KR20110056824A - Apparatus and method of track generation for global navigation satellite system simulator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 위성항법 시뮬레이터의 궤적 생성 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 수신기의 위치를 생성하는 위성항법 시뮬레이터의 궤적 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for creating a trajectory of a satellite navigation simulator, and more particularly, to an apparatus and method for generating a trajectory of a satellite navigation simulator for generating a position of a receiver.
위성항법시스템(GNSS; Global Navigation Satellite System)은 지상으로부터 일정 높이에 떠 있는 위성들과 상기 위성들이 송신하는 신호를 수신하는 적어도 하나의 수신기로 구성된다. 또한 각 위성들은 위성들을 식별하기 위한 고유의 신호들을 송신한다. 수신기는 각 위성들로부터 고유의 신호를 구별하여 수신하고, 수신된 신호로부터 수신기의 현재 위치, 이동 속도 및 현재 시각 등을 계산할 수 있다. A Global Navigation Satellite System (GNSS) consists of satellites floating at a certain height from the ground and at least one receiver for receiving the signals transmitted by the satellites. Each satellite also transmits its own signals to identify the satellites. The receiver can distinguish and receive unique signals from the respective satellites, and calculate the current position, moving speed and current time of the receiver from the received signal.
위성항법시스템은 기상상황에 관계없이 위성신호의 수신이 가능하며, 전 세계의 모든 곳에서 항법수행이 가능하기 때문에 사용이 계속 증가하고 있다. 대표적인 위성항법시스템으로는, 미국의 GPS(Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System) 및 유럽의 GALILEO 등이 있다.Satellite navigation systems are capable of receiving satellite signals regardless of weather conditions and are continuously increasing in use because they can be navigated anywhere in the world. Typical satellite navigation systems include Global Positioning System (GPS) in the United States, GLONASS (Global Navigation System) in Russia, and GALILEO in Europe.
위성항법수신기는 항법위성으로부터 전송된 신호를 수신한 후 이를 이용하여 항법정보를 계산할 수 있는 장치이다. 수신된 위성신호를 이용하여 항법정보를 계산하기 위해서는 수신된 위성신호가 어떤 위성에서 송신한 신호인지를 알아야 하며, 각 위성신호에서 항법정보 계산에 필요한 위성의 항법메시지 신호를 추출해야 한다.The satellite navigation receiver is a device that can calculate the navigation information using the signal transmitted from the navigation satellite. In order to calculate the navigation information using the received satellite signal, it is necessary to know which satellite the received satellite signal is transmitted from, and extract the satellite navigation message signal required for calculating the navigation information from each satellite signal.
또한 3차원 위치 정보를 계산하기 위해서는 한 번에 4개 이상의 위성신호를 동시에 수신해야 한다. 그러므로 위성항법수신기는 전원이 공급된 이후 위성신호를 수신하여 항법정보를 계산해내기 위하여 다양한 작업을 수행한다.In order to calculate three-dimensional position information, four or more satellite signals must be simultaneously received at the same time. Therefore, the satellite navigation receiver performs various tasks in order to calculate the navigation information by receiving the satellite signals after the power is supplied.
한편, 위성항법 시뮬레이터란 위성항법 신호를 가상으로 생성하여 제공함으로써 위성항법 관련 기술의 개발에 이용하고 다양한 위성항법 데이터를 생성하여 학술적이나 산업적으로 사용하기 위한 것이다.On the other hand, the satellite navigation simulator is used for the development of satellite navigation technology by virtually generating and providing satellite navigation signals, and for generating various satellite navigation data for use in academic and industrial applications.
위성항법 시뮬레이터 기술은 위성항법 수신기 기술과 항법 알고리즘의 검증 등에 이용될 수 있으며 수신기 기술의 개발요소로 활용될 수 있다. 위성항법 시뮬레이터를 개발하기 위해서는 항법 위성의 위치를 생성하고 가상으로 수신기의 위치를 생성하여 수신기의 위치에 맞게 위성항법 신호를 가상으로 생성해 내야 한다. 수신기의 위치를 생성하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있으며 시뮬레이터가 지원하는 사용자 위치생성 방법을 따라 다양하게 생성할 수 있다.Satellite navigation simulator technology can be used for satellite navigation receiver technology and navigation algorithm verification and it can be used as a development element of receiver technology. In order to develop a satellite navigation simulator, it is necessary to generate the position of the navigation satellite and to create the position of the receiver virtually to generate the satellite navigation signal according to the position of the receiver. There are many ways to create the location of the receiver and it can be created variously according to the user location generation method supported by the simulator.
위성항법 시뮬레이터는 위성항법 수신기의 개발이나 측위 알고리즘 검증을 위해 사용된다. 위성항법 시뮬레이터는 시뮬레이터를 사용하는 사용자가 임의의 수 신기 위치를 설정하고 가상 항법위성의 위치를 바탕으로 수신기 위치에 맞게 위성항법 신호를 생성하는 기술이다.The satellite navigation simulator is used for the development of satellite navigation receivers and verification of positioning algorithms. A satellite navigation simulator is a technique in which a user using a simulator sets an arbitrary receiver position and generates a satellite navigation signal according to the position of a receiver based on the position of a virtual navigation satellite.
위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 위치를 생성하는 방법은 정적인 방법과 동적인 방법이 있다. 정적인 방법은 고정된 위치에서 수신기의 위치를 생성하는 방법이며, 동적인 방법은 수신기가 지나가는 경로점을 설정하여 시간에 따라 경로점을 지나가도록 생성하는 방법이다.There are static and dynamic methods for generating the position of the receiver in the satellite navigation simulator. A static method is a method of generating a position of a receiver at a fixed position, and a dynamic method is a method of generating a path point passing through the receiver by passing through the path point according to time.
종래의 기술은 경로점을 사용자가 설정하여 원하는 위치를 생성하고, 특정한 형상의 경로를 원할 경우 사용자가 미리 경로점을 해당 형상으로 계산해야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 원형 궤적과 같이 특정한 형상일 경우 완벽한 원형궤적을 생성할 수 없는 문제점이 있다.In the conventional technique, a user sets a path point to create a desired position, and when a path of a specific shape is desired, the user must calculate the path point in advance as a corresponding shape. In addition, There is a problem that a circular trajectory can not be generated.
따라서 본 발명은, 위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 위치로부터 오차없이 특정한 궤적을 생성하기 위한 방법을 제공한다.Therefore, the present invention provides a method for generating a specific trajectory without error from the position of the receiver in a satellite navigation simulator.
또한 본 발명에서는 위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 위치로부터 원형 또는 타원형과 같은 궤적을 빠르게 생성할 수 있는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for rapidly generating a circular or elliptical locus from a position of a receiver in a satellite navigation simulator.
본 발명에 따른 장치는, 위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 궤적을 생성하기 위한 장치로서, 상기 수신기의 위치 정보를 위도, 경도 및 고도로 입력받고, 생성할 궤적의 정보를 입력받는 입력부와, 상기 수신기의 위치 정보를 상기 지구의 중심점을 원점으로 하는 X 축 Y 축 및 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계의 좌표로 1차 변환하고, 상기 1차 변환된 지구중심 고정좌표계의 좌표를 X 축 및 Y 축 값이 "0"이 되도록 축 변환하여 지역좌표계의 좌표를 생성하는 좌표계변환부와, 상기 생성할 궤적 정보를 상기 지역좌표계를 이용하여 계산하고, 상기 지역좌표계의 축 변환 값을 계산하는 수치계산부와, 상기 궤적정보를 이용하여 생성된 궤적을 상기 지역좌표계에서 계산된 축 변환값을 이용하여 상기 지구중심 고정좌표계로 재 변환하는 재 변환부를 포함한다.An apparatus for generating a trajectory of a receiver in a satellite navigation simulator includes an input unit for receiving position information of the receiver at latitude, longitude, and altitude, and inputting information of a trajectory to be generated, Centered fixed coordinate system having an X-axis Y-axis and a Z-axis whose origin is the center point of the earth, and the coordinates of the first-order transformed earth-centered fixed coordinate system are set so that the X-axis and Y- Quot ;, a numerical value calculation unit for calculating the locus information to be generated using the local coordinate system and calculating the axial transformation value of the local coordinate system, And a re-transform unit for re-transforming the locus generated using the information into the earth-centered fixed coordinate system using the axial transform value calculated in the local coordinate system The.
또한, 본 발명에 따른 방법은, 위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 궤적을 생성하기 위한 방법으로, 상기 수신기의 위치 정보를 위도, 경도 및 고도로 입력받고, 생성할 궤적의 정보를 입력받는 과정과, 상기 수신기의 위치 정보를 상기 지구의 중심점을 원점으로 하는 X 축 Y 축 및 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계의 좌표로 1차 변환하고, 상기 1차 변환된 지구중심 고정좌표계의 좌표를 X 축 및 Y 축 값이 "0"이 되도록 축 변환하여 지역좌표계의 좌표를 생성하는 과정과, 상기 생성할 궤적 정보를 상기 지역좌표계를 이용하여 계산하고, 상기 지역좌표계의 축 변환 값을 계산하는 과정과, 상기 궤적정보를 이용하여 생성된 궤적을 상기 지역좌표계에서 계산된 축 변환값을 이용하여 상기 지구중심 고정좌표계로 재변환하는 과정을 포함한다.In addition, the method according to the present invention is a method for generating a trajectory of a receiver in a satellite navigation simulator, comprising the steps of: receiving position information of the receiver at latitude, longitude and altitude and receiving information of a trajectory to be generated; Centered coordinate system having an X-axis Y-axis and a Z-axis with the center point of the earth as an origin, and the coordinates of the first-order converted earth-centered fixed coordinate system are converted into the coordinates of the X- Calculating coordinates of the local coordinate system by using the local coordinate system and calculating the coordinate transformation value of the local coordinate system by using the local coordinate system; And converting the generated locus into the earth-centered fixed coordinate system using the axial transformation value calculated in the local coordinate system.
본 발명을 적용하면, 위성항법 시뮬레이터의 신호생성을 위하여 수신기 위치를 생성할 때 생성하기 어려운 특정한 형상의 궤적을 효과적으로 생성할 수 있다.According to the present invention, it is possible to effectively generate a trajectory of a specific shape that is difficult to generate when generating a receiver position for generating a signal of a satellite navigation simulator.
또한, 다양한 형태의 수신기의 궤적 생성이 가능 하게 되며, 시뮬레이터를 이용하여 수신기의 성능 테스트를 할 때도 궤적에 따라 수신기가 움직일 때의 특성을 파악할 수 있다.In addition, it is possible to generate trajectories of various types of receivers, and when the performance of a receiver is tested using a simulator, characteristics of the receiver when the receiver moves can be grasped according to the trajectory.
또한 궤적의 생성은 위성항법 시뮬레이터뿐만 아니라 위성 시뮬레이터 및 지구상에서 운동하는 효과를 고려하는 시뮬레이터 및 게임 등의 프로그램에 활용할 수 있다.The generation of the trajectory can be used not only for the satellite navigation simulator but also for the satellite simulator and the simulator and the game program considering the effect to exercise on the earth.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한 이하에서 설명되는 각 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된 것일 뿐이며, 각 제조 회사 또는 연구 그룹에서는 동일한 용도임에도 불구하고 서로 다른 용어로 사용될 수 있음에 유의해야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. It is also to be noted that the following terms are used only to facilitate the understanding of the present invention, and each manufacturer or research group may be used in different terms despite the same use.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른, 궤적 생성 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a locus generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 궤적 생성장치는 입력부(101), 좌표계변환부(102), 수치계산부(105), 재 변환수단(109)으로 구성할 수 있다.The locus generation apparatus of the present invention can be configured by an
입력부(101)는 사용자가 입력하는 정보를 미리 결정된 신호로 변환하여 위성 항법 시뮬레이터의 다음 단계의 장치로 제공한다. 일반적으로 입력부(101)는 인터페이스 방식에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 키보드, 마우스, 터치스크린, 조이스틱 등 다양한 형태로 구현이 가능하다. 따라서 사용자는 입력부(101)의 구현 방식에 따라 원하는 값 또는 정보를 위성항법 시뮬레이터로 입력할 수 있다. 여기서 입력부(101)를 통해 사용자가 입력하는 값은 원형 궤적을 생성하기 위한 정보가 될 수 있다. 사용자가 입력하는 값을 예를 들어 살펴보면, 수신기의 위치를 중점으로 하여 원을 형성하기 위한 반지름 값 또는 특정 원주의 값이 될 수도 있고, 타원을 형성하는 경우 두 초점의 좌표 값이 될 수 있으며, 사각형을 형성하는 경우 네 꼭지점의 좌표 값이 될 수 있다.The
이하에서 설명하는 본 발명은 설명의 편의를 위해 원형궤적인 경우만을 예로 들어 설명하도록 하겠다.For convenience of description, the present invention described below will be described by taking as an example only a circular trajectory.
입력부(101)를 통해 사용자가 입력하는 값은 원형 궤적을 생성하기 위한 정보로서, 예를 들어 원형궤적의 중심점과 생성할 궤적의 반지름이 될 수 있다. 원형궤적의 중심점은 사용자가 수신기의 위치를 파악할 수 있도록 위도, 경도, 고도로 입력할 수 있다. 입력부(101)는 사용자가 입력한 위도, 경 도, 고도 정보를 다음 단계인 좌표계변환부(102)로 출력한다.The value input by the user through the
좌표계변환부(102)는 지구중심 고정좌표계 변환부(103)와 지역좌표계 생성부(104)로 구성할 수 있다.The coordinate
지구중심 고정좌표계 변환부(103)는 입력부(101)에서 출력된 위도, 경도, 고도 좌표를 지구의 중심점을 기준으로 하는 좌표계로 변환한다. 이러한 좌표계를 지구중심 고정좌표계라 한다. 지구중심 고정좌표계는 X 축과 Y 축과 Z 축을 가지므로, 지표상의 특정 위치는 위도, 경도 및 고도로 표현할 수 있다. 여기서 고도는 지구중심 고정좌표계에서 지구중심(원점)으로부터 지표까지의 고도를 의미한다. 이러한 지구중심 고정좌표계에 맞춰 사용자가 입력한 수신기의 위치를 표현하기 위해서는 위도, 경도 및 고도의 입력받고, 이 정보들을 지구중심 고정좌표계로 표현하면, 로 변환할 수 있다. 이와 같이 지구중심 고정좌표계로 표현된 지표상의 특정 위치의 좌표는 을 중심으로 소정의 반지름을 가지는 원형궤적을 구하기는 쉽지 않다. 지역좌표계 생성부(104)는 원형궤도의 중심점이 Z축에 일치하도록 축 변환을 한다. 즉, 지구중심과 원형궤적의 중심점을 잇는 직선을 Z 축으로 하는 새로운 좌표계를 생성하고, 이 좌표계를 지역좌표계라 하고, 로 표시한다.The geocentric stationary coordinate
수치계산부(105)는 지역좌표계 생성부(104)에서 생성된 지역좌표계를 전달받 아 지역좌표계에서의 원형궤적과 회전각을 계산한다.The numerical
수치계산부(105)는 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)와 회전각 계산부(107)로 구성할 수 있다. 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)는 지역좌표 생성부(104)에서 축 변환된 지역좌표계에서 원형궤적의 중심으로부터 반지름이 R 인 원형궤적을 생성해 낸다.The numerical
회전각 계산부(107)는 지구중심 고정좌표계에서 새로이 생성된 지역좌표계로 이동하는 회전이동의 회전각을 계산한다. 회전각을 계산하는 방법은 후술될 도 3에서 자세히 설명하도록 하겠다.The rotation
재 변환부(109)는 상기 생성된 원형궤적 정보를 회전각 계산부(107)에서 지역좌표계로 계산된 축 변환값을 이용하여 지구중심 고정좌표계로 재 변환한다. 즉, 상기 지역좌표계에서 생성된 회전각과 원형궤적을 이용하여 지구중심 고정좌표계로 회전이동하여 원형궤적을 생성한다.The
따라서, 본 발명은 원형궤적의 중심점과 반지름(R)을 입력 받아 지구의 중심점을 기준으로 하는 지구중심좌표계로 변환한다. 그런 다음, 원형궤도의 중심점이 Z축에 일치하도록 축 변환을 하여 지역좌표계 을 생성한다. 이 지역좌표계에서 원형궤적을 생성하고, 실제 지구중심 고정좌표계로 회전 이동하는 방법으로 경로점의 계산없이 원형 궤적을 생성해 내고 경로점 방식으로 생성했을 경우에 비해 오차를 줄여 완벽한 원형 궤적을 생성해 내는 장치이다.Therefore, the present invention can be applied to the case where the center point And the radius (R) are input to the center-of-gravity coordinate system . Then, the center point of the circular orbit coincides with the Z axis, . A circular trajectory is created in this local coordinate system and rotated to an actual earth-centered fixed coordinate system. A circular trajectory is generated without calculating the path point, and a perfect circular trajectory is generated by reducing the error compared to the case of generating the circular point trajectory It is a device that emits.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른, 지구상의 특정위치를 중심으로 원형궤적을 생성하는 방법에 관한 것이다.2 is a method for generating a circular locus around a specific location on the earth, according to an embodiment of the present invention.
원형궤적을 생성하기 위해서는, 지구(211)의 중심점(210)을 기준으로 X 축과 Y 축 및 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계(212), 원형궤적의 중심점(213), 원형궤적(215), 원형궤적의 중심점을 이용한 X' 축과 Y' 축 및 Z' 축을 가지는 지역좌표계(214) 등으로 구성된다.In order to generate the circular locus, the center-of-gravity fixed coordinate
원형궤적(215)을 생성하기 위해 입력부(101)를 통해 사용자가 입력하는 값은 원형궤적의 중심점(213)과 원형궤적의 반지름(R)이다. 원형궤적의 중심점(213)은 사용자가 수신기의 위치를 파악할 수 있도록 편의를 위해 위도, 경도, 고도로 입력할 수 있다. 또한, 입력부(101)는 사용자가 입력한 위도, 경도, 고도 정보를 다음 단계인 좌표계변환부(102)로 출력한다.The value input by the user through the
좌표계변환부(102)의 지구중심 고정좌표계 변환부(103)는 입력부(101)에서 위도, 경도, 고도로 입력된 좌표을 지구(211)의 중심점(210)을 기준으로 X 축과 Y 축과 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계(212)로 변환하여 으로 계산한다.The geocentric stationary coordinate
원형궤적을 생성하기 위해서는 원형궤적의 중심점을 이용하여 지역좌표계를 생성해야 한다. 지역좌표계 생성부(104)는 지구중심과 원형궤도의 중심점이 Z축에 일치하도록 축 변환을 하여 지역좌표계(214)를 생성한다.To create a circular locus, a local coordinate system must be created using the center point of the circular locus. The local coordinate
수치계산부(105)의 구성요소인 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)는 지역좌표계 생성부(104)에 의해 생성된 지역좌표계에서 원형궤적을 생성한다. 새로운 지역좌표계에서 원형궤적의 중심점은 하기 <수학식 1>과 같이 표현된다.The local coordinate system circular
새로운 지역좌표계에서 원형궤적의 중심으로부터 원형궤적을 생성한다. 반지름이 R 인 원형궤적을 생성할 때, 원형궤적의 좌표는 지역좌표계에서 하기 <수학식 2>와 같이 표시할 수 있다.Create a circular locus from the center of the circular locus in the new local coordinate system. When generating a circular locus having a radius of R, the coordinates of the circular locus can be expressed as shown in Equation (2) in the local coordinate system.
여기서 이다.here to be.
는 시뮬레이션 시간이고, 는 시뮬레이션 시작시간, 는 시뮬레 이션이 끝나는 시간을 나타낸다. 시뮬레이션이 진행되는 동안 상기 <수학식 2>를 이용하면 원형궤적의 중심점(213)으로부터 R 만큼의 반지름을 갖는 원형궤적(215)이 생성된다. Is the simulation time, The simulation start time, Represents the end of the simulation. Using the above Equation (2), a
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 지구중심 고정좌표계에서 지역좌표계로 축 변환하는 회전이동의 회전각을 계산하는 방법이다.FIG. 3 is a method for calculating the rotation angle of the rotation movement that is axis-transformed from the earth-centered fixed coordinate system to the local coordinate system according to the embodiment of the present invention.
수치계산부(105)의 회전각 계산부(107)는 지구중심 고정좌표계에서 새로이 생성된 지역좌표계로 이동하는 회전이동의 회전각을 계산한다.The rotation
회전각 계산부(107)는 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)에서 지역좌표계에서 원형궤적의 중심으로부터 반지름이 R 인 원형궤적을 생성한 원형궤적(215)을 좌표축의 변환을 고려하여 지구중심 고정좌표계(212)에서의 좌표점을 계산해 낸다. 여기서 회전각은 지구중심고정좌표계(212)에서 지역좌표계(214)로 회전하는 회전각을 고려한다. 회전각의 설정은 X 축과 Y 축 회전이동만으로 고려하면 되고 Z 축의 회전이동은 고려하지 않아도 된다. 원형궤적에서는 Z 축의 회전이동은 필요하지 않기 때문이다.The rotation
X 축과 Y 축의 회전각을 각각 (321)과 (322)라고 하면, 원형궤적 중심점을 이용한 지역좌표계로 이동해야 할 각은 도 3에 나타난 것과 같이 회전각을 계산하면 된다. 도 3의 회전각을 각각의 좌표축에 대하여 삼각함수에 의해 계산한다. 여기서 회전이동의 각에 따라 발산하는 경우가 발생하므로 중심점의 , , 의 좌표에 따라 양수, 음수, 0일 경우를 나누어서 계산하여야 한다. 도 3에 도시된 각을 각각 계산식으로 표현하면 아래와 같다.The rotation angles of the X and Y axes are (321) and (322), the angle to be shifted to the local coordinate system using the circular locus center point can be calculated by calculating the rotation angle as shown in FIG. The rotation angles of FIG. 3 are calculated by trigonometric functions with respect to the respective coordinate axes. Here, since divergence occurs depending on the angle of the rotational movement, , , The number of positive values, the number of negative values, and the case of zero. The angles shown in FIG. 3 can be expressed as follows.
첫째, 경우는 북반구에 해당하여, 이때 X 축의 회전각 라 하고, Y 축의 회전각을 라 하면, 하기 <수학식 3>과 같이 표시할 수 있다.first, The case corresponds to the northern hemisphere, And the rotation angle of the Y axis is Can be expressed as Equation (3) below.
둘째, 경우는 적도에 해당하여, 이 경우 X 축과 Y 축의 회전각을 각각 과 라 한다. 이 각각의 회전각은 위도()와 경도()의 조건에 따라 각각의 X 축의 회전각 과 Y 축의 회전각을 을 산출하는 방법이 틀리다. 이 산출 계산식은 하기 <수학식 4>로 표시할 수 있다.second, In this case, the rotation angles of the X axis and the Y axis are respectively and . Each of these angles of rotation represents the latitude ( ) And hardness ( ), The rotation angle of each X-axis And the rotation angle of the Y axis The method of calculating is wrong. This calculation formula can be expressed by Equation (4) below.
2) 경우2) Occation
① 경우① Occation
② 경우② Occation
③ 경우③ Occation
3) 경우3) Occation
셋째, 경우는 남반구에 해당하여, 이때 X 축의 회전각 라 하고, Y 축의 회전각을 라 하면, 하기 <수학식 5>와 같이 표시할 수 있다.third, The case corresponds to the southern hemisphere, where the rotation angle of the X axis And the rotation angle of the Y axis is Can be expressed as Equation (5) below.
중심점 , , 의 부호에 따라서 계산하면 (321)과 (322)의 회전각을 구할 수 있다.node , , According to the sign of (321) and The rotation angle of the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른, 원형궤적 생성의 순서도이다.4 is a flowchart of circular locus generation according to an embodiment of the present invention.
403단계에서 입력부(101)는 원형궤적을 생성하기 위해 사용자가 입력하는 값으로, 원형궤적의 중심점(213)과 원형궤적의 반지름(R) 정보가 이에 해당한다. 원형궤적의 중심점(213)은 사용자가 수신기의 위치를 알 수 있도록 위도, 경도, 고도로 나타나는 로 입력할 수 있다.In
405단계에서 지구중심 고정좌표계 변환부(103)는 입력부(101)에서 위도, 경도, 고도로 입력된 좌표를 지구(211)의 중심점(210)을 기준으로 X 축과 Y 축과 Z 축을 가지는 지구중심 고정좌표계(212)로 변환하여 으로 계산한다. 그리고, 원형궤적을 생성하기 위해 원형궤적의 중심점을 이용하여 지역좌표계를 생성해 내야 한다. 지역좌표계 생성부(104)는 지구중심(210)과 원형궤적의 중심점(213)을 잇는 직선을 Z축으로 하는 새로운 지역좌표계를 생성한다.In
그런 다음 407단계에서 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)는 지역좌표계 생성부(104)에서 생성된 지역좌표계(214)에서 원형궤적을 생성한다. 지역좌표계(214)는 지구 중심과 원형궤적의 중심점을 잇는 직선을 Z축으로 하는 좌표계로 도 2에서 나타낸 방법에 의해서 지역좌표계를 생성하고 원형궤적을 생성한다.Then, in
409단계에서 회전각 계산부(107)는 지역좌표계 원형궤적 생성부(106)에서 지역좌표계에서 원형궤적의 중심으로부터 반지름이 R 인 원형궤적을 생성한 원형궤적(215)을 좌표축의 변환을 고려하여 지구중심 고정좌표계(212)에서의 좌표점을 계 산해 낸다.In step 409, the rotation
회전각을 계산하는 방법은, 본 발명의 구체적인 실시 예인 도 3에 나타난 방법에 의해서 이루어진다. 회전각 계산부(107)에서 회전각이 계산된 다음에는 계산된 회전각을 이용하여 회전이동을 한다.The method of calculating the rotation angle is performed by the method shown in Fig. 3, which is a specific embodiment of the present invention. After the rotation angle is calculated by the rotation
411단계에서 재 변환부(109)는 회전이동을 통하여 원형궤적을 지구중심고정좌표계로 변환한다. 지구중심 고정좌표계를 하고 지역좌표계를 라 할 때 회전각에 의한 좌표계의 회전이동식은 하기 <수학식 6>와 같다.In
따라서 좌표변환 행렬을 라 할 때, 하기 <수학식 7>와 같이 간단히 표시할 수 있다.Therefore, , It can be expressed simply as Equation (7) below.
구하고자 하는 원형궤적은 지구중심 고정좌표계에서의 원형궤적이므로 C의 역행렬을 고려하면 하기 <수학식 8>과 같이 표시할 수 있다.Since the circular trajectory to be obtained is a circular trajectory in the geocentric fixed coordinate system, the inverse matrix of C can be considered as Equation (8).
또한 411단계에서 재 변환부(111)는 지구중심 고정좌표계에서 원형궤적을 생성한다.In
X', Y', Z'의 지역좌표계에서 원형궤적식을 넣으면 지구중심고정 좌표계에서의 원형궤적은 하기 <수학식 9>와 같은 행렬식으로 표시된다.If a circular locus is inserted in the local coordinate system of X ', Y', Z ', the circular locus in the geocentric fixed coordinate system is expressed by the following matrix formula.
이와 같은 과정을 거치면 위성항법 시뮬레이터에서 수신기의 위치를 생성해 낼 때 특정 중심점으로부터의 원형궤적을 지구중심 고정좌표계로 계산해 낼 수 있다.In this way, when generating the position of the receiver in the satellite navigation simulator, it is possible to calculate the circular locus from a specific center point in the earth-centered fixed coordinate system.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 궤적 생성 장치의 구성도,1 is a configuration diagram of a locus generating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지구상의 특정위치를 중심으로 원형궤적을 생성하는 방법,FIG. 2 illustrates a method of generating a circular locus around a specific position on the earth according to a preferred embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지구중심고정좌표계에서 새로이 생성된 지역좌표계로 이동하는 회전이동의 회전각을 계산하는 방법,FIG. 3 illustrates a method of calculating a rotation angle of a rotation movement from a geocentric fixed coordinate system to a newly generated local coordinate system according to a preferred embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원형궤적 생성의 순서도를 보여주고 있다.FIG. 4 shows a flowchart of circular locus generation according to a preferred embodiment of the present invention.
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CN104597462A (en) * | 2015-02-27 | 2015-05-06 | 南通航大电子科技有限公司 | GNSS (global navigation satellite system) signal simulator and implementing method thereof on basis of GPU (graphic processing unit) |
CN104316938B (en) * | 2014-09-25 | 2016-10-19 | 上海欧科微航天科技有限公司 | A kind of New Satellite simulator for the plesiochronous communication system of low orbit satellite |
KR101969863B1 (en) * | 2018-11-19 | 2019-08-13 | 한국건설기술연구원 | Method and apparatus for simulating of GPS receiver observation environment based on DSM |
CN110940267A (en) * | 2018-09-25 | 2020-03-31 | 深圳中科飞测科技有限公司 | Measuring method and measuring system thereof |
CN114952833A (en) * | 2022-05-18 | 2022-08-30 | 中国船舶集团有限公司第七二三研究所 | PCC-based large-scale mechanical arm real-time data transmission control method |
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KR20090036863A (en) * | 2007-10-10 | 2009-04-15 | 한국전자통신연구원 | Apparatus and method for gnss evaluation signal generation based on software |
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2009
- 2009-11-23 KR KR1020090113302A patent/KR101537013B1/en active IP Right Grant
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104316938B (en) * | 2014-09-25 | 2016-10-19 | 上海欧科微航天科技有限公司 | A kind of New Satellite simulator for the plesiochronous communication system of low orbit satellite |
CN104597462A (en) * | 2015-02-27 | 2015-05-06 | 南通航大电子科技有限公司 | GNSS (global navigation satellite system) signal simulator and implementing method thereof on basis of GPU (graphic processing unit) |
CN110940267A (en) * | 2018-09-25 | 2020-03-31 | 深圳中科飞测科技有限公司 | Measuring method and measuring system thereof |
KR101969863B1 (en) * | 2018-11-19 | 2019-08-13 | 한국건설기술연구원 | Method and apparatus for simulating of GPS receiver observation environment based on DSM |
CN114952833A (en) * | 2022-05-18 | 2022-08-30 | 中国船舶集团有限公司第七二三研究所 | PCC-based large-scale mechanical arm real-time data transmission control method |
CN114952833B (en) * | 2022-05-18 | 2023-11-21 | 中国船舶集团有限公司第七二三研究所 | PCC-based real-time data transmission control method for large mechanical arm |
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