KR20130011129A - Ｇｐｓ 신호 획득 및 추적 장치와 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 GPS 신호획득 및 추적 장치는, 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 L1 신호획득부; 상기 획득된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 상기 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 산출하는 L1 신호추적부; 상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 L2C 신호추적부; 및 상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 L5 신호추적부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＧＰＳ 신호 획득 및 추적 장치와 그 방법{Apparatus and method for acquisition and tracking of GPS signals}
본 발명은 위성 항법 시스템에서 GPS 신호의 획득 및 추적을 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 L1 C/A 신호와, L2C 신호 또는 L5 신호를 획득하고 추적하기 위한 장치에 관한 것이다.
최근 각광을 받고 있는 정보통신, 특히 무선통신 분야에서 사용자의 위치를 파악하는 것이 중요한 기반기술로 주목을 받고 있다. 사용자의 위치를 확인하기 위한 측위기술 중에서 GPS(Global Positioning System)는 현재 완전하게 운용되고 있는 유일한 위성항법시스템이다. 현재는 GPS L1(1575.42 MHz) C/A(Coarse Acquisition) 항법신호가 주로 사용되고 있으나, 최근에 미국은 GPS 현대화를 통하여 향상된 위성항법 서비스를 하겠다고 선언하였다. 기존의 L1 C/A 항법신호 외에 L2C(1227.60 MHz), L5(1176.45 MHz) 항법신호가 추가하여 보다 정확도가 향상된 서비스를 제공할 예정이다.
GPS 항법 위성신호는 코드 다중 분할 방식(Code Division Multiple Access : CDMA)으로 전송되므로 각 위성 번호에 따라 특수하게 설계된 PRN 코드(Pseudo Random Noise Code)를 사용한다. GPS 항법수신기가 GPS 신호를 수신하는 과정은 신호획득과정과 신호추적과정으로 구분할 수 있다. 신호획득과정에서는 GPS 항법신호를 수신하여 위성번호, 코드위상, 및 도플러를 획득하면, 신호추적과정은 신호획득결과를 이용하여 동작하게 된다. 그런데, 코드위상의 경우 1칩(chip) 이내의 오차범위의 값이어야 정상적인 신호추적과정을 수행할 수 있고, 도플러의 경우도 도플러 값이 정확할수록 신호추적과정이 신속하게 안정화될 수 있다. 반면에, 코드위상의 경우 1칩 이상의 오차가 발생하거나 도플러가 정확하지 않으면, 신호전력이 감쇄가 많이 발생하고, 신호추적과정을 실패하는 문제가 발생하게 된다.
GPS L1 C/A 신호의 PRN 코드길이는 1,023개이며, 신호획득과정에서 코드위상을 검색할 때 일반적으로 0.5칩 간격으로 총 2,046개를 검색한다.
한편, GPS 현대화 계획에 따라 추가되는 L2C 및 L5 신호의 PRN 코드길이를 살펴보면, L2C 신호에서 데이터 채널의 CM(Civil Moderate) 코드는 10,230개이고, 파일럿 채널의 CL(Civil Long) 코드는 767,250개이며, L5 신호에서는 데이터 채널과 파일럿 채널 모두 10,230개이다.
도 1은 종래의 GPS L1/L2C/L5 수신기의 신호 획득 및 추적 장치의 구성을 나타낸다. 종래의 수신기는 도시된 바와 같이 L1 신호처리부(110), L2C 신호처리부(120), L5 신호처리부(130)가 독립적으로 구성되고, L1 C/A 신호, L2 신호, 및 L4 신호마다 신호획득부(111, 121, 131)와 신호추적부(112, 122, 132)가 독립적으로 동작한다.
이러한 종래의 수신기의 경우, L2C 및 L5 신호는 L1 C/A 신호에 비해 최소한 10배 이상의 길이가 더 긴 PRN 코드길이는 가지고 있으며, 이러한 긴 코드길이로 인하여 신호획득과정을 수행하는데 L1 C/A 신호에 비해 더 오랜 시간과 더 많은 전력을 소모하는 결과를 초래하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 GPS L1 C/A 신호처리결과를 이용하여 L2C 또는 L5 신호처리시 신호획득과정 없이 신속하게 신호추적을 수행할 수 있는 GPS 신호획득 및 추적 장치와 GPS 신호획득 및 추적 방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 GPS 신호 획득 및 추적 장치는, 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 L1 신호획득부; 상기 획득된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 상기 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 산출하는 L1 신호추적부; 및 상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 L2C 신호추적부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 GPS 신호 획득 및 추적 장치는 상기 산출된 도플러 주파수를 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환하는 L2C 도플러 변환부를 더 포함하고, 상기 L2C 신호추적부는 상기 변환된 도플러 주파수를 L2C 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 L2C 도플러 변환부는 다음 수학식에 따라서 상기 산출된 도플러 주파수를 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환할 수 있다.
L2C 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L2C 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
일 실시예에서, 상기 L2C 신호추적부는 상기 산출된 코드위상을 L2C 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 신호추적을 수행할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 GPS 신호 획득 및 추적 장치는, 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 L1 신호획득부; 상기 획득된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 상기 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 산출하는 L1 신호추적부; 및 상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 L5 신호추적부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 GPS 신호 획득 및 추적 장치는 상기 산출된 도플러 주파수를 L5 신호의 도플러 주파수로 변환하는 L5 도플러 변환부를 더 포함하고, 상기 L5 신호추적부는 상기 변환된 도플러 주파수를 L5 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 L5 도플러 변환부는 다음 수학식에 따라서 상기 산출된 도플러 주파수를 L5 신호의 도플러 주파수로 변환할 수 있다.
L5 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L5 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
일 실시예에서, 상기 L5 신호추적부는 상기 산출된 코드위상을 L5 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 신호추적을 수행할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 GPS 신호 획득 및 추적 방법은, 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 단계; 상기 획득된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 상기 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 GPS 신호 획득 및 추적 방법은 상기 산출된 도플러 주파수를 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환하는 단계를 더 포함하고, 상기 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계는 상기 변환된 도플러 주파수를 L2C 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환하는 단계는 다음 수학식에 따라서 상기 산출된 도플러 주파수를 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환할 수 있다.
L2C 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L2C 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
일 실시예에서, 상기 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계는 상기 산출된 코드위상을 L2C 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 신호추적을 수행할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 GPS 신호 획득 및 추적 방법은, 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 단계; 상기 획득된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 상기 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 GPS 신호 획득 및 추적 방법은 상기 산출된 도플러 주파수를 L5 신호의 도플러 주파수로 변환하는 단계를 더 포함하고, 상기 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계는 상기 변환된 도플러 주파수를 L5 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 L5 신호의 도플러 주파수로 변환하는 단계는 다음 수학식에 따라서 상기 산출된 도플러 주파수를 L5 신호의 도플러 주파수로 변환할 수 있다.
L5 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L5 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
일 실시예에서, 상기 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계는 상기 산출된 코드위상을 L5 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 신호추적을 수행할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 GPS 신호 획득 및 추적 장치는, 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 L1 신호획득부; 상기 획득된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 상기 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 산출하는 L1 신호추적부; 상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 L2C 신호추적부; 및 상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 L5 신호추적부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기된 본 발명에 의하면, GPS L1 C/A 신호의 신호처리결과인 위성번호, 도플러 주파수, 코드위상을 L2C 신호 또는 L5 신호에 대한 신호추적에 활용함으로써, 시간이 많이 소요되고 전력소모가 큰 L2C 신호 또는 L5 신호에 대한 신호획득과정을 수행하지 않아도 신속하고 효과적으로 L2C 신호 또는 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행할 수 있다.
도 1은 종래의 GPS L1/L2C/L5 수신기의 신호 획득 및 추적 장치의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 수신기의 신호획득 및 추적 장치의 구성을 나타낸다.
도 3은 L1 C/A 신호와 L2C 신호의 비트 길이와 비트 간의 동기를 나타내는 도면이다.
도 4는 L1 C/A 신호와 L5 신호의 비트 길이와 비트 간의 동기를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 수신기의 신호획득 및 추적 방법의 흐름도를 나타낸다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 수신기의 신호획득 및 추적 장치의 구성을 나타낸다. 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 신호획득 및 추적 장치는 L1 C/A 신호를 처리하는 L1 신호처리부(210), L2C 신호를 처리하는 L2C 신호처리부(220), L5 신호를 처리하는 L5 신호처리부(230)로 구성된다.
L1 신호처리부(210)는 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 L1 신호획득부(211)와, 획득된 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 산출하는 L1 신호추적부(212)로 이루어진다.
L1 C/A 신호의 PRN 코드길이는 1,023개로서 L2C 신호 및 L5 신호에 비하여 코드길이가 상당히 짧으므로 가장 빠르게 신호획득결과를 얻을 수 있고, 이를 이용하여 우선적으로 신호추적을 수행할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 초기에 L1 신호획득부(211)에서 신호획득결과를 얻고, 이를 이용하여 L1 신호추적부(212)에서 신호추적을 수행한다. L1 신호추적부(212)는, 신호획득결과를 기초로, 캐리어 추적루프 제어와 코드 추적루프 제어를 수행하여 동기를 유지시키고, 추적중인 신호에 대하여 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 산출한다. 캐리어 추적루프는 위상 동기 루프(Phase Locked Loop)와 주파수 동기 루프(Frequency Locked Loop)로 구성되고, 코드 추적루프는 코드위상 변별기, 루프 필터와 코드 NCO로 구성된다. 캐리어 추적루프 제어와 코드 추적루프 제어를 이용한 신호추적과정은 공지된 것으로서 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명에서는 L2C 및 L5 신호처리시 신호획득과정 없이 신속하게 신호추적을 수행하기 위하여, 위와 같이 L1 신호처리부(210)에서 산출된 위성번호, 도플러 주파수, 코드위상을 L2C 신호처리부(220)와 L5 신호처리부(230)에서 이용한다.
L2C 신호처리부(220)는 L2C 도플러 변환부(221)와 L2C 신호추적부(222)로 이루어진다.
추적중인 L1 C/A 신호와 L2C 신호를 송신한 위성은 동일한 위성인 바, L2C 신호처리부(220)는 L1 신호추적부(212)에서 산출된 위성번호를 그대로 이용한다. 따라서 L1 신호추적부(212)는 신호추적 결과 산출된 위성번호를 L2C 신호추적부(222)에게 제공한다.
L1 신호추적부(212)의 신호추적 결과 산출된 도플러 주파수를 L2C 신호처리부(220)에서 이용하기 위해서는, L2C 신호에 대한 도플러 주파수로 변환하는 과정이 필요하다. 따라서 L2C 도플러 변환부(221)는 L1 신호추적부(212)로부터 신호추적 결과 산출된 도플러 주파수를 제공받고, 이 도플러 주파수를 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환한다. L1 C/A 신호와 L2C 신호의 캐리어 주파수는 특정되어 있으므로, L2C 신호의 도플러 주파수로의 변환은 다음 수학식을 이용할 수 있다.
L2C 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L2C 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
여기서, L1 캐리어 주파수는 1575.42MHz이고, L2C 캐리어 주파수는 1227.60MHz이다.
L2C 신호추적부(222)는 이와 같이 변환된 도플러 주파수를 L2C 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행한다.
L1 신호추적부(212)의 신호추적 결과 산출된 코드위상을 L2C 신호처리부(220)에서 이용하기 위하여, L1 C/A 신호와 L2C 신호의 비트 길이가 20ms로 동일하다는 특성을 이용한다. 도 3은 L1 C/A 신호와 L2C 신호의 비트 길이와 비트 간의 동기를 나타내는 도면이다. L1 C/A 신호와 L2C 신호의 비트 길이는 20ms로 동일하고, 추적중인 L1 C/A 신호와 L2C 신호는 동일한 위성으로부터 송신되는 신호이므로, 도 3에 도시된 바와 같이 비트 간의 동기가 유지된다.
따라서 L2C 신호추적부(222)는 L1 신호추적부(212)의 신호추적 결과 산출된 코드위상을 L2C 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행한다. 즉, L1 C/A 신호의 비트 시작 시점에 L1 C/A 신호의 코드위상 값이 0부터 시작되므로, L2C 신호추적부(222)는 이와 동일한 시점에 L2C 신호의 코드위상 값을 0부터 시작하여 코드위상 동기를 유지시킨다.
이상과 같이 L1 신호처리부(210)에서의 신호추적 결과인 L1 C/A 신호에 대한 위성번호, 도플러 주파수, 코드위상 값을 L2C 신호처리부(220)의 L2C 신호추적부(222)에서 활용함으로써, 시간이 많이 소요되고 전력소모가 큰 L2C 신호에 대한 신호획득과정을 수행하지 않아도 효과적으로 L2C 신호에 대한 신호추적을 수행할 수 있다.
L5 신호처리부(230)는 L5 도플러 변환부(231)와 L5 신호추적부(232)로 이루어진다.
추적중인 L1 C/A 신호와 L5 신호를 송신한 위성은 동일한 위성인 바, L5 신호처리부(220) 역시 L1 신호추적부(212)에서 산출된 위성번호를 그대로 이용한다. 따라서 L1 신호추적부(212)는 신호추적 결과 산출된 위성번호를 L2C 신호추적부(222) 뿐만 아니라 L5 신호추적부(232)에게도 제공한다.
L1 신호추적부(212)의 신호추적 결과 산출된 도플러 주파수를 L5 신호처리부(230)에서 이용하기 위해서는, L5 신호에 대한 도플러 주파수로 변환하는 과정이 필요하다. 따라서 L5C 도플러 변환부(231)는 L1 신호추적부(212)로부터 신호추적 결과 산출된 도플러 주파수를 제공받고, 이 도플러 주파수를 L5 신호의 도플러 주파수로 변환한다. L1 C/A 신호와 L5 신호의 캐리어 주파수 역시 특정되어 있으므로, L5 신호의 도플러 주파수로의 변환은 다음 수학식을 이용할 수 있다.
L5 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L5 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
여기서, L1 캐리어 주파수는 1575.42MHz이고, L5 캐리어 주파수는 1176.45MHz이다.
L5 신호추적부(232)는 이와 같이 변환된 도플러 주파수를 L5 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행한다.
L1 신호추적부(212)의 신호추적 결과 산출된 코드위상을 L5 신호처리부(220)에서 이용하기 위하여, L1 C/A 신호와 L5 신호의 비트 길이는 20ms와 10ms로 다르지만, L1 C/A 신호의 비트 시작 시점에서는 동기되어 있다는 특성을 이용한다. 도 4는 L1 C/A 신호와 L5 신호의 비트 길이와 비트 간의 동기를 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, L1 C/A 신호와 L5 신호는 비트 길이가 20ms와 10ms로 다르지만, 추적중인 L1 C/A 신호와 L5 신호는 동일한 위성으로부터 송신되는 신호이므로, L1 C/A 신호의 비트 시작 시점에서는 동기가 유지된다.
따라서 L5 신호추적부(232)는 L1 신호추적부(212)의 신호추적 결과 산출된 코드위상을 L5 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행한다. 즉, L1 C/A 신호의 비트 시작 시점에 L1 C/A 신호의 코드위상 값이 0부터 시작되므로, L5 신호추적부(232)는 이와 동일한 시점에 L5 신호의 코드위상 값을 0부터 시작하여 코드위상 동기를 유지시킨다.
이상과 같이 L1 신호처리부(210)에서의 신호추적 결과인 L1 C/A 신호에 대한 위성번호, 도플러 주파수, 코드위상 값을 L5 신호처리부(230)의 L5 신호추적부(232)에서 활용함으로써, 시간이 많이 소요되고 전력소모가 큰 L5 신호에 대한 신호획득과정을 수행하지 않아도 효과적으로 L5 신호에 대한 신호추적을 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 수신기의 신호획득 및 추적 방법의 흐름도를 나타낸다. 본 실시예에 따른 신호획득 및 추적 방법은, 상술한 신호획득 및 추적 장치에서 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서 이하 생략된 내용이라 하더라도 신호획득 및 추적 장치에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 신호획득 및 추적 방법에도 적용된다.
510단계에서, 신호획득 및 추적 장치는 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득한다.
520단계에서, 신호획득 및 추적 장치는 510단계에서 획득된 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 산출한다.
530단계에서, 신호획득 및 추적 장치는 520단계에서 산출된 L1 C/A 신호에 대한 도플러 주파수를 소정의 변환식을 이용하여 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환한다.
540단계에서, 신호획득 및 추적 장치는 520단계에서 산출된 위성번호와, 530단계에서 변화된 도플러 주파수와, 520단계에서 산출된 코드위상을 L2C 신호에 대하여 획득된 위성번호, 도플러 주파수, 코드위상으로 간주하고 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행한다.
한편, 535단계에서, 신호획득 및 추적 장치는 520단계에서 산출된 L1 C/A 신호에 대한 도플러 주파수를 소정의 변환식을 이용하여 L5 신호의 도플러 주파수로 변환한다.
545단계에서, 신호획득 및 추적 장치는 520단계에서 산출된 위성번호와, 535단계에서 변화된 도플러 주파수와, 520단계에서 산출된 코드위상을 L5 신호에 대하여 획득된 위성번호, 도플러 주파수, 코드위상으로 간주하고 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예컨대, GPS 수신기가 GPS L1/L2C 수신기인 경우, 신호획득 및 추적 장치는 L1 신호처리부(210) 및 L2C 신호처리부(220)만을 구비할 수 있다. 또는 GPS 수신기가 GPS L1/L5 수신기인 경우, 신호획득 및 추적 장치는 L1 신호처리부(210) 및 L5 신호처리부(230)만을 구비할 수 있다. 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 L1 신호획득부;
    상기 획득된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 상기 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 산출하는 L1 신호추적부; 및
    상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 L2C 신호추적부를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 획득 및 추적 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산출된 도플러 주파수를 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환하는 L2C 도플러 변환부를 더 포함하고,
    상기 L2C 신호추적부는 상기 변환된 도플러 주파수를 L2C 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 획득 및 추적 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 L2C 도플러 변환부는 다음 수학식에 따라서 상기 산출된 도플러 주파수를 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 획득 및 추적 장치.
    L2C 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L2C 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
  4. 제1항에 있어서,
    상기 L2C 신호추적부는 상기 산출된 코드위상을 L2C 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 신호추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 획득 및 추적 장치.
  5. 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 L1 신호획득부;
    상기 획득된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 상기 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 산출하는 L1 신호추적부; 및
    상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 L5 신호추적부를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 획득 및 추적 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 산출된 도플러 주파수를 L5 신호의 도플러 주파수로 변환하는 L5 도플러 변환부를 더 포함하고,
    상기 L5 신호추적부는 상기 변환된 도플러 주파수를 L5 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 획득 및 추적 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 L5 도플러 변환부는 다음 수학식에 따라서 상기 산출된 도플러 주파수를 L5 신호의 도플러 주파수로 변환하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 획득 및 추적 장치.
    L5 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L5 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
  8. 제5항에 있어서,
    상기 L5 신호추적부는 상기 산출된 코드위상을 L5 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 신호추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 획득 및 추적 장치.
  9. 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 단계;
    상기 획득된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 상기 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호 획득 및 추적 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 산출된 도플러 주파수를 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환하는 단계를 더 포함하고,
    상기 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계는 상기 변환된 도플러 주파수를 L2C 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호획득 및 추적 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환하는 단계는 다음 수학식에 따라서 상기 산출된 도플러 주파수를 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호획득 및 추적 방법.
    L2C 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L2C 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
  12. 제9항에 있어서,
    상기 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계는 상기 산출된 코드위상을 L2C 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 신호추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호획득 및 추적 방법.
  13. 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 단계;
    상기 획득된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 상기 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호획득 및 추적 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 산출된 도플러 주파수를 L5 신호의 도플러 주파수로 변환하는 단계를 더 포함하고,
    상기 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계는 상기 변환된 도플러 주파수를 L5 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호획득 및 추적 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 L5 신호의 도플러 주파수로 변환하는 단계는 다음 수학식에 따라서 상기 산출된 도플러 주파수를 L5 신호의 도플러 주파수로 변환하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호획득 및 추적 방법.
    L5 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L5 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
  16. 제13항에 있어서,
    상기 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 단계는 상기 산출된 코드위상을 L5 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 신호추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호획득 및 추적 방법.
  17. 위성으로부터 수신된 L1 C/A 신호로부터 위성번호, 도플러 주파수, 및 코드위상을 획득하는 L1 신호획득부;
    상기 획득된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 신호추적을 수행하여 상기 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 산출하는 L1 신호추적부;
    상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 L2C 신호추적부; 및
    상기 산출된 위성번호, 도플러 주파수 및 코드위상을 기초로 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 L5 신호추적부를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호획득 및 추적 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 산출된 도플러 주파수를 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환하는 L2C 도플러 변환부; 및
    상기 산출된 도플러 주파수를 L5 신호의 도플러 주파수로 변환하는 L5 도플러 변환부를 더 포함하고,
    상기 L2C 신호추적부는 상기 L2C 도플러 변환부에서 변환된 도플러 주파수를 L2C 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L2C 신호에 대하여 신호추적을 수행하고,
    상기 L5 신호추적부는 상기 L5 도플러 변환부에서 변환된 도플러 주파수를 L5 신호에 대하여 획득된 도플러 주파수로 간주하고 L5 신호에 대하여 신호추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호획득 및 추적 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 L2C 도플러 변환부는 다음 수학식에 따라서 상기 산출된 도플러 주파수를 L2C 신호의 도플러 주파수로 변환하고,
    L2C 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L2C 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
    상기 L5 도플러 변환부는 다음 수학식에 따라서 상기 산출된 도플러 주파수를 L5 신호의 도플러 주파수로 변환하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호획득 및 추적 장치.
    L5 도플러 주파수 = (L1 도플러 주파수 X L5 캐리어 주파수 ) / L1 캐리어 주파수
  20. 제17항에 있어서,
    상기 L2C 신호추적부는 상기 산출된 코드위상을 L2C 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 신호추적을 수행하고,
    상기 L5 신호추적부는 상기 산출된 코드위상을 L5 신호에 대하여 획득된 코드위상으로 간주하고 신호추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호획득 및 추적 장치.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104007454A (zh) * 2014-05-07 2014-08-27 南京航空航天大学 一种gps定位卫星l2c中频信号cl码捕获方法
KR20190027628A (ko) * 2017-09-07 2019-03-15 한국항공우주연구원 멀티밴드 gnss 수신기 및 멀티밴드 gnss 수신기의 운용 방법
CN109581433A (zh) * 2018-11-28 2019-04-05 西安开阳微电子有限公司 一种l5信号捕获方法、装置及计算机存储介质
CN109581434A (zh) * 2018-11-28 2019-04-05 西安开阳微电子有限公司 一种B2a信号捕获方法及装置
CN110045397A (zh) * 2019-04-03 2019-07-23 西安开阳微电子有限公司 一种基于fpga的l5信号捕获方法及装置
CN111025348A (zh) * 2018-10-09 2020-04-17 泰斗微电子科技有限公司 B1c qmboc信号的接收方法及芯片、模组
WO2023027815A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 Qualcomm Incorporated Radio frequency receive chain control for receiving satellite positioning signals

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11686855B2 (en) 2019-10-15 2023-06-27 Onenav, Inc. Modernized global navigation satellite system (GNSS) receivers and commercially viable consumer grade GNSS receivers

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008209287A (ja) 2007-02-27 2008-09-11 Furuno Electric Co Ltd 衛星航法受信機

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104007454A (zh) * 2014-05-07 2014-08-27 南京航空航天大学 一种gps定位卫星l2c中频信号cl码捕获方法
CN104007454B (zh) * 2014-05-07 2016-04-27 南京航空航天大学 一种gps定位卫星l2c中频信号cl码捕获方法
KR20190027628A (ko) * 2017-09-07 2019-03-15 한국항공우주연구원 멀티밴드 gnss 수신기 및 멀티밴드 gnss 수신기의 운용 방법
CN111025348A (zh) * 2018-10-09 2020-04-17 泰斗微电子科技有限公司 B1c qmboc信号的接收方法及芯片、模组
CN109581433A (zh) * 2018-11-28 2019-04-05 西安开阳微电子有限公司 一种l5信号捕获方法、装置及计算机存储介质
CN109581434A (zh) * 2018-11-28 2019-04-05 西安开阳微电子有限公司 一种B2a信号捕获方法及装置
CN109581433B (zh) * 2018-11-28 2023-08-18 西安开阳微电子有限公司 一种l5信号捕获方法、装置及计算机存储介质
CN109581434B (zh) * 2018-11-28 2023-08-18 西安开阳微电子有限公司 一种B2a信号捕获方法及装置
CN110045397A (zh) * 2019-04-03 2019-07-23 西安开阳微电子有限公司 一种基于fpga的l5信号捕获方法及装置
WO2023027815A1 (en) * 2021-08-25 2023-03-02 Qualcomm Incorporated Radio frequency receive chain control for receiving satellite positioning signals
US11894919B2 (en) 2021-08-25 2024-02-06 Qualcomm Incorporated Radio frequency receive chain control for receiving satellite positioning signals

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