KR20140042005A - Gps receiving apparatus to provide reference clock signal and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지피에스(GPS) 수신 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 위성체 RF 기능 시험용 기준 주파수를 제공할 수 있는 GPS 수신 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
위성체 RF 기능 시험을 위한 측정 장비에는 각종 RF 장치 및 통신 장치가 탑재되어 요구되는 시험을 수행하게 된다. RF 측정 장비에 요구되는 것 중의 하나는 측정의 정확도이다. Measurement equipment for satellite RF function testing is equipped with various RF devices and communication devices to carry out required tests. One of the requirements for RF measurement equipment is the accuracy of the measurement.
측정의 정확도에 영향을 미치는 요소 중의 하나가 각 장비들의 기준 주파수의 정확도, 즉 클록 정확도(Clock Accuracy)이다. One of the factors affecting the accuracy of the measurement is the accuracy of the reference frequency of each equipment, that is, the clock accuracy.
보통 각 장치들의 고유의 클록 특성에 의존하기 때문에 정확도를 높이기 위해서는 고정밀도의 클록 모듈을 탑재한 고가의 장비를 갖춰야 되는 문제점이 있다. 또한 각 장치마다 각기 다른 클록 정확도를 가질 때 전체 시스템의 정확도는 정확도가 낮은 장치의 값을 따라가게 되는 문제점이 있다.Since it depends on the inherent clock characteristic of each device, expensive equipment equipped with a high-precision clock module must be provided in order to increase the accuracy. Also, when each device has different clock accuracy, the accuracy of the entire system will follow the value of the less accurate device.
한편 종래 위성 신호로부터 수신한 위성 신호를 이용하여 기준 신호를 교환기에 제공하는 내용이 한국 공개특허 2001-0054475호에 기재되어 있으나, 단일의 장치에 기준 신호를 공급하는 내용만이 기재되어 있으며 복수의 장치에 동일한 기준 클록 신호를 정확도 높게 제공하는 기술은 개시되어 있지 않다.Meanwhile, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-0054475 discloses a method of providing a reference signal to a switch using a satellite signal received from a conventional satellite signal. However, only the contents of supplying a reference signal to a single apparatus are described, A technique for providing the same reference clock signal with high accuracy to a device is not disclosed.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 위성체 알에프(RF) 기능 시험용 기준 주파수를 제공할 수 있는 지피에스(GPS) 수신 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a GPS receiver capable of providing a reference frequency for a RF function test and a control method thereof.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 GPS 수신 장치는, GPS 신호를 수신하는 수신부, 상기 수신한 GPS 신호에서 기준 클록(Reference Clock) 신호를 추출하여 복수의 외부 장치로 송신하는 기준 클록 송신부, 그리고 상기 수신한 GPS 신호에서 타임 코드(Time Code)를 추출하여 상기 복수의 외부 장치로 송신하는 타임 코드 송신부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a GPS receiver comprising: a receiver for receiving a GPS signal; a reference clock signal extractor for extracting a reference clock signal from the received GPS signal and transmitting the reference clock signal to a plurality of external devices; And a time code transmitter for extracting a time code from the received GPS signal and transmitting the extracted time code to the plurality of external devices.
상기 기준 클록 신호는 동축 케이블을 통해 상기 복수의 외부 장치에 송신될 수 있다.The reference clock signal may be transmitted to the plurality of external devices via a coaxial cable.
상기 타임 코드는 랜 케이블을 통해 상기 복수의 외부 장치에 송신될 수 있다.The time code may be transmitted to the plurality of external apparatuses via a LAN cable.
상기 복수의 외부 장치는 위성체용 RF 측정 장치일 수 있다.The plurality of external devices may be RF measurement devices for satellites.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 GPS 수신 장치의 제어 방법은, GPS 신호를 수신하는 수신 단계, 상기 수신한 GPS 신호에서 기준 클록(Reference Clock) 신호 및 타임 코드(Time Code)를 추출하는 단계, 그리고 상기 추출된 기준 클록 신호와 상기 추출된 타임 코드 신호를 복수의 외부 장치로 송신하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a GPS receiver, the method comprising: receiving a GPS signal; receiving a reference clock signal and a time code And extracting the extracted reference clock signal and the extracted time code signal to a plurality of external apparatuses.
본 발명에 의하면, 각각의 RF 장치 및 통신 장치에 GPS 신호의 기준 주파수를 제공하는 시스템을 구축함으로써 클록의 정확도를 높일 수 있다. 이에 따라 결과적으로 위성체 RF 기능 시험의 측정 정확도를 높일 수 있다.According to the present invention, the accuracy of the clock can be improved by constructing a system for providing reference frequencies of GPS signals to respective RF devices and communication devices. As a result, the measurement accuracy of satellite RF function test can be improved.
또한 각각의 장치와 제어 컴퓨터 간의 시간 동기도 이룰 수 있어서 추후 시험 결과 분석 시 데이터 간의 시간 일치로 사용자에게 데이터의 신뢰도 향상과 결과 분석의 용이함을 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, since time synchronization between each apparatus and the control computer can be achieved, it is possible to improve the reliability of data and ease the analysis of the result of the analysis to the user with the time alignment between the data in analyzing the test results.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성체 RF 기능 시험용 기준 주파수를 제공할 수 있는 GPS 수신 장치를 설명하기 위해 제공되는 블록도이다.
도 2는 도 1의 GPS 수신 장치의 구성을 보다 자세히 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 수신 장치의 제어 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 수신 장치를 이용하여 기준 클록 신호를 제공하였을 때 향상된 정확도를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.FIG. 1 is a block diagram for explaining a GPS receiver capable of providing a reference frequency for satellite RF function test according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a block diagram showing the configuration of the GPS receiving apparatus of FIG. 1 in more detail.
3 is a flowchart illustrating a method of controlling a GPS receiver according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining improved accuracy when a reference clock signal is provided using a GPS receiver according to an embodiment of the present invention.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위성체 RF 기능 시험용 기준 주파수를 제공할 수 있는 GPS 수신 장치를 설명하기 위해 제공되는 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram for explaining a GPS receiver capable of providing a reference frequency for satellite RF function test according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 수신 장치(100)는 위성체 RF 기능 시험 측정을 위한 RF 측정 장비(10)에 구비될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
RF 측정 장비(10)는 GPS 수신 장치(100), 복수의 RF 측정 장치(200) 및 제어 컴퓨터(300)를 포함할 수 있으며, 위성체(20)와 RF 업링크 케이블 및 RF 다운링크 케이블로 연결되어, 위성체(20)에 구비된 RF 송수신기(도시하지 않음)의 주파수 관련 측정 기능을 수행할 수 있다.The
복수의 RF 측정 장치(200)는 위성체용 RF 측정 장치로서 위성체(20)에 구비된 RF 송수신기의 주파수 관련 측정과 레인징(Ranging) 신호 측정 등을 수행할 수 있으며, 보다 자세하게는 RF 스펙트럼, RF 전력 측정 등을 수행할 수 있다.The plurality of
제어 컴퓨터(300)는 RF 측정 장비(10)의 전반적인 동작을 제어하며 운용자의 조작에 따라 위성체 RF 기능 시험을 수행하고 그 결과를 제공할 수 있다.The
GPS 수신 장치(100)는 GPS 위성(30)으로부터 수신된 GPS 신호로부터 기준 클록(Reference Clock) 신호와 타임 코드(Time Code)를 추출한다. 그리고 GPS 수신 장치(100)는 기준 클록 신호는 BNC(Bayonet Neill ? Concelman) 케이블과 같은 동축 케이블을 통해 전달하고, 타임 코드는 랜 케이블을 통해 전달할 수 있다.The
그러면 도 2를 참고하여 도 1의 GPS 수신 장치(100)에 대해 보다 자세히 설명한다.The
도 2는 도 1의 GPS 수신 장치의 구성을 보다 자세히 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of the GPS receiving apparatus of FIG. 1 in more detail.
도 2를 참고하면, GPS 수신 장치(100)는 수신부(110), 기준 클록 송신부(120), 타임 코드 송신부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
수신부(110)는 GPS 위성(30)으로부터 GPS 신호를 수신하는 기능을 수행한다.The receiving unit 110 performs a function of receiving GPS signals from the
기준 클록 송신부(120)는 수신부(110)를 통해 수신한 GPS 신호에서 기준 클록(Reference Clock) 신호를 추출하여 BNC 케이블을 통해 RF 측정 장치(200) 및 제어 컴퓨터(300)에 전달할 수 있다.The reference clock transmitting unit 120 extracts a reference clock signal from the GPS signal received through the receiving unit 110 and transmits the reference clock signal to the
타임 코드 송신부(130)는 수신부(110)를 통해 수신한 GPS 신호에서 타임 코드(Time Code)를 추출하여 랜 케이블을 통해 RF 측정 장치(200) 및 제어 컴퓨터(300)에 전달할 수 있다.The time code transmitting unit 130 may extract a time code from the GPS signal received through the receiving unit 110 and transmit the extracted time code to the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 수신 장치의 제어 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of controlling a GPS receiver according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 먼저 수신부(110)는 GPS 위성(30)으로부터 GPS 신호를 수신한다(S310).Referring to FIG. 3, first, the receiving unit 110 receives a GPS signal from the GPS satellite 30 (S310).
그리고 기준 클록 송신부(120)는 수신부(110)를 통해 수신한 GPS 신호에서 기준 클록(Reference Clock) 신호를 추출하고, 타임 코드 송신부(130)는 타임 코드(Time Code)를 추출한다(S320).The reference clock transmitting unit 120 extracts a reference clock signal from the GPS signal received through the receiving unit 110 and the time code transmitting unit 130 extracts a time code at step S320.
다음으로 기준 클록 송신부(120)는 추출된 기준 클록 신호를 BNC 케이블을 통해 RF 측정 장치(200) 및 제어 컴퓨터(300)에 전달하고, 타임 코드 송신부(130)는 추출된 타임 코드를 랜 케이블을 통해 RF 측정 장치(200) 및 제어 컴퓨터(300)에 전달할 수 있다(S330).Next, the reference clock transmitting unit 120 transmits the extracted reference clock signal to the
이와 같이 본 발명에 의하면 GPS 기준 주파수는 BNC 케이블을 통하여 사인 웨이브(Sine Wave) 형태로 필요한 장치에 공급이 된다. 타임 코드의 경우 LAN 케이블을 통한 간단한 구현으로 제공이 가능하다. 이를 통하여 각 장비들의 시간 데이터를 밀리 세컨드(millisecond) 이내로 정확도를 높일 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the GPS reference frequency is supplied to a necessary device in the form of a sine wave through a BNC cable. Time code can be provided by simple implementation via LAN cable. This allows the accuracy of the time data of each device to be increased to within milliseconds.
위성체에 탑재되는 RF 송수신기는 위성 발사 후 정해진 임무기간 동안 RF 신호를 처리하게 되는데 장기간의 임무수행 동안 송수신기가 안정적이고 신뢰성 높게 동작이 되어야 한다. 이는 발사 전 지상에서 그 성능을 확인할 수가 있는데 이 때 측정의 정확도가 중요시된다.An RF transceiver mounted on a satellite will process the RF signal for a specified period of time after launching the satellite, so that the transceiver must operate reliably and reliably during long-term mission performance. It is possible to confirm the performance on the ground before launch, and the accuracy of the measurement is important.
위성체 RF 장비들의 기준주파수를 GPS 신호로부터 제공함으로써 위성체 RF 송수신기의 주파수 관련 측정과 나노세컨드(nano second) 레벨로 측정되는 레인징(ranging) 신호 측정 등에 있어서 높은 신뢰도의 정확도를 갖는 결과를 획득할 수 있게 한다.By providing the reference frequency of the satellite RF equipment from the GPS signal, it is possible to obtain the result with high reliability in the frequency measurement of the satellite RF transceiver and the ranging signal measurement at the nano second level Let's do it.
주파수 측정의 경우 S 대역(2GHz) 사용 시 1 Hz 이내의 정확도(Accuracy)를 제공 할 수 있으며 레인징 신호 측정 시에는 1 ns까지 정확도를 향상 시킬 수 있게 된다.For frequency measurement, it is possible to provide an accuracy of less than 1 Hz when using the S band (2 GHz) and to improve accuracy to 1 ns when measuring ranging signals.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 수신 장치를 이용하여 기준 클록 신호를 제공하였을 때 향상된 정확도를 설명하기 위해 제공되는 도면이다.4 is a diagram for explaining improved accuracy when a reference clock signal is provided using a GPS receiver according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 위성체 RF 기능 시험 시 기준주파수 정확도 향상 시스템을 적용 시 측정에 있어서 결과 값의 차이를 보여준다. fr 이 측정하고자 하는 이상적인 주파수(2)라고 한다면 본 발명에 따른 GPS 수신 장치를 이용하지 않은 경우에는 f2 값으로 측정(1)을 하게 되어 결과 값에 오차(fe2)를 포함하게 된다.Referring to FIG. 4, there is shown a difference in measurement results when a reference frequency accuracy enhancement system is applied to a satellite RF function test. If fr is the ideal frequency to be measured (2), if the GPS receiver according to the present invention is not used, the value f 2 is measured (1), and the result includes an error fe 2 .
그러나 본 발명에 따른 GPS 수신 장치를 이용한 정확도 향상 시스템을 적용한 경우는 f1으로 측정(3)하게 되어 거의 오차가 없는 결과 값을 얻게 되어 측정의 신뢰도를 높일 수 있다.However, in the case where the accuracy enhancement system using the GPS receiver according to the present invention is applied, the result is measured with f 1 (3), so that a result with almost no error can be obtained and the reliability of the measurement can be increased.
본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 지금까지 설명한 GPS 수신 장치의 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 또는 이러한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Embodiments of the present invention include a computer-readable medium having program instructions for performing various computer-implemented operations. This medium records a program for executing the control method of the GPS receiving apparatus described so far. The medium may include program instructions, data files, data structures, etc., alone or in combination. Examples of such media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD and DVD, programmed instructions such as floptical disk and magneto-optical media, ROM, RAM, And a hardware device configured to store and execute the program. Or such medium may be a transmission medium, such as optical or metal lines, waveguides, etc., including a carrier wave that transmits a signal specifying a program command, data structure, or the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.
10: RF 측정 장비 20: 위성체
30: GPS 위성 100: GPS 수신 장치
110: 수신부 120: 기준 클록 송신부
130: 타임 코드 송신부200: RF 측정 장치
300: 제어 컴퓨터10: RF measuring equipment 20: satellite
30: GPS satellite 100: GPS receiving device
110: Receiver 120: Reference clock transmitter
130: Time code transmitting unit 200: RF measuring device
300: control computer
Claims (8)
상기 수신한 GPS 신호에서 기준 클록(Reference Clock) 신호를 추출하여 복수의 외부 장치로 송신하는 기준 클록 송신부, 그리고
상기 수신한 GPS 신호에서 타임 코드(Time Code)를 추출하여 상기 복수의 외부 장치로 송신하는 타임 코드 송신부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스 수신 장치.A receiver for receiving GPS signals,
A reference clock transmitter for extracting a reference clock signal from the received GPS signal and transmitting the reference clock signal to a plurality of external devices,
A time code transmitter for extracting a time code from the received GPS signal and transmitting the extracted time code to the plurality of external devices;
GPS receiving apparatus comprising a.
상기 기준 클록 신호는 BNC(Bayonet Neill?Concelman) 케이블을 통해 상기 복수의 외부 장치에 송신되는 것을 특징으로 하는 지피에스 수신 장치.The method of claim 1,
And the reference clock signal is transmitted to the plurality of external devices through a Bayonet Neill® Concertman (BNC) cable.
상기 타임 코드는 랜 케이블을 통해 상기 복수의 외부 장치에 송신되는 것을 특징으로 하는 지피에스 수신 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the time code is transmitted to the plurality of external devices via a LAN cable.
상기 복수의 외부 장치는 위성체용 RF 측정 장치인 것을 특징으로 하는 지피에스 수신 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
And the plurality of external devices are RF measuring devices for satellites.
상기 수신한 GPS 신호에서 기준 클록(Reference Clock) 신호 및 타임 코드(Time Code)를 추출하는 단계, 그리고
상기 추출된 기준 클록 신호와 상기 추출된 타임 코드 신호를 복수의 외부 장치로 송신하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스 수신 장치의 제어 방법.A receiving step of receiving a GPS signal,
Extracting a reference clock signal and a time code from the received GPS signal, and
Transmitting the extracted reference clock signal and the extracted time code signal to a plurality of external apparatuses
Control method of the GPS receiver, comprising a.
상기 기준 클록 신호는 동축 케이블을 통해 상기 복수의 외부 장치에 송신되는 것을 특징으로 하는 지피에스 수신 장치의 제어 방법.The method of claim 5,
And the reference clock signal is transmitted to the plurality of external devices via a coaxial cable.
상기 타임 코드는 랜 케이블을 통해 상기 복수의 외부 장치에 송신되는 것을 특징으로 하는 지피에스 수신 장치의 제어 방법.The method of claim 6,
Wherein the time code is transmitted to the plurality of external apparatuses via a LAN cable.
상기 복수의 외부 장치는 위성체용 RF 측정 장치인 것을 특징으로 하는 지피에스 수신 장치의 제어 방법.The method according to any one of claims 5 to 7,
And a plurality of external devices are RF measuring devices for satellites.
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CN106461787A (en) * | 2014-10-06 | 2017-02-22 | 施瓦哲工程实验有限公司 | Time signal verification and distribution |
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