KR20150051716A - Satellite navigation receiver and method for pseudo range measured value's compensation using the satellite navigation receiver - Google Patents

Satellite navigation receiver and method for pseudo range measured value's compensation using the satellite navigation receiver Download PDF

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KR20150051716A
KR20150051716A KR1020130133565A KR20130133565A KR20150051716A KR 20150051716 A KR20150051716 A KR 20150051716A KR 1020130133565 A KR1020130133565 A KR 1020130133565A KR 20130133565 A KR20130133565 A KR 20130133565A KR 20150051716 A KR20150051716 A KR 20150051716A
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Abstract

Disclosed are a global navigation satellite receiver and a method for compensating a pseudorange measurement value using the same. The global navigation satellite receiver comprises: a storage part for storing the posture and radius of a projectile and positions where a plurality of global navigation satellite antennas are installed on the projectile; and a compensation part for compensating pseudorange measurement values, which have been received from the global navigation satellite antennas, with respect to the center of the projectile using the posture and radius of the projectile and the installation positions of the global navigation satellite antennas.

Description

위성항법수신기 및 이를 이용한 의사거리 측정치 보정 방법{SATELLITE NAVIGATION RECEIVER AND METHOD FOR PSEUDO RANGE MEASURED VALUE'S COMPENSATION USING THE SATELLITE NAVIGATION RECEIVER}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a satellite navigation receiver and a pseudo-

본 발명은 다수의 위성항법안테나가 연결된 위성항법수신기의 의사거리 측정치 보정 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a pseudo range measurement correction technique for a satellite navigation receiver to which a plurality of satellite navigation antennas are connected.

위성항법안테나의 방향이 하늘 방향이 아닌 위성항법수신기는 1개의 위성항법안테나로는 충분한 가시성을 확보할 수 없다. 이러한 경우 다수의 위성항법안테나를 서로 반대편에 설치하여 1개의 위성항법안테나로 충분하지 않은 가시성을 보강하도록 한다. 이렇게 다수의 위성항법안테나를 이용하는 위성항법데이터 처리 기술은 우주발사체의 위성항법수신기에 널리 사용되고 있다. A satellite navigation receiver whose satellite navigation antenna is not in the sky direction can not have sufficient visibility with one satellite navigation antenna. In this case, a plurality of satellite navigation antennas are installed on opposite sides to reinforce insufficient visibility with one satellite navigation antenna. Satellite navigation data processing technology using multiple satellite navigation antennas is widely used in satellite navigation receivers of space launch vehicles.

우주발사체는 다수의 위성항법안테나를 사용하여 충분한 가시성을 확보하고 있는데, 이때, 각각의 위성항법안테나의 위치에서 수신된 의사거리 측정치를 특정 위치 예컨대 발사체 중심으로 보정해야 하는 필요성이 있다. 종래에는 특정 위성항법안테나의 위치 기준으로 측정치를 선택하는 방법이 있다.The space launch vehicle has a sufficient visibility by using a plurality of satellite navigation antennas. At this time, it is necessary to correct the pseudo range measurement received at the position of each satellite navigation antenna to a specific position, for example, the center of the launch vehicle. Conventionally, there is a method of selecting a measurement value based on a position of a specific satellite navigation antenna.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다수의 위성항법안테나의 각각의 위치에서 수신된 의사거리 측정치를 발사체 중심으로 보정하는 위성항법수신기 및 이를 이용한 의사거리 측정치 보정 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a satellite navigation receiver that corrects a pseudo range measurement received at each position of a plurality of satellite navigation antennas,

본 발명의 한 특징에 따르면, 위성항법수신기는 발사체의 자세 및 반경, 다수의 위성항법안테나 각각이 상기 발사체에 설치된 위치를 저장하는 저장부, 그리고 상기 발사체의 자세, 반경 및 상기 다수의 위성항법안테나 각각의 설치 위치를 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각에서 수신된 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 보정부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a satellite navigation receiver includes a storage unit for storing a posture and a radius of a projectile, a position where each of a plurality of satellite navigation antennas is installed in the projectile, and a posture, a radius of the projectile, And a correction unit for correcting the pseudo distance measurement received by each of the plurality of satellite navigation antennas using the installation position as a center reference of the projectile.

상기 보정부는, Wherein,

상기 발사체의 자세를 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 한 위성의 고도각 및 방위각을 계산하고, 상기 위성의 고도각 및 방위각을 이용하여 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정할 수 있다. Calculating the altitude and azimuth angles of the satellites based on each of the plurality of satellite navigation antennas using the attitude of the projectile, calibrating the pseudo range measurement based on the altitude and azimuth angles of the satellites with respect to the center of the projectile can do.

상기 보정부는, Wherein,

위성 좌표를 이용하여 각각의 위성 신호의 방향 벡터를 계산하여 상기 발사체의 위치로부터 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 계산하고, 상기 발사체의 자세 및 상기 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 한 위성의 고도각 및 방위각을 계산할 수 있다. Calculating a direction angle of each of the satellite signals by using the satellite coordinates, calculating an altitude angle and an azimuth based on the navigation coordinate system of each satellite based on the position of the launch vehicle, calculating an azimuth angle and azimuth based on the attitude of the launch vehicle, Can be used to calculate altitude and azimuth angles of satellites based on each of the plurality of satellite navigation antennas.

상기 보정부는, Wherein,

위성항법안테나 설치 평면에 측정치 기준이 존재하는 경우(Y), 코사인 2 법칙을 이용하여 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정할 수 있다. If there is a measurement reference in the satellite navigation antenna installation plane (Y), the pseudo range measurement can be corrected to the center of the projectile using the cosine 2 law.

상기 보정부는, Wherein,

하기 수학식을 통해 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정할 수 있다. The pseudo distance measurement may be corrected to the center of gravity of the projectile through the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, Y는 의사거리 측정치의 보정값이고, X는 의사거리 측정치이며, El은 상기 위성의 고도각을 의미함. Here, Y is the correction value of the pseudo range measurement, X is the pseudo range measurement, and El is the altitude of the satellite.

상기 보정부는, Wherein,

측정치 기준이 위성항법안테나 설치 평면이 아닌 경우(Y'), 발사체 중심과 측정치 기준 간의 거리 및 상기 위성의 방위각을 토대로 코사인 2 법칙 및 피타고라스 정리를 이용하여 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정할 수 있다. If the measurement criterion is not the satellite navigation antenna installation plane (Y '), the pseudo range measurement is calculated using the cosine 2 law and the Pythagorean theorem based on the distance between the center of the launch vehicle and the measurement reference and the azimuth of the satellite, Can be corrected.

상기 보정부는, Wherein,

하기 수학식을 통해 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정할 수 있다. The pseudo distance measurement may be corrected to the center of gravity of the projectile through the following equation.

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, D는 상기 발사체 중심과 측정치 기준 간의 거리를 의미하고, Az는 상기 위성의 방위각을 의미하며, Y는 의사거리 측정치의 보정값이고, El은 상기 위성의 고도각을 의미함. Where D is the distance between the center of the launch vehicle and the measurement reference, Az is the azimuth of the satellite, Y is the correction value of the pseudo range measurement, and El is the altitude of the satellite.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 의사거리 측정치 보정 방법은 다수의 위성항법안테나가 연결된 위성항법수신기가 의사거리 측정치를 보정하는 방법으로서, 상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계, 그리고 위성항법안테나 설치 평면에 측정치 기준이 존재하는 경우, 기 저장된 발사체의 자세 및 반경, 상기 다수의 위성항법안테나 각각이 상기 발사체에 설치된 위치를 토대로 코사인 2 법칙을 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각에서 수신되는 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of correcting a pseudo range measurement value by a satellite navigation receiver to which a plurality of satellite navigation antennas are connected, the method comprising: And if the measurement reference exists in the plane of the satellite navigation antenna, the position and radius of the previously stored projectile, and the number of the plurality of satellite navigation antennas using the cosine- And correcting the pseudo range measurement received at each of the satellite navigation antennas of the mobile unit with the center of gravity of the projectile.

상기 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계는, Wherein the step of calculating the elevation angle and the azimuth angle of the satellite comprises:

위성 좌표를 이용하여 각각의 위성 신호의 방향 벡터를 계산하여 상기 발사체의 위치로부터 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 계산하는 단계, 그리고 상기 발사체의 자세 및 상기 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 한 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계를 포함하고, Calculating a direction vector of each satellite signal by using the satellite coordinates and calculating an altitude angle and an azimuth based on the navigation coordinate system of each satellite from the position of the projectile, Calculating altitude angles and azimuth angles of satellites based on each of the plurality of satellite navigation antennas by using the attitude of the projectile and the altitude and azimuth angles based on the navigation coordinate system of each satellite,

상기 보정하는 단계는, Wherein the correcting comprises:

상기 위성의 고도각을 이용하여 보정할 수 있다. And can be corrected using the elevation angle of the satellite.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 의사거리 측정치 보정 방법은, 다수의 위성항법안테나가 연결된 위성항법수신기가 의사거리 측정치를 보정하는 방법으로서, 상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계, 그리고 측정치 기준이 위성항법안테나 설치 평면이 아닌 경우, 기 저장된 발사체 중심과 측정치 기준 간의 거리, 발사체의 자세, 반경 및 상기 다수의 위성항법안테나 각각이 상기 발사체에 설치된 위치를 토대로 코사인 2 법칙 및 피타고라스 정리를 이용하여 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for correcting a pseudo range measurement value by a satellite navigation receiver to which a plurality of satellite navigation antennas are connected, And calculating the azimuth angle, and, if the measurement reference is not the satellite navigation antenna installation plane, the distance between the center of the previously stored projectile and the reference of the measurement value, the posture of the projectile, the radius and the position where each of the plurality of satellite navigation antennas is installed in the projectile And correcting the pseudo range measurement based on the cosine second law and the Pythagorean theorem based on the center of gravity of the projectile.

상기 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계는, Wherein the step of calculating the elevation angle and the azimuth angle of the satellite comprises:

위성 좌표를 이용하여 각각의 위성 신호의 방향 벡터를 계산하여 상기 발사체의 위치로부터 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 계산하는 단계, 그리고 상기 발사체의 자세 및 상기 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 한 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계를 포함하고, Calculating a direction vector of each satellite signal by using the satellite coordinates and calculating an altitude angle and an azimuth based on the navigation coordinate system of each satellite from the position of the projectile, Calculating altitude angles and azimuth angles of satellites based on each of the plurality of satellite navigation antennas by using the attitude of the projectile and the altitude and azimuth angles based on the navigation coordinate system of each satellite,

상기 보정하는 단계는, Wherein the correcting comprises:

상기 위성의 고도각 및 방위각을 이용하여 보정할 수 있다.And can be corrected using the altitude and azimuth angles of the satellites.

본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 위성항법안테나에서 수신된 의사거리 측정치를 특정 기준 예컨대 발사체 중심 기준으로 보정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, pseudorange measurements received from a plurality of satellite navigation antennas may be corrected to a specific reference, e.g., a center of the projectile.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발사체에 설치된 다수의 위성항법안테나의 배치도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하나의 위성항법안테나가 위성 신호를 수신하는 구성을 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위성항법수신기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 의사거리 측정치 보정 방법을 개념적으로 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 의사거리 측정치 보정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 의사거리 측정치의 보정 방법을 개념적으로 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 의사거리 측정치 보정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 의사거리 측정치를 보정된 값으로 계산하는방법의 예시도이다.1 is a layout diagram of a plurality of satellite navigation antennas installed on a projectile according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration in which a satellite navigation antenna receives a satellite signal according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a block diagram illustrating a configuration of a satellite navigation receiver according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram conceptually illustrating a pseudo range measurement correction method according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a pseudo distance measurement correction method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exemplary diagram conceptually illustrating a method of correcting a pseudorange measurement according to another embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a pseudorange measurement correction method according to another embodiment of the present invention.
8 is an exemplary diagram of a method of calculating a pseudorange measurement according to an embodiment of the present invention with a corrected value.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.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. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, the term "part" in the description means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 위성항법수신기 및 이를 이용한 의사거리 측정치 보정 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a satellite navigation receiver and a pseudo distance measurement correction method using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발사체에 설치된 다수의 위성항법안테나의 배치도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하나의 위성항법안테나가 위성 신호를 수신하는 구성을 나타낸 예시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위성항법수신기의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 의사거리 측정치 보정 방법을 개념적으로 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 의사거리 측정치 보정 방법을 나타낸 순서도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 의사거리 측정치의 보정 방법을 개념적으로 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 의사거리 측정치 보정 방법을 나타낸 순서도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 의사거리 측정치를 보정된 값으로 계산하는방법의 예시도이다.FIG. 1 is a layout diagram of a plurality of satellite navigation antennas installed in a projectile according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view illustrating a configuration in which one satellite navigation antenna receives a satellite signal according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a satellite navigation receiver according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an exemplary view conceptually illustrating a pseudo range measurement correction method according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a method of correcting a pseudorange measurement according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of correcting a pseudorange measurement according to another embodiment FIG. 8 is a diagram illustrating a method of calculating a pseudorange measurement according to an exemplary embodiment of the present invention as a corrected value. Referring to FIG.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 위성항법수신기는 다수의 위성항법안테나가 연결되어 있다 그리고 각 위성항법안테나에서 측정된 의사거리 측정치를 발사체 중심을 기준으로 보정한다.Here, the satellite navigation receiver according to the embodiment of the present invention is connected to a plurality of satellite navigation antennas, and the pseudorange measurements measured at each satellite navigation antenna are corrected based on the center of the launch vehicle.

위성항법수신기는 발사체에 탑재되나, 다수의 위성항법안테나에서 수신된 신호를 처리하는 위성항법시스템에 탑재될 수도 있다.The satellite navigation receiver may be mounted on a launch vehicle, or in a satellite navigation system that processes signals received from a number of satellite navigation antennas.

다른 장소에 설치된 각각의 위성항법안테나는 해당 위성항법안테나 위치의 의사거리 측정치를 제공한다. 그러면, 위성항법수신기는 발사체의 자세와 반경, 위성항법안테나가 설치된 위치를 토대로 각 위성항법안테나에서 수신된 의사거리 측정치를 발사체의 중심 기준으로 보정을 한다.Each satellite navigation antenna installed at another location provides a pseudorange measurement of the position of the satellite navigation antenna. The satellite navigation receiver then corrects the pseudorange measurements received from each satellite navigation antenna based on the center of gravity of the launch vehicle, based on the position and radius of the launch vehicle and the location of the satellite navigation antenna.

이때, 다수의 위성항법안테나는 도 1과 같이 설치될 수 있다. 도 1을 참조하면, 발사체의 프론트 뷰(Front View)를 도시한 것으로서, C-Band Antenna, UHF Antenna, GPS Antenna, S-Band Antenna가 각각 설치되어 있다. 이때, GPS Antenna 즉 다수의 위성항법안테나(GPS Antenna #1, GPS Antenna #2, GPS Antenna #3)는 발사체의 반경 둘레에 발사체의 중심점으로부터 일정한 각도를 형성하는 위치에 배치되어 있을 수 있다.At this time, a plurality of satellite navigation antennas can be installed as shown in FIG. Referring to FIG. 1, a C-Band Antenna, a UHF Antenna, a GPS Antenna, and an S-Band Antenna are respectively installed in a front view of a projectile. In this case, the GPS antennas, that is, the GPS antennas # 1, # 2, and # 3 may be disposed around the radius of the launch vehicle at a certain angle from the center of the launch vehicle.

또한, 각 위성항법안테나는 도 2와 같이 다수의 위성(10)으로부터 각각의 위성 신호를 수신하고, 의사거리 측정치를 제공한다. 이때, 굵은 선은 실제의 계산된 의사거리 측정치(X)를 말하고, 연두색선은 안테나 평면의 발사체 중심 기준으로 의사거리 측정치(X)를 보정한 값(Y)이며, R은 발사체의 반경이다.Each satellite navigation antenna also receives satellite signals from multiple satellites 10, as shown in FIG. 2, and provides pseudorange measurements. In this case, the bold line refers to the actual calculated pseudo range measurement value (X), the light green line is the value (Y) obtained by correcting the pseudo range measurement value (X) based on the center of the launch vehicle of the antenna plane, and R is the radius of the projectile.

이처럼 각 위성항법안테나가 측정한 의사거리 측정치를 반사체의 중심점 기준으로 보정하는 위성항법수신기는 도 3과 같이 구성될 수 있다. A satellite navigation receiver that corrects pseudorange measurements measured by each satellite navigation antenna on the basis of the center point of the reflector can be configured as shown in FIG.

도 3을 참조하면, 위성항법수신기(100)는 복수의 안테나(110)와 연결되어 의사거리 측정치를 획득하는 보정부(130) 및 저장부(150)를 포함한다.3, the satellite navigation receiver 100 includes a correction unit 130 and a storage unit 150 connected to a plurality of antennas 110 to obtain a pseudorange measurement.

이때, 저장부(150)는 발사체의 자세 및 반경, 다수의 위성항법안테나(110) 각각이 발사체에 설치된 위치를 저장한다. 즉, 도 1과 같이 발사체에서 배치된 각각의 위성항법안테나의 설치 위치를 저장한다.At this time, the storage unit 150 stores the posture and radius of the projectile, and the position where each of the plurality of satellite navigation antennas 110 is installed in the projectile. That is, as shown in FIG. 1, the installation location of each satellite navigation antenna disposed in the projectile is stored.

보정부(130)는 저장부(150)에 저장된 정보를 이용하여 각 위성항법안테나(110)에서 제공한 의사거리 측정치를 보정한다. 즉, 발사체의 자세, 반경 및 다수의 위성항법안테나(110) 각각의 설치 위치를 이용하여 다수의 위성항법안테나(110) 각각에서 수신된 의사거리 측정치를 발사체의 중심 기준으로 보정한다.The calibration unit 130 uses the information stored in the storage unit 150 to calibrate the pseudorange measurements provided by the respective satellite antennas 110. [ That is, the pseudo distance measurement values received from each of the plurality of satellite navigation antennas 110 are corrected to the center of the projectile using the posture, the radius, and the installation position of each of the plurality of satellite navigation antennas 110.

보정부(130)는 발사체의 자세를 이용하여 다수의 위성항법안테나(110) 각각을 기준으로 한 위성의 고도각 및 방위각을 계산한다. 그리고 위성의 고도각 및 방위각을 이용하여 의사거리 측정치를 발사체의 중심 기준으로 보정한다.The calibration unit 130 calculates the altitude and azimuth angles of the satellites based on each of the plurality of satellite navigation antennas 110 using the attitude of the projectile. Using the altitude and azimuth of the satellite, the pseudo distance measurement is corrected to the center of the launch vehicle.

보정부(130)는 위성 좌표를 이용하여 각각의 위성 신호의 방향 벡터를 계산하여 발사체의 위치로부터 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 계산한다. 그리고 발사체의 자세 및 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 이용하여 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 한 위성의 고도각 및 방위각을 계산한다.The correction unit 130 calculates the direction vector of each satellite signal using the satellite coordinates, and calculates the altitude angle and the azimuth based on the navigation coordinate system of each satellite from the position of the launch vehicle. Then, the elevation angle and the azimuth angle of the satellite based on each of the plurality of satellite navigation antennas are calculated by using the attitude of the projectile and the altitude and azimuth of the reference coordinate system of each satellite.

이때, 보정부(130)는 두가지 실시예에 따라 의사거리 보정치를 계산할 수 있다.At this time, the correction unit 130 may calculate the pseudo range correction value according to the two embodiments.

먼저, 하나의 실시예에 따르면, 위성항법안테나 설치 평면에 측정치 기준이 존재하는 경우의 의사거리 보정치를 계산하는 방법이다. First, according to one embodiment, there is a method of calculating a pseudo range correction value when a measurement reference exists in a satellite navigation antenna mounting plane.

도 4 및 도 5를 참조하면, 보정부(130)는 다수의 위성항법안테나(110) 각각을 기준으로 위성의 고도각(El) 및 방위각(Az)을 계산한다(S101). Referring to FIGS. 4 and 5, the corrector 130 calculates an altitude angle El and an azimuth Az of the satellite based on each of the plurality of satellite navigation antennas 110 (S101).

이때, 발사체의 자세를 이용하면 각각의 위성항법안테나 기준으로 위성의 고도각(Elevation angle) 및 방위각(Azimuth angle)을 다음의 과정으로 구할 수 있다. 즉, 먼저 위성의 좌표를 이용하여 각 위성신호의 방향(Line Of Sight) 벡터를 계산한다. 그리고 발사체의 위치로부터 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 계?나다. 그리고 발사체의 자세(Roll, Pitch, Yaw)를 이용하여

Figure pat00005
계산한다. 그리고 항법좌표계 기준의 위성별 고도각 및 방위각과
Figure pat00006
을 이용하여 각 위성항법안테나 기준의 고도각 및 방위각을 계산한다.At this time, if the attitude of the launch vehicle is used, the elevation angle and the azimuth angle of the satellite can be obtained by the following procedure based on each satellite navigation antenna. That is, first, the direction of each satellite signal (Line Of Sight) vector is calculated using the coordinates of the satellite. From the position of the launch vehicle, the elevation angle and the azimuth angle of each satellite based on the navigation coordinate system are calculated. Then, using the attitude of the projectile (Roll, Pitch, Yaw)
Figure pat00005
. And the elevation angle and azimuth angle
Figure pat00006
To calculate the elevation angle and azimuth angle of each satellite navigation antenna reference.

여기서,

Figure pat00007
은 항법좌표계와 동체(여기서는 안테나)좌표계의 변환 행렬이며 이 값을 통하여 항법좌표계 기준의 위성별 고도각 및 방위각을 각 위성항법안테나 기준의 고도각 및 방위각으로 변환한다. n은 항법좌표계를 의미하며 b는 동체좌표계를 의미한다.here,
Figure pat00007
Is a transformation matrix of the navigation coordinate system and the fuselage (here, antenna) coordinate system. Through this value, the altitude angle and azimuth angle based on the navigation coordinate system are converted into the altitude angle and azimuth angle based on each satellite navigation antenna. n denotes the navigation coordinate system, and b denotes the fuselage coordinate system.

다음, 보정부(130)는 다수의 위성항법안테나(110) 각각이 측정한 의사거리 측정치(X)를 획득(S103)하여 보정된 의사거리 측정치(Y)를 계산한다(S105).Next, the corrector 130 obtains the pseudo range measurement value X measured by each of the plurality of satellite navigation antennas 110 (S103), and calculates the corrected pseudo range measurement value Y (S105).

여기서, 보정된 의사거리 측정치(Y)는 다음 수학식 1과 같이 'Cosine 2'법칙을 이용하여 계산된다.Here, the corrected pseudorange measurement value Y is calculated using the cosine 2 'rule as shown in the following Equation (1).

Figure pat00008
Figure pat00008

Figure pat00009
Figure pat00009

여기서, X는 다수의 위성항법안테나(110) 각각이 실제로 측정한 의사거리 측정치이고, R은 발사체의 반경이며, El은 S101 단계에서 게산된 고도각임Where X is the pseudorange measurement actually measured by each of the plurality of satellite navigation antennas 110, R is the radius of the launch vehicle, El is the altitude calculated in step S101

이렇게 보정된 의사거리 측정치(Y)를 이용하면 어떠한 위성항법안테나(110)에서 수신된 측정치(X)라도 항법해를 계산할 때 사용할 수 있다.Using the pseudo range measurement value Y thus corrected, the measured value X received from any of the satellite navigation antennas 110 can be used to calculate the navigation solution.

한편, 다른 실시예에 따르면, 측정치 기준이 위성항법안테나 설치 평면이 아닌 경우의 의사거리 보정치를 계산하는 방법이다. On the other hand, according to another embodiment, a method of calculating a pseudo range correction value when the measurement value reference is not a satellite navigation antenna installation plane.

도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 보정부(130)는 다수의 위성항법안테나(110) 각각을 기준으로 위성의 고도각(El) 및 방위각(Az)을 계산한다(S201). 이때, S201 단계는 도 4의 S101 단계와 동일하다.Referring to FIGS. 6, 7 and 8, the corrector 130 calculates an altitude angle El and an azimuth Az of the satellite based on each of the plurality of satellite navigation antennas 110 (S201). At this time, step S201 is the same as step S101 of FIG.

다음, 보정부(130)는 다수의 위성항법안테나(110) 각각이 측정(S203)한 의사거리 측정치(X)를 발사체의 중심 기준으로 보정하는데(S205), 이는 도 4의 S105 단계와 동일하며 이러한 방법을 통해 보정된 의사거리 측정치(Y)를 획득한다.Next, the corrector 130 corrects the pseudo range measurement X measured by the plurality of satellite navigation antennas 110 (S203) to the center of the launch vehicle (S205), which is the same as the step S105 of FIG. 4 In this way, a calibrated pseudorange measurement (Y) is obtained.

다음, 보정부(130)는 도 8의 2개의 삼각형에 대해 'Cosine 2법칙' 피타고라스 정리를 이용하여 다음 수학식을 도출함으로써, 최종 보정된 의사거리 측정치(Y')를 계산한다(S207).Next, the correcting unit 130 calculates the final corrected pseudo range measurement value Y '(S207) by deriving the following equation using the' Cosine 2 law 'Pythagorean theorem for the two triangles in FIG.

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서, D는 위성항법안테나 설치 평면의 발사체 중심과 측정치 기준과의 거리이며, Az는 Azimuth(방위각)이며, Y는 S205 단계에서 계산된 보정된 의사거리 측정치임Where D is the distance between the launch vehicle center of the satellite navigation antenna installation plane and the measurement reference, Az is the azimuth (azimuth), and Y is the calibrated pseudo range measurement calculated in step S205

Figure pat00011
Figure pat00011

여기서, D는 위성항법안테나 설치 평면의 발사체 중심과 측정치 기준과의 거리이며, Az는 Azimuth(방위각)이며, Y는 S205 단계에서 계산된 보정된 의사거리 측정치이며, Y'는 최종 보정된 의사거리 측정치임Where D is the distance between the center of the launch vehicle in the plane of the satellite navigation antenna and the measurement reference, Az is the Azimuth (azimuth), Y is the corrected pseudo range measurement calculated in step S205, Y ' Measured value

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다. The embodiments of the present invention described above are not implemented only by the apparatus and method, but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded.

이상에서 본 발명의 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, It belongs to the scope of right.

Claims (13)

발사체의 자세 및 반경, 다수의 위성항법안테나 각각이 상기 발사체에 설치된 위치를 저장하는 저장부, 그리고
상기 발사체의 자세, 반경 및 상기 다수의 위성항법안테나 각각의 설치 위치를 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각에서 수신된 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 보정부
를 포함하는 위성항법수신기.A posture and a radius of the projectile, a storage unit for storing a position where each of a plurality of satellite navigation antennas is installed in the projectile, and
A calibration unit that corrects the pseudo distance measurement values received at each of the plurality of satellite navigation antennas using the center of gravity of the projectile using the posture and radius of the projectile,
And a satellite navigation receiver. 제1항에 있어서,
상기 보정부는,
상기 발사체의 자세를 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 한 위성의 고도각 및 방위각을 계산하고, 상기 위성의 고도각 및 방위각을 이용하여 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 위성항법수신기.The method according to claim 1,
Wherein,
Calculating the altitude and azimuth angles of the satellites based on each of the plurality of satellite navigation antennas using the attitude of the projectile, calibrating the pseudo range measurement based on the altitude and azimuth angles of the satellites with respect to the center of the projectile Satellite navigation receiver. 제2항에 있어서,
상기 보정부는,
위성 좌표를 이용하여 각각의 위성 신호의 방향 벡터를 계산하여 상기 발사체의 위치로부터 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 계산하고, 상기 발사체의 자세 및 상기 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 한 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 위성항법수신기.3. The method of claim 2,
Wherein,
Calculating a direction angle of each of the satellite signals by using the satellite coordinates, calculating an altitude angle and an azimuth based on the navigation coordinate system of each satellite based on the position of the launch vehicle, calculating an azimuth angle and azimuth based on the attitude of the launch vehicle, And calculates an altitude angle and an azimuth of the satellite based on each of the plurality of satellite navigation antennas. 제3항에 있어서,
상기 보정부는,
위성항법안테나 설치 평면에 측정치 기준이 존재하는 경우, 코사인 2 법칙을 이용하여 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 위성항법수신기.The method of claim 3,
Wherein,
A satellite navigation receiver that corrects the pseudo range measurement to a center of gravity of the projectile using a cosine second law when a measurement reference exists in the satellite navigation antenna installation plane. 제4항에 있어서,
상기 보정부는,
하기 수학식을 통해 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 위성항법수신기.
Figure pat00012

Figure pat00013

여기서, Y는 의사거리 측정치의 보정값이고, X는 의사거리 측정치이며, El은 상기 위성의 고도각을 의미함.5. The method of claim 4,
Wherein,
And corrects the pseudo range measurement based on the center of gravity of the projectile through the following equation.
Figure pat00012

Figure pat00013

Here, Y is the correction value of the pseudo range measurement, X is the pseudo range measurement, and El is the altitude of the satellite. 제3항에 있어서,
상기 보정부는,
측정치 기준이 위성항법안테나 설치 평면이 아닌 경우, 발사체 중심과 측정치 기준 간의 거리 및 상기 위성의 방위각을 토대로 코사인 2 법칙 및 피타고라스 정리를 이용하여 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 위성항법수신기.The method of claim 3,
Wherein,
Satellite navigation that corrects the pseudorange measurements to the center of the launch vehicle using cosine 2 law and Pythagorean theorem based on the distance between the center of the launch vehicle and the measurement reference and the azimuth of the satellite if the measurement reference is not the plane of the satellite navigation antenna receiving set. 제6항에 있어서,
상기 보정부는,
하기 수학식을 통해 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 위성항법수신기.
Figure pat00014

Figure pat00015

여기서, D는 상기 발사체 중심과 측정치 기준 간의 거리를 의미하고, Az는 상기 위성의 방위각을 의미하며, Y는 의사거리 측정치의 보정값이고, El은 상기 위성의 고도각을 의미함.The method according to claim 6,
Wherein,
And corrects the pseudo range measurement based on the center of gravity of the projectile through the following equation.
Figure pat00014

Figure pat00015

Where D is the distance between the center of the launch vehicle and the measurement reference, Az is the azimuth of the satellite, Y is the correction value of the pseudo range measurement, and El is the altitude of the satellite. 다수의 위성항법안테나가 연결된 위성항법수신기가 의사거리 측정치를 보정하는 방법으로서,
상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계, 그리고
위성항법안테나 설치 평면에 측정치 기준이 존재하는 경우, 기 저장된 발사체의 자세 및 반경, 상기 다수의 위성항법안테나 각각이 상기 발사체에 설치된 위치를 토대로 코사인 2 법칙을 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각에서 수신되는 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 단계
를 포함하는 의사거리 측정치 보정 방법.A method for correcting pseudorange measurements by a satellite navigation receiver to which a plurality of satellite navigation antennas are connected,
Calculating altitude and azimuth angles of the satellites based on each of the plurality of satellite navigation antennas, and
The method of claim 1, further comprising the steps of: determining the position and radius of the pre-stored projectile when the measurement reference is present on the satellite navigation antenna mounting plane, and determining the position and radius of each of the plurality of satellite navigation antennas using the cosine- Correcting the received pseudo range measurement based on the center of gravity of the projectile
/ RTI > 제8항에 있어서,
상기 보정하는 단계는,
하기 수학식을 통해 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 의사거리 측정치 보정 방법.
Figure pat00016

Figure pat00017

여기서, Y는 의사거리 측정치의 보정값이고, X는 의사거리 측정치이며, El은 상기 위성의 고도각을 의미함.9. The method of claim 8,
Wherein the correcting comprises:
Wherein the pseudo range measurement is corrected based on the center of gravity of the projectile through the following equation.
Figure pat00016

Figure pat00017

Here, Y is the correction value of the pseudo range measurement, X is the pseudo range measurement, and El is the altitude of the satellite. 제8항에 있어서,
상기 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계는,
위성 좌표를 이용하여 각각의 위성 신호의 방향 벡터를 계산하여 상기 발사체의 위치로부터 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 계산하는 단계, 그리고
상기 발사체의 자세 및 상기 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 한 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계를 포함하고,
상기 보정하는 단계는,
상기 위성의 고도각을 이용하여 보정하는 의사거리 측정치 보정 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the step of calculating the elevation angle and the azimuth angle of the satellite comprises:
Calculating a direction vector of each satellite signal by using the satellite coordinates, calculating an altitude angle and azimuth based on the navigation coordinate system of each satellite from the position of the launch vehicle, and
Calculating altitude angles and azimuth angles of satellites based on each of the plurality of satellite navigation antennas by using the attitude of the projectile and the altitude and azimuth angles based on the navigation coordinate system of each satellite,
Wherein the correcting comprises:
And calibrating using the elevation angle of the satellite. 다수의 위성항법안테나가 연결된 위성항법수신기가 의사거리 측정치를 보정하는 방법으로서,
상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계, 그리고
측정치 기준이 위성항법안테나 설치 평면이 아닌 경우, 기 저장된 발사체 중심과 측정치 기준 간의 거리, 발사체의 자세, 반경 및 상기 다수의 위성항법안테나 각각이 상기 발사체에 설치된 위치를 토대로 코사인 2 법칙 및 피타고라스 정리를 이용하여 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 단계
를 포함하는 의사거리 측정치 보정 방법.A method for correcting pseudorange measurements by a satellite navigation receiver to which a plurality of satellite navigation antennas are connected,
Calculating altitude and azimuth angles of the satellites based on each of the plurality of satellite navigation antennas, and
If the measurement criterion is not a satellite navigation antenna installation plane, the distance between the center of the previously stored projectile and the measurement reference, the posture of the launch vehicle, the radius, and the cosine 2 law and Pythagorean theorem based on the location of each of the plurality of satellite navigation antennas in the launch vehicle And correcting the pseudo range measurement based on the center of the projectile
/ RTI > 제11항에 있어서,
상기 보정하는 단계는,
하기 수학식을 통해 상기 의사거리 측정치를 상기 발사체의 중심 기준으로 보정하는 의사거리 측정치 보정 방법.
Figure pat00018

Figure pat00019

여기서, D는 상기 발사체 중심과 측정치 기준 간의 거리를 의미하고, Az는 상기 위성의 방위각을 의미하며, Y는 의사거리 측정치의 보정값이고, El은 상기 위성의 고도각을 의미함.12. The method of claim 11,
Wherein the correcting comprises:
Wherein the pseudo range measurement is corrected based on the center of gravity of the projectile through the following equation.
Figure pat00018

Figure pat00019

Where D is the distance between the center of the launch vehicle and the measurement reference, Az is the azimuth of the satellite, Y is the correction value of the pseudo range measurement, and El is the altitude of the satellite. 제11항에 있어서,
상기 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계는,
위성 좌표를 이용하여 각각의 위성 신호의 방향 벡터를 계산하여 상기 발사체의 위치로부터 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 계산하는 단계, 그리고
상기 발사체의 자세 및 상기 각 위성의 항법좌표계 기준 고도각 및 방위각을 이용하여 상기 다수의 위성항법안테나 각각을 기준으로 한 위성의 고도각 및 방위각을 계산하는 단계를 포함하고,
상기 보정하는 단계는,
상기 위성의 고도각 및 방위각을 이용하여 보정하는 의사거리 측정치 보정 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the step of calculating the elevation angle and the azimuth angle of the satellite comprises:
Calculating a direction vector of each satellite signal by using the satellite coordinates, calculating an altitude angle and azimuth based on the navigation coordinate system of each satellite from the position of the launch vehicle, and
Calculating altitude angles and azimuth angles of satellites based on each of the plurality of satellite navigation antennas by using the attitude of the projectile and the altitude and azimuth angles based on the navigation coordinate system of each satellite,
Wherein the correcting comprises:
And correcting the pseudo range measurement value using the altitude and azimuth angles of the satellite.
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