KR20130135635A - 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대기층의 수증기량 측정시스템 및 측정방법 - Google Patents

글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대기층의 수증기량 측정시스템 및 측정방법 Download PDF

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한국표준과학연구원
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Abstract

본 발명은 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템, 측정방법 및 그 기록매체에 대한 것이다. 보다 상세하게는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템에 있어서, 각각이 위성으로부터 제1위성신호를 수신받는 다수의 클라이언트 GNSS수신기; 각각의 클라이언트 GNSS 수신기가 수신한 제1위성신호를 전송받는 서버; 및 클라이언트 GNSS수신기와는 별도로 서버에 구비되고 위성으로부터 제2위성신호를 수신받아 수신된 제2위성신호를 서버에 전송하는 서버 GNSS 수신기를 포함하여, 서버는, 클라이언트 GNSS수신기에서 전송된 각각의 제1위성신호로부터 제1신호지연값을 연산하고, 연산된 제1신호지연값을 기반으로 클라이언트 GNSS 수신기 각각의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하며, 서버 GNSS수신기에서 전송된 제2위성신호로부터 제2신호지연값을 연산하고, 연산된 제2신호지연값을 기반으로 서버의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템에 관한 것이다.

Description

글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대기층의 수증기량 측정시스템, 측정방법 및 그 기록매체{System and method for measuring atmospheric water vapor using global navigation satellite system and recording medium thereof}
본 발명은 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대기층의 수증기량의 측정시스템, 측정방법 및 그 기록매체에 대한 것이다. 보다 상세하게는 다수의 클라이언트 GNSS 수신기 각각을 서버 GNSS 수신기가 설치된 서버와 네트워크로 구성하여 대류층 내의 가강수량을 실시간으로 측정할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
GNSS(Global Navigation Satellite System)는 인공위성과 인공위성으로부터 GNSS 위성신호를 수신하는 GNSS 수신기를 이용하여 특정지점의 위치를 검출하는 시스템이다. GNSS 수신기는 차량의 항법장치 등에 이용되기도 한다. GNSS 수신기는 인공위성들로부터 전파를 수신하여 이를 기초로 위치를 결정하게 되는데 GNSS 신호에는 여러가지 에러가 포함되게 된다. 구체적으로 GNSS 수신기의 클럭 바이어스(clock bias), 인공위성의 클럭 바이어스, 인공위성의 위성좌표에러(ephemeris error), GNSS 신호가 전리층(ionosphere)을 통과하면서 발생하는 전리층 지연(inospheric delay), GNSS 신호가 대기층 특히 대류층(troposphere)에 존재하는 수증기 등을 통과하면서 발생하는 대류층 지연, 지상의 장애물에 의한 다중경로 에러 등이 대표적이다. 이러한 에러들 중 위성좌표 에러, 전리층 지연, 대류층 지연 등은 동일한 지역에서는 공통적으로 발생하는 공통에러라고 할 수 있다.
GNSS 수신기에서 수신한 위성신호에서 대류층에 의한 신호지연 값을 기반으로 하여 GNSS 수신기 상공에 위치한 대류층 내의 수증기량(가강수량)을 추정할 수 있다. 그러나 하나의 GNSS 수신기에서 추정할 수 있는 대류층 내의 수증기량은 해당 지역에서만 유용하게 되므로 다른 영역에 수증기량을 추정할 수는 없는 문제가 존재한다.
따라서 다수의 클라이언트 GNSS 수신기와 서버로 구성된 네트워크형 시스템을 구현하여 서버에 구비된 GNSS 수신기에서 수신한 신호와 클라이언트 GNSS 수신기 각각에서 수신한 신호를 기반으로 이들을 실시간으로 차분하여 서버 상공과 다수의 클라이언트 장비 상공에 위치한 대류층 내의 광역 수증기량을 실시간으로 측정할 수 있는 시스템 및 방법이 요구되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면 서버 GNSS 수신기가 설치된 서버와 다수의 클라이언트 GNSS 수신기가 네트워크를 연결되어 실시간으로 클라이언트 GNSS 수신기 각각에서 수신한 제1위성신호와 서버 GNSS 수신기에서 수신한 제2위성신호를 전송받아 제1위성신호에 기반하여 각각의 클라이언트 장비 상공에 위치한 대류층 내의 수증기량 및 제2위성신호에 기반하여 서버 상공에 위치한 대류층 내의 수증기량을 실시간으로 측정하거나 제1위성신호와 제2위성신호를 실시간으로 차분한 차분데이터를 기반으로 각각의 서버 및 클라이언트 장비 상공에 위치한 대류층 내의 수증기량을 실시간으로 측정할 수 있는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템, 측정방법 및 그 기록매체를 제공하게 된다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 목적은, 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템에 있어서, 각각의 위성으로부터 제1위성신호를 수신받는 다수의 클라이언트 GNSS수신기; 각각의 클라이언트 GNSS 수신기가 수신한 제1위성신호를 전송받는 서버; 및 클라이언트 GNSS수신기와는 별도로 서버에 구비되고 위성으로부터 제2위성신호를 수신받아 수신된 제2위성신호를 서버에 전송하는 서버 GNSS 수신기를 포함하여, 서버는 클라이언트 GNSS수신기에서 전송된 각각의 제1위성신호로부터 제1신호지연값을 연산하고, 연산된 제1신호지연값을 기반으로 클라이언트 GNSS 수신기 각각의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하며, 서버 GNSS수신기에서 전송된 제2위성신호로부터 제2신호지연값을 연산하고, 연산된 제2신호지연값을 기반으로 서버의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템으로서 달성될 수 있다.
제1위성신호지연값은 클라이언트 GNSS 수신기 상공에 위치한 대류층의 수증기량과 비례하고, 제2위성신호지연값은 서버 상공에 위치한 대류층의 수증기량과 비례하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템에 있어서, 각각의 위성으로부터 제1위성신호를 수신받는 다수의 클라이언트 GNSS수신기; 각각의 클라이언트 GNSS 수신기가 수신한 제1위성신호를 전송받는 서버; 및 클라이언트 GNSS수신기와는 별도로 서버에 구비되고 위성으로부터 제2위성신호를 수신받아 수신된 제2위성신호를 서버에 전송하는 서버 GNSS 수신기를 포함하여, 서버는 각각의 클라이언트 및 서버 GNSS수신기에서 전송된 제1위성신호와 제2위성신호를 실시간으로 차분한 데이터를 기반으로 각각의 클라이언트 GNSS 수신기와 서버 수신기의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하는 것을 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템으로서 달성될 수 있다.
서버는 제1위성신호와 제2위성신호에 포함된 궤도오차와 시간오차를 차분함으로써 이 오차들을 실시간으로 상쇄하여 각각의 클라이언트 GNSS 수신기의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 실시간으로 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
서버는 전송받은 제1위성신호의 시각오차와 제2위성신호의 시각오차를 실시간으로 차분하여 공통 시간오차를 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다.
서버는 전송받은 제1위성신호에 포함된 궤도오차와 제2위성신호에 포함된 궤도오차를 실시간으로 차분하여 공통 위성의 궤도오차를 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다.
클라이언트 GNSS 수신기에 1초 신호를 출력하는 원자시계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
서버 GNSS 수신기에 1초신호를 출력하는 원자시계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
서버 GNSS 수신기와 클라이언트 GNSS 수신기는 반송파 위상 관측치를 사용하는 것을 특징으로 한다.
수증기량을 측정하는 단계는, 서버가 전송받은 제1위성신호의 시각 및 궤도 오차와 제2위성신호의 시각 및 궤도 오차를 실시간으로 차분하여 공통의 시간 및 궤도오차를 제거하는 단계를 포함하여, 클라이언트 GNSS 수신기의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
수증기량 산출 시에 칼만 필터, 최소자승 필터, 파티클 필터 등 실시간 자료처리 필터를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3목적은 앞서 언급한 위치정보 측정 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서 달성될 수 있다.
따라서, 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 서버 GNSS 수신기가 설치된 서버와 다수의 클라이언트 GNSS 수신기가 네트워크를 통해 연결되어 있어 실시간으로 클라이언트 GNSS 수신기 각각에서 수신한 제1위성신호와 서버 GNSS 수신기에서 수신한 제2위성정보를 전송받아 제1위성신호에 기반하여 각각의 클라이언트 장비 상공에 위치한 대류층 내의 수증기량 및 제2위성신호에 기반하여 서버 장비 상공에 위치한 대류층 내의 수증기량을 실시간으로 측정하거나 제1위성신호와 제2위성신호를 실시간으로 차분한 차분데이터를 기반으로 각각의 클라이언트 및 서버 수신기 상공에 위치한 대류층 내의 수증기량을 실시간으로 측정할 수 있는 효과를 갖는다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 서버에 연결된 서버 GNSS 수신기의 구성도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 클라이언트 GNSS 수신기의 구성도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법의 흐름도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법의 흐름도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 가강수량 즉, 수증기량을 측정하는 시스템에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템의 구성도를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 수증기량 측정시스템은 위성(1)으로부터 제1위성신호를 전송받는 다수의 클라이언트 GNSS 수신기(30), 각각의 클라이언트 GNSS 수신기(30)가 수신한 제1위성신호를 전송받는 서버(10) 그리고, 클라이언트 GNSS수신기(30)와는 별도로 서버(10)에 구비되고 위성(1)으로부터 제2위성신호를 수신받아 수신된 제2위성신호를 서버(10)에 전송하는 서버 GNSS 수신기(20) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다.
그리고 서버(10)는 다수의 클라이언트 GNSS 수신기(30) 각각으로부터 제1위성신호를 전송받게 된다. 그리고, 서버(10)는 서버 GNSS 수신기(20)로부터 제2위성신호를 전송받게 된다. 또는 서버(10)는 제1위성신호에서 클라이언트 장비의 상공에 위치한 대류층(3)에 의해 지연된 제1신호지연값을 연산하게 된다. 그리고, 이러한 제1신호지연값을 기반으로 클라이언트 상공에 위치한 대류층(3) 내에 존재하는 가강수량 즉 수증기량으로 환산하게 된다. 또한, 서버(10)는 제2위성신호에서 서버(10)의 상공에 위치한 대류층(2)에 의해 지연된 제2신호지연값을 연산하게 된다. 그리고, 이러한 제2신호지연값을 기반으로 서버(10) 상공에 위치한 대류층(2) 내에 존재하는 가강수량 즉 수증기량으로 환산하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 서버(10)는 서버 GNSS 수신기(20)로부터 전송받은 제2위성신호와 클라이언트 GNSS 수신기(30) 각각으로부터 전송받은 제1위성신호를 실시간으로 차분하여 차분데이터를 계산할 수 있다. 즉, 서버(10)는 제1위성신호와 제2위성신호를 실시간으로 차분하여 공통의 위성 궤도오차와 시간오차를 제거하게 된다.
즉, 제1위성신호와 제2위성신호 각각은 시각정보와 위치정보 등을 포함하고 있고, 서버(10)는 서버 GNSS 수신기(20)에서 수신한 제2위성신호에 존재하는 시각 및 궤도 에러와 각각의 클라이언트 GNSS 수신기(30)에서 수신한 제1위성신호에 존재하는 시각 및 궤도 에러를 실시간으로 차분하여 시간 및 궤도 오차를 제거할 수 있게 된다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 클라이언트 GNSS 수신기(30)는 위성(1)으로부터 제1위성신호를 수신받게 되며, 각각이 서버(10)와 무선 또는 유선으로 연결되어 네트워크(예를 들어 인터넷망)를 형성하고 있음을 알 수 있다. 그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 서버(10)는 각각의 클라이언트 GNSS 수신기(30) 각각으로부터 제1위성신호를 네트워크를 통해 전송받게 되고, 서버(10)에 연결된 서버 GNSS 수신기(20)에서 수신한 제2위성신호를 전송받게 됨을 알 수 있다. 따라서 서버(10)는 실시간으로 전송된 제1위성신호와 제2위성신호를 비교하여 서버와 클라이언트에서 공통적으로 관찰되는 위성들에 대한 차분을 수행하게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 서버 GNSS 수신기(20)가 연결된 서버(10)의 구성도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 서버(10)에는 서버 GNSS 수신기(20)가 연결되어 있고, 서버 GNSS 수신기(20)에는 서버 GNSS 수신기(20)에 1초신호 또는 5 내지 10 MHz의 클럭 신호를 전송하는 원자시계(22)로 연결되어 구성될 수 있음을 알 수 있다.
서버 GNSS 수신기(20)는 위성(1)으로부터 제2위성신호를 입력받게 되고 서버 GNSS 수신기(20)는 도 2에 도시된 바와 같이. 원자시계(22)에서 출력되는 1초신호 또는 5 내지 10 MHz의 클럭 신호에 의해 동기될 수 있음을 알 수 있다.
또한, 이러한 원자시계는 위성(1)에도 탑재되어 있으며, 세슘 또는 루비듐을 사용하여 정밀한 시각을 유지할 수 있다. 원자시계는 고정밀의 시각 동기 시스템을 구축하는데 있어서 기준이 되는 주파수를 안정적으로 제공하기 위해 널리 사용되고 있다. 이러한 원자시계는 높은 주파수 안정도를 제공해주고, 외부 기준시각에 동기가 되면 하루에 수십 나노초 이내의 동기 정밀도를 제공해 준다.
또한, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 클라이언트 GNSS 수신기(30)의 구성도를 도시한 것이다. 이러한 클라이언트 GNSS 수신기(30)가 장착된 클라이언트 장비는 지상국의 형태로 공간상의 위치를 고정하여 사용하는 것이 바람직하나 상황에 따라 거치형으로 구비될 수도 있고, 자동차에 부착되는 네비게이션 등과 같이 이동형으로 구비될 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 클라이언트 GNSS 수신기(30)에는 클라이언트 GNSS 수신기(30)에 1초신호를 전송하는 원자시계(22)와 클라이언트 GNSS 수신기(30)에서 수신한 제1위성신호로부터 제1클럭신호를 계산하는 계산수단(21)이 별도로 연결되어 구성될 수 있음을 알 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법에 대해 설명하도록 한다. 이러한 수증기 측정방법은 앞서 언급한 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템을 이용한 것이다. 먼저, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 앞서 설명한 다수의 클라이언트 GNSS 수신기 (30)각각이 위성(1)으로부터 제1위성신호를 수신하게 된다(S10-1). 위성(1)으로부터 수신되는 제1위성신호는 위성(1)에 탑재된 원자시계(22)로부터 계산된 시각오차와 위성(1) 자체의 위치오차 및 다양한 오차가 포함되어 있다. 또한, 클라이언트 장비에 장착된 클라이언트 GNSS 수신기(30)에서 수신된 제1위성신호는 클라이언트 GNSS 수신기(30) 와 별도의 계산수단(21)에 의해 수신 및 기록될 수 있다. 그리고, 클라이언트 GNSS 수신기(30)에 수신된 제1위성신호는 클라이언트 GNSS 수신기(30)에 연결된 원자시계(22)의 1초신호와 동기될 수 있다.
또한, 서버(10)에 연결된 서버 GNSS 수신기(20) 역시 위성(1)으로부터 제2위성신호를 수신받게 된다(S20-1). 위성(1)으로부터 수신되는 제2위성신호는 제1위성신호와 마찬가지로 위성(1)에 탑재된 원자시계(22)로부터 계산된 시각오차와 위성(1) 자체의 위치오차 및 다양한 오차가 포함되어 있다. 또한, 서버(10)에 장착된 서버 GNSS 수신기(20)에서 수신된 제2위성신호는 서버 GNSS 수신기(20) 또는 이에 연결된 별도의 계산수단(21)에 의해 수신 및 기록될 수 있다. 그리고, 서버 GNSS 수신기(20)에 수신된 제2위성신호는 서버 GNSS 수신기(20)에 연결된 원자시계(22)의 1초신호와 동기될 수 있다.
서버 GNSS 수신기(20)는 서버(10)에 연결되며, 다수의 클라이언트 GNSS 수신기(30) 각각은 앞서 언급한 바와 같이, 유선 또는 무선의 네트워크 망에 의해 서버(10)와 연결되게 된다. 따라서 각각의 클라이언트 GNSS 수신기(30)에서 수신된 제1위성신호가 서버(10)로 전송되게 되고, 서버(10)에 장착된 서버 GNSS 수신기(20)에서 수신된 제2위성신호 역시 서버(10)로 전송되게 된다(S30-1).
그리고, 서버(10)는 각각의 클라이언트 GNSS 수신기(30)에서 전송된 제1위성신호로부터 클라이언트 장비의 상공에 위치한 대류층(3) 내에 존재하는 수증기에 따른 제1신호지연값을 연산하게 되고, 마찬가지로 서버(10)는 서버 GNSS 수신기(20)에서 전송된 제2위성신호로부터 서버(10) 상공에 위치한 대류층(2) 내에 존재하는 수증기에 따른 제2신호지연값을 연산하게 된다(S40-1).
그리고, 서버(10)는 연산된 각각의 제1신호지연값으로부터 클라이언트 장비 상공에 위치한 대류층(3) 내에 존재하는 수증기량으로 환산하게 되고, 마찬가지로, 연산된 제2신호지연값으로부터 서버(10) 상공에 위치한 대류층(2) 내에 존재하는 수증기량을 계산하게 된다(S50-1). 따라서 네트워크(예를 들어 인터넷 망)를 통해 다수의 클라이언트 GNSS 수신기(30)가 연결된 구조를 통하여 서버(10) 상공에 위치하는 대류층(2) 내의 수증기량과 각각 다른 위치에 구비된 클라이언트 GNSS 수신기(30) 상공에 위치하는 대류층(3) 내의 수증기량을 포함하는 광역의 수증기량 분포를 측정할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법에 대해 설명하도록 한다. 이러한 수증기 측정방법은 앞서 언급한 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템을 이용한 것이다. 먼저, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법의 흐름도를 도시한 것이다.
이러한 제2실시예에 따른 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법은 제1실시예와 달리 실시간 측정에 적합하다. 먼저, 제1실시예에서와 같이, 다수의 클라이언트 GNSS 수신기(30) 각각이 위성(1)으로부터 제1위성신호를 수신하게 된다(S10-2). 위성(1)으로부터 수신되는 제1위성신호는 위성(1)에 탑재된 원자시계(22)로부터 계산된 시각오차와 위성(1) 자체의 위치오차 및 다양한 오차가 포함되어 있다. 또한, 클라이언트 장비에 장착된 클라이언트 GNSS 수신기(30)에서 수신된 제1위성신호는 클라이언트 GNSS 수신기(30) 또는 이에 연결된 별도의 계산수단(21)에 의해 수신 및 기록될 수 있다. 그리고, 클라이언트 GNSS 수신기(30)에 수신된 제1위성신호는 클라이언트 GNSS 수신기(30)에 연결된 원자시계(22)의 1초신호와 동기될 수 있다.
또한, 서버(10)에 연결된 서버 GNSS 수신기(20) 역시 위성(1)으로부터 제2위성신호를 수신받게 된다(S20-2). 위성(1)으로부터 수신되는 제2위성신호는 위성(1)에 탑재된 원자시계(22)로부터 계산된 시각오차와 위성(1) 자체의 위치오차 및 다양한 오차가 포함되어 있다. 또한, 서버(10)에 장착된 서버 GNSS 수신기(20)에서 수신된 제2위성신호는 서버 GNSS 수신기(20) 또는 이에 연결된 별도의 계산수단(21)에 의해 수신 및 기록될 수 있다. 그리고, 서버 GNSS 수신기(20)에 수신된 제2위성신호는 서버 GNSS 수신기(20)에 연결된 원자시계(22)의 1초신호와 동기될 수 있다.
서버 GNSS 수신기(20)는 서버(10)에 장착되어 지며, 다수의 클라이언트 GNSS 수신기(30) 각각은 앞서 언급한 바와 같이, 유선 또는 무선의 네트워크 망에 의해 서버(10)와 연결되게 된다. 따라서 각각의 클라이언트 GNSS 수신기(30)에서 수신된 제1위성신호가 서버(10)로 전송되게 되고, 서버(10)에 장착된 서버 GNSS 수신기(20)에서 수신된 제2위성신호 역시 서버(10)로 전송되게 된다(S30-2).
그리고, 서버(10)는 다수의 클라이언트 GNSS 수신기(30) 각각에서 전송된 제1위성신호들과 서버 GNSS 수신기(20)에서 전송된 제2위성신호를 실시간으로 차분하여 차분데이터를 산출하게 된다(S50-2). 즉, 각각의 클라이언트 GNSS 수신기(30)에서 전송된 제1위성신호에 포함된 위치오차와 서버 GNSS 수신기(20)에서 전송된 제2위성신호에 포함된 위치오차를 차분하여 공통 궤도오차를 제거하게 되며, 각각의 클라이언트 GNSS 수신기(30)에서 전송된 제1위성신호에 포함된 시각오차와 서버 GNSS 수신기(20)에서 전송된 제2위성신호에 포함된 시각오차를 차분하여 공통 시간오차를 계산하게 된다.
그리고, 서버(10) 상공에 위치한 대류층(2) 내의 수증기량과 차분데이터를 기반으로 하여 각각의 클라이언트 장비 상공에 위치한 대류층(3) 내의 수증기량을 측정하게 된다(S60-2). 실시간 처리를 위해 서버는 칼만필터, 최소자승필터, 파티클 필터 등의 실시간 자료처리 필터를 이용하여 차분 데이터로부터 서버 및 각각의 클라이언트의 신호 지연값들을 추정한다. 따라서 네트워크망(예를 들어 인터넷 망)을 통해 다수의 클라이언트 GNSS 수신기(30)가 연결된 구조를 통하여 서버(10) 상공에 위치하는 대류층(2) 내의 수증기량과 각각 다른 위치에 구비된 클라이언트 GNSS 수신기(30) 상공에 위치하는 대류층 (3)내의 수증기량 각각을 계산할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 판독할 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 권리범위는 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 구성을 포함한다면 그 일체성이 상실되지 않는 범위에서 많은 변형이 가능하고, 이러한 변형예와 이용발명 모두 본 발명의 권리범위 내에 속하는 것으로 해석해야함은 자명하다.
1: GNSS 위성
2:서버 상공에 위치한 대류층
3:클라이언트 장비 상공에 위치한 대류층
10:서버
20:서버 GNSS 수신기
21:계산수단
22:원자시계
30:클라이언트 GNSS 수신기
40:통신 네트워크

Claims (13)

  1. 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템에 있어서,
    각각이 위성으로부터 제1위성신호를 수신받는 다수의 클라이언트 GNSS수신기;
    각각의 상기 클라이언트 GNSS 수신기가 수신한 상기 제1위성신호를 전송받는 서버; 및
    상기 클라이언트 GNSS수신기와는 별도로 상기 서버에 구비되고 상기 위성으로부터 제2위성신호를 수신받아 수신된 상기 제2위성신호를 상기 서버에 전송하는 서버 GNSS 수신기를 포함하여,
    상기 서버는,
    상기 클라이언트 GNSS수신기에서 전송된 각각의 제1위성신호로부터 제1신호지연값을 연산하고, 연산된 상기 제1신호지연값을 기반으로 상기 클라이언트 GNSS 수신기 각각의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하며,
    상기 서버 GNSS수신기에서 전송된 제2위성신호로부터 제2신호지연값을 연산하고, 연산된 상기 제2신호지연값을 기반으로 상기 서버의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1신호지연값은 상기 클라이언트 GNSS 수신기 상공에 위치한 대류층의 수증기량과 비례하고, 상기 제2신호지연값은 상기 서버 상공에 위치한 대류층의 수증기량과 비례하는 것을 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템.
  3. 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템에 있어서,
    각각이 위성으로부터 제1위성신호를 수신받는 다수의 클라이언트 GNSS수신기;
    각각의 상기 클라이언트 GNSS 수신기가 수신한 상기 제1위성신호를 전송받는 서버; 및
    상기 클라이언트 GNSS수신기와는 별도로 상기 서버에 구비되고 상기 위성으로부터 제2위성신호를 수신받아 수신된 상기 제2위성신호를 상기 서버에 전송하는 서버 GNSS 수신기를 포함하여,
    상기 서버는,
    상기 제1위성신호와 상기 제2위성신호를 실시간으로 차분한 차분데이터를 기반으로 각각의 상기 클라이언트 GNSS 수신기의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하는 것을 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 서버는 상기 제1위성신호와 상기 제2위성신호를 실시간으로 차분한 데이터를 기반으로 각각의 상기 클라이언트 GNSS 수신기의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하는 것을 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제1위성신호와 상기 제2위성신호 각각은 시각오차와 위치오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 서버는 전송받은 상기 제1위성신호의 시각정보와 상기 제2위성신호의 시각정보를 실시간으로 차분하여 시간오차를 연산하는 것을 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템.
  7. 제 1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 클라이언트 GNSS 수신기에 1초신호를 출력하는 원자시계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템.
  8. 제 1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 서버 GNSS 수신기에 1초신호를 출력하는 원자시계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템.
  9. 제 1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 서버 GNSS 수신기와 상기 클라이언트 GNSS 수신기는 반송파 위상을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정시스템.
  10. 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법에 있어서,
    다수의 클라이언트 GNSS수신기 각각이 위성으로부터 제1위성신호를 수신받고,
    상기 클라이언트 GNSS수신기와는 별도로 상기 서버에 구비되는 서버 GNSS 수신기가 상기 위성으로부터 제2위성신호를 수신받는 단계;
    각각의 상기 클라이언트 GNSS 수신기가 수신한 상기 제1위성신호를 서버에 전송하고, 상기 서버 GNSS 수신기가 상기 제2위성신호를 상기 서버에 전송하는 단계; 및
    상기 서버가 상기 클라이언트 GNSS수신기에서 전송된 각각의 제1위성신호로부터 제1신호지연값을 연산하고, 연산된 상기 제1신호지연값을 기반으로 상기 클라이언트 GNSS 수신기 각각의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하며, 상기 서버 GNSS수신기에서 전송된 제2위성신호로부터 제2신호지연값을 연산하고, 연산된 상기 제2신호지연값을 기반으로 상기 서버의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법.
  11. 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법에 있어서,
    다수의 클라이언트 GNSS수신기 각각이 위성으로부터 제1위성신호를 수신받고, 상기 클라이언트 GNSS수신기와는 별도로 상기 서버에 구비된 서버 GNSS 수신기가 상기 위성으로부터 제2위성신호를 수신받는 단계;
    각각의 상기 클라이언트 GNSS 수신기가 수신한 상기 제1위성신호를 서버에 전송하고, 상기 서버 GNSS 수신기가 상기 제2위성신호를 상기 서버에 전송하는 단계; 및
    상기 서버가 상기 제1위성신호와 상기 제2위성신호를 실시간으로 차분한 차분데이터를 기반으로 각각의 상기 클라이언트 GNSS 수신기의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 수증기량을 측정하는 단계는,
    상기 서버가 전송받은 상기 제1위성신호의 시각오차와 상기 제2위성신호의 시각오차를 실시간으로 차분하여 시간오차를 제거하는 단계; 및 상기 서버가 전송받은 상기 제1위성신호의 위치오차와 상기 제2위성신호의 위치오차를 실시간으로 차분하여 위성의 궤도오차를 제거하는 단계를 포함하여, 상기 시간오차와 상기 궤도오차가 제거된 데이터를 기반으로 상기 클라이언트 GNSS 수신기의 상공에 위치한 대류층의 수증기량을 측정하는 것을 특징으로 하는 글로벌 위성 항법 시스템을 이용한 대류층의 수증기 측정방법.
  13. 제 10항 내지 제12항 중 어느 한 항의 수증기량 측정 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109270598A (zh) * 2018-08-09 2019-01-25 西安理工大学 一种基于北斗技术的城市内涝监测系统
AT520436B1 (de) * 2017-09-13 2019-04-15 UBIMET GmbH Verfahren zur Ermittlung zumindest einer meteorologischen Größe zur Beschreibung einer Zustandsform atmosphärischen Wassers
KR102411159B1 (ko) * 2021-10-06 2022-06-22 대한민국 대기수증기량 산출 방법
KR102437574B1 (ko) * 2021-10-06 2022-08-31 대한민국 대기수증기량 산출 시스템

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