KR20120039250A - Differential gps using range correction mapping - Google Patents

Differential gps using range correction mapping Download PDF

Info

Publication number
KR20120039250A
KR20120039250A KR1020100100852A KR20100100852A KR20120039250A KR 20120039250 A KR20120039250 A KR 20120039250A KR 1020100100852 A KR1020100100852 A KR 1020100100852A KR 20100100852 A KR20100100852 A KR 20100100852A KR 20120039250 A KR20120039250 A KR 20120039250A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
correction information
location
satellite
satellite navigation
navigation
Prior art date
Application number
KR1020100100852A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101184043B1 (en
Inventor
박병운
양철수
차득기
김문식
Original Assignee
대한지적공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한지적공사 filed Critical 대한지적공사
Priority to KR1020100100852A priority Critical patent/KR101184043B1/en
Publication of KR20120039250A publication Critical patent/KR20120039250A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101184043B1 publication Critical patent/KR101184043B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/07Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing data for correcting measured positioning data, e.g. DGPS [differential GPS] or ionosphere corrections
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/40Correcting position, velocity or attitude
    • G01S19/41Differential correction, e.g. DGPS [differential GPS]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

PURPOSE: A satellite navigation enforcement method using location area mapping of measured value correction information is provided to reduce costs required for new module purchase in order to improve performance by removing effective errors of a low-price type satellite navigation module. CONSTITUTION: A navigation satellite orbit information receiving module(601) receives satellite orbit information and calculates the location of a visible satellite. An observation matrix configuring module(603) constitutes an observation matrix by calculation of a view line vector based on geometric relation between a user and a satellite. A location area projecting module(605) constitutes correlation equation between location-based correction information and measured value correction information. A location-based correction information generating module(606) generates the location-based correction information and removes errors of the location-based correction information through differential.

Description

측정치 보정정보의 위치영역 매핑을 이용한 위성항법 보강방법{Differential GPS using Range Correction Mapping}Satellite GPS reinforcement method using location area mapping of measured value correction information {Differential GPS using Range Correction Mapping}

본 발명은 위성항법의 정확도 향상을 위해 사용되는 측정치 보정정보를 위치영역으로 투영하여 차분하는 위치영역의 위성항법 보강방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for reinforcing satellite navigation in a location area in which measured value correction information used for improving the accuracy of satellite navigation is projected and subdivided into the location area.

일반적으로 GPS(Global Positioning System)로 알려진 위성항법(GNSS, Global Navigation Satellite System)은 인공위성에 기반한 전지구적 무선항법시스템으로서, 위성에서 송출된 신호를 수신할 수 있는 모듈을 지닌 사용자가 언제 어디서나 기상상태와 관계없이 약 수~십여m 정도의 높은 위치 정확도로 자신의 위치를 결정할 수 있는 이상적인 시스템이다. Global Navigation Satellite System (GNSS), commonly known as Global Positioning System (GPS), is a satellite-based, global radio navigation system that allows users with a module to receive signals from satellites anytime, anywhere. Irrespective of their position, it is an ideal system to determine their position with high positional accuracy of about several tens of meters.

위성항법을 이용한 위치 결정을 위해서는 [수학식 1]의 항법 방정식을 이용한다. 항법 데이터에 포함된 위성 위치 관련 정보를 해석하여 위성의 위치 벡터를 결정하고, 가시위성 측정치를 대상으로 관측방정식을 구성하여 위치해를 산출한다. To determine the position using satellite navigation, the navigation equation of [Equation 1] is used. The satellite position-related information included in the navigation data is analyzed to determine the position vector of the satellite, and the position equation is calculated by constructing the observation equation for the measured satellites.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

위성항법 측정치에 포함된 오차성분으로는 위성궤도 및 시간 추정에 포함된 오차, 전리층 및 대류층을 통과할 때 생기는 오차, 그리고 다중 경로 및 수신기 잡음 오차가 있다. 이 중 다중 경로 및 수신기 잡음 오차는 수신기의 특성 및 환경에 의해 결정되나, 나머지 오차 성분들은 동시간 대에 근거리 내에서는 그 영향이 유사하여 공통 오차라고 불린다. Error components included in satellite navigation measurements include errors in satellite orbit and time estimates, errors in the ionosphere and convective layers, and multipath and receiver noise errors. Among these, multipath and receiver noise errors are determined by the characteristics and environment of the receiver, but the remaining error components are called common errors because their effects are similar within a short range within the same time zone.

위성항법 보강시스템(DGNSS/DGPS, Differential GNSS/GPS)은 동시간 대 근거리 내 지점들 간 공통 오차의 상관성이 크다는 특성을 이용하여, 정확한 위치가 측정된 기준국에서 생성한 보정정보를 사용자 수신기에 적용, 정확도를 1~3m 수준으로 향상시키는 기법이다. 일반적으로 위성항법시스템의 정확도를 향상시키는 방법으로는 가시 위성의 측정치별로 거리보정정보(Range Correction)를 적용하는 측정치영역 위성항법 보강방식(도 1)과 Block Shift Technique이라고 불리는 위치영역 보강방식(도 3)의 두 가지로 나뉜다. The satellite navigation reinforcement system (DGNSS / DGPS, Differential GNSS / GPS) uses the characteristic that the common error between the points within the same time is close to the common point. It is a technique to improve the application and accuracy to 1 ~ 3m level. In general, a method for improving the accuracy of the satellite navigation system includes a measurement area satellite navigation reinforcement method (FIG. 1) and a range area reinforcement method called block shift technique (Range Correction) applying distance correction information for each measurement value of a visible satellite. 3) are divided into two.

거리보정정보를 활용한 기법은 정확하게 위치가 알려진 기준국(102)과 위성(101)간의 거리를 계산한 후, 기준국에서 수신한 측정치와의 차분을 통해 위성별 오차성분을 추정하고, 이를 데이터 통신(105)을 통해 보정정보(104)로 전달하여 사용자(103)가 수신한 모든 측정치에서 거리기반으로 차분함으로써 오차를 제거하는 방식이다. 보정정보를 생성하는 방식으로는 오차 요인과 관계없이 오차량을 한꺼번에 계산하는 스칼라 방식과 오차 요인 별로 성분을 분해하는 벡터방식이 있으나, 두 방식 모두 사용자에 적용하기 위해서는 [수학식 2]과 같이 거리 영역에서 차분하는 과정을 거친다. The technique using the distance correction information calculates the distance between the reference station 102 and the satellite 101 where the location is accurately known, and then estimates the error components of each satellite through the difference between the measured values received from the reference station and the data. The error is eliminated by transmitting the correction information 104 through the communication 105 to differential the distance based on all measurements received by the user 103. There are two methods of generating correction information, a scalar method that calculates an error amount regardless of an error factor, and a vector method that decomposes components by an error factor. Calm down in the domain.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

거리보정정보를 활용한 보강시스템의 사용자(103)는 측정치 보정정보를 수신(201)한 이후, 원시데이터 추출 모듈(202)에서 획득한 측정치에 [수학식 2]와 같이 차분을 통해(203) 거리 영역의 오차를 제거하고, 오차가 제거된 측정치를 [수학식 1]의 관측 방정식에 대입(204)하여 향상된 위치 결과를 획득(205)할 수 있다. After the user 103 of the reinforcement system using the distance correction information receives the measured value correction information 201, the user 103 through the difference as shown in [Equation 2] to the measured value obtained from the raw data extraction module 202 (203). An improved position result may be obtained by removing an error in a distance area and substituting 204 the measured value from which the error is removed into the observation equation of Equation 1.

위치보정정보 기법은 현재 수신한 항법 위성(301) 신호를 조합하여 기준국(302)에서 위치(

Figure pat00003
)를 구한 후, 기존에 정확히 측량된 위치(
Figure pat00004
)와의 차분을 통해 위치영역에서의 오차 벡터(
Figure pat00005
)(304)를 계산하여 이를 보정정보로 적용하는 방식이다. 근거리 내에 배치된 기준국과 사용자(303)의 경우 동시간에 동일 위성 조합이라면 측정치 오차가 위치에 투영되는 오차 벡터 상관성이 높으므로, 기준국에서 생성된 위치 오차 벡터를 사용자에서 산출한 위치(402)에서 차분함(403)으로써 [수학식 4]와 같이 정확도가 향상된 위치 결과를 산출(404)한다.The position correction information technique combines the currently received navigation satellite 301 signal with a position at the reference station 302.
Figure pat00003
), Then use the existing
Figure pat00004
Error vector in the location region
Figure pat00005
) 304 is calculated and applied as correction information. In the case of the reference station and the user 303 disposed within a short distance, if the same satellite combination is the same at the same time, the error vector correlation of the measurement error is projected to the position is high, and thus the position calculated by the user at the position error vector generated by the reference station 402. By subtracting 403, the position result of which the accuracy is improved as shown in Equation 4 is calculated (404).

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00006
Figure pat00006

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure pat00007
Figure pat00007

종래의 위성항법 보강시스템 방식 중 위치보정정보를 활용한 방식은 항법 알고리즘에 대해 전문적인 이해가 부족한 일반 사용자도 직관적으로 활용이 가능하고, 원시 데이터 접근이 불가능한 수신기에서도 적용 가능하여 구현이 매우 용이하다. 그러나 기준국과 사용자의 가시 위성이 상이할 경우 위성 조합의 오차 성분이 위치에 투영되는 영향이 서로 다르므로 사용자가 기준국에 매우 근접하고 동일한 위성 가시성이 확보되어야만 사용 가능하다. 이는 현실적으로 충족시키기 매우 어려운 조건이므로, 위치영역 보강시스템은 개념적으로 기술될 뿐, 일반적으로는 거의 사용되지 않는다.Of the conventional satellite navigation reinforcement system, the method using the position correction information can be intuitively used by general users who do not have a professional understanding of the navigation algorithm, and can be easily applied to the receiver which cannot access the raw data. . However, when the reference station and the user's visible satellites are different, the error components of the combination of satellites are different from each other so that the user can be used only when the user is very close to the reference station and the same satellite visibility is secured. Since this is a very difficult condition to be met in reality, the location area reinforcement system is only described conceptually and is generally rarely used.

반면, 거리보정정보를 활용한 위성항법 보강시스템은 사용자가 기준국에서 생성한 보정정보를 자신의 상황에 맞게 선별적으로 적용할 수 있어 시스템 운용 범위가 상대적으로 넓고 활용도가 다양하다는 장점 때문에 현재 사용되고 있는 대부분의 보강시스템에서 이를 사용하고 있다. 그러나 이 방법 역시 원시데이터를 제공하거나 보강시스템용 수신기에만 구현이 가능하므로 사용이 제한적이고, 기결정된 위치 정보만으로는 정확도 향상이 불가능하다는 제약이 있다. 특히, 칩 단위의 저가 위성항법 수신 모듈을 사용하는 경우 NMEA(National Marine Electronics Association)의 GPGGA 등과 같은 위치 결과만을 제공하기 때문에 기 산출된 위치 결과에 포함된 오차 제거가 불가능하였다. On the other hand, the satellite navigation reinforcement system using the distance correction information is currently used because the user can selectively apply the correction information generated by the reference station according to his situation. Most reinforcement systems in use use it. However, this method is also limited to use because it can be implemented only in the receiver for the reinforcement system to provide the raw data and there is a limitation that the accuracy cannot be improved only by the predetermined location information. In particular, when a low-cost satellite navigation receiver module using a chip unit provides only a location result such as GPGGA of the National Marine Electronics Association (NMEA), it is impossible to remove an error included in the calculated location result.

본 발명에서는 원시데이터를 제공하지 않는 위성항법 수신 모듈에 대해서도 위치 정확도를 향상시킬 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
The present invention intends to propose a method for improving position accuracy even for a satellite navigation receiving module that does not provide raw data.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원시데이터를 제공하지 않는 위성항법 수신 모듈에 대해서도 약 15m의 위치 출력 정확도를 1~3m 이내 수준으로 향상시킬 수 있는 기술에 관한 것으로, 기존 거리기반 위성항법 보정정보를 위치기반 보정정보로 맵핑하는 것이 본 발명의 핵심이다. The present invention for achieving the above object relates to a technology that can improve the position output accuracy of about 15m to within a level of 1 ~ 3m even for satellite navigation receiving module that does not provide raw data, the existing distance-based satellite navigation The mapping of the correction information to the position-based correction information is the core of the present invention.

제안하는 발명의 구현을 위한 시스템은 거리기반 위성항법 보정정보와 위성궤도정보의 수신이 가능한 데이터통신과 위치기반 위성항법 보정정보 생성을 위한 소프트웨어, 그리고 기준국과 사용자 수신 모듈을 포함하는 관련 하드웨어로 구성된다. 데이터 통신을 통해 위성궤도정보를 획득하여 위성의 위치를 산출하고, 수신모듈에서 제공하는 사용자 위치와의 관계를 통해 관측 행렬을 구성한다. 기준국에서 생성되어 데이터 통신을 통해 수신한 거리기반 보정정보(측정치 보정정보)에 산출된 관측 행렬의 의사역행렬을 곱함으로써 위치기반으로의 투영이 가능하며 이를 통해 위치기반 보정정보를 생성한다. 이를 수신 모듈에서 제공하는 사용자 위치에 벡터 형태로 차분함으로써 사용자 오차를 제거한다.The system for the implementation of the proposed invention includes data communication capable of receiving distance-based satellite navigation correction information and satellite orbit information, software for generating location-based satellite navigation correction information, and related hardware including a reference station and a user receiving module. It is composed. It acquires satellite orbit information through data communication, calculates the position of the satellite, and constructs the observation matrix through the relationship with the user position provided by the receiving module. The distance-based correction information (measurement correction information) generated at the reference station and received through data communication is multiplied by the pseudo inverse of the calculated observation matrix, thereby generating location-based correction information. The user error is eliminated by subtracting this in the form of a vector to the user position provided by the receiving module.

즉 본 발명은 본 발명은 위성항법의 정확도 향상을 위한 위성항법 보강방법에 관한 것으로서, 항법 위성(501)의 궤도정보를 수신하여 항법 위성의 위치를 구하고, 사용자의 위성항법 단독 측위 모듈(602)를 통하여 사용자 위치를 결정하는 제10단계; 항법 위성의 위치 및 사용자 위치의 기하학적 관계에 근거하여 항법 위성의 시선벡터를 산출하여 관측 행렬을 구성하는 제20단계; 관측 행렬이 포함된 측정치 보정정보와 위치기반 보정정보의 상관식으로부터 위치기반 보정정보를 생성하는 제30단계; 사용자의 위성항법 단독 측위 모듈(602)에서 결정된 사용자 위치에서 위치기반 보정정보를 차분하여 오차가 제거된 사용자 위치를 결정하는 제40단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
In other words, the present invention relates to a satellite navigation reinforcement method for improving the accuracy of satellite navigation, to obtain the position of the navigation satellite by receiving the orbit information of the navigation satellite 501, the user's satellite navigation alone positioning module 602 Determining a user location through a tenth step; A step 20 of constructing an observation matrix by calculating a gaze vector of the navigation satellite based on a geometric relationship between the position of the navigation satellite and a user position; Generating position-based correction information from a correlation between the measurement correction information including the observation matrix and the position-based correction information; And determining the user location from which the error is removed by subtracting the location-based correction information from the user location determined by the satellite navigation single positioning module 602 of the user.

본 발명에서 도출된 위치기반 보정정보 맵핑을 통한 위치영역 위성항법 보강 방식을 적용할 경우, 사용자들이 기구입한 저가형 위성항법 모듈의 효과적인 오차 제거가 가능하므로, 성능향상을 위해 새로운 모듈 구매에 소요되는 비용 감소에 기여할 수 있다. 그리고 고가의 장비로만 가능하였던 측량을 비롯한 위치 기반의 고급 서비스 장비의 경비 절감 및 대중화가 가능하다. 또한 저가형 위성항법 모듈의 성능을 효율적으로 고가 수신기급까지 향상시킬 수 있으므로, 전반적인 LBS(Location Based Service) 및 IT(Information Technology), ITS(Intelligent Transportation System) 분야의 산업 성장이 기대된다.
When applying the location area satellite navigation reinforcement method through the location-based correction information mapping derived from the present invention, it is possible to effectively eliminate the error of the low-cost satellite navigation module that users have installed, so that it is necessary to purchase a new module for performance improvement. It can contribute to cost reduction. And it is possible to reduce the cost and popularize location-based high-end service equipment, including surveying, which was possible only with expensive equipment. In addition, the performance of low-cost satellite navigation modules can be effectively improved to high-class receivers, and overall industrial growth is expected in the field of LBS (Location Based Service), Information Technology (IT), and Intelligent Transportation System (ITS).

도 1은 종래의 위성항법 보정 방식인 측정치기반 위성항법 보강시스템의 구성 개념도.
도 2는 종래의 위성항법 보정 방식인 측정치기반 위성항법 보강시스템의 알고리즘 개념도.
도 3은 종래의 위성항법 보정 방식인 위치기반 위성항법 보강시스템의 구성 개념도.
도 4는 종래의 위성항법 보정 방식인 위치기반 위성항법 보강시스템의 알고리즘 개념도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 측정치기반 보정정보를 활용한 위치기반 위성항법 보강시스템의 구성도
도 6은 본 발명의 측정치 보정정보 위치영역 맵핑 모듈의 상세 알고리즘 개념도.
1 is a conceptual diagram of a measurement-based satellite navigation reinforcement system of the conventional satellite navigation correction method.
2 is a conceptual diagram of a measurement-based satellite navigation reinforcement system which is a conventional satellite navigation correction method.
3 is a conceptual diagram of a configuration of a satellite navigation system based on location, which is a conventional satellite navigation correction method.
4 is a conceptual diagram of a position-based satellite navigation reinforcement system which is a conventional satellite navigation correction method.
5 is a block diagram of a satellite navigation system based on location using measurement-based correction information according to an embodiment of the present invention.
6 is a detailed algorithm conceptual diagram of the measurement correction information location region mapping module according to the present invention;

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 측정치 보정정보의 위치영역 투영 및 차분을 이용한 위성항법 보강 시스템을 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Hereinafter, a satellite navigation reinforcement system using position area projection and difference of measured value correction information according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and is only defined by the scope of the claims of the invention. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 5는 본 발명의 구체적 실시예로서, 측정치 기반 위성항법 보정정보를 위치기반 위성항법 보정정보로 맵핑 후 오차를 차분한 위치영역 위성항법 보강시스템의 구성도이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a location area satellite navigation reinforcement system in which error is offset after mapping measurement-based satellite navigation correction information to location-based satellite navigation correction information.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구현하기 위한 보강시스템은 항법 신호를 송출하는 항법 위성(501), 측정치기반 위성항법 보강시스템 기준국(502), 보정정보 전송용 데이터 통신(505), 위성궤도 정보 전송용 서버(508), 위성궤도 정보 전송용 데이터 통신(509), 사용자(503)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 5, the reinforcement system for implementing the present invention includes a navigation satellite 501 for transmitting a navigation signal, a reference base satellite navigation reinforcement system reference station 502, a data communication 505 for transmitting correction information, Satellite orbit information transmission server 508, satellite orbit information transmission data communication 509, the user 503 is configured.

상기의 구성 요소들은 기존에 활용 중인 인프라뿐 아니라, 동일한 기능을 수행하는 새로운 형태의 구성요소도 포함한다. 특히 항법 위성(501)에는 기존 GPS, GLONASS, Galileo, QZSS, COMPASS, Beidou 등 인공위성뿐 아니라, 항법 위성과 동일 혹은 유사한 신호를 송출하는 의사위성(Pseudolite), 양방향 의사위성(Two-way Pseudolite), 그리고 거리 기반의 측위 시스템 신호원을 모두 포함된다. The above components include not only the existing infrastructure but also new types of components that perform the same functions. In particular, the navigation satellite 501 is a satellite, such as GPS, GLONASS, Galileo, QZSS, COMPASS, Beidou, Pseudolite, two-way Pseudolite, which transmits the same or similar signals as the navigation satellite, And distance-based positioning system signal sources.

측정치기반 위성항법 보강시스템 기준국(502)에서 생성된 측정치기반 위성항법 보정정보(504)는 Local DGNSS의 PRC(Pseudo-Range Correction)나 CPC(Carrier Phase Correction)와 같은 스칼라 형태, 미국의 SBAS(Satellite-Based Augmentation System) WAAS(Wide Area Augmentation System)와 같은 벡터 형태, 모델식에 의한 형태 등 사용자 적용시 거리영역의 보정정보로 환산 가능한 모든 형태의 보정정보를 포함한다.The measurement-based satellite navigation correction information 504 generated by the measurement-based satellite navigation reinforcement system reference station 502 is a scalar type such as PRC (Pseudo-Range Correction) or Carrier Phase Correction (CPC) of Local DGNSS, and SBAS (US). Satellite-based Augmentation System (WAS) Includes all types of correction information that can be converted into distance-domain correction information when applied to users, such as a vector form such as a wide area augmentation system (WAAS), or a form based on a model equation.

도 5는 측정치 보정정보 위치영역 맵핑 모듈(506)이 사용자(503)에 포함된 경우만 도시하였으나, 사용자(503)와 분리된 경우, 기준국(502) 혹은 서버(508)에 포함되는 경우 등 기술적 통념상 동일한 형태의 실시예는 모두 본 발명에 포함된다.FIG. 5 illustrates only the case where the measurement correction information location area mapping module 506 is included in the user 503, but is separated from the user 503, or included in the reference station 502 or the server 508. Technically, all embodiments of the same type are included in the present invention.

본 실시예에서는 측정치기반 위성항법 보강시스템 기준국(502)에서 통신 채널(505, 509)을 통해 전달된 측정치기반 위성항법 보정정보(504)와 위성궤도정보에 대해서만 도시하였으나, 입력 혹은 전달 방법과 무관하게 사용자에 부여된 측정치 기반 위성항법 보정정보와 위성궤도정보에 대해서도 적용한다. 또한 위성궤도정보는 위성의 절대 또는 상대 위치, 그리고 이러한 위치를 산출할 수 있는 각종 파라미터 등을 모두 포함한다.In the present embodiment, only the measurement-based satellite navigation correction information 504 and the satellite orbit information transmitted from the measurement-based satellite navigation enhanced system reference station 502 through the communication channels 505 and 509 are described. This also applies to measurement-based satellite navigation correction information and satellite orbit information given to users regardless. In addition, the satellite orbit information includes all the absolute or relative position of the satellite, and various parameters for calculating such a position.

사용자에 부여된 측정치기반 위성항법 보정정보(504)와 위성궤도정보는 측정치 보정정보 위치영역 맵핑 모듈(506)을 통해 위치기반 위성항법 보정정보(507)로 변환된 후, 사용자(503)의 위치 오차를 제거함으로써 정확도를 향상시킨다.The measurement-based satellite navigation correction information 504 and the satellite orbit information given to the user are converted into the position-based satellite navigation correction information 507 through the measurement correction information location region mapping module 506, and then the position of the user 503. Accuracy is improved by eliminating errors.

여기서 측정치기반 위성항법보정정보는 간단히 측정치 보정정보라고도 한다.The measurement-based satellite navigation correction information is also referred to simply as measurement correction information.

도 6은 측정치 보정정보 위치영역 맵핑 모듈(506)에 의해 생성된 위치기반 보정정보의 사용자(503) 적용 방식에 대한 개념도이다. 항법위성 궤도 정보 수신 모듈(601)에 의해 위성궤도정보를 수신하여 가시 위성의 위치를 구한다. 구해진 위성의 위치와 사용자(503)의 위성항법 단독 측위 모듈(602)에 의해 결정된 위치를 바탕으로 사용자와 위성간 기하학적 관계에 근거한 [수학식 1]의 시선 벡터(

Figure pat00008
)를 산출하여 관측 행렬 H를 구성한다(603).FIG. 6 is a conceptual diagram of a user 503 application method of location-based correction information generated by the measurement correction information location region mapping module 506. The satellite orbit information is received by the navigation satellite orbit information receiving module 601 to obtain the position of the visible satellite. The gaze vector of [Equation 1] based on the geometric relationship between the user and the satellite based on the obtained position of the satellite and the position determined by the satellite navigation single positioning module 602 of the user 503 (
Figure pat00008
) Is constructed to form the observation matrix H (603).

종래의 위성항법 보강시스템에서 [수학식 2]를 통해 측정치 오차를 제거한 후 [수학식 1]에 대입하는 과정을 [수학식 5]와 같이 기술할 수 있다.In the conventional satellite navigation reinforcement system, the process of removing the measurement error through [Equation 2] and substituting it into [Equation 1] can be described as in [Equation 5].

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00009
Figure pat00009

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure pat00010
Figure pat00010

상기의 [수학식 6]에 의해 측정치 보정정보(

Figure pat00011
)와 위치기반 보정정보(
Figure pat00012
)간의 상관식이 구성되고 이에 근거하여 측정치 보정정보의 위치영역 투영 모듈(605)이 구성된다. Measured value correction information according to Equation 6 above (
Figure pat00011
) And location-based correction
Figure pat00012
) Is constructed, and based on this, the position area projection module 605 of the measurement correction information is constructed.

다음의 [수학식 7] 또는 [수학식 8]과 같은 최소자승법을 이용하여, [수학식 6]에서 위치기반 보정정보(

Figure pat00013
)를 구할 수 있다. 아래의 수식은 위치기반 보정정보(
Figure pat00014
)를 도출하기 위한 일부 예로써, [수학식 6]의 식에 근거한 모든 도출 방법을 포함한다.By using the least-squares method shown in Equation 7 or Equation 8, the position-based correction information (Equation 6)
Figure pat00013
) Can be obtained. The following formula is based on location-based correction information (
Figure pat00014
Some examples to derive) include all derivation methods based on the equation (6).

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00015
Figure pat00015

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00016
Figure pat00016

상기의 과정을 통해 위치기반 보정정보(

Figure pat00017
)를 생성(606)한 이후, [수학식 4]에 사용자의 위성항법 단독 측위 모듈(602)의 결과값(
Figure pat00018
)을 대입하여, 차분을 통한 위치오차 제거 모듈(607)을 통해 오차가 제거된 사용자 위치(
Figure pat00019
)를 결정(608)한다.
Location-based correction information (through the above process)
Figure pat00017
After generating 606, the resultant value of the user's satellite navigation single positioning module 602 is expressed in [Equation 4].
Figure pat00018
), The user position (the error is removed through the position error removal module 607 through the difference)
Figure pat00019
(608).

501:항법위성
502:측정치기반 위성항법 보강시스템 기준국
503:사용자
504:측정치기반 위성항법 보정정보
505:보정정보 전송용 데이터 통신
506:측정치 보정정보 위치영역 맵핑모듈
507:위치기반 위성항법 보정정보
508:위성궤도 정보 전송 서버
509:위성궤도 정보 전송용 데이터 통신
601:항법 위성 궤도 정보 수신 모듈
602:위성항법 단독 측위 모듈
603:관측 행렬 구성 모듈
604:위성항법 측정치 기반 보정정보 수신 모듈
605:측정치 보정정보의 위치 영역 투영 모듈
606:위치기반 보정정보 생성 모듈
607:차분을 통한 위치오차 제거 모듈
608:위치 결정 모듈
501: navigation satellite
502 reference station based satellite
503: user
504: measurement based satellite navigation correction information
505: data communication for correction information transmission
506: measurement value correction information position area mapping module
507: position-based satellite navigation correction information
508: satellite orbit information transmission server
509: Data communication for satellite orbit information transmission
601: navigation satellite orbit information receiving module
602: satellite navigation single positioning module
603: observation matrix configuration module
604: satellite navigation measurement based correction information receiving module
605: position area projection module of measured value correction information
606: location-based correction information generation module
607: Position error removal module by difference
608: positioning module

Claims (6)

위성항법의 정확도 향상을 위한 위성항법 보강방법에 관한 것으로서,
항법 위성(501)의 궤도정보를 수신하여 항법 위성의 위치를 구하고, 사용자의 위성항법 단독 측위 모듈(602)를 통하여 사용자 위치를 결정하는 제10단계;
항법 위성의 위치 및 사용자 위치의 기하학적 관계에 근거하여 항법 위성의 시선벡터를 산출하여 관측 행렬을 구성하는 제20단계;
관측 행렬이 포함된 측정치 보정정보와 위치기반 보정정보의 상관식으로부터 위치 영역에 투영하여 위치기반 보정정보를 생성하는 제30단계;
사용자의 위성항법 단독 측위 모듈(602)에서 결정된 사용자 위치에서 위치기반 보정정보를 차분하여 오차가 제거된 사용자 위치를 결정하는 제40단계;
로 구성되는 것을 특징으로 하는 측정치 보정정보의 위치영역 매핑을 이용한 위성항법 보강방법.
The present invention relates to a satellite navigation reinforcement method for improving the accuracy of satellite navigation.
Receiving a trajectory information of the navigation satellite 501 to obtain a location of the navigation satellite, and determining a user location through the user's satellite navigation single positioning module 602;
A step 20 of constructing an observation matrix by calculating a gaze vector of the navigation satellite based on a geometric relationship between the position of the navigation satellite and a user position;
Generating a location-based correction information by projecting onto a location area from a correlation between the measurement correction information including the observation matrix and the location-based correction information;
Determining a user position from which an error is removed by subtracting the position-based correction information from the user position determined by the satellite navigation single positioning module 602 of the user;
Satellite navigation reinforcement method using the location region mapping of the measured value correction information, characterized in that consisting of.
제1항에서,
상기 제20단계의 관측 행렬은,
Figure pat00020

여기서
H:관측 행렬
Figure pat00021
: i 번째 위성의 시선 벡터
인 것을 특징으로 하는 측정치 보정정보의 위치영역 매핑을 이용한 위성항법 보강방법.
In claim 1,
The observation matrix of step 20 is
Figure pat00020

here
H: observation matrix
Figure pat00021
: line of sight of the i-th satellite
Satellite navigation reinforcement method using the location region mapping of the measured value correction information.
제1항에서,
상기 제30단계의 측정치 보정정보와 위치기반 보정정보의 상관식은,
Figure pat00022

여기서
Figure pat00023
: 측정치 보정정보
H : 관측 행렬
Figure pat00024
: 위치기반 보정정보
인 것을 특징으로 하는 측정치 보정정보의 위치영역 매핑을 이용한 위성항법 보강방법.
In claim 1,
The correlation between the measured value correction information and the position-based correction information in the thirtieth step is
Figure pat00022

here
Figure pat00023
: Measurement correction information
H: observation matrix
Figure pat00024
Location-based correction information
Satellite navigation reinforcement method using the location region mapping of the measured value correction information.
제3항에서,
위치기반 보정정보(
Figure pat00025
)는 최소자승법에 의하여
Figure pat00026

라는 식으로 측정치 보정정보를 위치영역으로 투영하여 구해지는 것을 특징으로 하는 측정치 보정정보의 위치영역 매핑을 이용한 위성항법 보강방법.
4. The method of claim 3,
Location-based correction
Figure pat00025
) By the least-squares method
Figure pat00026

The satellite navigation reinforcement method using the position area mapping of the measurement value correction information, characterized in that obtained by projecting the measurement value correction information to the position area in the equation.
제3항에서,
위치기반 보정정보(
Figure pat00027
)는 최소자승법에 의하여
Figure pat00028

여기서
R ; 측정치 보정정보(
Figure pat00029
)의 공분산 행렬
인 것을 특징으로 하는 측정치 보정정보의 위치영역 매핑을 이용한 위성항법 보강방법.
4. The method of claim 3,
Location-based correction
Figure pat00027
) By the least-squares method
Figure pat00028

here
R; Measurement correction information
Figure pat00029
Covariance matrix of
Satellite navigation reinforcement method using the location region mapping of the measured value correction information.
제4항 또는 제5항에서,
오차가 제거된 사용자 위치는,
Figure pat00030

여기서
Figure pat00031
: 오차가 제거된 사용자 위치
Figure pat00032
: 위성항법 단독 측위 모듈(602)에서 결정된 사용자 위치
Figure pat00033
: 위치기반 보정정보
라는 상관식에서 구해지는 것을 특징으로 하는 측정치 보정정보의 위치영역 매핑을 이용한 위성항법 보강방법.
The method of claim 4 or 5,
The user location where the error is removed is
Figure pat00030

here
Figure pat00031
: User location with error removed
Figure pat00032
: User location determined in the satellite navigation single positioning module 602
Figure pat00033
Location-based correction information
Satellite navigation reinforcement method using the location region mapping of the measurement correction information, characterized in that obtained from the correlation.
KR1020100100852A 2010-10-15 2010-10-15 Differential GPS using Range Correction Mapping KR101184043B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100100852A KR101184043B1 (en) 2010-10-15 2010-10-15 Differential GPS using Range Correction Mapping

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100100852A KR101184043B1 (en) 2010-10-15 2010-10-15 Differential GPS using Range Correction Mapping

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120039250A true KR20120039250A (en) 2012-04-25
KR101184043B1 KR101184043B1 (en) 2012-09-18

Family

ID=46139659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100100852A KR101184043B1 (en) 2010-10-15 2010-10-15 Differential GPS using Range Correction Mapping

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101184043B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014119937A1 (en) * 2013-01-29 2014-08-07 세종대학교 산학협력단 Differential global navigation satellite system and differential global navigation satellite method using mapping of position area correction information
KR101460098B1 (en) * 2013-10-23 2014-11-20 건국대학교 산학협력단 System for calculating sigma expansion coefficient by satellite elevation and method therefor
KR20160034464A (en) * 2014-09-19 2016-03-30 건국대학교 산학협력단 System and method for calculating geometric sensitivity of navigation satellite
KR20230091608A (en) * 2021-12-16 2023-06-23 한국항공우주연구원 Apparatus and method for determining a navigation error in a global navigation satellite system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101738383B1 (en) * 2016-06-01 2017-05-25 한국해양과학기술원 Method for correcting position using range corrections from multiple reference stations

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3721964B2 (en) 2000-09-12 2005-11-30 三菱電機株式会社 GPS receiver
JP3853676B2 (en) 2002-03-12 2006-12-06 三菱電機株式会社 Positioning device
JP3875714B2 (en) 2006-03-09 2007-01-31 三菱電機株式会社 Moving body acceleration / distance estimation circuit, moving body positioning device, and moving body positioning method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014119937A1 (en) * 2013-01-29 2014-08-07 세종대학교 산학협력단 Differential global navigation satellite system and differential global navigation satellite method using mapping of position area correction information
KR101429474B1 (en) * 2013-01-29 2014-08-13 세종대학교산학협력단 Differential GPS augmentation system and method using satellite constellation information
KR101460098B1 (en) * 2013-10-23 2014-11-20 건국대학교 산학협력단 System for calculating sigma expansion coefficient by satellite elevation and method therefor
KR20160034464A (en) * 2014-09-19 2016-03-30 건국대학교 산학협력단 System and method for calculating geometric sensitivity of navigation satellite
KR20230091608A (en) * 2021-12-16 2023-06-23 한국항공우주연구원 Apparatus and method for determining a navigation error in a global navigation satellite system

Also Published As

Publication number Publication date
KR101184043B1 (en) 2012-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8525727B2 (en) Position and velocity uncertainty metrics in GNSS receivers
JP3390794B2 (en) Vehicle tracking system using Global Positioning System (GPS) satellites
KR101001087B1 (en) Global navigation satellite system
US20080180315A1 (en) Methods and systems for position estimation using satellite signals over multiple receive signal instances
CN109196382B (en) Improved GNSS receiver using a combination of velocity integration and accurate point positioning
CN105806339B (en) A kind of Combinated navigation method and equipment based on GNSS, INS and Time keeping system
US10473792B2 (en) Positioning systems
JP2017173327A (en) Positioning method and positioning device using satellite positioning system
CN105758401A (en) Integrated navigation method and equipment based on multisource information fusion
Park et al. DGPS enhancement to GPS NMEA output data: DGPS by correction projection to position-domain
WO2008034728B1 (en) Integrated mobile-terminal navigation
KR102188880B1 (en) Terminal, base station and location positioning method
KR101638210B1 (en) Method for optimising an acquisition of a spread-spectrum signal from a satellite by a mobile receiver
KR101184043B1 (en) Differential GPS using Range Correction Mapping
US20210096266A1 (en) System and method for position fix estimation using two or more antennas
KR101429474B1 (en) Differential GPS augmentation system and method using satellite constellation information
JP2007010422A (en) Positioning system
TW202208880A (en) Rtk gnss positioning without base stations
JP5874132B2 (en) Positioning system using pseudolites operating in assisted mode
US20230152472A1 (en) Precise point positioning (ppp)-based real time kinematic (rtk) correction
WO2019208592A1 (en) Satellite positioning system
KR100938731B1 (en) Self-Positioning System of Two-way Pseudolite
GB2528117A (en) Method and apparatus for instantaneous positioning and timing without initial information
KR20150110398A (en) Geopositioning method with trust index, and associated terminal
JP2008051567A (en) Satellite navigation device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150908

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160922

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170912

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181011

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190827

Year of fee payment: 8