KR20150089375A - 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템 및 그 방법 - Google Patents

측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특정 지역의 위성 수신 상태를 포함하여, 측위 정보, 항법 정보, 시각 동기화를 위한 정보를 수집하기 위한 것으로, 기 설정된 네트워크를 통해 서로 연결되며, 복수의 위치 측정 방식 중 어느 하나에 따라 자신의 위치를 측정하는 복수의 단말, 및, 상기 네트워크를 통해 상기 복수의 단말 각각이 측정한 위치 정보 및 이를 포함하는 정보들을 수신하고, 수신된 정보를 기반으로 상기 복수의 단말이 위치한 대상 지역의 측위 상황을 판단하는 기준국을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템 및 그 방법{A SYSTEM AND METHOD FOR COLLECTING POSITIONING, NAVIGATION, TIMING INFORMATION}
본 발명은 특정 지역에 대한 측위 정보를 수집하기 위한 것으로 특히, 상기 특정 지역의 위성 수신 상태를 포함하여, 측위 정보, 항법 정보, 시각 동기화를 위한 정보를 수집하기 위한 것이다.
일반적으로 현대전은 상황 인식과 지휘 통제를 위해 병사 개인 단위까지 단말이 지급되어, 각 병사의 위치는 각 단말의 위치로 표시될 수 있다. 이에 따라 현대전에서는 병사가 소지한 단말을 통해 아군 각각의 위치를 확인할 수 있고, 이러한 상황에서 작전 지역에서 정확한 병사의 위치는, 작전의 성공 여부를 판가름하는 중요한 열쇠가 된다.
이에 따라 현재에는 작전 지역에서 병사들의 위치를 보다 정확하게 측정하고 이를 확인할 수 있도록 하는 방법이 활발하게 연구중인 실정이다. 뿐만 아니라 적에 의한 재밍(jamming)에 의해 GPS(Global Positioning System)을 사용하지 못하는 경우 또는 다양한 작전 상황에서도 상기 병사들의 위치를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 방안이 활발하게 연구중인 실정이다.
본 발명의 목적은, 대상 지역에서 단말들의 위치를 보다 정확하게 측정하고 이를 다른 단말간에 공유할 수 있도록 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 대상 지역내의 각 지점에서 GPS 위성의 수신 상태를 측정하여 적에 의한 재밍이나 음영 지역을 확인할 수 있도록 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 적에 의한 재밍이나 또는 그밖의 영향으로 GPS 위성을 이용하지 못하는 경우에도, 대상 지역에서 상기 단말들의 위치를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템은, 기 설정된 네트워크를 통해 서로 연결되며, 복수의 위치 측정 방식 중 어느 하나에 따라 자신의 위치를 측정하는 복수의 단말, 및, 상기 네트워크를 통해 상기 복수의 단말 각각이 측정한 위치 정보 및 이를 포함하는 정보들을 수신하고, 수신된 정보를 기반으로 상기 복수의 단말이 위치한 대상 지역의 측위 상황을 판단하는 기준국을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 단말 중 어느 하나의 단말은, 상기 기 설정된 네트워크 연결 방식을 통해 다른 단말 및 상기 기준국과 연결하기 위한 통신부와, 복수의 GPS 위성을 이용하는 제1 모드, 다중 전파를 이용하는 제2 모드 및 주변에 위치한 복수의 단말로부터 측정된 위치 정보를 이용하는 제3 모드 중 적어도 하나의 동작 모드로 동작하여 현재의 위치를 측정하는 위치 측정부, 및, 상기 제1 모드 내지 제3 모드에 각각 설정된 조건의 충족 여부에 따라 상기 제1 모드 내지 제3 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 동작하도록 상기 위치 측정부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 모드로 동작하기 위한 조건은, 상기 복수의 GPS 위성들로부터 수신되는 신호를 고정(locking)하기 위해 필요한 시간이며, 상기 제2 모드로 동작하기 위한 조건은, 위치 측정을 위해 필요한 다중 전파의 개수 및 현재 탐지된 전파의 개수이고, 상기 제3 모드로 동작하기 위한 조건은, 주변에 위치한 단말 중 위치 측정에 필요한 정보를 송신할 수 있는 단말의 개수임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준국은, 상기 네트워크를 통해 GPS 보정 정보를 전송하고, 상기 제어부는, 상기 제1 방식을 이용하여 상기 위치 측정부가 현재의 위치를 측정하는 경우, 상기 GPS 보정 정보의 업데이트 주기가 기 설정된 시간 이하인지 여부에 근거하여, 상기 복수의 GPS 위성을 이용하여 측정된 위치 정보를 상기 보정 정보에 근거하여 보정하는 제4 동작 모드로 동작하도록 상기 위치 측정부를 제어하는 것을 특징으로 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기준국은, 상기 복수의 단말로부터 수신된 상기 위치 정보 및 이를 포함하는 정보를 기반으로, 상기 대상 지역 내의 아군 위치 및, 음영 지역 또는 재밍(jamming) 의심 지역을 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 기 설정된 네트워크는, 애드 혹(Ad-hoc) 네트워크임을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 측위, 항법, 시각 정보 수집 방법은, 기 설정된 네트워크 연결 방식에 근거하여 복수의 단말 및 기준국이 네트워크를 형성하는 단계와, 상기 복수의 각 단말이, 서로 다른 복수의 위치 측정 방식 중 어느 하나에 따라 위치를 측정하는 단계와, 상기 복수의 각 단말이, 상기 측정된 위치 정보를 포함하는 정보를 상기 기준국에 전송하는 단계, 및, 상기 기준국이, 복수의 단말로부터 수신된 정보를 기반으로, 대상 지역 내의 아군 위치 및, 음영 지역 또는 재밍(jamming) 의심 지역을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 위치 측정 방식은, 복수의 GPS 위성을 이용하는 방식, 다중 전파를 이용하는 방식 또는 주변에 위치한 적어도 하나의 다른 단말을 이용하는 방식임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 각 단말이 위치를 측정하는 단계는, 상기 복수의 각 단말이, 상기 복수의 GPS 위성들로부터 수신되는 신호를 고정(locking)하기 위해 필요한 시간, 위치 측정을 위해 필요한 다중 전파의 개수 및 현재 탐지된 전파의 개수, 및 주변에 위치한 단말 중 위치 측정에 필요한 정보를 송신할 수 있는 단말의 개수 중 어느 하나에 근거하여, 상기 복수의 위치 측정 방식 중 어느 하나를 통해 위치를 측정하는 단계임을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 네트워크를 형성하는 단계는, 상기 기준국이 상기 형성된 네트워크를 통해 GPS 보정 정보를 상기 복수의 단말에 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 복수의 각 단말이 위치를 측정하는 단계는, 상기 복수의 GPS 위성을 이용하여 위치를 측정하는 경우, 상기 GPS 보정 정보가 수신되는 신호의 주기가 기 설정된 시간 이하인지 여부에 근거하여, 상기 GPS 보정 정보에 근거하여 상기 복수의 GPS 위성을 이용하여 측정된 위치를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 대상 지역 내에 위치한 단말들의 위치를 보다 정확하게 측정함으로써, 각 단말에 대한 보다 정확한 위치를 각 단말과 기준국이 공유할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 대상 지역 내의 다수의 지점에서 GPS 위성의 수신 상태를 판단함으로써, 상기 대상 지역 내의 음영 지역 또는 재밍 의심 지역을 확인할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 복수의 위치 측정 방식 중 어느 하나를 사용하여 위치를 측정할 수 있도록 함으로써, 대상 지역 내의 단말들 중 GPS 위성을 이용하지 못하는 단말의 경우에도 정확한 위치가 측정될 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템의 구성예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서, 복수의 단말 중 어느 하나를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서, 복수의 단말 중 어느 하나의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4는, 도 3에서 보인 과정 중, 복수의 위치 측정 방식 중 어느 하나를 이용하여 위치를 측정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는, 도 4에서 보인 과정 중, GPS 위성을 이용하는 방식에 따라 위치를 측정하는 과정을 보다 자세하게 도시한 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하도록 한다.
먼저 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해, 본 발명의 기본 원리를 설명하면 본 발명에서는, 기준국과, 복수의 단말들이 기 설정된 네트워크 연결 방식에 따라 네트워크를 형성하여, 상기 복수의 단말들이 측정한 자신들의 위치 정보 및 항법 정보, 그리고 시각 정보를 상기 네트워크를 통해 기준국으로 전송할 수 있도록 한다. 이에 따라 상기 기준국에서는 복수의 단말이 전송한 시각 정보에 따라 각 복수의 단말을 시각 동기화하여, 각 단말의 위치 및 각 단말이 이동한 경로, 즉 항법 정보를 정확하게 확인할 수 있다.
한편 상기 복수의 단말은, 자신의 위치를 측정하기 위해 기본적으로는 GPS 위성으로부터 수신되는 위치 정보를 이용할 수도 있으나, 기 설정된 조건에 따라 얼마든지 다른 측위 방식을 이용하여 위치를 측정할 수도 있다. 이에 따라 GPS 음영 지역 또는 GPS 재밍이 의심되는 지점에 단말이 위치하고 있다하더라도, 다른 방법을 이용하여 위치를 측정 및 측정된 위치를 기준국에 전송할 수 있다. 또한 이처럼 GPS 위성을 이용한 방식이 아닌 다른 방식을 이용하여 위치 측정이 수행된 경우, 기준국은 단말의 이러한 정보를 수신하여, 상기 단말이 위치한 지점이 GPS 음영 지역 또는 GPS 재밍이 의심되는 지점이라고 판단할 수도 있다.
도 1은 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템의 구성예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템은, 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d), 기준국(110)을 포함할 수 있다. 여기서 상기 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d) 각각과 상기 기준국(110)은, 기 설정된 네트워크 연결 방식에 따라 서로 네트워크(130)를 형성할 수 있다. 그리고 상기 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)은 상기 네트워크(130)를 통해 상기 기준국(110)에 각각 측정한 위치 정보 및 이를 포함하는 정보, 예를 들어 상기 위치 정보를 측정한 방식에 대한 정보나 상기 위치 정보를 측정한 시각에 대한 정보, 또는 단말의 위치 히스토리(history) 정보(이동 정보)등을 상기 기준국(110)에 전송할 수 있다. 그리고 기준국(110)은 상기 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)의 위치 정보 및 이를 포함하는 정보를 이용하여 대상 지역의 측위 상황, 즉 GPS 위성 신호의 수신 상태를 확인하여, 상기 대상 지역 중 음영 지역 또는 재밍이 의심되는 구역등을 식별할 수 있으며, 상기 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)의 위치를 실시간으로 확인할 수 있다. 이를 위해 기준국(110)은 이처럼 대상 지역의 측위 상황에 대해 모니터링 가능한 수단을 포함할 수 있다.
여기서 상기 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)은 자신의 위치를 측정하기 위하 다양한 위치 측정 방식을 사용할 수 있다. 예를 들어 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)은 도 1에서 보이고 있는 것과 같이 GPS 위성들(120a, 120b, 120c, 120d) 중 적어도 일부를 이용하여 자신의 위치를 측정할 수 있다. 또한 만약 기준국(110)에서 상기 네트워크(130)를 통해 전송한 GPS 위치 보정 정보가 있는 경우에는, 상기 GPS 위성들을 이용하여 측정된 위치를, 상기 GPS 위치 보정 정보에 근거하여 보다 정밀하게 보정할 수도 있다(DGPS(Differential GPS) 측위 방식).
또는 상기 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)은 상기 GPS 위성으로부터 위치 정보를 수신할 수 없는 경우, 복수의 전파(다중 전파)를 이용하여 위치를 측정하는 전파 측위 방식을 이용하여 자신의 위치를 측정할 수도 있다. 또는 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)은, 주변에 위치값을 가지고 있는 다른 단말이 일정 개수 이상 있는 경우, 상기 다른 단말들로부터 위치 측정을 위한 정보를 수신하고, 이를 이용하여 위치를 측정할 수도 있다.
여기서 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)이 위치를 측정하는 방식은 모두 각각 서로 다를 수 있다. 이는 상기 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)의 위치가 모두 서로 다르기 때문에 그에 따라 무선 환경 역시 모두 서로 다를 수 있기 때문이다.
이러한 복수의 위치 측정 방식은 기 설정된 조건에 따라 어느 하나가 결정될 수 있다. 그리고 각각의 위치 측정 방식마다 설정된 조건은 서로 다를 수 있다. 예를 들어 GPS 위성을 이용하여 위치를 측정하는 GPS 측위 방식의 경우의 조건은 GPS 위성 신호가 양호한 세기 이상으로 수신되어야 한다는 것이 그 조건이 될 수 있다. 그리고 이를 위해서는 주파수 변이 및 코드 지연 조합을 변경하며 GPS 위성 신호의 상관값(correlation)이 최대값(peak)인 방향을 탐색하여 수신되는 위성 신호를 고정(locking)시켜야 한다.
이러한 경우 GPS 위성의 위성 궤도 및 그와 관련된 부가 정보들이 상기 기준국(110)으로부터 획득가능하거나, 또는 단말(100a, 100b, 100c, 100d 중 어느 하나)에 기 저장된 기존 정보가 활용가능한 경우, 상기 위성 신호를 고정하기 위한 시간은 비교적 짧을 수 있다. 그러나 이와 반대로 GPS 위성의 위성 궤도 및 그와 관련된 부가 정보들이 상기 기준국(110)으로부터 획득 할 수 없거나, 또는 단말(100a, 100b, 100c, 100d 중 어느 하나)에 기 저장된 기존 정보가 활용불가능한 경우, 상기 위성 신호를 고정하기 위한 시간은 보다 오래걸릴 수 있다. 이에 따라 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)은 상기 위성 신호를 고정하기 위한 시간에 근거하여 GPS 측위 방식으로 위치를 측정할 것을 결정할 수 있다.
뿐만 아니라 만약 GPS 방식으로 위치를 측정하는 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)은 보다 정확한 위치 측정을 위해 상기 GPS 방식으로 측정된 위치를 보정할 수도 있다.
예를 들어 본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서, 기준국(110)은 지속적으로 GPS 보정 정보를 상기 네트워크(130)를 통해 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)에 전송할 수 있다. 이러한 경우 상기 복수의 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)이 GPS 측위 방식으로 자신의 위치를 측정하면, 보다 정확한 위치 측정을 위해 상기 기준국(110)으로부터 전송된 GPS 보정 정보에 근거하여 상기 측정된 위치 정보를 보정할 수도 있다(DGPS 측위 방식).
한편, 만약 상기 조건에 근거하여 GPS 측위 방식을 사용하지 못하는 단말의 경우, 해당 단말은 상술한 바와 같이 다른 측위 방식을 사용할 수도 있다. 예를 들어 단말(100a)과 단말(100c)이 GPS 측위 방식을 사용하지 못한다고 가정한 경우, 단말들(100a, 100c)은 다른 측위 방식, 즉 상술한 바와 같이 전파를 이용한 방식(단말(100a)의 경우) 또는 자신의 위치를 알고 있는 주변의 다른 단말을 이용하는 방식(단말(100c)의 경우)을 사용할 수도 있다.
예를 들어 GPS 측위 방식을 사용하지 못하는 경우, 단말(100b 및 100c)은 그에 대한 차선책으로 전파 측위 방식을 사용할 수 있다. 전파 측위 방식은, 기지국 또는 자신의 위치를 알고 있는 다른 단말기에서 송출된 전파가 수신된 시간에 근거하여 자신의 위치를 측정하는 방식으로, 기지국 또는 자신의 위치를 알고 있는 다른 단말기에서 송출된 전파가 탐지된 횟수가 기 설정된 개수 이상이여야만 하며, 탐지되는 전파의 수가 많을수록 정확하게 위치를 측정할 수 있다.
이에 따라 단말(100b 및 100c)은 탐지된 전파의 개수에 따라 전파 측위 방식으로 위치를 측정할지 여부를 결정할 수 있다.
한편, 전파 측위 방식도 사용할 수 없는 경우, 즉 예를 들어 단말(100b)이 전파 측위를 사용하기 위한 조건을 충족시키지 못하는 경우, 단말(100b)은 자신의 위치를 알고 있는 주변의 다른 단말들(100a, 100c, 100d)을 이용할 수도 있다. 이러한 경우 단말(100b)은 주변의 다른 단말들(100a, 100c, 100d)의 위치 정보를 수신하고 이에 근거하여 자신의 위치를 측정할 수도 있다.
이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 측위 정보, 항법 정보, 시각 정보 수집 시스템은 GPS 위성을 이용하는 경우, GPS 보정 정보를 이용하여 보다 정밀한 위치 측정이 이루어지도록 할 수 있으며, 또한 비록 GPS 측위 방식을 사용하지 못하는 경우라도 다른 측위 방식을 이용하여 위치가 측정되도록 함으로써 GPS 음영 지역 또는 GPS 위성 신호의 재밍이 가해지는 지역이라고 하더라도 복수 단말들(100a, 100b, 100c, 100d)의 위치를 측정할 수 있도록 한다.
한편 도 2는 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서, 복수의 단말 중 어느 하나를 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 단말은, 무선 통신부(210), 위치 측정부(220), 메모리(224), 그리고 제어부(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 무선 통신부(210)는 기 설정된 네트워크 연결 방식, 예를 들어 Ad-hoc와 같은 방식으로 적어도 하나의 다른 단말 및 기준국(110)과 무선 연결을 가능하게 한다. 그리고 연결된 네트워크(130)를 통해 기준국(110)과 각종 정보를 교환한다. 예를 들어 무선 통신부(210)는 기준국(110)으로부터 GPS 보정 정보를 수신하거나, 위치 측정부(220)에서 측정된 위치 정보를 기준국(110) 또는 다른 단말에 전송할 수 있다.
메모리(224)는 제어부(200)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 위치 정보 또는 위치 정보를 측정하기 위한 정보 등)을 임시 저장할 수도 있다.
위치 측정부(220)는 위치 측정을 위한 하나 이상의 동작 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어 위치 측정부(220)는 GPS 측위 방식에 따라 복수의 GPS 위성(120a, 120b, 120c)으로부터 위치 정보를 수신하고, 수신된 위치 정보로 위치를 측정하는 동작 모드로 동작할 수 있다. 또한 이처럼 GPS 측위 방식을 이용하여 위치를 측정하는 모드로 동작하는 경우, 상기 위치 측정부(220)는 GPS 보정 정보의 수신 상태에 근거하여 DGPS 측위 방식에 따라 위치를 측정하는 동작 모드로 동작할 수도 있다. 이를 위해 위치 측정부(220)는 GPS 측위 방식에 따라 측정된 위치 정보를 상기 GPS 보정 정보에 따라 보정하기 위한 보정부(222)를 더 포함할 수 있다.
또는 상기 위치 측정부(220)는 전파 측위 방식에 따라 복수의 다른 단말 또는 기지국으로부터 송출된 전파를 탐지하여 그 시간 및 전파 특성에 따라 단말의 위치를 측정하는 동작 모드로 동작할 수도 있다. 또는 상기 위치 측정부(220)는 주변에 위치한 복수의 다른 단말로부터 위치 정보를 요청하고, 요청에 대한 응답으로 수신된 위치 정보를 이용하여 단말의 위치를 측정하는 동작 모드로 동작할 수도 있다.
제어부(200)는 연결된 각 구성 요소를 제어하고, 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(200)는 상기 위치 측정부(220)가 어떤 동작 모드에 따라 동작할 것인지 결정할 수 있다.
예를 들어 제어부(200)는 각 측위 방식에 따라 설정된 조건 및 우선 순위에 근거하여 상기 위치 측정부(220)의 동작 모드를 결정할 수 있다. 만약, 우선 순위가 GPS 측위 방식이 가장 높고, 주변의 다른 단말의 위치값을 이용하는 측위 방식이 우선 순위가 가장 낮게 설정된 경우라면, 제어부(200)는 우선 GPS 측위 방식에 따라 위치를 측정하는 것이 가능한지 여부를 판단한다. 여기서 제어부(200)는 상술한 바와 같이 GPS 위성 신호를 고정하기 위한 신호에 근거하여 GPS 측위 방식을 사용하여 위치를 측정할지 여부를 결정할 수 있다. 그리고 GPS 측의 방식을 사용할 수 있는 경우라면, 제어부(200)는 상기 위치 측정부(220)를 GPS 측위 방식에 따라 위치를 측정하는 동작 모드로 동작시킬 수 있다.
그러나 GPS 측위 방식을 사용할 수 없는 경우라면, 제어부(200)는 다음 우선 순위인 전파 측위 방식을 사용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서 제어부(200)는 상술한 바와 같이, 다른 단말 또는 기지국으로부터 송출된 전파를 탐지한 개수에 따라 이를 판단할 수 있다. 그리고 전파 측위 방식을 사용할 수 있는 경우라면, 제어부(200)는 상기 위치 측정부(220)를 전파 측위 방식을 통해 위치를 측정하는 동작 모드로 동작하도록 제어한다.
그러나 상기 전파 측위 방식도 사용할 수 없는 경우라면, 제어부(200)는 다음 우선 순위의 측위 방식, 즉 주변의 다른 단말의 위치값을 이용하는 측위 방식을 사용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서 제어부(200)는 주변에 위치한 단말들 중 위치값을 알고 있는 단말의 개수에 근거하여 이를 결정할 수 있으며, 이에 따른 동작 모드로 상기 위치 측정부(220)를 동작하도록 할 수도 있다.
한편 이러한 모든 측위 방식을 사용할 수 없는 경우 제어부(200)는 가장 최근에 측정되었던 자신의 위치 정보를, 현재의 위치 정보로 가정할 수도 있다. 이는 현재의 상태가 위치 측정을 할 수 없는 경우, 가장 최근에 측정되었던 위치가 가장 현재 위치에 근접한 위치이기 때문이다.
도 3은 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 복수의 단말 중 어느 한 단말의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 단말(100)의 제어부(200)는 우선 기 설정된 네트워크 연결 방식에 근거하여, 복수의 다른 단말 및 기준국과 네트워크(130)를 형성한다(S300). 여기서 상기 제어부(200)는 다양한 방식의 네트워크로 상기 네트워크(130)를 형성할 수 있다. 예를 들어 상기 네트워크(130)는 기지국이나 액세스 포인트와 같은 기반 네트워크 장치 없이 다른 단말들과 형성되는 Ad-hoc 네트워크 형태로 구성될 수 있다. 또한 제어부(200)는 단말(100)의 전파 환경등을 고려하여 AODV (Ah-hoc On-Demand Distance Vector)나 DSR 등 온-디멘드(on-demand) 방식등에 따른 적응적 라우팅(routing) 기법등을 사용하여 상기 네트워크(130)를 형성할 수 있다.
상기 기준국(110)은 상기 Ad-hoc 네트워크에 접속하여, Ad-hoc 네트워크를 구성하는 단말들이 측정한 위치 정보(또는 이를 포함하는 항법 정보나 시각 동기화 정보)를 수신하거나, 상기 단말들에 필요한 정보(예를 들어 GPS 보정 정보)가 전달되도록 할 수 있다.
제어부(200)는 상기 S300 단계에서 네트워크(130)가 형성되면, 복수의 위치 측정 방식들 중 기 설정된 조건에 부합하는 어느 하나의 위치 측정 방식에 따라 단말(100)의 위치를 측정한다(S302). 여기서 제어부(200)는 복수의 위치 측정 방식들 각각마다 우선 순위를 다르게 설정하고, 우선 순위가 높은 순서대로 조건이 충족되는 어느 하나의 위치 측정 방식을 선택할 수 있다. 그리고 선택된 위치 측정 방식에 따른 동작 모드로 위치 측정부(220)가 동작하도록 할 수 있다. 이하 제어부(200)가 복수의 위치 측정 방식들 중 어느 하나를 선택하는 과정에 대해서는 하기 도 4에서 보다 자세하게 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.
한편 상기 S304 단계에서, 어느 하나의 위치 측정 방식이 선택되고, 단말(100)의 위치가 측정되면, 제어부(200)는 측정된 위치 정보(즉, 측위 정보)를 상기 S300 단계에서 형성된 네트워크(130)를 통해 기준국(110)에 전송한다. 제어부(200)는 기준국(110)의 요청에 따라 위치 정보뿐만 아니라 항법 정보와 시각 동기화 정보를 전송할 수도 있다. 또한 제어부(200)는 상기 위치 정보를 측정한 측위 방식에 대한 정보를 더 포함할 수도 있다. 이에 따라 기준국(110)에서는 수신된 시각 정보에 따라 네트워크(130)에 포함된 복수의 단말들로부터 전송된 정보들을 동기화할 수 있고, 복수의 단말들에 대한 정밀할 위치를 확인할 수 있다. 뿐만 아니라 기준국(110)은 상기 복수의 단말들이 전송한 위치 측정 방식에 근거하여 대상 지역 중 GPS 위성의 위치 정보를 이용할 수 없는 지점을 식별할 수 있으며, 식별된 지점은 음영 지역 또는 적에 의해 GPS 위성 신호의 재밍이 의심되는 지역으로 판단될 수 있다.
한편 도 4는, 상술한 바와 같이 도 3에서 보인 과정 중, 복수의 위치 측정 방식 중 어느 하나를 이용하여 위치를 측정하는 과정을 보다 자세하게 보이고 있는 것이다.
예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템에서, 단말들은, GPS 위성 정보를 이용하여 위치를 측정하는 GPS 측위 방식, 전파 측위 방식, 그리고 주변의 다른 단말의 위치값을 이용하는 측위 방식의 순서대로 우선 순위가 높게 설정할 수도 있다. 도 4는 이러한 예를 보이고 있는 것이다.
도 4를 참조하여 살펴보면, 이러한 경우 제어부(200)는 S300 단계에서 네트워크(130)가 형성되면, 우선 GPS 위성 신호 고정에 소요된 시간이 기 설정된 시간 미만인지 여부를 판단할 수 있다(S400). 여기서 상기 기 설정된 시간은 GPS 위성의 궤도 및 GPS 위성과 관련된 부가 정보(이하 GPS 위성 정보라고 칭한다.)가 기준국(110)으로부터 획득가능하거나 단말(100)에 기 저장되어 있는지 여부에 따라 다르게 설정될 수 있다.
예를 들어 상기 GPS 위성 정보가 기준국(110)으로부터 획득가능하거나, 또는 단말(100)에 기 저장된 정보를 활용가능한 경우, 상기 기 설정된 시간은 보다 짧을 수 있다. 그러나 상기 GPS 위성 정보가 기준국(110)으로부터 획득가능하지 않거나, 또는 단말(100)에 기 저장된 정보를 활용할 수 없는 경우 상기 기 설정된 시간은 보다 길 수 있다. 이는, 상기 GPS 위성 정보가 기준국(110)으로부터 획득가능하거나, 또는 단말(100)에 기 저장된 정보를 활용가능한 경우 GPS 위성 신호를 고정하는데 소요되는 시간이 보다 짧을 수 있기 때문이다.
그리고 상기 S400 단계의 판단 결과, GPS 위성 신호 고정에 소요된 시간이 기 설정된 시간 미만인 경우, 제어부(200)는 복수의 GPS 위성으로부터 수신되는 위성 정보들을 이용하여 단말(100)의 위치를 측정한다. 그리고 상기 S304 단계로 진행하여 측정된 자신의 위치 정보를 포함하는 정보를 네트워크(130)를 통해 기준국(110)에 전달한다.
그러나 만약 상기 S402 단계의 판단 결과, 기 설정된 시간 이상 GPS 위성 신호 고정에 소요되는 경우, 제어부(200)는 다음 우선 순위의 측위 방식을 선택한다. 여기서 다음 우선 순위의 측위 방식은 전파 측위 방식으로 설정된 상태이므로, 제어부(200)는 상기 S402 단계의 판단 결과, 기 설정된 시간 이상 GPS 위성 신호 고정에 소요되는 경우, 전파 측위 방식을 사용하기 위해 필요한 다중 전파의 개수가 충분한지 여부를 판단한다(S410).
상기 S410 단계의 판단 결과, 필요한 다중 전파의 개수가 충분한 경우라면, 제어부(200)는 다중 전파를 이용하여 자신의 위치를 측정한다. 즉, 제어부(200)는 다시 탐지된 다중 전파들을 이용하여 전파 측위 방식에 따라 단말(100)의 위치를 측정한다(S412). 그리고 상기 S304 단계로 진행하여 측정된 자신의 위치 정보를 포함하는 정보를 네트워크(130)를 통해 기준국(110)에 전달한다. 여기서 제어부(200)는 현재 측정된 위치가 GPS 위성을 이용한 것이 아니라 전파 측위 방식을 통해 측정된 것임을 알리는 정보가 포함되도록 할 수도 있다.
그러나 상기 S410 단계의 판단 결과, 탐지된 다중 전파의 수가 필요한 개수가 충분하지 않은 경우, 제어부(200)는 전파 측위 방식을 사용할 수 없다고 판단하고, 다음 우선 순위에 따른 측위 방식, 즉 주변에 위치한 복수의 다른 단말의 위치값을 이용하는 방법을 선택할 수 있다. 이를 위해 제어부(200)는 상기 S410 단계의 판단 결과, 탐지된 다중 전파의 수가 필요한 개수가 충분하지 않은 경우, 위치 측정과 관련된 정보, 즉 자신의 위치값을 가진 다른 단말의 개수가 주변에 충분히 있는지를 판단한다(S420).
그리고 상기 S420 단계의 판단 결과, 자신의 위치를 알고 있는 다른 단말의 개수가 단말(100) 주변에 충분히 있다면, 상기 다른 단말들로부터 위치 정보를 요청하고, 수신되는 위치 정보를 이용하여 단말(100)의 위치를 측정한다(S422). 그리고 상기 S304 단계로 진행하여 측정된 자신의 위치 정보를 포함하는 정보를 네트워크(130)를 통해 기준국(110)에 전달한다. 여기서 제어부(200)는 현재 측정된 위치가 GPS 위성을 이용한 것이 아니라 주변의 다른 단말들을 통해 측정된 것임을 알리는 정보가 포함되도록 할 수도 있다.
한편 상기 S420 단계의 판단 결과, 자신의 위치를 알고 있는 다른 단말의 개수가 단말(100) 주변에 충분히 있지 않은 경우라면, 제어부(200)는 다음 우선 순위에 따른 측위 방식을 선택할 수 있다. 그러나 더 이상의 측위 방식이 설정되어 있지 않은 경우라면, 제어부(200)는 가장 최근에 측정된 위치를 현재위 위치로 측정할 수도 있다(S424). 이러한 경우 가장 최근에 측정된 위치가 상기 S304 단계에서 기준국(110)에 전달될 수 있다. 또한 제어부(200)는 상기 위치 정보가 가장 최근에 측정된 위치 정보이며, 현재 위치를 측정할 수 없는 상태임을 알리는 정보를 기준국(110)에 전달할 수도 있다.
한편, 상술한 바에 의하면, GPS 위성으로부터 수신되는 위성 정보를 이용하여 위치를 측정하는 경우, GPS 보정 정보의 수신 상태에 근거하여 보다 정밀하게 위치를 측정(DGPS 측위 방식)할 수도 있음을 언급한 바 있다.
도 5는, 도 4에서 보인 과정 중, GPS 위성을 이용하는 방식에 따라 위치를 측정하는 경우, 이처럼 보다 정밀하게 위치를 측정하는 과정을 도시한 것이다.
도 5를 참조하여 살펴보면, 상기 S400 단계의 판단 결과 GPS 위성 신호 고정에 소요된 시간이 기 설정된 시간 미만인 경우, 제어부(200)는 복수의 GPS 위성들의 위성 신호를 고정하여, 복수의 GPS 위성들로부터 위치 정보를 수신할 수 있다(S500). 그리고 제어부(200)는 수신된 위치 정보들을 이용하여 단말(100)의 위치를 측정할 수 있다.
그리고 제어부(200)는 GPS 보정 정보의 수신 상태가 기 설정된 조건에 부합하는지 여부를 판단할 수 있다(S504). 여기서 GPS 보정 정보는 상기 기준국(110)에서 전송되어 네트워크(130)를 통해 단말(100)에 전달될 수 있으며, 일정 시간을 기준으로 지속적으로 업데이트될 수 있다. 이러한 경우 제어부(200)는 상기 GPS 보정 정보가 업데이트되는 주기를 체크할 수 있으며, 상기 업데이트 주기에 근거하여 현재 단말(100)에 저장된 GPS 보정 정보가 유효한지 여부를 판단할 수 있다.
따라서 제어부(200)는 GPS 보정 정보의 수신 상태, 즉 단말(100)에 유효한 GPS 보정 정보가 수신되었는지 여부에 근거하여, DGPS 측위 방식에 따라 단말(100)의 위치를 측정할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 상기 S504 단계의 판단 결과, 단말(100)에 유효한 GPS 보정 정보가 수신된 경우가 아닐 경우, 바로 상기 S304 단계로 진행하여 GPS 측위 방식에 따라 측정된 위치 정보를 포함하는 정보를 기준국(110)에 전송한다.
그러나 제어부(200)는 상기 S504 단계의 판단 결과, 단말(100)에 유효한 GPS 보정 정보가 수신된 상태인 경우, DGPS 측위 방식에 따라, 상기 유효한 GPS 보정 정보에 근거하여 상기 GPS 측위 방식에 따라 측정된 위치 정보를 보정한다(S506). 이 경우, 단말(100)의 위치는 유효한 GPS 보정 정보에 따라 보다 정밀하게 측정될 수 있다. 그리고 보정된 위치 정보는 S304 단계에서 다른 정보와 함께 기준국(110)에 전송될 수 있다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예에서는 GPS 측위 방식, 전파 측위 방식, 주변의다른 단말의 위치값을 이용한 측위 방식 중 어느 하나를 이용하여 단말이 위치를 측정하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이는 본 발명의 실시 예일 뿐 얼마든지 다른 측위 방식이 사용될 수도 있음은 물론이다. 또한 본 발명에서 언급된 측위 방식들에 설정된 우선 순위 역시 사용자의 선택에 따라 얼마든지 변경될 수 있음은 물론이다.
따라서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100a, 100b, 100c, 100d : 복수의 단말
110 : 기준국
120a, 120b, 120c : 복수의 GPS 위성
130 : 네트워크

Claims (10)

  1. 기 설정된 네트워크를 통해 서로 연결되며, 복수의 위치 측정 방식 중 어느 하나에 따라 자신의 위치를 측정하는 복수의 단말; 및,
    상기 네트워크를 통해 상기 복수의 단말 각각이 측정한 위치 정보 및 이를 포함하는 정보들을 수신하고, 수신된 정보를 기반으로 상기 복수의 단말이 위치한 대상 지역의 측위 상황을 판단하는 기준국을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 단말 중 어느 하나의 단말은,
    상기 기 설정된 네트워크 연결 방식을 통해 다른 단말 및 상기 기준국과 연결하기 위한 통신부;
    복수의 GPS 위성을 이용하는 제1 모드, 기지국 또는 위치를 알고 있는 다른 단말로부터 송출된 전파를 이용하는 제2 모드 및 주변에 위치한 복수의 단말로부터 측정된 위치 정보를 이용하는 제3 모드 중 적어도 하나의 동작 모드로 동작하여 현재의 위치를 측정하는 위치 측정부; 및,
    상기 제1 모드 내지 제3 모드에 각각 설정된 조건의 충족 여부에 따라 상기 제1 모드 내지 제3 모드 중 어느 하나의 동작 모드로 동작하도록 상기 위치 측정부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 모드로 동작하기 위한 조건은,
    상기 복수의 GPS 위성들로부터 수신되는 신호를 고정(locking)하기 위해 필요한 시간이며,
    상기 제2 모드로 동작하기 위한 조건은,
    위치 측정을 위해 필요한 전파의 개수 및 현재 탐지된 전파의 개수이고,
    상기 제3 모드로 동작하기 위한 조건은,
    주변에 위치한 단말 중 위치 측정에 필요한 정보를 송신할 수 있는 단말의 개수임을 특징으로 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기준국은,
    상기 네트워크를 통해 GPS 보정 정보를 전송하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 방식을 이용하여 상기 위치 측정부가 현재의 위치를 측정하는 경우, 상기 GPS 보정 정보의 업데이트 주기가 기 설정된 시간 이하인지 여부에 근거하여, 상기 복수의 GPS 위성을 이용하여 측정된 위치 정보를 상기 보정 정보에 근거하여 보정하는 제4 동작 모드로 동작하도록 상기 위치 측정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기준국은,
    상기 복수의 단말로부터 수신된 상기 위치 정보 및 이를 포함하는 정보를 기반으로, 상기 대상 지역 내의 아군 위치 및, 음영 지역 또는 재밍(jamming) 의심 지역을 판단하는 것을 특징으로 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기 설정된 네트워크는,
    애드 혹(Ad-hoc) 네트워크임을 특징으로 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 시스템.
  7. 기 설정된 네트워크 연결 방식에 근거하여 복수의 단말 및 기준국이 네트워크를 형성하는 단계;
    상기 복수의 각 단말이, 서로 다른 복수의 위치 측정 방식 중 어느 하나에 따라 위치를 측정하는 단계;
    상기 복수의 각 단말이, 상기 측정된 위치 정보를 포함하는 정보를 상기 기준국에 전송하는 단계; 및,
    상기 기준국이, 복수의 단말로부터 수신된 정보를 기반으로, 대상 지역 내의 아군 위치 및, 음영 지역 또는 재밍(jamming) 의심 지역을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 위치 측정 방식은,
    복수의 GPS 위성을 이용하는 방식, 기지국 또는 위치를 알고 있는 다른 단말로부터 송출된 전파를 이용하는 방식 또는 주변에 위치한 적어도 하나의 다른 단말을 이용하는 방식임을 특징으로 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 각 단말이 위치를 측정하는 단계는,
    상기 복수의 각 단말이,
    상기 복수의 GPS 위성들로부터 수신되는 신호를 고정(locking)하기 위해 필요한 시간, 위치 측정을 위해 필요한 전파의 개수 및 현재 탐지된 전파의 개수, 및 주변에 위치한 단말 중 위치 측정에 필요한 정보를 송신할 수 있는 단말의 개수 중 어느 하나에 근거하여, 상기 복수의 위치 측정 방식 중 어느 하나를 통해 위치를 측정하는 단계임을 특징으로 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 네트워크를 형성하는 단계는,
    상기 기준국이 상기 형성된 네트워크를 통해 GPS 보정 정보를 상기 복수의 단말에 전송하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 각 단말이 위치를 측정하는 단계는,
    상기 복수의 GPS 위성을 이용하여 위치를 측정하는 경우, 상기 GPS 보정 정보가 수신되는 신호의 주기가 기 설정된 시간 이하인지 여부에 근거하여, 상기 GPS 보정 정보에 근거하여 상기 복수의 GPS 위성을 이용하여 측정된 위치를 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측위, 항법, 시각 정보 수집 방법.
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