를 나타낸다.Referring to FIG. 1, the receiver is divided into a signal acquisition step 10 and a signal tracking step 16 according to a signal processing function. The signal acquisition step 10 shows the time from t0 to t3, and the signal tracking step 14 shows the time from t3 to t6.

먼저, 수신기는 위성으로부터 코드 1주기로 항법데이터를 수신한다. 코드 1주기는 t0시점부터 t2시점까지이다. 따라서 수신기는 신호획득단계(10)에서 t0시점부터 t2시점까지의 코드 1주기의 항법데이터(11)를 수신한다. 이때, 초기 코드 위상(12a)은 t1시점에 존재한다, 수신기는 t0시점부터 t2시점까지의 코드 1주기를 수신했기 때문에 초기 코드 위상(12a)의 위치는 t0시점부터 t2시점사이에 존재한다. 이후 수신기는 t2시점부터 t3시점까지의 시간동안 t0시점부터 t2시점범위에서 수신한 코드 1주기의 항법데이터를 기반으로 초기코드위상을 계산한다. 초기코드위상을 계산함으로써 위성번호, 코드 위상 및 도플러 등을 얻을 수 있다. 이때, t2시점부터 t3시점까지의 시간을 신호획득 처리시간(13)이라고 하며, 신호획득 처리시 간(13)은 코드 1주기를 수신하는 시간보다 오래 걸린다.First, the receiver receives navigation data in one cycle of code from the satellite. One cycle of code is from time t0 to time t2. Therefore, the receiver receives the navigation data 11 of one code period from the time t0 to the time t2 in the signal acquisition step 10. At this time, the initial code phase 12a exists at time t1. Since the receiver has received one cycle of code from time t0 to time t2, the position of the initial code phase 12a exists between time t0 and time t2. Thereafter, the receiver calculates an initial code phase based on the navigation data of one cycle of code received from the time point t0 to the time point t2 for the period from time t2 to time t3. By calculating the initial code phase, the satellite number, code phase and Doppler can be obtained. At this time, the time from the time t2 to the time t3 is called the signal acquisition processing time 13, and the signal acquisition processing time 13 takes longer than the time for receiving one code cycle.

초기코드위상(12a)이 t1시점에 있을 때 t0시점부터 t2시점범위에서 수신한 항법데이터를 기반으로 계산된 초기코드위상(12b)은 t4시점에 위치하게 된다.When the initial code phase 12a is at the time t1, the initial code phase 12b calculated based on the navigation data received from the time t0 to the time t2 is located at the time t4.

즉, 신호획득단계(10)에서 항법데이터를 수신하여 신호획득단계(10)를 수행하면, 신호획득 처리시간(13)이 경과된 시점에서 초기 코드위상(12b)을 획득할 수 있다. 이때, 신호획득 처리시간(13)이 경과된 시점에서 항법데이터를 재수신하고, 상기 항법데이터를 기반으로 계산된 코드위상이 t4시점에 위치하는 초기코드위상(12b)라고 가정한다. 그런데, 신호획득 처리시간(13)이 경과된 시점인 t3시점부터 t6시점까지의 코드 1주기 항법데이터(14)를 수신하여 코드위상을 검색해보면 실제코드위상의 위치는 t4시점이 아닌 t5시점에서 검색된다. 이때, 성공적인 신호추적과정을 위해서 초기코드위상(12b)의 위치인 t4시점과 변경된 코드위상 위치인 t5시점이 같거나, 1칩 이내의 오차가 발생해야 한다. 하지만, 신호획득 처리시간(13)이 코드 1주기 항법데이터를 수신하는 시간보다 더 오래 걸리기 때문에, 1칩 이상의 오차가 발생한다.That is, when the navigation signal is received in the signal acquisition step 10 and the signal acquisition step 10 is performed, the initial code phase 12b can be obtained at the time when the signal acquisition processing time 13 has elapsed. At this time, it is assumed that the navigation data is re-received when the signal acquisition processing time 13 has elapsed, and the code phase calculated based on the navigation data is the initial code phase 12b located at time t4. By the way, when the code phase is retrieved by receiving the code one-period navigation data 14 from the time point t3 to the time point t6 when the signal acquisition processing time 13 has elapsed, the actual code phase is located at time t5 instead of time t4. Is searched. At this time, for the successful signal tracking process, an error of less than one chip or the same time as t4 as the position of the initial code phase 12b and t5 as the changed code phase position should occur. However, since the signal acquisition processing time 13 takes longer than the time for receiving the code one cycle navigation data, an error of one chip or more occurs.

만약, 1칩 이상의 오차가 발생할 경우에는 신호추적에 실패하거나 신호를 잃어버릴 수 있다. 일반적으로 코드위상과 도플러는 시간에 따라 변하기 때문에 자연스럽게 발생하는 현상이다. 따라서 코드위상에서 1칩 아내의 오차가 발생하도록 코드위상을 새롭게 보상해주어야 한다.If more than one chip error occurs, signal tracking may fail or the signal may be lost. In general, code phase and Doppler are natural because they change over time. Therefore, the code phase must be compensated newly so that the error of one chip wife occurs in the code phase.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 종래기술에는 코드 위상에서 1칩 이상의 오차가 발생하지 않도록 신호획득 처리시간을 최대한 줄이는 방법을 사용하였다. 하지만, 신호획득 시간을 줄이기 위해서 하드웨어를 코드길이만큼의 탭수를 갖는 Matched Filer 방식이나 다중 상관기 방식을 기반으로 구현을 해야 하기 때문에, 하드웨어의 구현이 복잡해지고 비용이 증가하는 문제가 있다.In order to solve this problem, the prior art has used a method of reducing the signal acquisition processing time as much as possible so as not to cause an error of more than one chip in the code phase. However, in order to reduce the signal acquisition time, the hardware must be implemented based on the Matched Filer method or the multi-correlator method having the number of taps as long as the code length. Therefore, the hardware implementation is complicated and the cost increases.

또한, 도플러는 신호획득 처리시간에 따라서 크게 변하지 않는다. 하지만, 도플러가 정확하게 계산되지 않으면, 신호전력의 감쇄가 많이 발생하여 신호추적에 실패할 수 있다. 따라서 정확한 도플러를 얻기 위해서 주파수 검색 해상도를 높여 코드를 검색한다. 즉, 도플러의 정확성을 높이기 위해서 높은 주파수 검색 해상도를 사용하면 그 만큼 정밀하게 코드 검색을 할 수 있다. 하지만, 주파수 검색 해상도와 비례적으로 연산량이 많아지기 때문에 신호획득 처리시간이 길어지거나 구현복잡도가 증가하는 문제가 발생한다.In addition, Doppler does not change significantly depending on the signal acquisition processing time. However, if Doppler is not calculated correctly, a lot of signal power attenuation may occur and signal tracking may fail. Therefore, to get accurate Doppler, the frequency search resolution is increased to search the code. In other words, if you use high frequency search resolution to increase the accuracy of Doppler, you can search the code precisely. However, since the computational amount increases in proportion to the frequency search resolution, the signal acquisition processing time becomes long or the implementation complexity increases.

즉, 정확한 도플러를 얻기 위해서는 높은 주파수 검색 해상도를 사용하면 많은 주파수를 검색할 수 있다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 주파수 검색 해상도에 따른 검색 셀 구조에 대해 설명한다.In other words, a high frequency search resolution can be used to retrieve many frequencies to obtain accurate Doppler. Hereinafter, a search cell structure according to frequency search resolution will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

도 2는 주파수 검색 해상도가 500 Hz 인 경우의 검색 셀 구조에 대해 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 주파수 검색 해상도가 250 Hz 인 경우의 검색 셀 구조에 대해 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a search cell structure when the frequency search resolution is 500 Hz, and FIG. 3 is a diagram illustrating a search cell structure when the frequency search resolution is 250 Hz.

도 2와 도 3은 수신기가 위성으로부터 코드 1주기 동안 GPS L5 신호를 수신한 경우이다. 코드 1주기 동안 수신한 GPS L5 신호는 20460 칩들로 이루어진다. x축과 y축은 각각 도플러 주파수 검색 해상도와 코드를 의미한다. 도플러 주파수 검색 해상도에 따라 -7 KHz ~ 7 KHz 범위에서 셀 단위로 코드를 검색한다. 수신기가 위성으로부터 코드 1주기로 GPS L5 신호를 수신하기 때문에, 코드는 20450 칩 범위에 존재한다. 또한, 코드 위상에서 1칩 이내의 오차가 발생해야 신호 추적에 실패하지 않기 때문에, 셀은 1/2 칩으로 구성된다. 2 and 3 illustrate a case where a receiver receives a GPS L5 signal for one period of code from a satellite. The GPS L5 signal received during one cycle of code consists of 20460 chips. The x and y axes represent Doppler frequency search resolution and code, respectively. Doppler frequency search Searches for codes in cells, ranging from -7 KHz to 7 KHz, depending on the resolution. Since the receiver receives the GPS L5 signal from the satellite in one cycle of code, the code is in the 20450 chip range. In addition, the cell is composed of 1/2 chip because an error within 1 chip in the code phase does not fail the signal tracking.

도 2는 주파수 검색 해상도가 500 Hz일 때 주파수를 검색하는 경우이다. 도 2에서는 도플러를 고정시키지 않고 0 KHz부터 코드의 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 검색한다. 먼저, 0 KHz부터 코드의 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 처음부터 끝까지 검색한다(210). 그 후, 주파수 검색 해상도만큼 증가시킨 도플러에서 코드를 검색하기 위해서 다시 +500 Hz로 돌아간다(220). 주파수 검색 해상도가 500 Hz이기 때문에, +500 Hz부터 주파수 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 처음부터 끝까지 검색한다(230). 상기와 같은 과정을 500 Hz 단위로 -7 KHz ~ 7 KHz 범위 내에서 +와 -를 번갈아가면서 검색하면 총 29번(17)의 코드검색이 실행된다.2 shows a case where a frequency is searched when the frequency search resolution is 500 Hz. In FIG. 2, the code search is started from 0 KHz without the Doppler fixed, and the code existing in the 20450 chip is searched. First, the code is searched from 0 KHz and the code existing in the 20450 chip is searched from beginning to end (210). Thereafter, it returns to +500 Hz again to retrieve the code in Doppler increased by the frequency search resolution (220). Since the frequency search resolution is 500 Hz, the frequency search starts from +500 Hz and searches for codes existing in the 20450 chip from beginning to end (230). If the above process is searched alternately between + and-within the range of -7 KHz to 7 KHz in 500 Hz units, a total of 29 (17) code searches are performed.

도 3은 파수 검색 해상도가 250 Hz일 때 주파수를 검색하는 경우이다. 도 3에서는 도플러를 고정시키지 않고 0 KHz부터 코드의 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 검색한다. 먼저, 0 KHz부터 코드의 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 처음부터 끝까지 검색한다(310). 그 후, 주파수 검색 해상도만큼 증가시킨 도플러에서 주파수를 검색하기 위해서 다시 +250 Hz로 돌아간다(320). 주파수 검색 해상도가 250 Hz이기 때문에, +250 Hz부터 주파수 검색을 시작하여 20450 칩 내에 존재하는 코드를 처음부터 끝까지 검색한다(330). 상기와 같은 과정을 250 Hz 단위로 -7 KHz ~ 7 KHz 범위 내에서 +와 -를 번갈아가면서 검색 하면 도 2에서 실행된 코드검색횟수의 2배인 총 57번의(18) 코드검색이 실행된다.3 shows a case where a frequency is searched when the wave search resolution is 250 Hz. In FIG. 3, the code search is started from 0 KHz without the Doppler fixed, and the code existing in the 20450 chip is searched. First, a code search is started from 0 KHz and a code existing in the 20450 chip is searched from beginning to end (310). Thereafter, it returns to +250 Hz again to search for frequencies in Doppler increased by the frequency search resolution (320). Since the frequency search resolution is 250 Hz, the frequency search starts from +250 Hz and searches for codes existing in the 20450 chip from beginning to end (330). When the above process is searched alternately in the range of -7 KHz to 7 KHz in 250 Hz units, + and-are searched for a total of 57 times (18) code searches, which are twice the number of code searches performed in FIG.

즉, 도플러의 정확성을 높이기 위해서 높은 주파수 검색 해상도를 사용하면 그 만큼 정밀하게 코드 검색을 할 수 있다. 하지만, 주파수 검색 해상도와 비례적으로 연산량이 많아지기 때문에 신호획득 처리시간이 길어지거나 구현복잡도가 증가하는 문제가 발생한다.In other words, if you use high frequency search resolution to increase the accuracy of Doppler, you can search the code precisely. However, since the computational amount increases in proportion to the frequency search resolution, the signal acquisition processing time becomes long or the implementation complexity increases.

따라서 본 발명에서는 기존 신호 획득 장치에 추가적인 하드웨어가 필요하지 않은 신호 획득 장치 및 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a signal acquisition device and method that does not require additional hardware in the existing signal acquisition device.

또한 본 발명에서는 신속한 신호 추적을 위한 신호 획득 장치 및 방법을 제공한다.The present invention also provides a signal acquisition device and method for rapid signal tracking.

본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 항법 시스템의 수신기에서 위성 신호를 획득하기 위한 장치는, 위성으로부터 수신된 신호에서 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 제 1 계산부와, 상기 제 1 계산부에서 계산된 값들과 상기 위성의 캐리어 주파수 및 코드 주파수를 이용하여 상기 코드위상 및 도플러를 보정하는 제 2 계산부를 포함한다.An apparatus for obtaining a satellite signal in a receiver of a satellite navigation system according to an embodiment of the present invention, detects the identifier of the satellite in the signal received from the satellite, calculates code phase and Doppler, A first calculation unit for measuring time, and a second calculation unit for correcting the code phase and Doppler using the values calculated by the first calculation unit and the carrier frequency and the code frequency of the satellite.

본 발명의 일 실시 예에 따른 위성 항법 시스템의 수신기에서 위성 신호를 획득하기 위한 방법은, 위성으로부터 수신된 신호에서 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 제 1 계산 과정과, 상기 제 1 계산 과정에서 계산된 값들과 상기 위성의 캐리어 주파수 및 코드 주파수를 이용하여 상기 코드위상 및 도플러를 보정하는 제 2 계산 과정을 포함한다.A method for obtaining a satellite signal in a receiver of a satellite navigation system according to an embodiment of the present invention, detects the identifier of the satellite in the signal received from the satellite, calculates code phase and Doppler, A first calculation process for measuring time, and a second calculation process for correcting the code phase and Doppler using the values calculated in the first calculation process and the carrier frequency and the code frequency of the satellite.

본 발명의 위성 신호 획득 장치를 사용하면 기존 신호 획득 장치에 추가적인 하드웨어가 필요하지 않고, 신속한 신호 추적을 위한 신호 획득할 수 있다. By using the satellite signal acquisition device of the present invention, additional hardware is not required for the existing signal acquisition device, and signals can be acquired for fast signal tracking.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 수신기의 블록구성도이다.4 is a block diagram of a receiver according to the present invention.

도 4를 참조하면, 수신기는 RF부(410), 제1 계산부(420), 제 2 계산부(430), 추적부(440)를 포함한다. 여기서 RF부(410), 제 1 계산부(420), 제 2 계산부(430)는 신호 획득 단계를 수행하는데 사용된다. 또한, 추적부는(440)은 신호 추적 단계 를 수행하는데 사용된다. 제 1 계산부(420)는 버퍼(421)와 신호획득결과 계산부(422)를 포함하고, 제 2 계산부(430)는 정밀 코드위상 재검색부(431)와 정밀 도플러 재계산부(432)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the receiver includes an RF unit 410, a first calculator 420, a second calculator 430, and a tracker 440. The RF unit 410, the first calculator 420, and the second calculator 430 are used to perform a signal acquisition step. In addition, the tracking unit 440 is used to perform a signal tracking step. The first calculator 420 includes a buffer 421 and a signal acquisition result calculator 422, and the second calculator 430 uses the precision code phase redetector 431 and the precision Doppler recalculator 432. Include.

RF부(410)는 위성으로부터 코드 1주기의 항법데이터를 수신한다. 제 1 계산부(420)의 버퍼(421)는 RF부(410)로부터 수신한 항법데이터를 임시적으로 저장한다. 제 1 계산부(420)의 신호획득결과 계산부(422)는 버퍼(421)에 임시적으로 저장된 코드 1주기의 항법데이터를 기반하여 신호획득결과 값을 계산한다. 상기 신호획득결과 값에는 위성번호, 코드 위상, 도플러 등이 있다. RF부(410)가 위성으로부터 코드 1주기의 항법데이터를 수신한 이후시점부터 신호획득결과 계산부(422)가 신호획득결과 값을 산출한 시점까지의 시간을 신호획득 처리시간이라고 한다. 이때, 신호획득 처리시간을 1ms에 동기 된 시점으로 수정해야 한다. 예를 들어, 위성으로부터 코드 주기가 1ms인 GPS L5 신호를 수신하고, 신호획득 처리시간이 495.3ms 걸렸다고 가정한다. 그러면 1ms 동기 된 시점인 496ms까지를 신호획득 처리시간으로 수정한다.The RF unit 410 receives the navigation data of one code period from the satellite. The buffer 421 of the first calculator 420 temporarily stores the navigation data received from the RF unit 410. The signal acquisition result calculator 422 of the first calculator 420 calculates a signal acquisition result value based on navigation data of one cycle of code temporarily stored in the buffer 421. The signal acquisition result values include satellite number, code phase, and Doppler. The time from the time when the RF unit 410 receives the navigation data of one code period from the satellite to the time when the signal acquisition result calculation unit 422 calculates the signal acquisition result value is called a signal acquisition processing time. At this time, the signal acquisition processing time should be modified to the point synchronized with 1ms. For example, assume that a GPS L5 signal having a code period of 1 ms is received from a satellite, and a signal acquisition processing time is 495.3 ms. Then, up to 496ms, which is 1ms synchronized, is modified to the signal acquisition processing time.

다음으로, 정밀 코드위상 재검색부(431)는 신호획득 처리시간동안 변경된 코드위상을 <수학식 1>을 이용하여 계산한다.Next, the precision code phase re-search unit 431 calculates the code phase changed during the signal acquisition processing time using Equation (1).

Figure 112009050174819-PAT00001
Figure 112009050174819-PAT00002
변경된 코드 위상 = 도플러 / 캐리어주파수 코드 주파수 신호획득 처리시간
Figure 112009050174819-PAT00001
Figure 112009050174819-PAT00002
Modified Code Phase = Doppler / Carrier Frequency Code Frequency Acquisition Processing Time

여기서, 캐리어 주파수와 코드 주파수는 입력 받은 신호에 따라 달라진다. 예를 들어 수신된 신호가 GPS L5일 경우에는 캐리어 주파수는 1176.45 MHz, 코드 주파수는 10.23 MHz이며, 코드 주기는 1ms 이다. 또한, 수신된 신호가 GPS L1일 경우에는 캐리어 주파수는 1574.42 MHz, 코드 주파수는 1.032 MHz, 코드 주기는 1ms이다. 신호획득 처리시간은 초기에 수신된 항법 데이터를 기반으로 신호획득결과 값을 계산하는데 소요되는 시간이다. 즉, 신호획득 처리시간은 상기 도 2 및 도 3에서와 같이 도플러를 고정시키지 않고 0 KHz부터 주파수 검색을 시작하여 -7 KHz ~ 7 KHz 범위 내에서 +와 -를 번갈아가면서 코드위상을 검색하는데 소요되는 시간을 포함한다.Here, the carrier frequency and the code frequency vary depending on the input signal. For example, if the received signal is GPS L5, the carrier frequency is 1176.45 MHz, the code frequency is 10.23 MHz, and the code period is 1 ms. In addition, when the received signal is GPS L1, the carrier frequency is 1574.42 MHz, the code frequency is 1.032 MHz, and the code period is 1 ms. The signal acquisition processing time is a time taken to calculate a signal acquisition result value based on initially received navigation data. That is, the signal acquisition processing time is required to search the code phase alternately between + and-within the range of -7 KHz to 7 KHz by starting the frequency search from 0 KHz without fixing the Doppler as shown in FIGS. 2 and 3. Includes time to be.

도플러는 초기코드위상이 검색된 시점의 주파수 해상도를 의미한다. 즉, 신호획득결과 계산부(422)가 코드 1주기의 20450 칩 내에 존재하는 코드를 처음부터 끝까지 검색한다. 이때, 신호전력이 제일 큰 값이 검색된 셀의 위상이 초기코드위상이 되며, 초기코드위상이 검색된 시점의 주파수 해상도가 도플러에 해당한다.Doppler refers to the frequency resolution at which the initial code phase is found. That is, the signal acquisition result calculator 422 searches for codes existing in the 20450 chip of one code cycle from beginning to end. At this time, the phase of the cell in which the value of the largest signal power is found becomes the initial code phase, and the frequency resolution at the time when the initial code phase is found corresponds to Doppler.

상기 <수학식 1>을 이용하여 계산된 변경된 코드 위상은 신호획득 처리시간동안 도플러에 의해 변경된 코드위상이다. 따라서 정밀코드위상 재계산부(431)는 항법데이터를 수신한 초기시점부터 신호획득 처리시간이 경과된 시점까지의 재계산된 초기 코드 위상을 계산하기 위해서 하기 <수학식 2>를 이용한다.The changed code phase calculated using Equation 1 is the code phase changed by Doppler during the signal acquisition processing time. Therefore, the precision code phase recalculation unit 431 uses Equation 2 below to calculate the recalculated initial code phase from the initial time of receiving the navigation data to the time when the signal acquisition processing time has elapsed.

재계산된 초기 코드 위상 = 제 1 계산부에서 계산된 초기코드위상 + 변경된 코드 위상Recalculated initial code phase = initial code phase calculated by the first calculation unit + changed code phase

<수학식 2>와 같이, 정밀코드위상 재계산부(431)는 초기 시점의 항법데이터를 기반으로 계산된 초기코드위상과 신호획득 처리시간동안 변경된 코드 위상을 합하여 항법데이터를 수신한 초기시점부터 신호획득 처리시간이 경과된 시점까지의 재계산된 초기 코드 위상을 계산한다.As shown in Equation 2, the precision code phase recalculation unit 431 signals from an initial time point at which the navigation data is received by adding the initial code phase calculated based on the navigation data at the initial time point and the code phase changed during the signal acquisition processing time. The recalculated initial code phase until the acquisition processing time has elapsed is calculated.

여기서, <수학식 1>에서 사용된 도플러는 상기 도 2 및 도 3과 같이 도플러를 고정시키지 않고 주파수 검색 해상도 단위로 코드위상을 검색하는 동안 코드위상이 검색된 시점에서의 값이다. 또한, 도플러는 초기 시점의 항법데이터를 기반으로 계산된 결과이기 때문에, 도플러와 코드위상은 오차를 포함한다.Here, the Doppler used in Equation 1 is a value at the point in time when the code phase is searched while searching for the code phase by the frequency search resolution unit without fixing the Doppler as shown in FIGS. 2 and 3. In addition, since Doppler is a result calculated based on navigation data of an initial time, Doppler and code phase contain errors.

만약 코드위상에서 1칩 이상의 오차가 발생하거나 도플러가 부정확하면 신호추적에 실패하거나 신호를 잃어버릴 수 있기 때문에, 재계산된 코드 위상 주변에서 정확한 코드위상을 재검색해야한다.If more than one chip of error occurs in the code phase or the Doppler is inaccurate, signal tracking may fail or the signal may be lost. Therefore, the correct code phase should be searched around the recalculated code phase.

이를 위해 RF부(410)는 재계산된 코드 위상 주변에서 정확한 코드위상을 재검색하기 위해서 신호획득 처리시간이 1ms 동기 된 시점에서 항법데이터를 재수신하여 버퍼(421)에 임시 저장한다. 그 후, 신호획득 결과 계산부(422)는 초기 신호 획득 당시에 검색된 도플러 주파수를 이용하여 캐리어를 제거시키고, <수학식 2>에서 재계산된 코드 위상 주변의 코드 위상들을 재검색한다. 이때, 재계산된 코드위상주변의 코드 위상들을 재검색하는 과정은 신호획득 결과 계산부(422)를 그대로 사용하면 되기 때문에 추가적인 하드웨어가 필요 없다. 또한, 고정된 도플러에서 코드위상 주변의 몇 개의 칩에 대해서만 코드위상을 검색하면 되기 때문에 연산량이 크게 증가하지 않는다. 따라서 짧은 시간에 신호획득결과 값을 새롭게 얻을 수 있다.To this end, the RF unit 410 re-receives the navigation data at a time point when the signal acquisition processing time is synchronized for 1 ms to re-search the correct code phase around the recalculated code phase and temporarily stores it in the buffer 421. Thereafter, the signal acquisition result calculator 422 removes the carrier by using the Doppler frequency found at the time of initial signal acquisition, and re-searches code phases around the code phase recalculated by Equation (2). In this case, the re-calculation of the code phases around the code phases may be performed by using the signal acquisition result calculation unit 422 as it is, so that no additional hardware is required. In addition, since the code phase needs to be searched for only a few chips around the code phase in the fixed Doppler, the amount of computation does not increase significantly. Therefore, a new signal acquisition result can be obtained in a short time.

신호획득 결과 계산부(422)는 고정된 도플러에서 재계산된 코드위상주변의 몇 개에 칩을 검색한다. 이때, 신호획득 결과 계산부(422)는 재계산된 코드위상주변의 신호전력을 비교하여 제일 큰 값이 검색된 코드위상을 정밀코드위상으로 결정한다.The signal acquisition result calculator 422 searches for chips in several of the code phases that are recalculated by the fixed Doppler. At this time, the signal acquisition result calculation unit 422 compares the signal power around the recalculated code phase and determines the code phase in which the largest value is found as the fine code phase.

그 후, 정밀코드위상 재계산부(431)는 <수학식 3>을 이용하여 오차가 포함되어있지 않은 변경된 정밀코드위상이 계산한다.After that, the precision code phase recalculation unit 431 calculates the changed precision code phase that does not include an error by using Equation (3).

변경된 정밀코드위상 = 정밀코드위상 - 초기코드위상Precision code phase changed = Precision code phase-Initial code phase

한편, <수학식 1>을 이용하여 계산된 변경된 코드위상은 주파수 검색 해상도만큼의 도플러 오차에 의한 코드위상오차를 포함하는 값이므로 부정확한 값이다. 하지만, <수학식 3>을 이용하여 계산된 변경된 정밀코드위상은 <수학식 2>을 이용하여 계산된 재계산된 코드위상주변으로 신호획득을 재수행하여 얻어진 정밀코드위상을 이용하였기 때문에, 오차가 제거된 정밀한 값이다. 따라서 정밀 도플러 재계산부(432)는 코드위상오차가 제거된 변경된 정밀 코드 위상을 이용하여 정밀 도플러를 계산한다. 즉, 정밀 도플러 재계산부(432)는 아래 <수학식 4>를 이용하여 정밀 도플러를 계산한다.On the other hand, the changed code phase calculated using Equation 1 is incorrect because it includes a code phase error due to the Doppler error equal to the frequency search resolution. However, since the modified precision code phase calculated using Equation (3) uses the precision code phase obtained by re-acquiring the signal around the recalculated code phase calculated using Equation (2), The exact value removed. Therefore, the precision Doppler recalculation unit 432 calculates the precision Doppler using the changed precision code phase from which the code phase error is removed. That is, the precision Doppler recalculation unit 432 calculates the precision Doppler using Equation 4 below.

Figure 112009050174819-PAT00003
Figure 112009050174819-PAT00004
정밀 도플러 = (변경된 정밀코드위상 캐리어주파수) / (코드주파수 신호획득 처리시간)
Figure 112009050174819-PAT00003
Figure 112009050174819-PAT00004
Precision Doppler = (Modified Precision Code Phase Carrier Frequency) / (Code Frequency Signal Acquisition Processing Time)

<수학식 4>에서 변경된 정밀코드위상은 <수학식 3>을 이용하여 계산된 값이다. 또한, 캐리어주파수와 코드주파수는 앞에서 전술한 바와 같이 입력 받은 신호에 따라 달라진다. 신호획득 처리시간은 초기에 수신된 항법 데이터를 기반으로 신호획득결과 값을 계산하는데 소요되는 시간이다.The precision code phase changed in Equation 4 is calculated using Equation 3. In addition, the carrier frequency and the code frequency depend on the input signal as described above. The signal acquisition processing time is a time taken to calculate a signal acquisition result value based on initially received navigation data.

결론적으로, 신호획득결과 계산부(422)에서 계산된 코드 위상과 정밀 코드위상 재검색부(431)에서 검색된 정밀코드위상 및 정밀 도플러 재계산부(432)에서 계산된 정밀 도플러는 신호 추적을 위해서 추적부(440)로 전송된다.In conclusion, the code phase calculated by the signal acquisition result calculation unit 422 and the precision code phase and the precision Doppler calculated by the precision Doppler recalculation unit 432 retrieved by the fine code phase redetection unit 431 are trackers for signal tracking. 440 is sent.

상기 과정을 통해서 계산된 변경된 정밀코드위상에는 오차가 존재하지 않고 도플러는 정확하기 때문에 정확하고 빠르게 신호추적단계를 실행할 수 있다. 이하 도 5를 참조하여 신호 획득 과정의 절차를 설명하겠다.Since the error does not exist in the modified precision code phase calculated through the above process and the Doppler is accurate, the signal tracking step can be executed accurately and quickly. Hereinafter, a procedure of a signal acquisition process will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명에 따른 신호 획득 과정의 절차를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the procedure of the signal acquisition process according to the present invention.

도 5를 참조하면, RF부(410)는 510단계에서 위성으로부터 코드 1주기의 항법 데이터를 수신하고, 이를 버퍼(421)에 임시 저장한다. 신호획득결과 계산부(422)는 520단계에서 버퍼(421)에 임시적으로 저장된 항법데이터를 기반으로 초기 신호획득결과 값을 계산한다. 상기 신호획득결과 값에는 위성번호, 코드 위상, 도플러 등이 있다. RF부(410)가 위성으로부터 항법데이터를 수신한 시점부터 신호획득결과 계산부가 신호획득결과 값을 산출한 시점까지의 시간을 신호획득 처리시간이라고 한다. 이때, 신호획득 처리시간을 1ms에 동기 된 시점으로 수정해야 한다. 예를 들어, 위성으로부터 코드 주기가 1ms인 GPS L5 신호를 수신하고, 신호획득 처리시간이 495.3ms 걸렸다고 가정한다. 그러면 신호획득결과 계산부(422)는 530단계에서 신호획득 처리시간을 1ms 동기 된 시점인 496ms로 수정한다.Referring to FIG. 5, in step 510, the RF unit 410 receives navigation data of one code period from a satellite and temporarily stores the navigation data in a buffer 421. The signal acquisition result calculation unit 422 calculates an initial signal acquisition result value based on the navigation data temporarily stored in the buffer 421 in step 520. The signal acquisition result values include satellite number, code phase, and Doppler. The time from the time when the RF unit 410 receives the navigation data from the satellite to the time when the signal acquisition result calculation unit calculates the signal acquisition result value is called a signal acquisition processing time. At this time, the signal acquisition processing time should be modified to the point synchronized with 1ms. For example, assume that a GPS L5 signal having a code period of 1 ms is received from a satellite, and a signal acquisition processing time is 495.3 ms. In operation 530, the signal acquisition result calculator 422 modifies the signal acquisition processing time to 496 ms, which is a 1 ms synchronization point.

다음으로, 정밀 코드위상 재검색부(431)는 540단계에서 상기 <수학식1>을 이용하여 신호획득 처리시간동안 변경된 코드위상을 계산한다. 변경된 코드위상은 신호획득 처리시간동안 도플러에 의해 변경된 코드위상이기 때문에, 정밀 코드위상 재검색부(431)는 550단계에서 상기 <수학식 2>를 이용하여 초기시점부터 신호획득 처리시간이 경과된 시점까지의 코드위상을 계산한다. 여기서, 변경된 코드위상을 계산할 때 사용한 도플러는 초기 시점의 항법데이터를 기반으로 계산된 결과 값이기 때문에 도플러와 변경된 코드위상은 오차를 포함한다.Next, the precision code phase re-search unit 431 calculates the code phase changed during the signal acquisition processing time using the equation (1) in step 540. Since the changed code phase is the code phase changed by the Doppler during the signal acquisition processing time, the precision code phase redetection unit 431 uses the Equation 2 at step 550 to time the signal acquisition processing time elapses from the initial point. Compute the code phase up to Here, the Doppler and the changed code phase include an error because the Doppler used to calculate the changed code phase is a result value calculated based on the navigation data of the initial time point.

만약 코드위상에서 1칩 이상의 오차가 발생하거나 도플러가 부정확하면 신호추적에 실패하거나 신호를 잃어버릴 수 있기 때문에, 재계산된 코드 위상 주변에서 정확한 코드위상을 재검색해야한다.If more than one chip of error occurs in the code phase or the Doppler is inaccurate, signal tracking may fail or the signal may be lost. Therefore, the correct code phase should be searched around the recalculated code phase.

이를 위해 RF부(410)는 560단계에서 재계산된 코드 위상 주변에서 정확한 코드위상을 재검색하기 위해서 신호획득 처리시간이 1ms 동기 된 시점에서 항법데이터를 재수신하여 버퍼(421)에 임시 저장한다. 그 후, 신호획득 결과 계산부(422)는 570단계에서 초기 신호 획득 당시에 검색된 도플러 주파수를 이용하여 캐리어를 제거시키고, 재계산된 코드 위상 주변의 코드 위상들을 재검색한다. 신호획득 결과 계산부(422)는 580단계에서 재계산된 코드 위상 주변의 신호전력을 비교하여 제일 큰 값을 검색된 코드 위상의 정밀 코드위상으로 결정한다. 그 후, 정밀코드위상 재계산부(431)는 상기 <수학식 3>을 이용하여 오차가 포함되어 있지 않은 변경된 정 밀코드위상을 계산한다.To this end, the RF unit 410 re-receives the navigation data at a time point when the signal acquisition processing time is synchronized by 1 ms in order to re-search the correct code phase around the code phase recalculated in step 560 and temporarily stores it in the buffer 421. In operation 570, the signal acquisition result calculator 422 removes the carrier using the Doppler frequency found at the time of initial signal acquisition, and re-searches code phases around the recalculated code phase. The signal acquisition result calculator 422 compares the signal power around the code phase recalculated in step 580 and determines the largest value as the precise code phase of the retrieved code phase. Thereafter, the precision code phase recalculation unit 431 calculates the changed precision code phase that does not include an error by using Equation 3 above.

한편, 상기 <수학식 1>을 이용하여 계산된 변경된 코드위상은 주파수 검색 해상도만큼의 도플러 오차에 의한 코드위상오차를 포함하는 값이므로 부정확한 값이다. 하지만, 상기 <수학식 3>을 이용하여 계산된 변경된 정밀코드위상은 상기 <수학식 2>을 이용하여 계산된 재계산된 코드위상주변으로 신호획득을 재수행하여 얻어진 정밀코드위상을 이용하였기 때문에, 오차가 제거된 정밀한 값이다. 따라서 정밀 도플러 재계산부(432)는 코드위상오차가 제거된 변경된 정밀 코드 위상을 이용하여 정밀 도플러를 계산한다. 즉, 정밀 도플러 재계산부(432) 590단계에서 상기 <수학식 4>를 이용하여 정밀 도플러를 계산한다.On the other hand, the changed code phase calculated using Equation 1 is incorrect because it includes a code phase error due to Doppler error equal to the frequency search resolution. However, since the changed precision code phase calculated using Equation 3 is used as the precision code phase obtained by re-acquiring a signal around the recalculated code phase calculated using Equation 2, This is a precise value with the error removed. Therefore, the precision Doppler recalculation unit 432 calculates the precision Doppler using the changed precision code phase from which the code phase error is removed. That is, the precision Doppler recalculation unit 432 calculates the precision Doppler using Equation 4 at step 590.

도 1은 신호획득 처리시간에 따른 코드위상정보의 변화를 설명하기 위한 도면,1 is a view for explaining a change in code phase information according to a signal acquisition processing time;

도 2는 주파수 검색 해상도가 500 Hz 인 경우의 검색 셀 구조에 대해 설명하기 위한 도면,2 is a diagram for explaining a search cell structure when the frequency search resolution is 500 Hz;

도 3은 주파수 검색 해상도가 250 Hz 인 경우의 검색 셀 구조에 대해 설명하기 위한 도면,3 is a diagram for explaining a search cell structure when the frequency search resolution is 250 Hz;

도 4는 본 발명에 따른 수신기의 블록구성도,4 is a block diagram of a receiver according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 신호 획득 과정의 절차를 설명하기 위한 도면.5 is a view for explaining the procedure of the signal acquisition process according to the present invention.

Claims (10)

위성 항법 시스템의 수신기에서 위성 신호를 획득하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for obtaining a satellite signal at a receiver of a satellite navigation system, 위성으로부터 수신된 신호에서 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 제 1 계산부와,A first calculation unit for detecting an identifier of the satellite from a signal received from the satellite, calculating a code phase and a Doppler, and measuring a time required for the calculation; 상기 제 1 계산부에서 계산된 값들과 상기 위성의 캐리어 주파수 및 코드 주파수를 이용하여 상기 코드위상 및 도플러를 보정하는 제 2 계산부를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 장치.And a second calculator configured to correct the code phase and the Doppler using the values calculated by the first calculator and the carrier frequency and the code frequency of the satellite. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 계산부는,The method of claim 1, wherein the first calculation unit, 상기 위성으로부터 수신된 신호를 임시 저장하는 버퍼와,A buffer for temporarily storing a signal received from the satellite, 상기 버퍼에 저장된 신호로부터 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 신호획득결과 계산부를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 장치.And a signal acquisition result calculation unit for detecting an identifier of the satellite from the signal stored in the buffer, calculating a code phase and a Doppler, and measuring a time required for the calculation. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 계산부는,The method of claim 1 or 2, wherein the second calculation unit, 상기 제 1 계산부에서 계산된 도플러와 상기 계산에 소요된 측정 시간 및 상기 위성의 캐리어 주파수와 코드 주파수를 이용하여 코드 위상의 변경 양을 계산하 여 이를 상기 제 1 계산부에서 계산된 초기 위상에 보정하는 코드위상 재검색부와,The amount of change in the code phase is calculated by using the Doppler calculated by the first calculator, the measurement time required for the calculation, and the carrier frequency and the code frequency of the satellite, and the calculated amount of code phase is changed to the initial phase calculated by the first calculator. Code phase re-search part to correct, 상기 코드위상 재검색부에서 재검색된 코드위상과 상기 제 1 계산부에서 계산된 도플러와 상기 계산에 소요된 측정 시간 및 상기 위성의 캐리어 주파수와 코드 주파수를 이용하여 도플러를 재계산하는 도플러 재계산부를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 장치.A Doppler recalculator that recalculates Doppler using the code phase re-searched by the code phase redetector, the Doppler calculated by the first calculator, the measurement time required for the calculation, and the carrier frequency and the code frequency of the satellite. Signal acquisition device characterized in that. 제 3 항에 있어서, 상기 코드 위상 재검색부는,The method of claim 3, wherein the code phase re-search unit, 하기 <수학식 5>를 이용하여 변경된 코드 위상을 계산하고, 하기 <수학식 6>을 이용하여 초기 코드위상을 재계산한 후 도플러를 고정시킨 값에서 재계산된 코드위상을 검색하여 정밀 코드 위상을 검색하고, 하기 <수학식 7>을 이용하여 보정된 정밀 코드 위상을 계산함을 특징으로 하는 신호 획득 장치,Calculate the changed code phase by using Equation 5 below, recalculate the initial code phase by using Equation 6, and then search for the code phase recalculated from the fixed Doppler value. A signal acquisition device, characterized in that for calculating the corrected code phase corrected using Equation (7), <수학식 5><Equation 5> 변경된 코드 위상 = 도플러 / 캐리어주파수
Figure 112009050174819-PAT00005
코드 주파수
Figure 112009050174819-PAT00006
신호획득 처리시간
Modified code phase = Doppler / carrier frequency
Figure 112009050174819-PAT00005
Code frequency
Figure 112009050174819-PAT00006
Signal acquisition processing time
<수학식 6><Equation 6> 재계산된 초기 코드 위상 = 제 1 계산부에서 계산된 초기코드위상 + 변경된 코드 위상Recalculated initial code phase = initial code phase calculated by the first calculation unit + changed code phase <수학식 7><Equation 7> 보정된 정밀코드위상 = 정밀코드위상 - 초기코드위상.Corrected precision code phase = Precision code phase-Initial code phase.
제 4 항에 있어서, 도플러 재계산부는,The method of claim 4, wherein the Doppler recalculation unit, 하기 <수학식 8>을 이용하여 도플러를 재계산하는 도플러 재계산부를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 장치,Signal acquisition apparatus comprising a Doppler recalculation unit for recalculating the Doppler using Equation 8, <수학식 8><Equation 8> 재계산된 도플러 = (보정된 정밀코드위상
Figure 112009050174819-PAT00007
캐리어주파수) / (코드주파 수
Figure 112009050174819-PAT00008
신호획득 처리시간).
Recalculated Doppler = (corrected precision code phase
Figure 112009050174819-PAT00007
Carrier frequency) / (code frequency
Figure 112009050174819-PAT00008
Signal acquisition processing time).
위성 항법 시스템의 수신기에서 위성 신호를 획득하기 위한 방법에 있어서,A method for obtaining a satellite signal at a receiver of a satellite navigation system, 위성으로부터 수신된 신호에서 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 제 1 계산 과정과,A first calculation process of detecting an identifier of the satellite in a signal received from the satellite, calculating a code phase and a Doppler, and measuring a time taken for the calculation; 상기 제 1 계산 과정에서 계산된 값들과 상기 위성의 캐리어 주파수 및 코드 주파수를 이용하여 상기 코드위상 및 도플러를 보정하는 제 2 계산 과정을 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 방법.And a second calculation step of correcting the code phase and the Doppler using the values calculated in the first calculation step and the carrier frequency and the code frequency of the satellite. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 계산 과정은,The method of claim 6, wherein the first calculation process, 상기 위성으로부터 수신된 신호를 임시 저장하는 버퍼링 단계와,A buffering step of temporarily storing a signal received from the satellite; 상기 버퍼링된 신호에서 상기 위성의 식별자를 검출하며, 코드위상 및 도플러를 계산하고, 상기 계산에 소요된 시간을 측정하는 신호획득 결과 계산 단계를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 방법.And a signal acquisition result calculating step of detecting an identifier of the satellite from the buffered signal, calculating a code phase and a Doppler, and measuring a time required for the calculation. 제 6 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 계산 과정은,The method of claim 6 or 7, wherein the second calculation process is 상기 제 1 계산 과정에서 계산된 도플러와 상기 계산에 소요된 측정 시간 및 상기 위성의 캐리어 주파수와 코드 주파수를 이용하여 코드 위상의 변경 양을 계산하여 이를 상기 제 1 계산 과정에서 계산된 초기 위상에 보정하는 코드 위상 재검색 단계와,The amount of change in the code phase is calculated by using the Doppler calculated in the first calculation process, the measurement time required for the calculation, the carrier frequency and the code frequency of the satellite, and corrected for the initial phase calculated in the first calculation process. Code phase rescan step, 상기 코드위상 재검색 단계에서 재검색된 코드위상과 상기 제 1 계산 과정에서 계산된 도플러와 상기 계산에 소요된 측정 시간 및 상기 위성의 캐리어 주파수와 코드 주파수를 이용하여 도플러를 재계산하는 도플러 재계산 단계를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 방법.A Doppler recalculation step of recalculating Doppler using the code phase rescanned in the code phase rescanning step, the Doppler calculated in the first calculation process, the measurement time required for the calculation, and the carrier frequency and code frequency of the satellite; Signal acquisition method comprising the. 제 8 항에 있어서, 상기 코드 위상 재검색 단계는,The method of claim 8, wherein the code phase rescanning step comprises: 하기 <수학식 9>를 이용하여 변경된 코드 위상을 계산하는 단계, Calculating a changed code phase by using Equation 9 below; 하기 <수학식 10>을 이용하여 초기 코드위상을 재계산한 후 도플러를 고정시킨 값에서 재계산된 코드위상을 검색하여 정밀 코드 위상을 검색하는 단계, Recalculating the initial code phase using Equation 10, and then retrieving the code phase recalculated from the Doppler fixed value to search for the fine code phase; 하기 <수학식 11>을 이용하여 보정된 정밀 코드 위상을 계산하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 방법,A signal acquisition method comprising the step of calculating the corrected code phase corrected using Equation 11, <수학식 9>&Quot; (9) &quot; 변경된 코드 위상 = 도플러 / 캐리어주파수
Figure 112009050174819-PAT00009
코드 주파수
Figure 112009050174819-PAT00010
신호획득 처리시간
Modified code phase = Doppler / carrier frequency
Figure 112009050174819-PAT00009
Code frequency
Figure 112009050174819-PAT00010
Signal acquisition processing time
<수학식 10><Equation 10> 재계산된 초기 코드 위상 = 제 1 계산부에서 계산된 초기코드위상 + 변경된 코드 위상Recalculated initial code phase = initial code phase calculated by the first calculation unit + changed code phase <수학식 11><Equation 11> 보정된 정밀코드위상 = 정밀코드위상 - 초기코드위상.Corrected precision code phase = Precision code phase-Initial code phase.
제 9 항에 있어서, 도플러 재계산 단계는,10. The method of claim 9, wherein the Doppler recalculation step is 하기 <수학식 12>을 이용하여 도플러를 재계산하는 도플러 재계산단계를 포함함을 특징으로 하는 신호 획득 방법,Signal acquisition method, characterized in that it comprises a Doppler recalculation step of recalculating the Doppler using Equation 12 <수학식 12><Equation 12> 재계산된 도플러 = (보정된 정밀코드위상
Figure 112009050174819-PAT00011
캐리어주파수) / (코드주파 수
Figure 112009050174819-PAT00012
신호획득 처리시간).
Recalculated Doppler = (corrected precision code phase
Figure 112009050174819-PAT00011
Carrier frequency) / (code frequency
Figure 112009050174819-PAT00012
Signal acquisition processing time).
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