KR20110129362A - 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법 - Google Patents

전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법 Download PDF

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Abstract

송신기들이 동일한 주파수 대역을 사용하면서 연속적으로 동시에 신호를 송출하도록 한 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법이 제시된다. 제시된 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법은 부송신기에 의해, 주송신기의 신호와 주송신기에 동기를 맞추려는 다른 하나의 부송신기의 신호를 각각 수신하여 제1시각오차를 측정하는 단계; 부송신기에 의해, 주송신기의 신호와 부송신기 자신으로부터 송출된 신호를 각각 수신하여 제2시각오차를 측정하는 단계; 및 부송신기에 의해, 제1시각오차 및 제2 시각오차를 다른 부송신기들로 송출하는 단계를 포함한다.

Description

전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법{TIME SYNCHRONIZATION AND INTERFERENCE CANCELLATION METHOD OF GROUND FIXED TRANSMITTER FOR RADIO POSITIONING}
본 발명은 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측위용 지상 고정형 전파 신호 송신기를 운용함에 있어 각각의 송신기가 측위신호를 동시에 송출하는 방법과 송신기간의 시각을 동기화하고, 복수의 송신기의 신호를 수신할 때 특정 송신기의 신호가 다른 송신기의 신호에 간섭으로 작용하는 것을 방지하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법에 관한 것이다.
전파항법은 전파가 송신기로부터 수신기까지 도달하는 시간을 측정하여 거리 또는 거리변화율을 구하고, 이런 정보를 여러 송신기로부터 동시에 얻어 수신기의 위치를 구하는 원리를 사용한다.
이러한 전파항법은 크게, 지상기반 전파항법시스템과 우주기반 전파항법시스템으로 구성되는데, 이것은 측위신호를 송출하는 송신기가 설치된 위치에 따라 구분한다. 지상기반 전파항법시스템은 송신기 지상에 설치된 시스템이며, 전파항법 초창기에 주로 사용하였고 일부는 현재까지도 사용되고 있다.
최근 널리 사용되고 있는 GPS(Global Positioning System)와 같이 거리를 측정하기 위한 신호를 송출하는 송신기를 위성에 탑재하여 운용하는 것을 우주기반 전파항법시스템으로 분류한다.
미국에서 운용하는 GPS는 약 20,200km상공에 위치한 위성으로부터 신호를 송출하는데, 지구 전체를 감싸는 6개의 궤도면에 위성을 배치시켜, 전세계 어디서나 4~6개 이상의 위성의 신호를 수신할 수 있도록 하였다.
GPS는 저가의 수신기만 장착하면, 언제 어디서나 손쉽게 정확한 위치를 알 수 있어, 교통, 물류, 차량 항법, 선박항법, 항공항법, 측지/측량, 사람찾기, 길 찾기, 레저 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
하지만, GPS는 높은 고도의 위성에서 신호를 송출하기 때문에, 몇 가지 취약점을 가진다. 대표적인 취약점은 신호 수신 음영지역이 발생하는 것이다. 20,200km의 고도에서 송출하는 신호가 지상에 도달하면 신호 세기가 매우 약해져, 수신 환경의 영향을 크게 받는다. 특히 건물 내부, 터널 등과 같은 실내에서는 GPS 신호 수신기 불가능하여 수신기가 있어도 위치를 알 수 없다.
도 1에 도시한 바와 같이, GPS 신호 수신이 불가능한 지역에서도 위치 정보를 얻기 위한 방법으로 의사위성시스템이 사용되고 있다. 의사위성(10)은 신호 수신이 열악한 환경에 설치되는 송신기(50)로 GPS와 동일한 신호를 송출하여 GPS 위성(20) 신호가 도달하지 못하는 공간에서도 수신기(30)가 GPS 위성(20) 신호를 수신할 수 있게 해 준다. 의사위성(10)은 송신기(50)가 지상에 설치되므로 지상기반 전파항법시스템으로 분류할 수 있고 종래에는 GPS를 보조하는 수단으로 주로 사용되었으나, 최근에는 신호 음영지역이나 여러 이유로 인하여 GPS가 완전히 가용하지 않는 국부지역에서 독자적인 항법을 위한 수단으로 사용되기도 한다.
의사위성(10)과 같이 지상기반 전파항법시스템을 독립적으로 운용하기 위해서는 위치를 구하기 충분한 측정치를 얻기 위하여 3~4개 이상의 송신기(50)를 설치하여야 하고 각각의 송신기(50)가 시각 동기가 되어 동일한 시간에 신호를 송출하여야 한다.
이를 위해, 의사위성시스템에서는 송신기(50)간의 시각 동기를 위해서 각각의 송신기(50)에 정확한 원자시계를 탑재하는 방법, 송신기(50)간의 시각 동기 오차를 측정하여 보정하는 기능을 하는 시각 동기용 기준국(40)을 사용하는 방법 등이 사용되고 있다.
원자시계를 모든 송신기(50)에 탑재하는 방법은, 간단하게 시각 동기를 할 수 있으나, 원자시계가 매우 고가이고, 부피나 무게가 커서 비효율적인 방법이고, 원자시계도 오랜 시간이 지나면 오차가 발생하므로 주기적으로 보정을 해주어야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 시각 동기용 기준국(40)을 사용하면, 기준국(40)만 원자시계와 같은 정밀한 시계를 가지고 송신기(50)들이 송출한 신호의 시각을 측정하여 오차를 계산 및 보정함으로써, 송신기(50)들에 낮은 성능의 시계가 탑재되어 있더라도 효과적으로 시각 동기를 할 수 있다.
하지만, 도 3에 도시된 바와 같이, 의사위성시스템에서 시각 동기용 기준국(40)을 사용하는 방법은 기준국(40)과의 송신기(50; 예컨대, 제3부송신기(50c)) 사이에 장애물이 위치하면 시각 동기가 이루어지지 않는 문제점이 있다.
또한, 기준국(40)에서 발생하는 신호의 전파도달 거리(A)를 초과하는 위치(B)에 송신기(50; 예컨대, 제4부송신기(50d))가 위치하는 경우에도(즉, 주송신기(50)까지의 거리(B)가 전파도달 거리(A)를 초과하면), 시각 동기가 이루어지지 않는 문제점이 있다.
따라서, 종래의 의사위성시스템에서 시각 동기용 기준국(40)을 사용하는 방법은 모든 송신기(50)들이 기준국(40)의 운용범위에 있어야 하는 제약이 있고, 넓은 지역에서 운용하기 위해서는 기준국(40)의 수를 늘려야 한다.
지상기반 전파항법시스템에서 수신기(30)는 여러 대의 송신기(50)가 송출하는 신호를 수신하는데, 위성기반 전파항법시스템과 달리, 송신기(50)와 수신기(30)가 모두 지상에 있어 수신기(30)가 특정한 송신기(50)와 가까운 곳에 위치할 수도 있다. 이럴 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 송신기(50)들에서 동일한 송출 신호세기를 갖는 신호를 송신하는 경우에, 수신기(30)에 수신되는 신호는 수신기(30)와 송신기(50)의 거리에 따라 서로 다른 신호세기를 갖는다. 즉, 가까운 송신기(50)의 신호가 상대적으로 강도가 세서 다른 송신기(50)의 신호 수신을 방해할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 종래의 지상기반 전파항법시스템에서는 송신기(50)간의 송출시간을 다르게 하는 방법, 송신기(50)간의 송출 신호 주파수를 다르게 하는 방법 등이 사용된다.
송신기(50)간의 송출시간을 다르게 하는 방법은 위치를 구하기 위하여 필요한 데이터를 모두 송출하는데 상대적으로 긴 시간이 필요하고, 송출시간 순서 스케줄링에 따라 송신기(50) 운용, 설치 수 등의 제약을 받으며, 수신기(30)가 빠르게 움직이는 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이, 온/오프 및 수신기(30) 위치에 따른 오버랩(OVERLAP)으로 매 펄스마다 일정한 가드시간을 필요로 하기 때문에 유용한 위치 정보를 구할 수 없는 문제점이 있다.
송출 신호 주파수를 다르게 하는 방법은 기본적으로 신호 간 주파수가 다르므로 각 송신기(50)가 동시에 신호를 송출하여도 상호 간의 간섭이 없고, 송신기(50)와 수신기(30)의 거리에 가까워짐에 따라 간섭의 효과가 커지는 것도 방지할 수 있다. 하지만, 이 방법을 사용하기 위해서는 각 신호의 주파수간 간격이 충분히 유지되어야 하는데, 이것은 많은 주파수 자원을 요구되므로, 규정된 주파수 허용범위를 초과할 수 있고 다른 무선기기들의 동작을 방해할 수 있으며, 사용 가능한 송신기(50)의 수가 제한된다. 또한, 신호 간 주파수 간격을 충분히 확보하지 못하면 위치를 구하는데 사용되는 거리 정보 등의 정확도가 낮아지는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 그 목적은 송신기들이 동일한 주파수 대역을 사용하면서 연속적으로 동시에 신호를 송출하도록 한 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 시각 동기용 기준국이 없어도 송신기간의 시각 동기를 확보할 수 있고 넓은 지역에서도 사용 가능한 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 신호를 시분할 하지 않고 연속송출 하고 모든 송신기가 동일한 주파수 대역을 사용하면서도 송신기간 신호가 서로 간섭을 주지 않도록 하여 위치 측정 성능을 유지시키도록 한 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법은, 부송신기에 의해, 주송신기의 신호와 주송신기에 동기를 맞추려는 다른 하나의 부송신기의 신호를 각각 수신하여 제1시각오차를 측정하는 단계; 부송신기에 의해, 주송신기의 신호와 부송신기 자신으로부터 송출된 신호를 각각 수신하여 제2시각오차를 측정하는 단계; 및 부송신기에 의해, 제1시각오차 및 제2 시각오차를 다른 부송신기들로 송출하는 단계를 포함한다.
부송신기에 의해, 다른 하나의 부송신기로부터 수신되는 제1시각오차 또는 제2시각오차를 근거로 부송신기의 시각 동기를 수행하는 단계를 더 포함한다.
부송신기에 의해, 복수의 다른 부송신기 중에서 주송신기와 시각 동기를 맞춘 부송신기들 중에 하나의 부송신기와 시각 동기를 맞추는 단계를 더 포함한다.
부송신기에 의해, 주송신기와 시각 동기를 맞춘 복수의 부송신기들 중에 주송신기와의 연결 단계가 가장 낮은 부송신기와 시각 동기를 맞추는 단계를 더 포함한다.
부송신기에 의해, 주송신기와 시각 동기를 맞춘 부송신기들 중에 최종 시각 동기 시간이 가장 최근 시간인 부송신기와 시각 동기를 맞추는 단계를 더 포함한다.
부송신기에 의해, 주송신기로부터 거쳐온 시각 동기의 역순으로 신호를 전송하여 시각 동기 오차를 여부를 재확인하는 단계를 더 포함한다.
제1시각오차를 측정하는 단계는, 부송신기에 의해, 주송신기로부터 수신된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출하는 단계; 부송신기에 의해, 다른 하나의 부송신기로부터 수신된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출하는 단계; 부송신기에 의해, 산출한 신호 도달 소요 시간들의 신호 도달 시간 차이값을 산출하는 단계; 및 부송신기에 의해, 주송신기 및 다른 하나의 부송신기의 위치정보와, 산출한 신호 도달 시간 차이값을 근거로 산출한 값을 제1시각오차로 측정하는 단계를 포함한다.
제2시각오차를 측정하는 단계는, 부송신기에 의해, 주송신기로부터 수신된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출하는 단계; 부송신기에 의해, 부송신기로부터 송출된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출하는 단계; 부송신기에 의해, 산출한 신호 도달 소요 시간들의 신호 도달 시간 차이값을 산출하는 단계; 및 부송신기에 의해, 주송신기 및 부송신기의 위치정보와, 산출한 신호 도달 시간 차이값을 근거로 산출한 값을 제2시각오차로 측정하는 단계를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기의 간섭 제거 방법은, 복수의 입력 신호로부터 근접한 송신기로부터 입력되는 근접 신호를 검출하는 단계; 검출한 근접 신호에 대한 추적 및 복조를 수행하여 근접 신호를 복원하는 단계; 및 복원한 근접 신호를 복수의 입력 신호로부터 제거하여 다른 신호의 추적 및 복조를 수행하는 단계를 포함한다.
근접 신호를 검출하는 단계는, 복수의 입력 신호들에 대해 교차상관을 수행하여 복수의 입력 신호들에 대한 복수의 상관값을 도출하는 단계; 및 도출한 복수의 상관값들의 크기를 비교하여 기준값을 초과하는 상관값에 해당하는 입력 신호를 근접 신호로 검출하는 단계를 포함한다.
근접 신호를 검출하는 단계는, 신호의 수신이 가능한 복수의 송신기로부터 위치 정보를 포함하는 신호를 수신하는 단계; 수신한 신호에 포함된 위치 정보와 신호를 송신한 송신기들의 이전 위치 계산값을 이용하여 복수의 송신기들 각각과 수신기의 거리를 산출하는 단계; 및 산출한 복수의 송신기들 각각과 수신기 사이의 거리 중에서 기준값을 초과하는 거리를 갖는 송신기로부터 수신된 입력 신호를 근접 신호로 검출하는 단계를 포함한다.
근접 신호를 검출하는 단계는, 복수의 입력 신호들에 대해 교차상관을 수행하여 복수의 입력 신호들에 대한 복수의 상관값을 도출하는 단계;
산출한 복수의 상관값들의 크기를 근거로 송신기와의 거리를 산출하는 단계; 및 도출한 송신기와의 거리 중에서 기준값을 초과하는 거리를 갖는 입력 신호를 근접 신호로 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법은 다수의 송신기가 신호를 동시에 송출하도록 함으로써, 송신기간의 간섭없이 동시에 신호를 연속적으로 송출할 수 있으며, 수신기가 필요한 신호를 수신하는 시간을 최소화할 수 있으며, 고속으로 움직이는 항체에서도 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법은 다른 부송신기 및 주송신기의 신호를 수신하여 시각 동기화 수행함으로써, 별도의 시각 동기 기준국이 없이도 정확하고 연속적인 시각 동기가 가능하고, 주송신기와 거리나 지형 제한에 영향을 받지 않고 넓은 지역에서 송신기간의 시각 동기가 가능하고, 이로 인해 항법 가용 범위가 증가하는 효과가 있다.
또한, 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법은 지상 고정형 전파 측위 신호 송신기간의 간섭제거기법을 사용함으로써, 연속적으로 신호를 송출하면서도 신호 간의 간섭 영향을 최소화하여 거리 측정 및 위치 계산 정확도를 유지시키면서도, 고속으로 움직이는 수신기의 위치도 정확하게 구할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 의사위성시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래의 시각 동기용 기준국을 가지는 지상고정 전파측위 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 3은 종래의 시각 동기용 기준국을 가지는 중앙 집중형 시각동시 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4 및 도 5는 종래의 지상기반 전파항법시스템에서 송신기와 수신기 거리에 따른 수신 신호 세기를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 사용되는 전파측위 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법을 설명하기 위한 도면.
도 15 내지 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법을 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에 사용되는 전파측위 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 6은 본 발명의 실시예에 사용되는 전파측위 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전파측위 시스템은 주송신기(100)와 복수의 부송신기(200) 및 복수의 수신기(300)를 포함하여 구성된다. 이때, 주송신기(100) 및 부송신기(200)는 전파측위용 지상 고정형 송신기로 구성된다.
주송신기(100)는 전파측위 시스템의 모든 부송신기(200)들의 시각 동기에 기준이 되는 송신기이다. 이를 위해, 주송신기(100)는 GPS 위성과 시각 동기가 이루어진 상태를 유지한다.
복수의 부송신기(200)는 상호 간 일정 거리를 두고 이격되어 설치된다. 각각의 부송신기(200)를 주송신기(100) 또는 다른 부송신기(200)와 송수신하는 신호 및 상호 간의 거리를 이용하여 시각 동기를 수행한다. 이때, 각각의 부송신기(200)는 시각정보 및 위치정보를 포함하는 신호를 송수신하여 주송신기(100) 또는 다른 부송신기(200)와의 시각 동기를 수행한다. 즉, 각각의 부송신기(200)는 주송신기(100) 및 다른 부송신기(200)로부터의 신호, 또는 두 개의 다른 부송신기(200)로부터의 신호, 또는 주송신기(100) 및 부송신기(200) 자신으로부터의 신호를 수신하여 시각 동기를 수행한다.
복수의 수신기(300)는 적어도 하나 이상의 부송신기(200)들로부터 신호를 수신하여 처리한다. 이때, 각각의 수신기(300)는 간섭 제거를 위해서 복수의 부송신기(200)로부터 입력되는 복수의 입력 신호들 중에서 간섭 신호를 제거하여 한다. 즉, 각각의 수신기(300)는 복수의 입력 신호들 중에서 Near-Far 문제를 발생시키는 부송신기(200)의 신호를 검출하여 제거한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 7 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 전파측위용 지상 고정형 송신기는 하나의 주송신기(100)와 복수의 부송신기(200)로 구성된다. 이때, 부송신기(200)는 시각 동기를 위해 주송신기(100) 및 다른 부송신기(200)의 신호를 이용하여 제1시각오차를 측정한다(S110). 이때, 도 8을 참조하여, 제1시각오차를 측정하는 방법을 상세하게 설명하면 아래와 같다.
부송신기(200)는 주송신기(100)로부터 수신된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출하고(S112), 다른 하나의 부송신기(200)로부터 수신된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출한다(S114).
부송신기(200)는 산출한 신호 도달 소요 시간들의 신호 도달 시간 차이값을 산출하고(S116), 주송신기(100) 및 다른 하나의 부송신기(200)의 위치정보와 기산출한 신호 도달 시간 차이값을 근거로 산출한 값을 제1시각오차로 측정한다(S118).
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 주송신기(100)와 제1부송신기(200a) 및 제2부송신기(200b)로 구성되고 제2부송신기(200b)는 주송신기(100) 및 제1부송신기(200a)로부터의 신호를 수신할 수 있는 것으로 가정하면, 제2부송신기(200b)는 주송신기(100; 또는, 시각 동기 상태에 들어간 시각기준 부송신기(미도시)로부터 신호를 수신하고, 주송신기(100)를 기준으로 동기를 맞추려는 제1부송신기(200a)로부터 신호를 수신한다. 제2부송신기(200b)는 주송신기(100) 및 제2부송신기(200b)로부터 수신한 신호의 도달 시간의 차이를 측정한다. 여기서, 도면부호 400a는 주송신기(100)의 송신 지연을 도시하고, 400b는 제1부송신기(200a)의 송신 지연을 도시하고, 400c는 제2부송신기(200b)의 수신 지연을 도시한다.
이때, 제2부송신기(200b)는 하기의 수학식 1을 이용해 주송신기(100)의 신호가 제2부송신기(200b)에 도달하는 시간인 도달 소요 시간(TM ↔ S2)을 산출하고, 하기의 수학식 2를 이용해 제1부송신기(200a)의 신호가 제2부송신기(200b)에 도달하는 시간인 도달 소요 시간(TS1 ↔ S2)을 산출한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
여기서, TM ↔ S2와 TS1 ↔ S2는 각각 주송신기(100)와 제1부송신기(200a)로부터 제1부송신기(200a)까지의 거리이고, V는 전파의 진행 속도이다. δd(Tx)M과 δd(Tx)S1은 각각 주송신기(100)와 제1부송신기(200a) 내부의 전자회로, 케이블, 안테나 등을 거치면서 발생하는 시간 지연 성분이고, δd(Rx)S2는 제2부송신기(200b)의 안테나에 신호가 도달하고 시간을 측정하는 전자회로까지의 시간 지연이다. δdPath (M↔ S2 )과 δdPath( S1 ↔ S2 )는 주송신기(100)와 제1부송신기(200a)로부터 제2부송신기(200b) 사이의 대기층 성분으로 인하여 전파가 지연되는 시간이다. δTS1은 주송신기(100) 또는 제1부송신기(200a)의 시각 오차를 나타낸다.
여기서, 주송신기(100)와 제1부송신기(200a)의 시각 동기는 각 송신기의 안테나에서 송출되는 시점에서의 동기를 의미하므로, 각 송신기 안테나로부터 제2부송신기(200b)에 도달하는 신호의 도달 소요 시간은 송신기 내부 지연에 의한 소요시간을 무시하고 하기의 수학식 3 및 수학식 4로 나타낼 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
제2부송신기(200b)에서 주송신기(100)와 제1부송신기(200a)로부터 도달한 신호의 시간을 계산한 도달 시간 차이값은 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
이때, 수학식 3에서 고도 차이가 크지 않고 매우 먼 거리에 위치하지 않는다면 주송신기(100)와 제1부송신기(200a) 간의 대기층 성분에 의한 지연 차이는 크지 않으므로 도달 시간 차이 성분[δdPath (M↔ S2 )-δdPath( S1 ↔ S2 )]는 무시할 수 있어 하기의 수학식 6과 같이 다시 나타낼 수 있다.
Figure pat00008
여기서, 제2부송신기(200b)는 미리 알고 있거나 통신 데이터에 포함된 송신기들의 설치 위치 정보로 송신기간의 상대거리를 구하고 알려진 전파의 진행속도를 이용하여 제1부송신기(200a)의 시각 오차를 하기의 수학식 7과 같이 계산할 수 있다.
Figure pat00009
또한, 상술한 바와 같은 방법으로 제1부송신기(200a)가 제2부송신기(200b)에 대한 시각 오차를 측정하여 시각 동기할 수 있어 부송신기(200)간의 상호 동기가 가능하다.
부송신기(200)는 주송신기(100) 및 부송신기(200) 자신이 송출한 신호를 이용하여 제1시각오차를 측정한다(S120). 이때, 도 10을 참조하여, 제2시각오차를 측정하는 방법을 상세하게 설명하면 아래와 같다.
부송신기(200)는 주송신기(100)로부터 수신된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출하고(S122), 부송신기(200)로부터 송출된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출한다(S124).
부송신기(200)는 산출한 신호 도달 소요 시간들의 신호 도달 시간 차이값을 산출하고(S126), 주송신기(100) 및 부송신기(200)의 위치정보와 기산출한 신호 도달 시간 차이값을 근거로 산출한 값을 제2시각오차로 측정한다(S128).
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 주송신기(100)와 제1부송신기(200a) 및 제2부송신기(200b)로 구성되고 제1부송신기(200a)는 주송신기(100)로부터의 신호만을 수신할 수 있다. 이때, 도면부호 420a는 주송신기(100)의 송신 지연을 도시하고, 420b는 제1부송신기(200a)의 송신 지연 및 수신 지연을 도시한다.
제1부송신기(200a)는 주송신기(100)로부터 신호 및 자신이 송출한 신호를 각각 수신하고, 수신한 신호의 도달 시간의 차이를 측정한다. 이때, 제1부송신기(200a)는 하기의 수학식 8을 이용해 주송신기(100)의 신호가 제1부송신기(200a)에 도달하는 시간인 도달 소요 시간(TM ↔ S1)을 산출하고, 하기의 수학식 9를 이용해 자신이 송출한 신호가 제1부송신기(200a)에 도달하는 시간인 도달 소요 시간(TS1↔S1)을 산출한다.
Figure pat00010
Figure pat00011
제1부송신기(200a)는 두 도달 시간의 차이를 하기의 수학식 10과 같이 구할 수 있다.
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00014
제1부송신기(200a)는 알고 있는 주송신기(100)와 부송신기(200)간의 위치로 구한 상대거리 정보를 이용하여 하기의 수학식 11과 같이 시각 오차를 계산할 수 있으며, 전송 경로 상의 대기층에 의한 전파 지연은 무시할 수 있다고 본다.
Figure pat00015
부송신기(200)는 기산출한 제1시각오차 및 제2시각오차를 다른 부송신기(200)들에게 전송한다(S130).
부송신기(200)는 시각 동기를 수행한다(S140). 이를 위해, 부송신기(200)는 다른 하나의 부송신기(200)로부터 제1시각오차 또는 제2시각오차를 수신한다. 부송신기(200)는 수신한 제1시각오차 또는 제2시각오차를 근거로 시각 동기를 수행한다. 이때, 부송신기(200)는 복수의 다른 부송신기(200) 중에서 주송신기(100)와 시각 동기를 맞춘 부송신기(200)들 중에 하나의 부송신기(200)로부터 수신한 제1시각오차 또는 제2시각오차를 이용하여 시각 동기를 맞춘다. 여기서, 부송신기(200)는 주송신기(100)와 시각 동기를 맞춘 복수의 부송신기(200)들 중에 주송신기(100)와의 연결 단계가 가장 낮은 부송신기(200)와 시각 동기를 맞춘다. 연결 단계가 동일한 복수의 부송신기(200)가 존재하는 경우, 부송신기(200)는 주송신기(100)와 시각 동기를 맞춘 부송신기(200)들 중에 최종 시각 동기 시간이 가장 최근 시간인 부송신기(200)와 시각 동기를 맞춘다.
상술한 방법에 따라 송신기간에 동기를 확보하였고 송신기가 원자시계와 같이 정밀한 시계를 사용한다고 하더라도 송신기간의 동기는 시간이 지나게 됨에 따라서 조금씩 틀어지게 된다고 볼 수 있다. 따라서, 계속 송신기의 성능이 정상적으로 운영이 되기 위해서는 동기의 확보뿐 아니라 연속적인 동기의 유지도 매우 중요하다고 볼 수 있다. 송신기는 송신 메시지 내에 송신기의 시각 보정값을 전달할 수 있다. 즉, 수신기(300)에서 송신기의 데이터를 확인하고 이에 포함된 보정값을 위치계산에 적용하게 되면, 연속적으로 전파 항법 시스템이 동기를 유지할 수 있게 된다. 또한, 보정값 데이터는 송신기간의 동기에도 적용하여 전체 시스템의 동기를 맞출 수 있도록 사용된다. 이를 위해, 도 12를 참조하면, 기준, 동기상태인 주송신기(100)와 시각 동기된 부송신기(200)는 상호 동기 방식의 연속적인 오차(c)를 측정하여 다른 부송신기에게 전송하고, 자가 동기 방식의 연속적인 오차(c)를 측정하여 부송신기(200) 자체로 확인을 수행한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법에서는 비 중앙집중식 시각 동기 방법을 통해 시각 동기를 수행한다. 주송신기(100)를 기준으로 부송신기(200)는 시각 동기를 맞추게 된다. 본 발명에서는 기본적으로 부송신기(200)의 시각 동기는 주송신기(100)의 신호를 수신하여 자가 동기 방식으로 동기를 맞추거나, 다른 부송신기(200)가 주송신기(100)와의 시각 차이를 측정하고 보정하는 상호 동기 방식으로 동기를 맞추도록 한다. 그런데, 이러한 주송신기(100)를 중심으로 한 중앙 집중식 동기 방식을 적용하게 되면, 시각 동기를 맞추려고 하는 부송신기(200)가 주송신기(100)와 거리가 너무 멀리 떨어져 있거나, 그 사이가 주송신기(100)와 부송신기(200) 사이가 장애물로 막혀있는 경우에는 시각 동기 확보가 불가능하게 된다. 즉, 중앙 집중식 동기만으로 송신기간의 동기 운영하게 되면, 설치 형태나 범위에 따라 그 적용이 제한적으로 될 수밖에 없다. 주송신기(100)가 아니더라도 동기 상태에 있는 다른 부송신기(200)를 기준으로 동기를 맞추는 비 중앙집중식 동기 운영 방식을 적용하게 되면 제한 없이 자유롭게 구성, 확장할 수 있다. 앞에서 기술한 상호동기와 자가 동기 방식을 이용하여 송신기간의 동기를 연결하는 시스템의 동기 구축이 쉽게 비 중앙집중식 동기 운영 방식의 구현이 가능하다. 즉, 주송신기(100) 신호가 정상적으로 수신이 되거나, 주변 송신기에서 주송신기(100)와 직접적으로 비교하여 그 오차를 보정할 수 있는 경우에는 주송신기(100) 기준으로 동기를 확보하되 장애물로 가려져 있거나 너무 멀리 떨어져 있거나 경로 특성이 좋지 않은 경우에는 동기 상태에 있는 부송신기(200)를 기준으로 동기를 확보하고 유지하도록 하여 자유롭게 시스템을 구성, 확장할 수 있게 된다.
이때, 비 중앙집중식 시각 동기 방법은 다음과 같은 규칙으로 운영한다.
1. 주/부송신기(200)는 송출하는 신호에 자신의 아이디(ID)를 포함하여 수신하는 곳에서 주송신기(100)인지 부송신기(200)인지 구분할 수 있도록 한다.
2. 부송신기(200)는 자신의 시각 동기 상태 여부를 표시하고, 시각 동기가 이루어진 시점으로부터의 경과시간(카운터값)과 시각 동기에 기준이 된 송신기의 아이디를 저장하고, 신호에 포함하여 송출하여, 시각 동기를 하려는 송신기가 시각 동기 기준을 결정하는데 이용할 수 있도록 한다.
3. 시각 동기 상태에 있는 부송신기(200) 중 주송신기(100)과 직접 시각 동기를 이루지 않은 부송신기(200)는 기준이 된 부송신기(200)의 신호에 포함된 시각 동기 기준 기록을 모두 신호에 포함시킨다.
4. 시각 동기를 하려는 부송신기(200)가 여러 개의 신호를 수신한 경우, 우선순위에 따라 시각 동기 기준을 결정하여 시각 동기를 수행한다.
5. 우선순위는 주송신기(100), 주송신기(100)로부터 시각 동기 단계가 적은 부송신기(200) 같은 단계의 부송신기(200) 중 동기상태가 이루어진 후부터 경과시간이 짧은 부송신기(200) 순으로 결정한다.
비 중앙집중식 시각 동기 방법은 주송신기(100)와 배치에 관계없이 자유롭게 시각 동기가 가능한 장점이 있지만, 주송신기(100)와 직접 동기를 이루지 않고 동기상태에 있는 부송신기(200)와 시각 동기를 이루는 경우, 특히 여러 단계의 부송신기(200)를 거쳐 시각 동기를 이루는 경우에는 각 부송신기(200)의 시각 동기 오차가 누적되는 문제가 있다. 이를 최소화하기 위해서는 도 14에 도시된 바와 같이, 역방향으로 주송신기(100)에게 자신의 시각 동기 정도를 점검하도록 요청한다. 즉, 제1부송신기(200a)는 주송신기(100)로부터 자신과 제2부송신부(200b)와 제3부송신부(200c) 및 제4부송신기(200d)의 시간 오차를 수신하여 시각 동기를 수행한 후에, 자신과 제2부송신부(200b)와 제3부송신기(200c) 및 제4부송신기(200d)의 시간을 주송신기(100)로 전송하여 시각 동기 정도를 점검하도록 요청한다. 제2부송신기(200b)는 제1부송신기(200a)로부터 자신과 제3부송신부(200c) 및 제4부송신기(200d)의 시간 오차를 수신하여 시각 동기를 수행한 후에, 자신과 제3부송신기(200c) 및 제4부송신기(200d)의 시간을 제1부송신기(200a)로 전송하여 시각 동기 정도를 점검하도록 요청한다. 제3부송신기(200c)는 제2부송신기(200b)로부터 자신 및 제4부송신기(200d)의 시간 오차를 수신하여 시각 동기를 수행한 후에, 자신 및 제4부송신기(200d)의 시간을 제2부송신기(200b)로 전송하여 시각 동기 정도를 점검하도록 요청한다. 제4부송신기(200d)는 제3부송신기(200c)로부터 시간 오차를 수신하여 시각 동기를 수행한 후에 자신의 시간을 제3부송신기(200c)로 전송하여 시각 동기 정도를 점검하도록 요청한다.
N번째 단계 부송신기(200)가 시각 동기 상태가 되었다면, 이 부송신기(200)는 N-1번째 부송신기(200)를 기준으로 시각 동기를 이루었고, N-1번째 부송신기(200)는 N-2번째 부송신기(200)를 기준으로 시각 동기를 이루었으면, 최종적으로 처음에 주송신기(100)와 시각 동기를 이룬 부송신기(200)와 연결이 된다. N번째 송신기는 자신의 시간을 포함한 데이터를 현재 연결할 수 있는 N-1번째 단계의 송신기에 전송한다. N-1번째 단계 송신기는 N번째 송신기에 포함된 시간 데이터와 두 송신기간의 알고 있는 거리 정보를 이용하여 N번째 송신기의 시간과 자신의 시간을 비교하여 차이를 구한다. 구한 시간 차이는 다시 N번째 송신기에 전송함과 동시에 N번째 송신기로 수신한 시간 데이터를 수신한 N-1번째 송신기 자신의 시간과 현재시간을 데이터에 포함하여 N-2번째 송신기로 전송한다. N-2번째 송신기는 같은 방법으로 N-1번째 송신기와 N번째 송신기의 시간을 자신의 시간과 비교하여 차이를 구할 수 있다. 이와 같은 방법으로 연결 가능한 최상의 단계 송신기까지 도달하면, N번째 송신기는 연결된 모든 송신기에서 계산된 시간 차이를 수신할 수 있으며, 이 중 가장 최상의 송신기가 계산한 시간 차이를 자신의 시각 오차로 판단하여 보정하여 사용한다. 시간 데이터 전달 과정 중에 여러 단계와 계산을 거치며 시간이 소요되지만, 각 송신기가 내장하고 있는 시계의 성능이 이 시간 동안에 정확도를 유지하면 효과적으로 시각 오차를 보상하여 정확도를 유지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법은 상호 동기와 자가 동기의 방법을 이용하여 송신기 내의 송신지연과 수신지연에 무관하게 송신기간의 정확한 동기를 확보할 수 있다. 자가 동기 방식은 하나의 기준 송신기 신호를 이용하여 동기를 맞추는 방법으로 상대적으로 단순하지만, 동기를 스스로 맞추는 방법이므로 동작에 문제가 생기는 경우에 자체적으로 확인하기 어렵다. 상호 동기 방식은 오차를 주고 받아야 하는 번거로움이 있으나 상호 확인에 의하여 안정적인 운영이 가능하다. 따라서, 부송신기(200)는 주송신기(100)로부터 거쳐온 시각 동기의 역순으로 신호를 전송하여 시각 동기 오차를 여부를 재확인한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기의 운영방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 15 내지 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 전파측위용 지상 고정형 송신기(500)로부터 신호를 수신하는 수신기(300)는 복수의 입력 신호로부터 Near Far 문제의 원인이 되는 근접 신호를 검출하는 신호 검출부(320)와, 검출된 근접 신호를 복조하는 신호 복조부(340), 및 복조한 근접 신호를 복제하여 복수의 입력 신호에서 제거하는 신호 복제부(360)를 포함하여 구성된다.
도 16을 참조하면, 전파측위용 지상 고정형 송신기(500)로부터 신호를 수신하는 수신기(300)는 복수의 전파측위용 지상 고정형 송신기(500)로부터 신호를 수신한다. 수신기(300)는 복수의 입력 신호로부터 근접한 송신기(500)로부터 입력되는 근접 신호를 검출한다(S220). 이때, 도 17 내지 도 19를 참조하여 근접 신호의 검출 방법을 상세하게 설명하면 아래와 같다.
도 17을 참조하면, 수신기(300)는 복수의 송신기(500)로부터 수신한 복수의 입력 신호들에 대해 교차상관을 수행하여 복수의 입력 신호들에 대한 복수의 상관값을 도출하고(S221), 기도출한 복수의 상관값들의 크기를 비교하여 기준값을 초과하는(S222; YES), 상관값에 해당하는 입력 신호를 근접 신호로 검출한다(S223).
도 18을 참조하면, 수신기(300)는 신호의 수신이 가능한 복수의 송신기로부터 위치 정보를 포함하는 신호를 수신하고(S224), 수신한 신호에 포함된 위치 정보와 신호를 송신한 송신기(500)들의 이전 위치 계산값을 이용하여 복수의 송신기(500)들 각각과 수신기(300)의 거리를 산출한다(S225). 이때, 수신기(300)는 산출한 복수의 송신기(500)들 각각과 수신기(300) 사이의 거리 중에서 기준값을 초과하는(S226; YES), 거리를 갖는 송신기(500)로부터 수신된 입력 신호를 근접 신호로 검출한다(S227).
도 19를 참조하면, 수신기(300)는 복수의 입력 신호들에 대해 교차상관을 수행하여 복수의 입력 신호들에 대한 복수의 상관값을 도출하고(S228), 기도출한 복수의 상관값들의 크기를 근거로 송신기(500)와의 거리를 산출한다(S229). 이때, 수신기(300)는 기산출한 송신기(500)와의 거리 중에서 기준값을 초과하는(S230; YES), 거리를 갖는 입력 신호를 근접 신호로 검출한다(S231).
수신기(300)는 기검출한 근접 신호에 대한 추적 및 복조를 수행하여 근접 신호를 복원한다(S240).
수신기(300)는 복수의 입력 신호 중에서 복원한 근접 신호를 제거한다(S260). 즉, 수신기(300)는 복원한 근접 신호를 복수의 입력 신호로부터 제거하여 다른 신호의 추적 및 복조를 수행한다.
전파측위용 지상 고정형 송신기(500)의 간섭 제거 방법은 간섭신호 자체를 검출하거나 채널을 추정하여 간섭신호를 제거하여 극복하는 방법으로서 Near-Far 문제에 대한 근본적인 해결책이 될 수 있는 기술이다. 지상 고정형 전파측위 송신기(500)들을 운용하는 데 있어 발생하는 Near-Far문제는 수신기(300)가 특정 송신기(500)에 접근하였을 때 발생한다. 전파측위와 같이 데이터 통신만을 위한 용도가 아닌 경우에는 송신기(500)를 일정 거리 이상으로 설치하도록 되어 있다. 이럴 경우 송신기(500)가 밀집 배치되지 않으므로 수신기(300)가 여러 대의 송신기(500)에 동시에 접근하는 상황이 발생하지 않으므로 1~2대 정도의 송신기(500)에 의하여 발생하는 Near-Far 문제에 대응하도록 한다.
Near-Far에 대응하기 위해서는 먼저 Near-Far문제를 일으키는 송신기(500)의 신호를 찾아야 한다. 수신기(300)는 어느 송신기(500)가 가까이 있는지 알 수 없으므로, 먼저 Near-Far 문제를 발생시키는 송신기(500)의 신호를 찾는다.
수신기(300)는 모든 송신기(500)의 코드를 저장하여 알고 있으므로 입력 신호와 알고 있는 모든 교차 상관을 수행한다. 각 신호와 상관한 결과의 크기는 입력되는 신호의 세기에 비례하고, 신호의 세기는 송신기(500)와의 거리에 비례하므로 상관값의 크기를 확인하면 송신기(500)와의 거리가 얼마인지 유추할 수 있다. 여러 개의 상관값 중 다른 상관값보다 월등히 크기가 큰 상관값이 있다면 이 신호를 송신하는 신호가 가장 근접하였다고 판단할 수 있으며, 이값이 일정 크기를 초과하면 다른 신호에 영향을 주므로 제거할 신호로 분류한다. 상관값 초과 크기는 수신기(300) RF단 등의 설계 파라메터 등에 따라 결정한다. 예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이, 제1송신기(500a), 제2송신기(500a), 제3송신기(500c), 제4송신기(500d)와, 제1수신기(300a), 제2수신기(300b)로 구성되는 것으로 가정한다. 모든 송신기들(즉, 제1송신기(500a), 제2송신기(500a), 제3송신기(500c), 제4송신기(500d))은 제1수신기(300a) 및 제2수신기(300b)로 신호를 전송한다. 이때, 모든 송신기들은 위치 정보를 포함하는 신호를 각 수신기(300a, 300b)로 전송한다. 그에 따라, 수신기들(300a, 300b)은 송신기들(500a, 500b, 500c, 500d)의 위치를 알 수 있다. 이때, 제1수신기(300a)는 송신기들(500a, 500b, 500c, 500d)로부터 수신되는 신호들 중에서 가장 근접한 제1송신기(500a)의 신호를 근접 신호로 검출한다.
위와 같은 방법은 수신기(300)가 송신기(500)에 대한 정보가 없을 경우에 Near-Far 문제를 발생시키는 송신기(500)의 신호를 찾는 다른 방법이며, 수신기(300)가 송신기(500)가 연결되어 위치정보를 계산한 상태에서 송신기(500)의 데이터 포함된 송신기(500) 위치 정보를 이용하여 Near-Far 문제를 발생시키는 송신기(500)의 신호를 찾는다. 도 20에 도시된 바와 같이, 송신기(500)는 송출하는 신호에 자신의 위치 정보뿐만 아니라 다른 송신기(500)로부터 수신한 위치 정보도 전송한다. 송신기(500)는 비 중앙집중식 동기방법을 통하여 여러 단계의 송신기(500)와 연결되어 있으므로 직접 연결된 송신기(500)뿐만 아니라 간접 연결된 송신기(500)의 위치 정보도 수신할 수 있다. 수신기(300)는 이렇게 여러 곳의 송신기(500) 위치 정보와 현재 수신기(300)가 계산한 위치 정보를 이용하여 어느 송신기(500)와 거리가 가까운지 판단하여 Near-Far 문제를 발생시키는 송신기(500)의 신호를 찾는다.
이렇게 찾은 신호는 다른 신호에 비하여 세기가 월등히 크므로 복제 신호를 생성하여 추적할 수 있다. Near-Far 문제 원인 신호에 대한 신호 추적 및 데이터 복조를 수행하고, 이렇게 복제된 신호를 입력 신호로부터 제거하면, 다른 신호들에 대해선 Near-Far문제 원인 신호의 영향을 받지 않고 신호 추적 및 데이터 복조 등의 처리가 가능하다.
상술한 바와 같이, 전파측위용 지상 고정형 송신기(500)의 간섭 제거 방법은 가장 가까운 곳에 위치한 1~2개 송신기(500)의 신호를 추정하고, 이 신호 정보를 이용하여 나머지 채널에 입력되는 신호 중에 영향이 큰 근접 송신기(500)를 신호를 제거함으로써, 나머지 채널의 동작을 보장한다. 근접한 송신기(500)의 신호는 다른 신호보다 매우 세게 입력되므로, 신호 형태를 추정하기 손쉬워, 효과적으로 신호를 제거하여 간섭영향을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법은 다수의 송신기가 신호를 동시에 송출하도록 함으로써, 송신기간의 간섭없이 동시에 신호를 연속적으로 송출할 수 있으며, 수신기가 필요한 신호를 수신하는 시간을 최소화할 수 있으며, 고속으로 움직이는 항체에서도 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법은 다른 부송신기 및 주송신기의 신호를 수신하여 시각 동기화 수행함으로써, 별도의 시각 동기 기준국이 없이도 정확하고 연속적인 시각 동기가 가능하고, 주송신기와 거리나 지형 제한에 영향을 받지 않고 넓은 지역에서 송신기간의 시각 동기가 가능하고, 이로 인해 항법 가용 범위가 증가하는 효과가 있다.
또한, 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법 및 간섭 제거 방법은 지상 고정형 전파 측위 신호 송신기간의 간섭제거기법을 사용함으로써, 연속적으로 신호를 송출하면서도 신호 간의 간섭 영향을 최소화하여 거리 측정 및 위치 계산 정확도를 유지시키면서도, 고속으로 움직이는 수신기의 위치도 정확하게 구할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
10: 의사위성 20: GPS 위성
30: 수신기 40: 기준국
50: 송신기 60: 장애물
100: 주송신기 200: 부송신기
300: 수신기 320: 신호 검출부
340: 신호 복조부 360: 신호 복제부
500: 송신기

Claims (12)

  1. 부송신기에 의해, 주송신기의 신호와 상기 주송신기에 동기를 맞추려는 다른 하나의 부송신기의 신호를 각각 수신하여 제1시각오차를 측정하는 단계;
    상기 부송신기에 의해, 상기 주송신기의 신호와 상기 부송신기 자신으로부터 송출된 신호를 각각 수신하여 제2시각오차를 측정하는 단계; 및
    상기 부송신기에 의해, 상기 제1시각오차 및 상기 제2 시각오차를 다른 부송신기들로 송출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 부송신기에 의해, 상기 다른 하나의 부송신기로부터 수신되는 제1시각오차 또는 상기 제2시각오차를 근거로 상기 부송신기의 시각 동기를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 부송신기에 의해, 복수의 다른 부송신기 중에서 상기 주송신기와 시각 동기를 맞춘 부송신기들 중에 하나의 부송신기와 시각 동기를 맞추는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 부송신기에 의해, 상기 주송신기와 시각 동기를 맞춘 복수의 부송신기들 중에 상기 주송신기와의 연결 단계가 가장 낮은 부송신기와 시각 동기를 맞추는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 부송신기에 의해, 상기 주송신기와 시각 동기를 맞춘 부송신기들 중에 최종 시각 동기 시간이 가장 최근 시간인 부송신기와 시각 동기를 맞추는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 부송신기에 의해, 상기 주송신기로부터 거쳐온 시각 동기의 역순으로 신호를 전송하여 시각 동기 오차를 여부를 재확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1시각오차를 측정하는 단계는,
    상기 부송신기에 의해, 상기 주송신기로부터 수신된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출하는 단계;
    상기 부송신기에 의해, 상기 다른 하나의 부송신기로부터 수신된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출하는 단계;
    상기 부송신기에 의해, 상기 산출한 신호 도달 소요 시간들의 신호 도달 시간 차이값을 산출하는 단계; 및
    상기 부송신기에 의해, 상기 주송신기 및 다른 하나의 부송신기의 위치정보와, 상기 산출한 신호 도달 시간 차이값을 근거로 산출한 값을 상기 제1시각오차로 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2시각오차를 측정하는 단계는,
    상기 부송신기에 의해, 상기 주송신기로부터 수신된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출하는 단계;
    상기 부송신기에 의해, 상기 부송신기로부터 송출된 신호의 신호 도달 소요 시간을 산출하는 단계;
    상기 부송신기에 의해, 상기 산출한 신호 도달 소요 시간들의 신호 도달 시간 차이값을 산출하는 단계; 및
    상기 부송신기에 의해, 상기 주송신기 및 상기 부송신기의 위치정보와, 상기 산출한 신호 도달 시간 차이값을 근거로 산출한 값을 상기 제2시각오차로 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 시각 동기 방법.
  9. 복수의 입력 신호로부터 근접한 송신기로부터 입력되는 근접 신호를 검출하는 단계;
    상기 검출한 근접 신호에 대한 추적 및 복조를 수행하여 상기 근접 신호를 복원하는 단계; 및
    상기 복원한 근접 신호를 상기 복수의 입력 신호로부터 제거하여 다른 신호의 추적 및 복조를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 간섭 제거 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 근접 신호를 검출하는 단계는,
    복수의 입력 신호들에 대해 교차상관을 수행하여 상기 복수의 입력 신호들에 대한 복수의 상관값을 도출하는 단계; 및
    상기 도출한 복수의 상관값들의 크기를 비교하여 기준값을 초과하는 상관값에 해당하는 입력 신호를 근접 신호로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 간섭 제거 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 근접 신호를 검출하는 단계는,
    신호의 수신이 가능한 복수의 송신기로부터 위치 정보를 포함하는 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신한 신호에 포함된 위치 정보와 상기 신호를 송신한 송신기들의 이전 위치 계산값을 이용하여 상기 복수의 송신기들 각각과 상기 수신기의 거리를 산출하는 단계; 및
    상기 산출한 상기 복수의 송신기들 각각과 상기 수신기 사이의 거리 중에서 기준값을 초과하는 거리를 갖는 송신기로부터 수신된 입력 신호를 근접 신호로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 간섭 제거 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 근접 신호를 검출하는 단계는,
    복수의 입력 신호들에 대해 교차상관을 수행하여 상기 복수의 입력 신호들에 대한 복수의 상관값을 도출하는 단계;
    상기 도출한 복수의 상관값들의 크기를 근거로 송신기와의 거리를 산출하는 단계; 및
    산출한 송신기와의 거리 중에서 기준값을 초과하는 거리를 갖는 입력 신호를 근접 신호로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파측위용 지상 고정형 송신기의 간섭 제거 방법.
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