KR20180061823A - System and Method for Estimating Road condition using GPS Signal - Google Patents

System and Method for Estimating Road condition using GPS Signal Download PDF

Info

Publication number
KR20180061823A
KR20180061823A KR1020160161402A KR20160161402A KR20180061823A KR 20180061823 A KR20180061823 A KR 20180061823A KR 1020160161402 A KR1020160161402 A KR 1020160161402A KR 20160161402 A KR20160161402 A KR 20160161402A KR 20180061823 A KR20180061823 A KR 20180061823A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gps
npri
ground state
gps signal
signal
Prior art date
Application number
KR1020160161402A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101923208B1 (en
Inventor
홍성욱
Original Assignee
세종대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세종대학교산학협력단 filed Critical 세종대학교산학협력단
Priority to KR1020160161402A priority Critical patent/KR101923208B1/en
Publication of KR20180061823A publication Critical patent/KR20180061823A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101923208B1 publication Critical patent/KR101923208B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8803Visual inspection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/14Receivers specially adapted for specific applications
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13Receivers
    • G01S19/24Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8848Polarisation of light

Abstract

Provided are a method and system for notifying a road user of a real-time detection result by dividing a road state into ice, snow, wet, dry, and the like using reflectivity of a GPS microwave signal and a refractive index of a material. The present invention can prevent human loss and property loss due to traffic accidents by predicting and predicting major causes of winter traffic accidents such as black ice. In addition, the present invention can be used as weather observation information by detecting a snowy area and more accurately detecting a sea ice point by dividing the road state into snow, ice, and water.

Description

GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 방법 및 시스템{System and Method for Estimating Road condition using GPS Signal}Technical Field [0001] The present invention relates to a method and system for estimating a ground state using a GPS signal,

본 개시는 지면 상태 추정 방법 및 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 GPS 신호를 이용하여 도로 상태를 추정하는 기술에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present disclosure relates to a method and system for estimating a ground state, and more particularly, to a technique for estimating a road state using a GPS signal.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the contents set forth in this section are not prior art to the claims of this application and are not to be construed as prior art to be included in this section.

매년 겨울철에 발생하는 '블랙아이스' 현상은 도로 위에 눈에 보이지 않는 빙판길을 만들어 매우 위험한 교통사고를 일으킨다. 블랙아이스는 투명한 얼음이 아스팔트 위를 마치 코팅한 것처럼 뒤덮어 운전자의 눈에는 도로에 얼음이 없는 건조한 상태로 보이는 현상이다. 비는 영상의 기온에서 내리지만 지상 기온이 영하이고 도로의 표면온도가 기온보다 더 낮은 영하까지 떨어지면 비가 내리는 순간 바닥에 얼게 된다. 블랙아이스는 주로 겨울철 기온이 낮은 새벽이나 아침에 그늘진 도로에서 자주 발생하며, 육안으로 보기에는 도로 색과 유사하거나 살짝 젖어 있는 방식으로 보이기 때문에 많은 운전자의 실수를 유발한다. 최근 경찰청이 조사한 최근 5년간 눈길교통사고는 7236건 가운데 사망자 892명 중 블랙아이스로 인한 사망자는 706명에 달했다 (뉴시스, 2014년 12월 11일)고 한다.The 'black ice' phenomenon, which occurs every winter, creates an invisible ice road on the road, causing a very dangerous traffic accident. Black ice is a phenomenon in which transparent ice covers over asphalt as if it were coated, and the driver's eyes appear dry without ice on the road. The rain falls from the image temperature, but when the surface temperature falls below zero and the surface temperature of the road falls below zero, it freezes on the floor as it rains. Black ice occurs frequently on shady roads at dawn or in the morning with low temperatures in the winter, and is often seen in a way similar to or slightly wetted by road colors, causing many drivers to make mistakes. Recently, the National Police Agency has investigated 706 traffic accidents in the past five years, out of 7,236 deaths. Among the 892 deaths, 706 people died from black ice (NewSis, Dec. 11, 2014).

1. 한국 특허공개 제 10-2014-0169747호 (2014.12.01)1. Korean Patent Publication No. 10-2014-0169747 (December 1, 2014) 2. 한국 특허공개 제 10-2014-0009744호 (2014.01.27)2. Korean Patent Publication No. 10-2014-0009744 (Apr. 21, 2014)

GPS 마이크로파 신호 및 물질의 굴절지수 값에 따른 반사도를 이용하여, 도로 상태를 결빙(ice), 눈(snow), 젖어있는 (Wet), 건조 (dry) 상태 등으로 구분한 실시간 탐지 결과를 미리 도로 사용자들에 알리는 방법 및 시스템을 제공한다.Real-time detection results are obtained by dividing the road state into ice, snow, wet, dry, and the like using the reflectivity of the GPS microwave signal and the refractive index of the material. A method and system for informing users is provided.

실시예에 따른 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 장치는 GPS 신호를 포함하는 위성관측정보 및 대상 관측지점에서 관측된 RHCP(Right Hand Circular Polarization), LHCP(Left Hand Circular Polarization)를 포함하는 GPS 편광 별 반사신호를 수신하는 위성자료 수집모듈; GPS 신호와 GPS 편광 별 반사신호를 처리하여 정규화된 편광 반사 신호인 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index)를 산출하는 GPS 신호 처리모듈; 및 산출된 NPRI와 기 저장된 참조 NPRI를 비교하여 비교 결과에 따라 지면상태를 결빙(ice), 눈(snow), 젖어있는 (Wet) 또는 건조 (dry)상태로 판별하는 지면상태 결정모듈; 을 포함한다.The ground state estimating apparatus using the GPS signal according to the embodiment includes GPS observation information including GPS signals and right hand circular polarization (RHCP) and left hand circular polarization (LHCP) observed at a target observation point, A satellite data collection module for receiving a signal; A GPS signal processing module for processing a GPS signal and a reflection signal for each GPS polarized light to calculate a normalized polarization reflection index (NPRI), which is a normalized polarized reflection signal; And a ground state determination module for comparing the calculated NPRI with the previously stored reference NPRI and determining the ground state as ice, snow, wet, or dry according to the comparison result; .

다른 실시예에 따른 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 방법은 (A) 위성자료 수집모듈에서 GPS 신호를 포함하는 위성관측정보 및 대상 관측지점에서 관측된 RHCP(Right Hand Circular Polarization), LHCP(Left Hand Circular Polarization)를 포함하는 GPS 편광 별 반사신호를 수신하는 단계; (B) GPS신호 처리모듈에서 GPS 신호 및 GPS 편광 별 반사신호를 처리하여 정규화된 편광 반사 신호인 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index)를 산출하는 단계; 및 (C) 산출된 NPRI와 기 저장된 참조 NPRI를 비교하여 비교 결과에 따라 지면상태를 결빙(ice), 눈(snow), 젖어있는 (Wet) 또는 건조 (dry) 상태로 판별하는 단계; 를 포함한다.(A) a satellite data collection module for collecting satellite observation information including a GPS signal and a right hand circular polarization (RHCP), a left hand circular Receiving a reflection signal by GPS polarized light including a polarization; (B) calculating a normalized polarization reflection index (NPRI), which is a normalized polarized reflection signal, by processing a GPS signal and a reflection signal for each GPS polarized light in a GPS signal processing module; And (C) comparing the calculated NPRI with the previously stored reference NPRI and determining the ground state as ice, snow, wet or dry according to the comparison result; .

본 개시를 통해 겨울철 교통사고의 주 원인인 블랙아이스를 미리 탐지하여 예측함으로써, 교통사고로 인한 인명 손실 및 재산 손실을 예방할 수 있다. 또한 지면 상태를 눈, 얼음, 물 등으로 구분함으로써, 적설 영역을 탐지하고, 해빙 시점을 보다 정확하게 탐지하여 기상관측 정보로도 이용 할 수 있다. Through this disclosure, it is possible to prevent loss of lives and property loss caused by traffic accidents by predicting and predicting black ice, which is the main cause of traffic accidents in winter, Also, by dividing the ground state into snow, ice, water, etc., it is possible to detect the snowy area and to detect the sea ice point more precisely and use it as weather observation information.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 실시예에 따른 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 장치의 구성을 나타낸 블록도
도 2는 실시예에 따른 위성자료 수집모듈(110)의 구성도
도 3은 실시예에 따른 GPS 신호 처리 모듈(130) 구성도
도 4는 물질 별 굴절 지수 표
도 5는 실시예에 따른 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 방법을 나타낸 흐름도
도 6은 실시예에 따른 신호 처리 단계(S120)의 세부 과정을 설명하기 위한 흐름도
도 7a는 실시예에 따른 물, 얼음, 눈, 토양에 대해 각각 이론적으로 계산된 NPRI를 GPS 신호 입사각 별로 나타낸 도면
도 7b는 실시예에 따라 GPS 신호로 토양 상태 별 NPRI를 측정한 결과
도 7c는 아스팔트 도로 위에 물을 뿌리고 얼음으로 상태가 변화하는 과정에서 GPS 신호를 이용하여 NPRI 값을 도출한 그래프
도 8은 실시예에 따라 GPS 신호를 이용한 지면 상태 판별 시스템의 소프트웨어 구현 예
1 is a block diagram showing a configuration of a ground state estimating apparatus using GPS signals according to an embodiment
2 is a block diagram of a satellite data collection module 110 according to an embodiment.
3 is a block diagram of the GPS signal processing module 130 according to the embodiment.
FIG. 4 is a graph showing the index of refraction index
5 is a flowchart illustrating a ground state estimation method using a GPS signal according to an embodiment.
6 is a flowchart for explaining a detailed process of the signal processing step S120 according to the embodiment
7A is a graph showing NPRI calculated theoretically for each of water, ice, snow, and soil according to the embodiment by the incidence angle of the GPS signal
FIG. 7B is a graph showing the results of measurement of NPRI by soil condition using GPS signals according to the embodiment
FIG. 7c is a graph showing the NPRI values obtained by using GPS signals in the process of spraying water on the asphalt road and changing the state with ice
8 is a software implementation example of a ground state determination system using a GPS signal according to an embodiment

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like numbers refer to like elements throughout.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1은 실시예에 따른 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.     1 is a block diagram showing the configuration of a ground state estimating apparatus using a GPS signal according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 지면 상태 추정 장치는 위성자료 수집모듈(110), GPS 신호처리 모듈(130) 및 지면상태 결정모듈(150)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 실시예에 따른 GPS 신호를 이용한 지면 상태 추정 시스템은 GPS 신호를 수집하는 위성자료 수집 장치와 수집된 GPS 신호를 처리하는 신호 처리 장치로 구성될 수 있다.     Referring to FIG. 1, the ground state estimating apparatus may include a satellite data collecting module 110, a GPS signal processing module 130, and a ground state determining module 150. In addition, the ground state estimation system using the GPS signal according to the embodiment may include a satellite data collection device for collecting GPS signals and a signal processing device for processing collected GPS signals.

본 명세서에서 사용되는 '모듈' 이라는 용어는 사용된 문맥에 따라서, 소프트웨어, 하드웨어 또는 그 조합을 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 소프트웨어는 기계어, 펌웨어(firmware), 임베디드코드(embedded code), 및 애플리케이션 소프트웨어일 수 있다. 또 다른 예로, 하드웨어는 회로, 프로세서, 컴퓨터, 집적 회로, 집적 회로 코어, 센서, 멤스(MEMS; Micro-Electro-Mechanical System), 수동 디바이스, 또는 그 조합일 수 있다.The term " module " as used herein should be interpreted to include software, hardware, or a combination thereof, depending on the context in which it is used. For example, the software may be machine language, firmware, embedded code, and application software. As another example, the hardware may be a circuit, a processor, a computer, an integrated circuit, an integrated circuit core, a sensor, a micro-electro-mechanical system (MEMS), a passive device, or a combination thereof.

위성자료 수집모듈(110)은 GPS 신호를 포함하는 위성관측정보를 수신 후 수집한다. The satellite data collection module 110 receives and collects satellite observation information including GPS signals.

GPS 신호 처리모듈(130)은 GPS 편광 반사신호를 처리하여 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index)를 산출한다. 실시예에 따른, GPS 편광 반사신호는 대상 관측지점에서 관측된 RHCP(Right Hand Circular Polarization) 및 LHCP(Left Hand Circular Polarization)를 포함한다. RHCP 및 LHCP는 GPS 신호의 각종 반사신호로서, 안테나로부터 복사된 전자파의 진행 방향에 대해 직각인 단면 내에서 주기적으로 회전하는 편파신호이다. 크기가 같고 위상이 90도 다른 수평 편파와 수직 편파를 조합시키면 그 합성 벡터가 원을 그리기 때문에 원 편파가 생기는데, 시계 방향으로 회전하면 우선회 편파(Right Hand Circular Polarization), 시계 반대 방향으로 회전하면 좌선회 편파 Left Hand Circular Polarization)라고 한다. 실시예에서 RHCP 및 LHCP는 시간과 거리 같이 편파 면이 수평, 수직, 수평으로 나선형의 모습으로 변화하면서 전해지는 우선회 편파 및 좌선회 편파를 포함하는 각종 편파 신호이다. 구체적으로 RHCP 및 LHCP는, 광파의 전기 변위 벡터(또는 자기장 변위 벡터)의 진동 방향이 원 진동인 원 편광신호(circular polarization), 안테나로부터 복사된 전자파의 진행 방향에 대해 직각인 단면 내에서 주기적으로 회전하는 원 편파 신호, 직선 편광의 편향 면이 빛의 진행 방향을 축으로 하여 일정한 각속도로 회전하는 원 분극 신호 등 GPS 신호의 각종 반사신호를 포함할 수 있다. The GPS signal processing module 130 processes the GPS polarized reflection signal to calculate a Normalized Polarization Reflectance Index (NPRI). According to an embodiment, the GPS polarized reflection signal includes Right Hand Circular Polarization (RHCP) and Left Hand Circular Polarization (LHCP) observed at the object observation point. RHCP and LHCP are various reflection signals of GPS signals and are polarization signals that periodically rotate within a cross section perpendicular to the traveling direction of the electromagnetic wave radiated from the antenna. If we combine horizontal and vertical polarizations with the same size and phase difference of 90 degrees, the resultant circular vector will form a circle, so that when it rotates clockwise, it will be Right Hand Circular Polarization, Left Hand Circular Polarization). In the embodiment, RHCP and LHCP are various polarized signals including a right-handed circularly polarized wave and a left-handed circularly polarized wave which are transmitted while the polarization plane changes horizontally, vertically and horizontally into a spiral shape like time and distance. Specifically, the RHCP and the LHCP are designed so that the oscillation direction of the electric displacement vector (or the magnetic field displacement vector) of the light wave is circularly polarized in the cross section perpendicular to the traveling direction of the electromagnetic wave radiated from the antenna, A rotating circular polarized signal, and a circular polarized signal in which the deflecting surface of the linear polarized light rotates at a constant angular velocity about the traveling direction of the light.

지면상태 결정모듈(150)은 GPS 신호의 반사신호에 의해 산출된 정규화된 편광 반사 신호인 NPRI와 기 저장된 참조 NPRI를 비교하여 비교 결과에 따라 지면상태를 결빙(ice), 눈(snow), 젖어있는 (Wet), 건조 (dry) 상태 등으로 판별한다. 또한, 지면상태 결정모듈(150)은 도 4에 도시된 물질 별 굴절 지수를 이용하여 지면 상태에 따른 참조 NPRI를 추출하고, 추출된 NPRI와 실시간 GPS 위성 반사도 관측 값을 통해 추출된 NPRI 값을 비교하여, 비교 결과에 따라 지면 상태를 판단할 수 있다.The ground state determination module 150 compares the NPRI, which is the normalized polarized reflection signal calculated by the reflection signal of the GPS signal, with the previously stored reference NPRI, and compares the ground state with ice, snow, (Wet), dry (dry) state, and the like. The ground state determination module 150 extracts the reference NPRI according to the ground state using the material-specific refractive index shown in FIG. 4, and compares the extracted NPRI with the extracted NPRI through the real-time GPS satellite reflectivity observation value And the ground state can be determined based on the comparison result.

도 2는 실시예에 따른 위성자료 수집모듈(110)의 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a satellite data collection module 110 according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 실시예에 따른 위성자료 수집모듈(110)은 반사된 편광 신호를 수신하는 RHCP 및 LHCP와 같은 편광 신호(반사신호) 및 GPS 신호(직접신호) 가 입력되는 하드웨어 플랫폼(131) 및 신호 처리부(133)를 포함하여 구성될 수 있다. 실시예에 따른 GPS 신호를 이용한 지면 상태 판단 시스템에서는 위성자료 수집 모듈이 위성자료 수집 장치로 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 위성자료 수집 장치(110)는 반사신호(reflected signal) 수집부(111)및 신호수집부(113)를 구비하여 구성될 수 있다.2, the satellite data collection module 110 according to the embodiment includes a hardware platform 131 (see FIG. 1) in which polarized signals (reflected signals) and GPS signals (direct signals) such as RHCP and LHCP receiving reflected polarized signals are input. And a signal processing unit 133. [0031] In the ground state determination system using the GPS signal according to the embodiment, the satellite data collection module can be implemented as a satellite data collection device. As shown in FIG. 2, the satellite data collecting apparatus 110 may include a reflected signal collecting unit 111 and a signal collecting unit 113.

실시예에 있어서, 신호 수집부(113)는 GPS 신호 (directed signal)를 수집한다. GPS(Global Positioning System)는 전 세계에서 무료로 사용되는 범 지구위성항법 시스템으로, 무기유도, 항법, 측량, 지도제작, 측지, 시각 동기 등 다양한 목적으로 사용된다. GPS에서는 약 20,1832km를 도는 여러 인공위성에서 발신하는 마이크로파를 GPS 수신기에서 수신하여 수신기의 위치 벡터를 결정한다. 각각의 GPS위성은 지상의 한 점을 하루에 한번 통과하게 되며 GPS궤도는 지상에서 최소한 여섯 개의 GPS 위성을 관측할 수 있도록 배열되어 있다. GPS 수신기는 GPS위성에서 송신하는 주파수에 동조된 안테나, 수정 발진기 등을 이용해 수신된 신호를 처리하고 신호 처리부에서 수신기 위치의 좌표와 속도 벡터 등을 계산하고 계산된 결과를 출력한다. 실시예에서는 마이크로파를 포함하는 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기에서 관측된 GPS 신호를 입력 정보로 처리하여 지면 상태를 물, 얼음, 아이스 상태 등으로 구별하여 탐지할 수 있도록 한다. In the embodiment, the signal collecting unit 113 collects a GPS signal (directed signal). Global Positioning System (GPS) is a global satellite navigation system that is used around the world for various purposes such as weapon guidance, navigation, surveying, cartography, geodesy, and time synchronization. In the GPS, the GPS receiver receives the microwave from several satellites traveling at about 20,1832 km and determines the position vector of the receiver. Each GPS satellite passes a point on the ground once a day and the GPS orbit is arranged to observe at least six GPS satellites on the ground. The GPS receiver processes the received signal using an antenna tuned to the frequency transmitted from the GPS satellite, a crystal oscillator, etc., calculates the coordinates and velocity vector of the receiver position in the signal processing unit, and outputs the calculated result. In the embodiment, the GPS signal observed by the GPS receiver receiving the GPS signal including the microwave is processed as input information, so that the ground state can be distinguished by water, ice, iced state, or the like.

반사 신호(reflected signal) 수집부(111)는 GPS 신호의 편광 반사신호를 수집한다. 편광 반사 신호에는 대상 관측지점에서 관측된 RHCP(Right Hand Circular Polarization) 및 LHCP(Left Hand Circular Polarization)가 포함될 수 있다. RHCP 및 LHCP는 GPS 신호의 각종 반사신호로서 안테나로부터 복사된 전자파의 진행 방향에 대해 직각인 단면 내에서 주기적으로 회전하는 편파신호이다. RHCP 는 시계방향으로 회전하는 우선회 편파, LHCP 는 반 시계 방향으로 회전하는 좌 선회편파 신호이다. 도 3은 실시예에 따른 GPS 신호 처리 모듈(130)의 구성도이다. A reflected signal collection unit 111 collects the polarized reflection signal of the GPS signal. The polarized reflection signal may include Right Hand Circular Polarization (RHCP) and Left Hand Circular Polarization (LHCP) observed at the object observation point. RHCP and LHCP are polarized signals that periodically rotate within a cross section orthogonal to the traveling direction of electromagnetic waves radiated from the antenna as various reflection signals of the GPS signal. RHCP is a right-handed circularly polarized signal rotating clockwise, and LHCP is a left-handed circularly polarized signal rotating counterclockwise. 3 is a block diagram of the GPS signal processing module 130 according to the embodiment.

도 3을 참조하면, GPS 신호처리 모듈(130)은 SNR(Signal Noise Ratio)변환부(131), 반사도 산출부(133) 및 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index) 산출부(135)를 포함하여 구성될 수 있다. 3, the GPS signal processing module 130 includes a SNR (Signal to Noise Ratio) conversion unit 131, a reflectivity calculation unit 133, and a NPRI (Normalized Polarization Reflectance Index) calculation unit 135 .

SNR 변환부(131)는 아래 수식 1을 이용하여 위성자료 수집부로부터 전달 받은 GPS 신호를 통해 반송파와 잡음 비율인 C/N (Carrier to Noise Density)을 SNR 로 변환한다. The SNR converter 131 converts the carrier to a SNR (Carrier to Noise Density), which is a noise ratio, using the GPS signal received from the satellite data collecting unit using Equation 1 below.

(수식 1)

Figure pat00001
(Equation 1)
Figure pat00001

이후 반사도 산출부(133)는 SNR 변환부에서 변환된 SNR을 수식 2 및 수식 3을 통해 SNR의 비율로 LHCP(Left Hand Circular Polarization) 와 RHCP(Right Hand Circular Polarization) 의 반사도(

Figure pat00002
,
Figure pat00003
)를 각각 산출한다.The reflectivity calculator 133 then calculates the SNR converted by the SNR converter using the left hand circular polarization (LHCP) and right hand circular polarization (RHCP)
Figure pat00002
,
Figure pat00003
Respectively.

(수식 2) (Equation 2)

Figure pat00004
(for LHCP)
Figure pat00004
(for LHCP)

(수식 3)(Equation 3)

Figure pat00005
(for RHCP)
Figure pat00005
(for RHCP)

NPRI 산출부(135)는 수식 4를 통해 산출되는 GPS 인공위성을 이용한 편광 별 지면 반사도 관계를 나타내는 지수인 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index)를 산출한다.The NPRI calculation unit 135 calculates an NPRI (Normalized Polarization Reflectance Index), which is an index representing the ground surface reflectivity relationship of the polarized light using the GPS satellite calculated through the equation (4).

(수식 4)(Equation 4)

Figure pat00006
Figure pat00006

본 개시에서는 GPS 신호를 이용해 산출한 NPRI 와 기 저장된 지면 상태 별 NPRI 를 비교하여 비교 결과에 따라 지면 상태를 물, 얼음, 건조, 젖음 등으로 판단할 수 있다. In the present disclosure, the NPRI calculated using the GPS signal is compared with the NPRI according to the stored ground state, and the ground state can be determined by water, ice, drying, wetting, etc. according to the comparison result.

이하에서는 GPS 신호를 이용한 지면상태 판단 방법에 대해서 차례로 설명한다. 지면 상태 판단 방법의 작용(기능)은 데이터 표시 장치 및 시스템상의 기능과 본질적으로 같은 것이므로 도 1 내지 도 4와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, a ground state determination method using GPS signals will be described in turn. Since the function (function) of the ground state determination method is essentially the same as that of the data display apparatus and the system, a description overlapping with those of FIGS. 1 to 4 will be omitted.

도 5는 실시예에 따른 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 방법을 나타낸 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a ground state estimation method using a GPS signal according to an embodiment.

S110 단계에서는 위성자료 수집모듈(110)에서 GPS 신호의 마이크로파를 포함하는 위성관측정보를 수신한다. 이후, S120 단계에서는 GPS신호 처리모듈(130)에서 대상 관측지점에서 관측된 RHCP(Right Hand Circular Polarization), LHCP(Left Hand Circular Polarization)를 포함하는 GPS 편광 별 반사신호를 처리하여 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index)를 산출하고, S130 단계에서는 산출된 NPRI와 기 저장된 참조 NPRI를 비교하여 비교 결과에 따라 지면상태를 결빙(ice), 눈(snow), 젖어있는 (Wet), 건조 (dry) 상태 등으로 판별한다. In step S110, the satellite data collection module 110 receives the satellite observation information including the microwave of the GPS signal. Thereafter, in step S120, the GPS signal processing module 130 processes the reflection signal for each GPS polarized light including RHCP (Right Hand Circular Polarization) and LHCP (LHCP) observed at a target observation point and outputs a Normalized Polarization Reflectance In step S130, the calculated NPRI is compared with the previously stored reference NPRI, and the ground state is classified into ice, snow, wet, dry, and the like according to the comparison result. .

도 6은 실시예에 따른 신호 처리 단계(S120)의 세부 과정을 설명하기 위한 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a detailed process of the signal processing step S120 according to the embodiment.

S121 단계에서는 SNR 변환부(131)에서 GPS 신호를 SNR 신호로 변환한다.In step S121, the SNR converting unit 131 converts the GPS signal into an SNR signal.

GPS 수신기는 C/No (Carrier to Noise Density)을 수신하며, C/No 는 수식 1 로 정의된다.The GPS receiver receives Carrier to Noise Density (C / No), and C / No is defined by Equation 1.

(수식 1)

Figure pat00007
(Equation 1)
Figure pat00007

여기서, SNR은 시그널과 노이즈의 비율(Signal to Noise)를 의미하고, 대역폭(Bandwidth)은 관측 마이크로파 밴드 폭을 의미한다. C/No의 단위는 dB (데시벨)이다.Here, the SNR means a signal to noise ratio and the bandwidth means an observed microwave band width. The unit of C / No is dB (decibel).

S123 단계에서는 반사도 산출부(133)에서 RHCP와 LHCP 편광 SNR을 계산한다. In step S123, the reflectivity calculating unit 133 calculates the RHCP and the LHCP polarized SNR.

수식 2 와 수식 3은 도 2에서 관측된 GPS 신호의 RHCP와 LHCP에 대한 SNR 정보를 나타낸다.Equation 2 and Equation 3 show SNR information for RHCP and LHCP of the GPS signal observed in FIG.

(수식 2) (Equation 2)

Figure pat00008
(for LHCP)
Figure pat00008
(for LHCP)

(수식 3)(Equation 3)

Figure pat00009
(for RHCP)
Figure pat00009
(for RHCP)

GPS 수신기가 RHCP와 LHCP 편광을 관측하면, 각각의 SNR을 계산하고, S125 단계에서는 NPRI 산출부(135)에서 정규화한 편광 반사도 비율을 계산한다. When the GPS receiver observes the RHCP and the LHCP polarized light, the respective SNRs are calculated. In step S125, the NPRI calculating unit 135 calculates the normalized polarized reflectance ratio.

수식 4는 본 개시에서 편광반사도 비율에 대한 정의이다. 본 개시에서는 수식 4를 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index)라고 정의한다.Equation 4 defines the polarization reflectance ratio in this disclosure. In the present disclosure, Equation 4 is defined as Normalized Polarization Reflectance Index (NPRI).

(수식 4) (Equation 4)

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서

Figure pat00011
Figure pat00012
은 수식 2 와 수식 3에서 관측된 편광 별 반사도 이다. 본 개시에서 제안하는 NPRI를 사용함으로써 수식 2와 수식 3에 나타나는 안테나 별 특성정보 없이도, SNR 비율을 반사도 비율로 전환 할 수 있다. 또한 수식 4 에 의해 산출되는 NPRI 값은 입사각이 0도에서 90도로 변하는 동안 -1에서 1사이의 값으로 변환된다. 이 때문에 수식 4를 이용하여 반사율 데이터를 NPRI 값으로 정규화 할 수 있다. here
Figure pat00011
and
Figure pat00012
Is the reflectance per polarization observed in Eqs. (2) and (3). By using the NPRI proposed in the present disclosure, the SNR ratio can be converted to the reflectivity ratio without the antenna-specific characteristic information shown in Equation 2 and Equation 3. Also, the NPRI value calculated by the equation (4) is converted to a value between -1 and 1 while the incident angle varies from 0 to 90 degrees. Therefore, the reflectance data can be normalized to the NPRI value using Equation 4.

S130 단계에서는 지면 상태 판별 모듈에서 기 저장된 표준 NPRI 와 산출된 NPRI를 비교하여 지면 상태를 판별한다. 표준 NPRI는 도 4에 도시된 바와 같이 물질 상태인 물(Water), 얼음(Ice), 눈(Snow), 토양(Soil) 성분 별로 NPRI 조건표를 이론적으로 계산하여 미리 저장하는 데이터이다. 실시예에서 GPS 신호가 수신되면 저장된 표준 NPRI 값과 GPS 신호를 통해 산출된 NPRI 값을 비교하여 비교 결과 가장 유사한 NPRI 값에 대응하는 물질 상태로 도로 지면 상태를 결정한다. 표준 NPRI는 지면상태 판단을 위한 기준 데이터로 볼 수 있다.In step S130, the ground state determination module compares the stored standard NPRI with the calculated NPRI to determine the ground state. The standard NPRI is the data that the NPRI condition table is theoretically calculated and stored in advance for each water, ice, snow, and soil (Soil) as shown in FIG. In the embodiment, when the GPS signal is received, the stored standard NPRI value is compared with the NPRI value calculated through the GPS signal, and the road surface state is determined as the material state corresponding to the most similar NPRI value as the comparison result. The standard NPRI can be viewed as reference data for ground state determination.

도 7a 내지 도 7c는 표준 물과 토양의 표준 NPRI 그래프 및 지면 상태와 물 상태에 따른 NPRI 변화를 나타낸 그래프이다.FIGS. 7A to 7C are graphs showing standard NPRI graphs of standard and soil, and NPRI changes according to ground and water conditions. FIG.

도 7a는 실시예에 따른 물, 얼음, 눈, 토양에 대해 각각 이론적으로 계산된 NPRI를 GPS 신호 입사각 별로 나타낸 도면이다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 지면 상태 별로 GPS 신호 입사각에 따라 NPRI 가 각각 다른 값을 나타내는 것을 알 수 있다. 7A is a graph showing NPRI calculated theoretically for water, ice, snow, and soil, respectively, according to the GPS signal incident angle according to the embodiment. As shown in FIG. 7A, it can be seen that NPRI exhibits different values depending on the GPS signal incident angle for each ground state.

도 7b는 실시예에 따라 GPS 신호로 토양 상태 별 NPRI를 측정한 결과이다. 도 7b에 도시된 보라색 그래프는 위성입사각에 따른 물의 NPRI 수치이고 파란색 그래프는 건조한 토양의 NPRI 그래프이다. 도 7b를 참조하면 건조한 토양과 젖은 토양 상태에서 입사각에 따른 NPRI 그래프가 다른 형태인 것을 확인 할 수 있다. 도 7b 좌측 그래프에 도시된 바와 같이 건조한 토양의 NPRI는 토양의 NPRI인 하늘색 그래프에 가까운 값으로 나타나는 것을 확인할 수 있다. 도 7b의 오른쪽 그래프는 토양에 물을 뿌려 놓고 GPS 신호의 변화를 관측한 자료이다. 물을 뿌린 토양에서 관측된 GPS 반사신호가 보라색 그래프와 하늘색 그래프에 나타나는 수치의 중간 정도 값을 나타내는 것을 확인 할 수 있다. 이것은 물과 토양의 성질을 동시에 나타내는 것으로써, NPRI 수치를 통해 토양 상태를 판별할 수 있다는 것을 도 7b를 통해 확인 할 수 있다. FIG. 7B shows the result of measuring the NPRI according to the soil condition using the GPS signal according to the embodiment. The purple graph shown in FIG. 7B is the NPRI value of water according to the satellite incidence angle, and the blue graph is the NPRI graph of the dry soil. Referring to FIG. 7B, it can be seen that the NPRI graph according to the incidence angle is different in dry soil and wet soil condition. As shown in the left graph of FIG. 7B, it can be seen that the NPRI of the dried soil is close to the sky blue graph of the NPRI of the soil. The graph on the right side of FIG. 7B is a data obtained by observing the change of the GPS signal by spraying water on the soil. It can be seen that the GPS reflection signal observed in the watered soil represents the median value of the values in the purple and light blue graphs. This shows both the water and soil properties at the same time, and it can be seen from FIG. 7b that the soil condition can be determined through the NPRI numerical value.

도 7c는 아스팔트 도로 위에 물을 뿌리고 얼음으로 상태가 변화하는 과정에서 GPS 신호를 이용하여 NPRI 값을 도출한 그래프이다. 파란색 그래프는 이론적으로 구해진 GPS 위성의 고도 별 물(Water)에 대한 NPRI를 나타내며, 하늘색 그래프는 GPS 위성의 고도 별 얼음(Ice)에 대한 NPRI를 나타낸다. 실험이 시작된 후 관측된 NPRI 값이 변동하며 물의 상태에서 점차로 1시간 정도 시간이 지난 후에 얼음의 상태를 따라서 NPRI 값이 변화하는 것을 알 수 있다.  FIG. 7C is a graph showing the NPRI value obtained by using the GPS signal in a process in which water is sprayed on the asphalt road and the state changes to ice. The blue graph represents the NPRI for the water of the GPS satellites theoretically obtained and the sky blue graph represents the NPRI for the ice of the altitude of the GPS satellites. After the start of the experiment, the observed NPRI value changes, and it can be seen that the NPRI value changes according to the state of ice after 1 hour time elapses from the water state.

도 7a 내지 도 7c를 통해 관측된 바와 같이 GPS 신호의 반사 신호를 정규화 한 NPRI 값은 토양 상태와 물 상태에 따라 다른 수치를 나타내므로, 이를 이용하여 도면 상태 및 블랙아이스를 검출 할 수 있다. 7A to 7C, the NPRI value obtained by normalizing the reflection signal of the GPS signal shows different values depending on the soil condition and the water condition, so that the drawing state and black ice can be detected using the NPRI value.

본 개시를 통해 GPS 마이크로파 신호 및 물질의 굴절지수 값에 따른 반사도를 이용하여, 도로 상태를 결빙(ice), 눈(snow), 젖어있는(Wet), 건조 (dry) 상태 등으로 구분한 실시간 탐지 결과를 미리 도로 사용자들에 알려 블랙아이스와 같은 겨울철 교통사고의 주 원인을 미리 탐지하여 예측함으로써, 교통사고로 인한 인명 손실 및 재산 손실을 예방할 수 있다.Through the present disclosure, real-time detection using the reflectivity of the GPS microwave signal and the refractive index of the material, which distinguishes road conditions as ice, snow, wet, dry, By informing road users in advance of the results, it is possible to prevent loss of life and property loss caused by traffic accidents by predicting and predicting main causes of winter traffic accidents such as black ice.

개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 않는다.It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It is not limited to the embodiment.

110: 위성자료 수집모듈
130: GPS 신호처리 모듈
131: SNR 변환부
133: 반사도 산출부
135: NPRI 산출부
150: 지면 상태 결정 모듈
110: satellite data acquisition module
130: GPS signal processing module
131: SNR converter
133: Reflectivity calculation unit
135: NPRI calculation unit
150: ground state determination module

Claims (6)

GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 장치에 있어서,
GPS 신호를 포함하는 위성관측정보 및 대상 관측지점에서 관측된 RHCP(Right Hand Circular Polarization), LHCP(Left Hand Circular Polarization)를 포함하는 GPS 편광 별 반사신호를 수신하는 위성자료 수집모듈;
GPS 신호와 상기 GPS 편광 별 반사신호를 처리하여 정규화된 편광 반사 신호인 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index)를 산출하는 GPS 신호 처리모듈; 및
상기 산출된 NPRI와 기 저장된 참조 NPRI를 비교하여 비교 결과에 따라 지면상태를 결빙(ice), 눈(snow), 젖어있는 (Wet) 또는 건조 (dry)상태로 판별하는 지면상태 결정모듈; 을 포함하는 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 장치.
A ground state estimating apparatus using a GPS signal,
A satellite data collection module for receiving satellite observation information including a GPS signal and reflection signals for GPS polarized light including Right Hand Circular Polarization (RHCP) and Left Hand Circular Polarization (LHCP) observed at a target observation point;
A GPS signal processing module for processing a GPS signal and a reflection signal for each of the GPS polarized lights to calculate a normalized polarization reflection index (NPRI), which is a normalized polarized reflection signal; And
A ground state determination module that compares the calculated NPRI with the previously stored reference NPRI and determines the ground state as ice, snow, wet, or dry according to the comparison result; And a GPS receiver for receiving the GPS signal.
제 1 항에 있어서, 상기 GPS 신호 처리모듈은,
상기 위성자료 수집모듈로부터 전달 받은 GPS 신호를 통해 반송파와 잡음비율인 C/N (Carrier to Noise Density)를 수식 1
Figure pat00013
을 이용하여 SNR로 변환하고,
변환된 SNR을 수식 2
Figure pat00014
(for LHCP)와
수식 3
Figure pat00015
(for RHCP)를 통해 SNR의 비율로 반사도(
Figure pat00016
,
Figure pat00017
)를 산출하고,
수식 4
Figure pat00018
를 통해 산출되는 GPS 편광 별 지면 반사도의 관계를 나타내는 지수인 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index)를 산출하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 장치.
The GPS receiver according to claim 1, wherein the GPS signal processing module comprises:
The C / N (Carrier to Noise Density), which is the ratio of the carrier to the noise, is calculated using Equation 1
Figure pat00013
To SNR,
The transformed SNR is calculated using Equation 2
Figure pat00014
(for LHCP) and
Equation 3
Figure pat00015
(for RHCP) at a ratio of SNR
Figure pat00016
,
Figure pat00017
),
Equation 4
Figure pat00018
And a normalized polarization reflection index (NPRI), which is an index indicating a relation of ground surface reflectivity of each GPS polarized light calculated through the GPS signal, is calculated.
제 1항에 있어서, 상기 지면상태 결정모듈은
물질 별 굴절 지수를 이용하여 지면 상태에 따른 참조 NPRI를 추출하고, 추출된 NPRI와 실시간 GPS 위성 반사도 관측 값을 통해 추출된 NPRI 값을 비교하여, 비교 결과에 따라 지면 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 장치.
The method of claim 1, wherein the ground state determination module
The reference NPRI according to the ground state is extracted by using the refractive index of each material, the extracted NPRI is compared with the NPRI value extracted from the real time GPS satellite reflectance observation value, and the ground state is determined according to the comparison result A ground state estimating apparatus using GPS signals.
GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 방법에 있어서,
(A) 위성자료 수집모듈에서 GPS 신호를 포함하는 위성관측정보 및 대상 관측지점에서 관측된 RHCP(Right Hand Circular Polarization), LHCP(Left Hand Circular Polarization)를 포함하는 GPS 편광 별 반사신호를 수신하는 단계;
(B) GPS신호 처리모듈에서 GPS 신호 및 상기 GPS 편광 별 반사신호를 처리하여 정규화된 편광 반사 신호인 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index)를 산출하는 단계; 및
(C) 상기 산출된 NPRI와 기 저장된 참조 NPRI를 비교하여 비교 결과에 따라 지면상태를 결빙(ice), 눈(snow), 젖어있는 (Wet) 또는 건조 (dry) 상태로 판별하는 단계; 를 포함하는 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 방법.
A method for estimating a ground state using a GPS signal,
(A) receiving satellite reflection information including GPS signals and right hand circular polarization (LHCP) and left hand circular polarization (LHCP) observed at a target observation point in a satellite data collection module ;
(B) processing a GPS signal and a reflection signal for each of the GPS polarized lights in a GPS signal processing module to calculate a normalized polarization reflection index (NPRI), which is a normalized polarized reflection signal; And
(C) comparing the calculated NPRI with the previously stored reference NPRI and determining the ground state as ice, snow, wet or dry according to the comparison result; And estimating the ground state using the GPS signal.
제 4 항에 있어서, (B) 상기 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index)를 산출하는 단계; 는
상기 위성자료 수집부로부터 전달 받은 GPS 신호를 통해 반송파와 잡음 비율인 C/N (Carrier to Noise Density)를 수식 1
Figure pat00019
을 이용하여 SNR로 변환하는 단계;
변환된 SNR을 수식 2
Figure pat00020
(for LHCP)와
수식 3
Figure pat00021
(for RHCP)를 통해 SNR의 비율로 반사도(
Figure pat00022
,
Figure pat00023
)를 산출하는 단계; 및
수식 4
Figure pat00024
를 통해 산출되는 GPS 인공위성을 이용한 편광 별 지면 반사도의 관계를 나타내는 지수인 NPRI(Normalized Polarization Reflectance Index)를 산출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 방법.
5. The method of claim 4, further comprising: (B) calculating the Normalized Polarization Reflectance Index (NPRI); The
(C / N), which is a noise ratio, from the GPS signal received from the satellite data collecting unit to Equation 1
Figure pat00019
To an SNR using the SNR;
The transformed SNR is calculated using Equation 2
Figure pat00020
(for LHCP) and
Equation 3
Figure pat00021
(for RHCP) at a ratio of SNR
Figure pat00022
,
Figure pat00023
); And
Equation 4
Figure pat00024
Calculating an NPRI (Normalized Polarization Reflectance Index), which is an index indicating a relation of ground surface reflectance of the polarized light using the GPS satellite calculated through the calculation; And estimating a ground state using the GPS signal.
제 4항에 있어서, (C)상기 지면상태를 결빙(ice), 눈(snow), 젖어있는 (Wet)또는 건조 (dry) 상태로 판별하는 단계; 는
물질 별 굴절 지수를 이용하여 지면 상태에 따른 참조 NPRI를 추출하고, 추출된 NPRI와 실시간 GPS 위성 반사도 관측 값을 통해 추출된 NPRI 값을 비교하여, 비교 결과에 따라 지면 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호를 이용한 지면상태 추정 방법.
5. The method of claim 4, further comprising: (C) determining the ground state as ice, snow, wet, or dry; The
The reference NPRI according to the ground state is extracted by using the refractive index of each material, the extracted NPRI is compared with the NPRI value extracted from the real time GPS satellite reflectance observation value, and the ground state is determined according to the comparison result Estimation of Ground Condition Using GPS Signal.
KR1020160161402A 2016-11-30 2016-11-30 System and Method for Estimating Road condition using GPS Signal KR101923208B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160161402A KR101923208B1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 System and Method for Estimating Road condition using GPS Signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160161402A KR101923208B1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 System and Method for Estimating Road condition using GPS Signal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180061823A true KR20180061823A (en) 2018-06-08
KR101923208B1 KR101923208B1 (en) 2018-11-29

Family

ID=62600552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160161402A KR101923208B1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 System and Method for Estimating Road condition using GPS Signal

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101923208B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102034994B1 (en) * 2019-06-19 2019-10-21 세종대학교산학협력단 Apparatus and method for calculating soil moisture content using GPS reflection signal

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110500751A (en) * 2019-08-23 2019-11-26 珠海格力电器股份有限公司 Thawing apparatus changes ice method and air conditioner
KR102199732B1 (en) 2019-12-27 2021-01-07 고현경 System for automatically spraying snow removal agent for road having freezing protection and snow removal function by radar detection
KR102254840B1 (en) 2020-08-26 2021-05-24 주식회사 영신건설 Clean Road and Snow Removal System using online integrated management
KR102504731B1 (en) 2020-12-16 2023-02-28 주식회사 영신 System for automatically spraying snow removal agent with snow removal agent spraying nozzle
KR102577701B1 (en) * 2023-03-15 2023-09-12 대한민국 Method and Apparatus for Detection of Potential Refreezing Rain Area using Dual-polarimetric variables and Wet-bulb Temperature

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2707426B2 (en) * 1995-03-31 1998-01-28 名古屋電機工業株式会社 Road surface condition detection device
KR20110087611A (en) * 2010-01-26 2011-08-03 대한민국(기상청장) System of decomposition of unpolarized emissivity and measuring method of refractivity using the same
KR20110100972A (en) * 2010-03-05 2011-09-15 대한민국(기상청장) System and method for detecting roughness and refractive index of sea-ice surface
KR20140009744A (en) 2012-07-12 2014-01-23 주식회사 엘지씨엔에스 Payment device with tag interface for processing transportation payment, method of enalbing the payment device with tag interface and recording medium
KR101394244B1 (en) * 2013-12-12 2014-05-14 한국건설기술연구원 Multi image acquisition apparatus, and probe car-based system for sensing road surface condition automatically using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2707426B2 (en) * 1995-03-31 1998-01-28 名古屋電機工業株式会社 Road surface condition detection device
KR20110087611A (en) * 2010-01-26 2011-08-03 대한민국(기상청장) System of decomposition of unpolarized emissivity and measuring method of refractivity using the same
KR20110100972A (en) * 2010-03-05 2011-09-15 대한민국(기상청장) System and method for detecting roughness and refractive index of sea-ice surface
KR20140009744A (en) 2012-07-12 2014-01-23 주식회사 엘지씨엔에스 Payment device with tag interface for processing transportation payment, method of enalbing the payment device with tag interface and recording medium
KR101394244B1 (en) * 2013-12-12 2014-05-14 한국건설기술연구원 Multi image acquisition apparatus, and probe car-based system for sensing road surface condition automatically using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102034994B1 (en) * 2019-06-19 2019-10-21 세종대학교산학협력단 Apparatus and method for calculating soil moisture content using GPS reflection signal

Also Published As

Publication number Publication date
KR101923208B1 (en) 2018-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101923208B1 (en) System and Method for Estimating Road condition using GPS Signal
Chaturvedi Study of synthetic aperture radar and automatic identification system for ship target detection
JP5438263B2 (en) Radar image processing apparatus and radar image processing method
US4914734A (en) Intensity area correlation addition to terrain radiometric area correlation
US20180005012A1 (en) Polarization-Based Detection and Mapping Method and System
JP2020505600A (en) Identification of surface properties
US7830300B2 (en) Radar imaging system and method using directional gradient magnitude second moment spatial variance detection
US6597984B2 (en) Multisensory correlation of traffic lanes
US20210407306A1 (en) Flight management system departure and arrival performance display based on weather data uplink
US8212717B2 (en) Radar imaging system and method using second moment spatial variance
JP2018109819A (en) Risk estimation system and risk estimation method
NO20111748A1 (en) Portable radar for determining oil spill advantageous and thickness
JP5807961B2 (en) Specific polarization phase difference calculation device, rain observation system using the same, and specific polarization phase difference calculation method
US10908300B2 (en) Navigation method, navigation device and navigation system
CN104215972A (en) Sea ice detecting method based on reflected signals of BeiDou satellite
EP2562558B1 (en) Process for the localization of targets drifting in the sea
KR20180074960A (en) Gps signal receiver and reflectometry method for detecting road surface freezing
Yurovsky et al. Validation of Doppler scatterometer concepts using measurements from the Black Sea Research Platform
Jörg et al. Measuring snow depth with a terrestrial laser ranging system
CN108168440B (en) High-voltage transmission line sag early warning detection method based on radar satellite images
Brekke et al. SAR oil spill imaging, interpretation and information retrieval techniques
AU2017254915A1 (en) Information processing system and information processing method
Thakur et al. Cryospheric studies in indian himalayan and polar region: current status, advances and future prospects of remote sensing
FR3003650A1 (en) MEASUREMENT OF THE ELECTROMAGNETIC SIGNATURE OF A TARGET BY RADAR ON BOARD A DRONE
Tutusaus Evaluation of automotive commercial radar for human detection

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)