KR20190027628A - 멀티밴드 gnss 수신기 및 멀티밴드 gnss 수신기의 운용 방법 - Google Patents

멀티밴드 gnss 수신기 및 멀티밴드 gnss 수신기의 운용 방법 Download PDF

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Abstract

멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법 및 멀티밴드 GNSS 수신기를 개시한다. 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법은, 위성 수신기에 유입되는 다중 주파수의 신호들을, 코드 길이에 기준하여, 단길이의 제1 그룹과, 장길이의 제2 그룹으로 구분하는 단계, 상기 제1 그룹에 속하는 제1 신호에 대해 위치 추적하여 위치 정보를 획득하는 단계, 및 상기 제2 그룹에 속하는 제2 신호에 대해 위치 추적 없이, 상기 제1 신호의 위치 정보를 이용하여, 상기 제2 신호에 대한 위치 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

멀티밴드 GNSS 수신기 및 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법{MULTIBAND GNSS RECEIVERS AND METHOD OF OPERATEING MULTIBAND GNSS RECEIVERS}
본 발명은 코드 길이가 짧은 제1 신호를 이용하여 1차적인 위치 정보를 계산하고, 코드 길이가 제1 신호에 비해 상대적으로 긴 제2 신호의 위치 정보의 계산시, 상기 1차적인 위치 정보를 활용 함으로써, 처리 연산량을 획기적으로 줄일 수 있는 멀티밴드 GNSS 수신기 및 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법에 관한 것이다.
일반적으로 위성용 항법 수신기는 저궤도 위성에 탑재되어 위치, 속도, 및 시간 정보 등을 위성에 전달하는 역할을 하고 있다.
이러한 위성용 항법 수신기는, GPS L1 신호의 수신을 위한, 단일주파수의 수신기가 대부분이나, 근래에는 정밀도 향상을 위하여 GPS L1, L2, L5, Galileo E1, E5 신호의 수신을 위한, 다중주파수의 수신기가 사용되고 있다.
다만, 다중주파수의 수신기는 주파수 각각의 신호에 대하여, 획득 및 추적을 수행 함으로써 상대적으로 많은 처리 시간이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 다중주파수의 수신기에서는, 초기 신호 탐색시의, GPS L1/Galileo E1 신호의 경우, 코드 길이가 1023/4092개 인데 비해, L2/L5/E5 신호들은 GPS L1/Galileo E1 신호에 비해 code 길이가 10배로 길어져, 직렬 탐색에 어려움이 있고, 병렬 탐색시에도 하드웨어 리소스가 크게 증가하게 되는 문제점이 있다.
또한 위성용 항법 수신기는 빠른 속도로 인하여 도플러 편이가 매우 크기 때문에, 탐색 시간이 길어지고, 탐색 정확도가 떨어지는 단점이 있다.
따라서, 다중주파수의 신호에 대해, 코드 길이에 따라 구분된 일부의 신호를 이용하여 위치 정보를 계산하고, 이를 다른 일부의 신호에 대한 위치 정보 계산시 활용함으로써, 연산량을 줄이는 새로운 모델의 출현이 절실하게 요구되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 코드 길이가 짧은 L1 신호를 이용하여 1차 솔루션인 위치 정보를 구하고, 코드 길이가 상대적으로 긴 L2 신호 또는 L5 신호의 솔루션을 구할 때, L1 신호와 L2 신호와의 주파수 비율, 또는 L1 신호와 L5 신호와의 주파수 비율을 곱함으로써 솔루션의 범위를 용이하게 구할 수 있게 하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 솔루션의 범위를 먼저 구함으로써, 코드 길이가 상대적으로 긴 L2 신호 또는 L5 신호에 대한 연산량을 줄이고 연산속도를 개선하는 것을 다른 목적으로 하고 있다.
상기의 목적을 이루기 위한 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법은, 위성 수신기에 유입되는 다중 주파수의 신호들을, 코드 길이에 기준하여, 단길이의 제1 그룹과, 장길이의 제2 그룹으로 구분하는 단계, 상기 제1 그룹에 속하는 제1 신호에 대해 위치 추적하여 위치 정보를 획득하는 단계, 및 상기 제2 그룹에 속하는 제2 신호에 대해 위치 추적 없이, 상기 제1 신호의 위치 정보를 이용하여, 상기 제2 신호에 대한 위치 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 멀티밴드 GNSS 수신기는, 위성 수신기에 유입되는 다중 주파수의 신호들을, 코드 길이에 기준하여, 단길이의 제1 그룹과, 장길이의 제2 그룹으로 구분하는 분류부, 및 상기 제1 그룹에 속하는 제1 신호에 대해 위치 추적하여 위치 정보를 획득하고, 상기 제2 그룹에 속하는 제2 신호에 대해 위치 추적 없이, 상기 제1 신호의 위치 정보를 이용하여, 상기 제2 신호에 대한 위치 정보를 획득하는 획득부를 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 코드 길이가 짧은 L1 신호를 이용하여 1차 솔루션인 위치 정보를 구하고, 코드 길이가 상대적으로 긴 L2 신호 또는 L5 신호의 솔루션을 구할 때, L1 신호와 L2 신호와의 주파수 비율, 또는 L1 신호와 L5 신호와의 주파수 비율을 곱함으로써 솔루션의 범위를 용이하게 구할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해서는, 솔루션의 범위를 먼저 구함으로써, 코드 길이가 상대적으로 긴 L2 신호 또는 L5 신호에 대한 연산량을 줄이고 연산속도를 개선할 수 있다.
도 1는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티밴드 GNSS 수신기의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 GPS L5/E5a 코드 지연과 도플러 주파수 추정하는 일례를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법을 구체적으로 도시한 작업 흐름도이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 명세서에서 지속적으로 사용되는 GNSS는 'Global Navigation Satellite System'의 영어 머리글자를 딴 것으로, 우주 궤도를 돌고 있는 인공위성을 이용하여 지상에 있는 물체의 위치, 고도, 속도 등에 관한 정보를 제공하는 시스템을 지칭할 수 있다. GNSS는 작게는 1m 이하의 해상도의 정밀한 위치 정보까지 파악할 수 있으며, 군사적 용도 뿐만 아니라 항공기, 선박, 자동차 등 교통수단의 위치 안내나 측지, 긴급구조, 통신 등 민간 분야에서도 폭넓게 응용되고 있다.
특히, 본 발명에서는 GNSS용 수신기로 수신되는 다중주파수의 신호 중에서, 코드 길이가 상대적으로 짧은 신호(L1 신호)를 이용하여 1차 솔루션(위치 정보)을 구하고, 코드 길이가 상대적으로 긴 신호(L2 신호 또는 L5 신호)의 솔루션을 구할 때, L1 신호와 L2 신호 간의 주파수 비율, 또는 L1 신호와 L5 신호 간의 주파수 비율을 곱함으로써, 코드 길이가 상대적으로 긴 신호의 솔루션의 범위를 우선적으로 구한다.
이를 통해 본 발명에 의해서는, 솔루션의 범위를 먼저 구함으로써 코드 길이가 상대적으로 긴 신호의 처리 연산량을 줄이고, 연산속도를 획기적으로 개선할 수 있다.
도 1는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티밴드 GNSS 수신기의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는, 분류부(110)와 획득부(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는 실시예에 따라, 보상부(130)를 추가적으로 포함하여 구성할 수 있다.
우선, 분류부(110)는 위성 수신기에 유입되는 다중 주파수의 신호들을, 코드 길이에 기준하여, 단길이의 제1 그룹과, 장길이의 제2 그룹으로 구분한다. 즉, 분류부(110)는 다양한 주파수로 수신되는 복수의 신호에 대해, 신호 각각이 가지고 있는 코드 길이를 비교하여, 상대적으로 짧은, 적어도 하나의 신호(제1 신호)를 제1 그룹으로 분류하고, 상기 제1 신호 보다도 상대적으로 긴, 나머지 신호(제2 신호)를 제2 그룹으로 분류하는 역할을 할 수 있다.
본 발명에서의, 다중 주파수의 신호들은, GPS 계열의 L1 신호, L2 신호, L5 신호와, Galileo 계열의 E1 신호, E5 신호 등으로 정의할 수 있다. 이러한, 다중 주파수의 신호들에 대해, 분류부(110)는 상대적으로 코드 길이가 짧은, GPS 계열의 L1 신호(코드 길이 : 1,023개)와 Galileo 계열의 E1 신호(코드 길이 : 4,092개)를 제1 그룹으로 분류할 수 있다. 또한, 분류부(110)는 L1 신호나 E1 신호에 비해, 코드 길이가 대략 10배 정도 긴 GPS 계열의 L2 신호, L5 신호와, Galileo 계열의 E5 신호를 제2 그룹으로 분류하는 역할을 할 수 있다.
즉, 분류부(110)는 L1 신호나 E1 신호를 제1 신호로 정의하여 제1 그룹으로 분류하고, L2 신호, L5 신호, E5 신호를 제2 신호로 정의하여 제2 그룹으로 분류할 수 있다.
획득부(120)는 상기 제1 그룹에 속하는 제1 신호에 대해 위치 추적하여 위치 정보를 획득한다. 즉, 획득부(120)는 코드 길이가 짧아 비교적 작은 처리 소스가 요구되며, 이로 인해 빠른 처리 속도로, 제1 신호에 대해 위치 추적을 수행하여, 상기 제1 신호에 대한 위치 정보를 얻는 역할을 수행할 수 있다.
여기서, 위치 정보는 위성 수신기가 탑재된 위성이 현재 위치하는 글로벌 좌표, 위도/경도, 경유하는 지역, 지상국과의 방향각 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
이후, 획득부(120)는 상기 제2 그룹에 속하는 제2 신호에 대해 위치 추적 없이, 상기 제1 신호의 위치 정보를 이용하여, 상기 제2 신호에 대한 위치 정보를 획득한다.
즉, 획득부(120)는, 코드 길이가 짧은 제1 신호를 이용하여 1차적인 위치 정보를 계산하고, 코드 길이가 긴 제2 신호의 위치 정보 계산시 제1 신호의 위치 정보를 이용하여 계산될 위치 정보의 범위를 좁힘으로써, 처리 연산량을 줄일 수 있게 한다.
제2 신호의 위치 정보의 획득 시, 기획득한 제1 신호의 위치 정보를 이용하는 일실시예로서, 획득부(120)는, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호 간의 코드 배율에 맞는 길이를 확인하고, 상기 제1 신호의 위치 정보 내 코드값에, 상기 확인된 길이를 곱하여, 상기 제2 신호의 위치 정보 내 코드값을 획득할 수 있다.
예컨대, 제1 신호인 L1 신호와, 제2 신호인 L2 신호 간의 코드 배율이, '10배'일 경우(즉, L2 신호의 코드 길이가 L1 신호의 코드 길이 보다 10배 긴 경우), 획득부(120)는 상기 코드 배율 '10배'에 대응하여 설정된 길이 100을 확인하고, 상기 L1 신호의 위치 정보 내 코드값에, 상기 확인된 길이 100을 곱셈하여, L2 신호의 위치 정보 내 코드값을 계산하여 획득할 수 있다.
제2 신호의 위치 정보의 획득 시, 기획득한 제1 신호의 위치 정보를 이용하는 다른 실시예로서, 획득부(120)는, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호 간의 주파수 비율을 확인하고, 상기 제1 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수에, 상기 확인된 주파수 비율을 곱하여, 상기 제2 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수를 획득할 수 있다.
예컨대, 제1 신호인 E1 신호와, 제2 신호인 E5 신호 간의 주파수 배율이, '25 = 32'일 경우(즉, E5 신호의 주파수가 E1 신호의 주파수 보다 32배 높을 경우), 획득부(120)는 상기 주파수 비율 '32배'를 확인하고, 상기 E1 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수에, 상기 확인된 주파수 비율 '32배'을 곱셈하여, E5 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수를 계산하여 획득할 수 있다.
제2 신호의 위치 정보의 획득 시, 기획득한 제1 신호의 위치 정보를 이용하는 또다른 실시예로서, 획득부(120)는, 다중 주파수의 신호들 중, Galileo E1 신호의 위치 정보를, 상기 Galileo E1 신호의 코드 주기를 정해진 시간단위로 나눈 시점에서 전달받아, 상기 Galileo E5 신호에 대한 위치 정보를 획득할 수 있다.
예컨대, E1 신호의 코드 주기가 4ms 이면, 획득부(120)는 상기 4ms 를, 정해진 시간 단위인 1m 단위로 나누어 정해지는 시점인 4초(4ms/1m = 4s) 마다, 기획득된 E1의 위치 정보를 전달받아, 상기 E5 신호에 대한 위치 정보의 획득시 활용할 수 있다.
이를 통해 획득부(120)는 코드 길이가 짧아 작은 처리량으로도 연산될 수 있는 신호의 위치 정보를, 수시로 제공받아, 상대적으로 코드 길이가 긴 신호의 위치 정보 연산시 활용하여 신속한 처리가 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는, 상기 다중 주파수의 신호들 중, L1 신호 또는 L5 신호에 대해, 파인 신호 탐색을 수행하여, 전리층 지연에 따른 오류를 보상하는 보상부(130)를 추가적으로 포함할 수 있다.
즉, 보상부(130)는 다중 주파수의 일부 신호가 위성에 도달하는 과정에서, 대기 내의 수증기 또는 이온 물질에 의해 발생하는 지연(delay) 및 앞섬(advance) 현상을 보상하여, 이들 신호가 위성 수신기에서 정상적으로 신호 처리되도록 할 수 있다.
여기서, 전리층 지연은, 위성신호가 전파되다가 전리층을 만나게 되면, 전리층에 산재된 이온 물질 등이 신호의 전파에 영향을 주어 발생되는 오차 현상을 지칭할 수 있다.
보상부(130)는, 파인 신호로서 L1 신호 및 L5 신호를 모두 받아 이들 신호에 의거한 지연효과를 계산 함으로써, 이온 물질에 의해 발생하는 지연 오차의 크기를 상쇄시키게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따르면, 코드 길이가 짧은 L1 신호를 이용하여 1차 솔루션인 위치 정보를 구하고, 코드 길이가 상대적으로 긴 L2 신호 또는 L5 신호의 솔루션을 구할 때, L1 신호와 L2 신호와의 주파수 비율, 또는 L1 신호와 L5 신호와의 주파수 비율을 곱함으로써 솔루션의 범위를 용이하게 구할 수 있게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해서는, 솔루션의 범위를 우선 구함으로써, 코드 길이가 상대적으로 긴 L2 신호 또는 L5 신호에 대한 연산량을 줄이고 연산속도를 개선할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 GPS L5/E5a 코드 지연과 도플러 주파수 추정하는 일례를 설명하는 도면이다.
본 발명의 멀티밴드 GNSS 수신기는 코드 길이가 짧은 제1 신호를 이용하여 1차적인 위치 정보를 계산하고, 코드 길이가 긴 제2 신호의 위치정보 계산시, 계산된 제1 신호의 위치 정보를 활용 함으로써 위치 정보에 대한 처리 연산량을 줄일 수 있다.
도 2(a)에서는, 코드 길이가 짧아 제1 신호로 분류된 L1 신호 및 E1 신호에 대한 신호 추적에 의거하여, 코드 길이가 비교적 길어 제2 신호로 분류된 L5 신호 및 E5 신호를 추적하여, 위치 정보를 획득하는 일례를 설명한다.
본 발명의 멀티밴드 GNSS 수신기는, 다중 주파수 신호의 획득 및 추적을 각각 수행하지 않고, GPS L1 신호를 바탕으로 GPS L5 신호를 획득하며, 유사하게 Galileo E1 신호를 바탕으로 Galileo E5 신호를 획득할 수 있다.
도 2(a)에 도시한 바와 같이, 멀티밴드 GNSS 수신기는 GPS L1 신호와 Galileo E1 신호를 획득하고(L1/E1 Acquisition), 획득한 GPS L1 신호와 Galileo E1 신호를 추적(L1/E1 Tracking)한 후, 동기화(L1/E1 Bit Synchronization) 함으로써, 위성 신호의 도플러 주파수(Doppler Freq.), 코드 오프셋(Code offset), 및 코드 페이저(Code phase) 등의 정보를 확인할 수 있다.
이후, 멀티밴드 GNSS 수신기는 확인된 정보에, L5 위성 코드와의 배율, 및 E5 위성 코드와의 배율에 맞는 길이를 각각 곱셈 적용하여, L5 신호 및 E5 신호의 코드 위치를 정확하게 연산하고 추적할 수 있다(L5/E5 aiding Acquisition & L5/E5 Tracking).
도 2(b)에서는, 멀티밴드 GNSS 수신기에 의해, L1 주파수 비율을 곱하고 전리층 지연에 따른 오류를 보상하기 위하여 fine 신호 탐색을 수행하여, L5 신호 및 E5 신호의 도플러 주파수를 연산하는 일례를 설명한다.
먼저, 멀티밴드 GNSS 수신기는, L1 신호 또는 E1 신호의 위치 정보로부터 일부의 데이터(예컨대, 50,000 데이터)를 수집하고(Data Collection), 수집된 일부의 데이터에서 도플러 주파수를 추출한다(Doppler Removal). 이때, 멀티밴드 GNSS 수신기는, 도플러 주파수(Doppler Freq.)와 함께 칩 인덱스(Chip Index)를 추출할 수 있다.
또한, 멀티밴드 GNSS 수신기는, 추출된 상기 도플러 주파수(Doppler Freq.)와 칩 인덱스(Chip Index) 사이를 상관시켜 그 관계를 확인하고(Correlation), 이에 기초하여 위치 정보의 연산에 요구되는 파워를 계산한다(Power calculation).
이후, 멀티밴드 GNSS 수신기는, 계산된 파워 하에서 칩 인덱스(Chip Index)와 도플러 주파수(Doppler Freq.)가 설정된 수치에 도달하지 않으면(If (code Index & Doppler Freq.) Code in demand), 도플러 주파수의 추출 단계로 리턴하고(yes 방향), 반면에 도달하게 되면, 픽크 정보를 찾아(Search Peak), L5 신호 및 E5 신호의 도플러 주파수로서 획득할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법의 작업 흐름을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법을 구체적으로 도시한 작업 흐름도이다.
본 실시예에 따른 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법은 상술한 멀티밴드 GNSS 수신기에 의해 수행될 수 있다.
우선, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는, 위성 수신기에 유입되는 다중 주파수의 신호들을, 코드 길이에 기준하여, 단길이의 제1 그룹과, 장길이의 제2 그룹으로 구분한다(310). 즉, 단계(310)는 다양한 주파수로 수신되는 복수의 신호에 대해, 신호 각각이 가지고 있는 코드 길이를 비교하여, 상대적으로 짧은, 적어도 하나의 신호(제1 신호)를 제1 그룹으로 분류하고, 상기 제1 신호 보다도 상대적으로 긴, 나머지 신호(제2 신호)를 제2 그룹으로 분류하는 과정일 수 있다.
다중 주파수의 신호들은, GPS 계열의 L1 신호, L2 신호, L5 신호와, Galileo 계열의 E1 신호, E5 신호 등으로 정의할 수 있다. 이러한, 다중 주파수의 신호들에 대해, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는 상대적으로 코드 길이가 짧은, GPS 계열의 L1 신호(코드 길이 : 1,023개)와 Galileo 계열의 E1 신호(코드 길이 : 4,092개)를 제1 그룹으로 분류할 수 있다. 또한, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는 L1 신호나 E1 신호에 비해, 코드 길이가 대략 10배 정도 긴 GPS 계열의 L2 신호, L5 신호와, Galileo 계열의 E5 신호를 제2 그룹으로 분류할 수 있다..
즉, 단계 310에서의 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는 L1 신호나 E1 신호를 제1 신호로 정의하여 제1 그룹으로 분류하고, L2 신호, L5 신호, E5 신호를 제2 신호로 정의하여 제2 그룹으로 분류할 수 있다.
또한, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는 상기 제1 그룹에 속하는 제1 신호에 대해 위치 추적하여 위치 정보를 획득한다(320). 즉, 단계(320)는 코드 길이가 짧아 비교적 작은 처리 소스가 요구되며, 이로 인해 빠른 처리 속도로, 제1 신호에 대해 위치 추적을 수행하여, 상기 제1 신호에 대한 위치 정보를 얻는 과정일 수 있다.
여기서, 위치 정보는 위성 수신기가 탑재된 위성이 현재 위치하는 글로벌 좌표, 위도/경도, 경유하는 지역, 지상국과의 방향각 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
이후, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는 상기 제2 그룹에 속하는 제2 신호에 대해 위치 추적 없이, 상기 제1 신호의 위치 정보를 이용하여, 상기 제2 신호에 대한 위치 정보를 획득한다(330). 즉, 단계(330)는, 코드 길이가 짧은 제1 신호를 이용하여 1차적인 위치 정보를 계산하고, 코드 길이가 긴 제2 신호의 위치 정보 계산시 제1 신호의 위치 정보를 이용하여 계산될 위치 정보의 범위를 좁힘으로써, 처리 연산량을 줄일 수 있게 하는 과정일 수 있다.
단계(330)에서의, 제2 신호의 위치 정보의 획득 시, 기획득한 제1 신호의 위치 정보를 이용하는 일실시예로서, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호 간의 코드 배율에 맞는 길이를 확인하고, 상기 제1 신호의 위치 정보 내 코드값에, 상기 확인된 길이를 곱하여, 상기 제2 신호의 위치 정보 내 코드값을 획득할 수 있다.
예컨대, 제1 신호인 L1 신호와, 제2 신호인 L2 신호 간의 코드 배율이, '10배'일 경우(즉, L2 신호의 코드 길이가 L1 신호의 코드 길이 보다 10배 긴 경우), 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는 상기 코드 배율 '10배'에 대응하여 설정된 길이 100을 확인하고, 상기 L1 신호의 위치 정보 내 코드값에, 상기 확인된 길이 100을 곱셈하여, L2 신호의 위치 정보 내 코드값을 계산하여 획득할 수 있다.
또한, 단계(330)에서의 제2 신호의 위치 정보의 획득 시, 기획득한 제1 신호의 위치 정보를 이용하는 다른 실시예로서, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호 간의 주파수 비율을 확인하고, 상기 제1 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수에, 상기 확인된 주파수 비율을 곱하여, 상기 제2 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수를 획득할 수 있다.
예컨대, 제1 신호인 E1 신호와, 제2 신호인 E5 신호 간의 주파수 배율이, '25 = 32'일 경우(즉, E5 신호의 주파수가 E1 신호의 주파수 보다 32배 높을 경우), 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는 상기 주파수 비율 '32배'를 확인하고, 상기 E1 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수에, 상기 확인된 주파수 비율 '32배'을 곱셈하여, E5 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수를 계산하여 획득할 수 있다.
또한, 단계(330)에서의, 제2 신호의 위치 정보의 획득 시, 기획득한 제1 신호의 위치 정보를 이용하는 또다른 실시예로서, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는, 다중 주파수의 신호들 중, Galileo E1 신호의 위치 정보를, 상기 Galileo E1 신호의 코드 주기를 정해진 시간단위로 나눈 시점에서 전달받아, 상기 Galileo E5 신호에 대한 위치 정보를 획득할 수 있다.
예컨대, E1 신호의 코드 주기가 4ms 이면, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는 상기 4ms 를, 정해진 시간 단위인 1m 단위로 나누어 정해지는 시점인 4초(4ms/1m = 4s) 마다, 기획득된 E1의 위치 정보를 전달받아, 상기 E5 신호에 대한 위치 정보의 획득시 활용할 수 있다.
이를 통해 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는 코드 길이가 짧아 작은 처리량으로도 연산될 수 있는 신호의 위치 정보를, 수시로 제공받아, 상대적으로 코드 길이가 긴 신호의 위치 정보 연산시 활용하여 신속한 처리가 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는, 상기 다중 주파수의 신호들 중, L1 신호 또는 L5 신호에 대해, 파인 신호 탐색을 수행하여, 전리층 지연에 따른 오류를 보상할 수 있다.
즉, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는 다중 주파수의 일부 신호가 위성에 도달하는 과정에서, 대기 내의 수증기 또는 이온 물질에 의해 발생하는 지연(delay) 및 앞섬(advance) 현상을 보상하여, 이들 신호가 위성 수신기에서 정상적으로 신호 처리되도록 할 수 있다.
여기서, 전리층 지연은, 위성신호가 전파되다가 전리층을 만나게 되면, 전리층에 산재된 이온 물질 등이 신호의 전파에 영향을 주어 발생되는 오차 현상을 지칭할 수 있다.
즉, 멀티밴드 GNSS 수신기(100)는, 파인 신호로서 L1 신호 및 L5 신호를 모두 받아 이들 신호에 의거한 지연효과를 계산 함으로써, 이온 물질에 의해 발생하는 지연 오차의 크기를 상쇄시키게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따르면, 코드 길이가 짧은 L1 신호를 이용하여 1차 솔루션인 위치 정보를 구하고, 코드 길이가 상대적으로 긴 L2 신호 또는 L5 신호의 솔루션을 구할 때, L1 신호와 L2 신호와의 주파수 비율, 또는 L1 신호와 L5 신호와의 주파수 비율을 곱함으로써 솔루션의 범위를 용이하게 구할 수 있게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해서는, 솔루션의 범위를 우선 구함으로써, 코드 길이가 상대적으로 긴 L2 신호 또는 L5 신호에 대한 연산량을 줄이고 연산속도를 개선할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.　
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100 : 멀티밴드 GNSS 수신기
110 : 분류부
120 : 획득부
130 : 보상부

Claims (10)

  1. 위성 수신기에 유입되는 다중 주파수의 신호들을, 코드 길이에 기준하여, 단길이의 제1 그룹과, 장길이의 제2 그룹으로 구분하는 단계;
    상기 제1 그룹에 속하는 제1 신호에 대해 위치 추적하여 위치 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 제2 그룹에 속하는 제2 신호에 대해 위치 추적 없이, 상기 제1 신호의 위치 정보를 이용하여, 상기 제2 신호에 대한 위치 정보를 획득하는 단계
    를 포함하는 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 신호에 대한 위치 정보를 획득하는 단계는,
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호 간의 코드 배율에 맞는 길이를 확인하는 단계; 및
    상기 제1 신호의 위치 정보 내 코드값에, 상기 확인된 길이를 곱하여, 상기 제2 신호의 위치 정보 내 코드값을 획득하는 단계
    를 포함하는 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 신호에 대한 위치 정보를 획득하는 단계는,
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호 간의 주파수 비율을 확인하는 단계; 및
    상기 제1 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수에, 상기 확인된 주파수 비율을 곱하여, 상기 제2 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수를 획득하는 단계
    를 포함하는 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 신호에 대한 위치 정보를 획득하는 단계는,
    상기 다중 주파수의 신호들 중, Galileo E1 신호의 위치 정보를, 상기 Galileo E1 신호의 코드 주기를 정해진 시간단위로 나눈 시점에서 전달받아, 상기 Galileo E5 신호에 대한 위치 정보를 획득하는 단계
    를 포함하는 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다중 주파수의 신호들 중, L1 신호 또는 L5 신호에 대해,
    파인 신호(fine signal) 탐색을 수행하여, 전리층 지연에 따른 오류를 보상하는 단계
    를 더 포함하는 멀티밴드 GNSS 수신기의 운용 방법.
  6. 위성 수신기에 유입되는 다중 주파수의 신호들을, 코드 길이에 기준하여, 단길이의 제1 그룹과, 장길이의 제2 그룹으로 구분하는 분류부; 및
    상기 제1 그룹에 속하는 제1 신호에 대해 위치 추적하여 위치 정보를 획득하고, 상기 제2 그룹에 속하는 제2 신호에 대해 위치 추적 없이, 상기 제1 신호의 위치 정보를 이용하여, 상기 제2 신호에 대한 위치 정보를 획득하는 획득부
    를 포함하는 멀티밴드 GNSS 수신기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 획득부는,
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호 간의 코드 배율에 맞는 길이를 확인하고, 상기 제1 신호의 위치 정보 내 코드값에, 상기 확인된 길이를 곱하여, 상기 제2 신호의 위치 정보 내 코드값을 획득하는
    멀티밴드 GNSS 수신기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 획득부는,
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호 간의 주파수 비율을 확인하고, 상기 제1 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수에, 상기 확인된 주파수 비율을 곱하여, 상기 제2 신호의 위치 정보 내 도플러 주파수를 획득하는
    멀티밴드 GNSS 수신기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 획득부는,
    상기 다중 주파수의 신호들 중, Galileo E1 신호의 위치 정보를, 상기 Galileo E1 신호의 코드 주기를 정해진 시간단위로 나눈 시점에서 전달받아, 상기 Galileo E5 신호에 대한 위치 정보를 획득하는
    멀티밴드 GNSS 수신기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 다중 주파수의 신호들 중, L1 신호 또는 L5 신호에 대해, 파인 신호 탐색을 수행하여, 전리층 지연에 따른 오류를 보상하는 보상부
    를 더 포함하는 멀티밴드 GNSS 수신기.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060093979A (ko) * 2005-02-23 2006-08-28 주식회사 네비콤 Ｇｐｓ ｌ2ｃｓ 신호를 획득하는 방법
KR20110060734A (ko) * 2009-11-30 2011-06-08 한국전자통신연구원 적응형 항법위성신호 획득 장치 및 방법
KR20130011129A (ko) * 2011-07-20 2013-01-30 한국전자통신연구원 Ｇｐｓ 신호 획득 및 추적 장치와 그 방법
KR20150038293A (ko) * 2012-07-25 2015-04-08 라이트하우스 테크놀로지 앤드 컨설팅 가부시키가이샤 위성 측위 신호 수신 방법 및 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060093979A (ko) * 2005-02-23 2006-08-28 주식회사 네비콤 Ｇｐｓ ｌ2ｃｓ 신호를 획득하는 방법
KR20110060734A (ko) * 2009-11-30 2011-06-08 한국전자통신연구원 적응형 항법위성신호 획득 장치 및 방법
KR20130011129A (ko) * 2011-07-20 2013-01-30 한국전자통신연구원 Ｇｐｓ 신호 획득 및 추적 장치와 그 방법
KR20150038293A (ko) * 2012-07-25 2015-04-08 라이트하우스 테크놀로지 앤드 컨설팅 가부시키가이샤 위성 측위 신호 수신 방법 및 장치

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