KR20190043973A - 네트워크 rtk 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

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Abstract

본 실시예는, 측위 보정 알고리즘이 구현되지 않은 저가의 사용자 단말에서도 FKP 방식을 이용할 수 있도록, 위치 보정정보를 산출하여 서비스하는 측위 서버 및 그 위치 보정정보 제공방법을 제공한다.

Description

네트워크 RTK 시스템 및 그 동작방법{NETWORK RTK SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 네트워크 RTK 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 일반 RTK 단말기에 적용할 수 있는 네트워크 RTK 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.
위성항법시스템(Global Navigation Satellite System: GNSS)은 인공위성에서 송신된 전파를 이용하여 지상 목표물의 위치정보를 산출하는 측위 시스템이다. GNSS는 교통수단의 위치 확인 등 민간 분야는 물론 미사일의 위치 추적 등 군사 분야에서 활발하게 이용되고 있으며, 그 예로는 미국의 GPS(Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System) 등이 있다.
대표적인 위성항법시스템인 GPS는, 지상 목표물의 위치를 추적하기 위하여, 일반적으로 인공위성으로부터 수신된 L1 및 L2 반송파를 이용한 삼각 측량 방식을 사용하여, 지상 목표물의 절대 위치정보를 산출한다. 그러나, 이와 같은 위치 산출방법은, 위성시계, 위성궤도, 전리층과 대류층에 의한 전파지연 및 다중 전파경로 등의 구조적 요인, 위성배치 상황 등의 기하학적 요인 및 SA(Selective Availability) 등에 의해 측위 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 정확한 측위를 위하여 이러한 측위 오차를 보정할 필요가 있는데, 대표적인 측위 오차 보정 시스템으로서 RTK(Real Time Kinematic)가 있다.
RTK는 정확한 위치정보를 갖고 있는 기준국(reference station)의 반송파 위상에 대한 보정치를 이용하여 실시간으로 cm급의 높은 정밀도를 갖는 위치정보를 산출하는 시스템이다. 그러나, RTK는 기준국 반경 약 10 km에서 멀어질수록 정밀도가 감소하여 측위 오차가 증가하는 문제가 있는데, 이를 공간이격 오차라고 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 네트워크(Network) RTK가 제안되었으며, 국내에서 서비스 중인 네트워크 RTK로서 VRS(virtual reference station) 방식과 FKP(Flachen Korrektur Parameter) 방식이 있다.
본 실시예는, 저가의 단말에서도 FKP 방식을 이용할 수 있도록 하는 측위 서버 및 그 위치 보정정보 제공방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 측위 서버가 위치 보정정보를 제공하는 방법에 있어서, 서비스 지역을 일정한 위도 및 경도 간격으로 분할하여 복수의 그리드 포인트(grid point)를 설정하는 과정; 네트워크 RTK(network Real Time Kinematic) 서비스 제공자로부터 수신된 RTK 관측정보 및 FKP 보정정보를 기초로 산출된 위치 보정정보를, 상기 그리드 포인트와 매핑하여 매핑 테이블을 생성하는 과정; 및 사용자 단말의 현재 위치와 가장 가까운 그리드 포인트에 대응하는 산출된 위치 보정정보를, 상기 매핑 테이블로부터 탐색하여 상기 사용자 단말로 송신하는 과정을 포함하는 위치 보정정보 제공방법을 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 측위 서버에 있어서, 서비스 지역을 일정한 위도 및 경도 간격으로 분할하여 복수의 그리드 포인트(grid point)를 설정하는 설정부; 네트워크 RTK(network Real Time Kinematic) 서비스 제공자로부터 수신된 RTK 관측정보 및 FKP 보정정보를 기초로 산출된 위치 보정정보를, 상기 그리드 포인트와 매핑하여 매핑 테이블을 생성하는 생성부; 및 사용자 단말의 현재 위치와 가장 가까운 그리드 포인트에 대응하는 산출된 위치 보정정보를, 상기 매핑 테이블로부터 탐색하는 탐색부를 포함하는 측위 서버를 제공한다.
본 실시예에 따르면, 측위 서버가 RTK 서비스 제공자와의 양방향 통신을 통해 산출된 위치 보정정보를 다수의 사용자 단말로 서비스함으로써, 저가의 단말에서도 FKP 방식을 이용할 수 있고, 네트워크 RTK 서비스 제공자의 통신 트래픽이 감소하는 효과가 있다.
도 1a는 VRS 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1b는 FKP 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 측위 서버(230)를 포함하는 FKP 측위 시스템(200)의 일 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3a는 본 실시예에 따른 측위 서버(230)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3b는 본 실시예에 따른 그리드 포인트의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 위치 보정정보의 제공방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 제 1 매핑 테이블의 업데이트 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 제 2 매핑 테이블의 업데이트 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따른 제 3 매핑 테이블 매핑 테이블의 업데이트 과정의 일 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부,' '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예들에 대해서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1a는 VRS 방식을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 1b는 FKP 방식을 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명을 구체적으로 설명하기에 앞서, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 네트워크 RTK로서 VRS 방식 및 FKP 방식을 간략하게 설명하기로 한다.
우선, 도 1a를 참조하면, VRS 방식에서는, 사용자 단말(115)의 위치정보 제출에 대응하여, 네트워크 RTK 서비스 제공자(111)가 가상의 기준국(113)을 설정하고, 가상의 기준국(113)의 위치정보를 이용하여 위치 보정정보를 생성한다. 그리고 네트워크 RTK 서비스 제공자(111)가 위치 보정정보를 통신 중계기(미도시)를 통해 사용자 단말(115)로 전송하면, 사용자 단말(115)은 위치 보정정보를 이용하여 single-baseline 방식의 RTK 측위를 수행한다.
VRS 방식은, 측위 오차를 보간하여 위치 보정정보를 생성하는 과정이 모두 네트워크 RTK 서비스 제공자(111)에 의해 수행되고, 사용자 단말(115)에는 별도의 측위 보정 알고리즘을 구현할 필요가 없다는 장점이 있다. 그러나, 사용자 단말(115)이 가상의 기준국(113)으로부터 멀어질수록 공간이격 오차가 증가하는 문제가 있고, 사용자 단말(115)과 네트워크 RTK 서비스 제공자(111) 사이의 연속적인 양방향 통신이 필요하므로 다수의 사용자 단말(115)로부터 네트워크 RTK 서비스 제공자(111)로의 동시 접속이 제한된다는 문제가 있다.
다음으로, 도 1b를 참조하면, FKP 방식에서는, 사용자 단말(125)의 위치정보 제출에 대응하여, 네트워크 RTK 서비스 제공자(121)가 기준국 네트워크 별(123)로 오차요소를 면보정계수(오차경사면 보정계수)로 모델링하여 사용자 단말(125)로 전송하면, 사용자 단말(125)은 면보정계수를 이용하여 RTK 측위를 수행한다.
도 1b는 4개의 기준국(123-1 내지 123-4)으로 형성된 기준국 네트워크(123)를 도시하나, 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이므로, 다양한 방법으로 기준국 네트워크(123)가 형성될 수 있다.
FKP 방식은, 사용자 단말(125)의 이동으로 기준국 네트워크(123)가 변경되더라도 새로운 면보정계수에 의한 RTK 측위를 수행하게 되므로 차량 등의 이동체에 적합하다는 장점(즉, 공간이격 오차가 증가하는 문제가 없음)이 있다. 그러나, RTK 측위를 수행하기 위하여 사용자 단말에 별도의 측위 보정 알고리즘(FKP-RTK firmware) 구현이 필요하므로 알고리즘이 구현되지 않은 저가의 단말에서는 이용할 수 없다는 문제가 있다.
이에 본 발명의 실시예는, VRS 방식이 차량 등의 이동체에 부적합하다는 점을 고려하여 기본적으로 FKP 방식을 채택하면서도, FKP 방식이 측위 보정 알고리즘이 구현되지 않은 저가의 단말에서는 이용될 수 없다는 문제를 해결하고자 한다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 실시예에 따른 FKP 측위 시스템(200)을 설명하기로 한다.
도 2는 본 실시예에 따른 측위 서버(230)를 포함하는 FKP 측위 시스템(200)의 일 예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
FKP 측위 시스템(200)은, 위치 보정정보를 산출하기 위해 필요한 구성요소로서, 네트워크 RTK 서비스 제공자(210), 복수의 기준국(220-1 내지 220-4), 측위 서버(230) 및 사용자 단말(240)을 포함할 수 있다.
네트워크 RTK 서비스 제공자(210)는, 도 1b를 참조하여 전술한 바와 같이, 복수의 기준국(220-1 내지 220-4)을 이용하여 기준국 네트워크(220)를 구성하고, 기준국 네트워크(220)를 이용하여 전용 소프트웨어에 의해 생성된 FKP 보정정보(면보정계수)를 서비스할 수 있다. 현재 국내 인프라 현황을 보면, 국토지리정보원 서버에서 네트워크 RTK 서비스를 제공하고 있으며, 본 실시예에서 네트워크 RTK 서비스 제공자(220)는 국토지리정보원 서버이거나, 이와 대등한 기능을 수행하도록 구현된 별도의 서버일 수 있다.
복수의 기준국(220-1 내지 220-4)은 정확한 위치정보를 갖고 있는 측위 기준점에 설치되어, 복수의 인공위성(미도시)으로부터 GNSS 데이터를 수신하고, 측위 기준점에서의 GNSS 관측정보를 생성하여 네트워크 RTK 서비스 제공자(220)에게 전송할 수 있다. 여기서 위치정보는 목표물의 위도 및 경도좌표를 포함할 수 있다.
도 2는 4개의 기준국(220-1 내지 220-4)으로 형성된 기준국 네트워크(220)를 도시하나, 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이므로, 다양한 방법으로 기준국 네트워크(220)가 형성될 수 있다.
측위 서버(230)는, 위치 보정정보 서비스 제공지역을 일정한 위도 및 경도 간격으로 분할하여 복수의 그리드 포인트(grid point)를 생성할 수 있다. 그리고, 측위 서버(230)는, FKP 보정정보의 성능 또는 그리드 포인트의 운용 개수 등에 변동이 발생한 경우, 생성된 그리드 포인트를 새로운 위도 및 경도 간격에 따라 변경할 수 있다.
측위 서버(230)는, 네트워크 RTK 서비스 제공자(210)와의 양방향 통신을 통하여 각각의 그리드 포인트에 대응하는 위치 보정정보를 산출할 수 있다. 그리고, 측위 서버(230)는, 사용자 단말(240)의 요청이 있는 경우, 사용자 단말(240)의 현재 위치와 가장 가까운 그리드 포인트에 대응하는 위치 보정정보를 사용자 단말(240)로 전송할 수 있다.
측위 서버(230)가 수행하는 '그리드 포인트의 생성, 위치 보정정보의 산출 및 전송 동작 등'에 관한 구체적 내용은, 도 3 내지 도 7을 참조하여 상세하게 후술하기로 한다.
사용자 단말(240)은 복수의 인공위성으로부터 GNSS 데이터를 수신할 수 있는 GNSS 수신기가 구비된 장치로서, 본 실시예에 따르면 FKP 방식의 이용을 위한 별도의 알고리즘이 구현되지 않은 저가의 단말일 수 있다.
이상을 정리하면, 본 실시예에 따른 FKP 측위 시스템(200)은, 도 1b을 참조하여 전술한 종래기술에 따른 FKP 방식과 달리, 네트워크 RTK 서비스 제공자(210)와 사용자 단말(240) 사이에 위치 보정정보를 산출하는 측위 서버(230)를 추가적으로 구비함으로써, FKP 측위 보정 알고리즘이 구현되지 않은 저가의 사용자 단말(240)에서도 적용될 수 있다.
이하에서는, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 측위 서버(240)의 위치 보정정보 제공방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3a는 본 실시예에 따른 측위 서버(230)의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3b는 본 실시예에 따른 그리드 포인트의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 측위 서버(230)는 위치 보정정보를 산출하기 위해 필요한 구성요소로서, 송수신부(310), 제어부(330) 및 저장부(350)를 포함할 수 있다.
송수신부(310)
송수신부(310)는, 지상의 무선 네트워크를 이용하여, 도 2를 참조하여 전술한 네트워크 RTK 서비스 제공자(220) 및 사용자 단말(250)과 양방향 통신할 수 있다. 네트워크 RTK 서비스 제공자(220)로부터 전송되는 측위 정보가 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 규격을 따르는 경우, 송수신부(310)는 RTCM 메시지 신호를 수신할 수 있는 안테나를 포함하는 무선 모뎀일 수 있다. 그리고 RTCM 메시지는 RTCM 3.x 이상의 버전에서 정의된 복수의 메시지를 포함할 수 있다.
참고로, RTCM 버전 3의 가이드라인에 따르면, 단일 기준국 RTK 시스템을 구성하기 위하여 RTCM 1004번 메시지를 이용하여 매초마다 기준국 측정치를 전송하고, 기준국 위치정보는 RTCM 1005 또는 1006번 메시지를 이용하여 주기적으로 전송할 것을 권장하고 있다. 초기 3.1 버전의 메시지는 네트워크 RTK 방식 중 MAC(Master-Auxiliary Concept) 정보 만을 포함하였으나, 3.2 버전의 메시지부터는 FKP 정보 및 SSR(State Space Representation) 정보 등이 포함되었다.
본 실시예에서 설명되는 RTCM 메시지 구조(즉, 메시지 유형 및 정보)는 표 1과 같다. 다만, 표 1의 내용은 3.x 이상 버전의 RTCM 메시지에 대한 것으로서, RTCM 버전에 따라 메시지 유형과 정보는 이와 달라질 수 있음에 유의하여야 한다.
메시지 유형 1004 1005 1006 1012 1034 1035
정보 GPS RTK
관측정보		 기준국 위치정보 기준국 위치정보 및 안테나 높이 GLONASS RTK
관측정보		 GPS
FKP 보정정보		 GLONASS
FKP 보정정보
표 1을 참조하면, 1004번 메시지는, GPS RTK 관측정보로서, L1/L2 반송파의 위상 관측값을 포함할 수 있다.
1005번 메시지는, 기준국의 위치정보로서, 기준국 안테나의 ECEF(Earth Centered and Earth Fixed) 좌표정보(antenna reference point: ARP) 및
Figure pat00001
위상정렬 정보(quarter phase alignment details)를 포함할 수 있다.
1006번 메시지는, 기준국의 위치정보로서, 1005번 메시지에 ARP 값에 대한 안테나 높이 정보를 더 포함할 수 있다.
1012번 메시지는, GLONASS RTK 관측정보로서, L1/L2 반송파의 위상 관측값을 포함할 수 있다.
1034번 메시지는, GPS FKP 보정정보로서, GPS에 대한 기준국 네트워크 별 오차요소가 모델링된 면보정계수를 포함할 수 있다.
그리고, 1035번 메시지는, GLONASS FKP 보정정보로서, GLONASS에 대한 기준국 네트워크 별 오차요소가 모델링된 면보정계수를 포함할 수 있다.
여기서, 각각의 메시지들은 기준국을 식별하기 위한 기준국 아이디 정보를 더 포함할 수 있다.
제어부(330)
제어부(330)는, 위치 보정정보를 산출하기 위해 필요한 구성요소로서, 설정부(331), 제 1 생성부 내지 제 3 생성부(332 내지 334), 탐색부(335) 및 업데이트부(336)를 포함할 수 있다. 다만, 이는 설명의 편의를 위하여 제어부(330)가 수행하는 '위치 보정정보의 산출 동작'을 구성요소로서 도시한 것일 뿐이다. 따라서, 도면에 직접적으로 도시되진 않았지만, 제어부(330)에는 측위 서버(230)의 제반 동작을 제어하기 위한 구성요소들이 더 포함될 수 있다.
제어부- 설정부 (331)
설정부(331)는, 위치 보정정보 서비스 제공지역을, 일정한 위도 및 경도 간격(그리드 단위)으로 분할하여 복수의 그리드 포인트를 설정할 수 있다. 그리고, 설정부(331)는, FKP 보정정보의 성능 또는 그리드 포인트의 운용 개수 등에 변동이 발생한 경우, 새로운 위도 및 경도 간격에 따라 복수의 그리드 포인트를 재설정할 수 있다.
여기서 그리드 단위는, FKP 측위보정 성능, 그리드 포인트 운용 개수 등을 고려하여 미리 설정될 수 있으며, 통상적으로 RTK 측위가 기준국 반경 10 km 내지 20 km 이내에서 유효한 점을 고려할 때, 10 km 내외로 설정될 수 있다.
그리고, 설정부(331)는, 생성된 그리드 포인트 각각에 고유의 그리드 포인트 아이디를 부여하고, 각각의 위치정보와 매핑하여 저장부(350)에 테이블 형태로 저장할 수 있다.
구체적으로, 도 3b를 참조하면, 위치 보정정보 서비스 제공지역(도 3b에서 음영 영역)이 위도 및 경도 각 10 km 간격으로 균등하게 분할되어, 그리드 포인트가 설정된 것을 확인할 수 있다. 다만, 각 10 km 간격은 설명의 편의를 위한 것으로, 전술한 바와 같이 각 10 km 이외의 간격, 예를 들어 각 11 km 간격으로 분할되거나 위도 10 km 및 경도 11 km 간격과 같은 방식으로 분할될 수도 있다.
그리고, 생성된 그리드 포인트 각각에 부여된 고유의 아이디(GP1 내지 GP12)는, 각각의 위치정보와 매핑되어, 표 2와 같은 테이블 형태(이하, 그리드 포인트 테이블)로 저장부(350)에 저장될 수 있다.
그리드 포인트 아이디 그리드 포인트 위치정보(위도 및 경도좌표)
GP1 (36.0123260, 128.4307890)
GP2 (36.0123260, 133.4307890)
GP3 (36.0123260, 138.4307890)
... ...
GP12 (151.0123260, 138.4307890)
표 2를 참조하면, 첫번째 그리드 포인트(GP1)의 위치정보는 위도 36.0123260 도 및 경도 128.4307890 도를 포함한다. 두번째 그리드 포인트(GP2)의 위치정보는 위도 36.0123260 도 및 경도 133.4307890 도를 포함한다. 세번째 그리드 포인트(GP3)의 위치정보는 위도 36.0123260 도 및 경도 138.4307890 도를 포함한다. 그리고, 마지막 그리드 포인트(GP12)의 위치정보는 위도 36.0123260 도 및 경도 128.4307890 도를 포함한다.
다시 도 3a로 돌아와, 본 실시예에 따른 측위 서버(230)의 구성을 계속해서 설명하기로 한다.
제어부- 제 1 생성부 (332)
제 1 생성부(332)는, 각각의 그리드 포인트에 대응하여 네트워크 RTK 서비스 제공자(210)로부터 수신한, 기준국 아이디 정보를 그리드 포인트에 매핑하여 제 1 매핑 테이블을 생성할 수 있다. 구체적으로, 송수신부(310)는, 그리드 포인트의 위치정보를 순차적으로 네트워크 RTK 서비스 제공자(210)에게 송신하여 FKP 보정정보의 전송을 요청할 수 있다. 그리고, 송수신부(310)는 전송 요청에 대응하여 네트워크 RTK 서비스 제공자(210)로부터 복수의 RTCM 메시지를 수신할 수 있다. 여기서 복수의 RTCM 메시지는 1005, 1006, 1004, 1012, 1034 및 1035번 메시지를 포함할 수 있다.
다음으로, 제 1 생성부(332)는, 그리드 포인트를 대응하는 RTCM 메시지에 포함된 기준국 아이디 정보와 매핑하여, 제 1 매핑 테이블을 생성할 수 있다. 이 때, 제 1 매핑 테이블은 저장부(350)에 저장될 수 있으며, 제 1 매핑 테이블의 구체적인 일 예는 표 3과 같다.
그리드 포인트 아이디 정보 기준국 아이디 정보
GP1 S1
GP2 S2
GP3 S3
... ...
GP12 S8
표 3을 참조하면, 첫번째 그리드 포인트(GP1)에 대응하는 기준국 아이디는 S1이다. 두번째 그리드 포인트(GP2)에 대응하는 기준국 아이디는 S2이다. 세번째 그리드 포인트(GP3)에 대응하는 기준국 아이디는 S3이다. 그리고, 마지막 그리드 포인트(GP12)에 대응하는 기준국 아이디는 S8이다.
제어부- 제 2 생성부 (333)
제 2 생성부(333)는, 제 1 매핑 테이블에 저장된 서로 다른 모든 기준국 아이디 정보에 대응하여 네트워크 RTK 서비스 제공자(210)로부터 수신한, 복수의 RTCM 메시지를 기준국 아이디 정보에 매핑하여 제 2 매핑 테이블을 생성할 수 있다.
구체적으로, 송수신부(310)는, 제 1 매핑 테이블에 저장된 서로 다른 모든 기준국 아이디 정보 별로, 각각에 매핑된 그리드 포인트 중 어느 하나의 위치정보를 순차적으로 네트워크 RTK 서비스 제공자(210)에게 송신하여 FKP 보정정보의 전송을 요청할 수 있다. 그리고, 송수신부(310)는 전송 요청에 대응하여 네트워크 RTK 서비스 제공자(210)로부터 복수의 RTCM 메시지를 수신할 수 있다. 여기서 복수의 RTCM 메시지는 1005, 1006, 1004, 1012, 1034 및 1035번 메시지를 포함할 수 있다.
다음으로, 제 2 생성부(333)는, 기준국 아이디 정보를 대응하는 RTCM 메시지와 매핑하여, 제 2 매핑 테이블을 생성할 수 있다. 이 때, 제 2 매핑 테이블은 저장부(350)에 저장될 수 있으며, 제 2 매핑 테이블의 구체적인 일 예는 표 4와 같다.
기준국 아이디 정보 RTCM 메시지
(1005,1006,1004,1012,1034 및 1035번 메시지)
S1 R1
S2 R2
S3 R3
... ...
S8 R8
표 4를 참조하면, 첫번째 기준국 아이디(S1)에 대응하는 RTCM 메시지는 R1이다. 두번째 기준국 아이디(S2)에 대응하는 RTCM 메시지는 R2이다. 세번째 기준국 아이디(S3)에 대응하는 RTCM 메시지는 R3이다. 그리고, 마지막 기준국 아이디(S8)에 대응하는 RTCM 메시지는 R8이다. 여기서, R1 내지 R8 각각은, 복수의 메시지(1005,1006,1004,1012,1034 및 1035번 메시지)를 포함할 수 있다.
제어부- 제 3 생성부 (334)
제 3 생성부(337)는, 그리드 포인트 각각의 위치정보와 제 2 매핑 테이블을 이용하여 그리드 포인트 각각에 대한 위치 보정정보를 산출할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 위치 보정정보는, 제 2 매핑 테이블에서 기준국 아이디 정보에 매핑된 RTCM 메시지에 포함되는, GPS RTK 관측정보(즉, 1004번 메시지)와 GPS FKP 보정정보(즉, 1034번 메시지)를 이용하여, RTCM 3.x 이상의 버전에서 정의된 FKP 보정 수식에 의해 산출될 수 있다. 마찬가지로, 본 실시예에 따른 위치 보정정보는, 제 2 매핑 테이블에서 기준국 아이디 정보에 매핑된 RTCM 메시지에 포함되는, GLONASS RTK 관측정보(즉, 1012번 메시지)와 GLONASS FKP 보정정보(즉, 1035번 메시지)를 이용하여, RTCM 3.x 이상의 버전에서 정의된 FKP 보정 수식에 의해 산출될 수 있다. 여기서, FKP 보정 수식은 RTCM 버전에 따라 달라질 수 있음에 유의하여야 한다. 그리고, 산출된 위치 보정정보는, RTCM 1004번(또는, 1012번) 메시지로 인코딩되어 사용자 단말로 전송될 수 있다.
제 3 생성부(337)는, 그리드 포인트를 대응하는 위치 보정정보와 매핑하여, 제 3 매핑 테이블을 생성할 수 있다. 이 때, 제 3 매핑 테이블은 저장부(350)에 저장될 수 있으며, 제 3 매핑 테이블의 구체적인 일 예는 표 5와 같다.
그리드 포인트 아이디 정보 산출된 위치 보정정보
GP1 R1'
GP2 R2'
GP3 R3'
... ...
GP12 R8'
표 5를 참조하면, 첫번째 그리드 포인트(GP1)에 대응하여 산출된 위치 보정정보는 R1'이다. 두번째 그리드 포인트(GP2)에 대응하여 산출된 위치 보정정보는 R2'이다. 세번째 그리드 포인트(GP3)에 대응하여 산출된 위치 보정정보는 R3'이다. 마지막 그리드 포인트(GP12)에 대응하여 산출된 위치 보정정보는 R8'이다. 그리고, 각각의 그리드 포인트(GP1 내지 GP12)에 대응하는 위치 보정정보(R1' 내지 R8')는, 후술할 업데이트부(336)에 의해 일정한 주기마다 업데이트 될 수 있다.
제어부- 탐색부 (335)
탐색부(335)는, 사용자 단말(240)의 요청이 있는 경우, 사용자 단말(240)의 현재 위치와 최단 거리의 그리드 포인트에 대응하는 위치 보정정보를, 제 3 매핑 테이블로부터 탐색할 수 있다.
구체적으로, 송수신부(310)가 사용자 단말(240)로부터 현재 위치정보를 수신하여 위치 보정정보 제공을 요청 받은 경우, 탐색부(335)는 현재 위치정보를 이용하여 사용자 단말(240)의 위치와 가장 가까운 그리드 포인트를 탐색할 수 있다.
다음으로, 탐색부(335)는, 탐색된 그리드 포인트에 대응하는 위치 보정정보를 제 3 매핑 테이블로부터 탐색할 수 있다.
그리고, 탐색된 위치 보정정보는 송수신부(310)에 의해 사용자 단말(240)로 전송될 수 있으며, 사용자 단말(240)은 탐색된 위치 보정정보를 그대로 이용하여 RTK 측위를 수행할 수 있다.
제어부-업데이트부(336)
업데이트부(336)는, 미리 설정된 업데이트 조건이 충족되는 경우, 제 1 매핑 테이블 내지 제 3 매핑 테이블을 업데이트 할 수 있다. 여기서 업데이트 조건은, 미리 설정된 업데이트 주기가 도래한 경우, 그리드 포인트에 대응하는 RTCM 메시지가 변경된 경우, 그리드 포인트가 재설정된 경우 등을 포함할 수 있다. 제 1 매핑 테이블 내지 제 3 매핑 테이블의 구체적인 업데이트 방법은 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세하게 후술하기로 한다.
이상을 정리하면, 제어부(330)는, '그리드 포인트의 설정', '매핑 테이블 및 위치 보정정보의 산출/업데이트' 및 '사용자 단말(250)의 위치정보에 대응하는 위치 보정정보의 탐색' 동작들을 수행할 수 있다.
저장부(350)
저장부(350)는 제 1 매핑 테이블 내지 제 3 매핑 테이블이 저장되는 메모리 장치를 포함할 수 있다. 여기서 메모리 장치는, DRAM(Dynamic Random Access Memory) 등과 같은 휘발성 메모리 장치 또는, 플래시 메모리(flash memory) 등과 같은 비휘발성 메모리 장치일 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여, 본 실시예에 따른 측위 서버(230)가, 위치 보정정보를 사용자 단말(240)로 제공하는 방법을 설명하기로 한다.
도 4는 본 실시예에 따른 위치 보정정보의 제공방법을 나타내는 흐름도이다.
과정 S410에서, 송수신부(310)는, 사용자 단말(240)로부터 사용자 단말(240)의 위치정보를 수신하여 위치 보정정보의 제공을 요청 받을 수 있다.
과정 S430에서, 탐색부(335)는, 수신된 위치정보를 이용하여 사용자 단말(240)의 현재 위치와 가장 가까운 그리드 포인트를 탐색할 수 있다.
과정 S450에서, 탐색부(335)는, 탐색된 그리드 포인트에 대응하는 위치 보정정보를 제 3 매핑 테이블로부터 탐색할 수 있고, 탐색된 위치 보정정보는 송수신부(310)에 의해 사용자 단말(240)로 전송될 수 있다.
과정 S470에서, 사용자 단말(240)은, 측위 서버(230)로부터 수신된 위치 보정정보를 이용하여 single-baseline 방식의 일반 RTK 측위를 수행할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 실시예에 따른 제 1 매핑 테이블 내지 제 3 매핑 테이블의 업데이트 과정의 일 예를 나타내는 흐름도이다.
이하 도 5 내지 도 7을 참조하여, 업데이트부(336)가 제 1 매핑 테이블 내지 제 3 매핑 테이블을 순차적으로 업데이트하는 방법을 살펴보기로 한다.
제 1 매핑 테이블 업데이트
도 5를 참조하면, 과정 S510에서, 업데이트부(336)는, 미리 설정된 제 1 매핑 테이블 업데이트 조건의 충족 여부를 판단할 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 따르면, 제 1 매핑 테이블 업데이트 조건은, 미리 설정된 일정한 주기가 도래한 경우(예를 들어, 매초(every second)마다)일 수 있으며, 측위 정확도를 높이기 위하여 업데이트 주기는 가급적 짧을수록 바람직하다.
본 실시예의 다른 측면에 따르면, 제 1 매핑 테이블 업데이트 조건은 그리드 포인트에 대응하는 RTCM 메시지가 변경된 경우일 수 있다.
본 실시예의 또 다른 측면에 따르면, 제 1 매핑 테이블 업데이트 조건은 복수의 그리드 포인트가 변경된 경우일 수 있다. 참고로, 도 2를 참조하여 전술한 바와 같이, 측위 서버(230)는, FKP 보정정보의 성능 또는 그리드 포인트의 운용 개수 등에 변동이 발생한 경우, 생성된 그리드 포인트를 새로운 위도 및 경도 간격에 따라 변경할 수 있다.
과정 S510에서, 업데이트부(336)는, 제 1 매핑 테이블 업데이트 조건이 충족된 경우('예'), 제 1 매핑 테이블의 업데이트를 수행할 것을 결정하고, 과정 S520으로 진행할 수 있다.
과정 S520에서, 송수신부(310)는, 도 3a를 참조하여 전술한 그리드 포인트 테이블로부터, 현재의 그리드 포인트의 위치정보를 네트워크 RTK 서비스 제공자(220)에게 송신하여 대응하는 RTCM 메시지를 수신하고, 과정 S530으로 진행할 수 있다. 여기서, 현재의 그리드 포인트는 제 1 매핑 테이블에 첫번째로 저장된 그리드 포인트일 수 있다.
과정 S510에서, 업데이트부(336)는, 제 1 매핑 테이블 업데이트 조건이 충족되지 않은 경우('아니오'), 제 1 매핑 테이블의 업데이트를 수행하지 않을 것을 결정하고, 제 1 매핑 테이블의 업데이트 과정을 완료할 수 있다.
과정 S530에서, 업데이트부(336)는, 과정 S520에서 수신된 RTCM 메시지에 포함된 기준국 아이디 정보가 제 1 매핑 테이블의 현재의 그리드 포인트에 매핑된 기준국 아이디 정보와 다른 경우('예'), 제 1 매핑 테이블의 업데이트를 수행할 것을 결정하고, 과정 S540으로 진행할 수 있다.
과정 S540에서, 업데이트부(336)는, 제 1 매핑 테이블에서 현재의 그리드 포인트에 매핑된 기준국 아이디 정보를, 과정 S520에서 수신된 RTCM 메시지에 포함된 기준국 아이디 정보로 변경할 수 있다.
과정 S530에서, 업데이트부(336)는, 과정 S520에서 수신된 RTCM 1004번 메시지에 포함된 기준국 아이디 정보가, 제 1 매핑 테이블의 현재의 그리드 포인트에 매핑된 기준국 아이디 정보와 같은 경우('아니오'), 제 1 매핑 테이블의 업데이트를 수행하지 않을 것을 결정하고, 과정 S550으로 진행할 수 있다.
과정 S550에서, 업데이트부(336)는, 제 1 매핑 테이블의 모든 그리드 포인트에 대하여 RTCM 메시지를 수신하는, 과정 S520가 수행되지 않은 경우('아니오'), 과정 S560으로 진행할 수 있다.
과정 S560에서, 업데이트부(336)는, 제 1 매핑 테이블의 현재의 그리드 포인트를, 과정 S520이 수행되지 않은 다음 그리드 포인트로 변경하고, 과정 S520으로 진행할 수 있다.
과정 S550에서, 업데이트부(336)는, 제 1 매핑 테이블의 모든 그리드 포인트에 대하여 과정 S520이 수행된 경우('예'), 제 1 매핑 테이블의 업데이트 과정을 완료할 수 있다.
제 2 매핑 테이블 업데이트
도 6을 참조하면, 과정 S610에서, 업데이트부(336)는, 미리 설정된 제 2 매핑 테이블 업데이트 조건의 충족 여부를 판단할 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 따르면, 제 2 매핑 테이블 업데이트 조건은, 미리 설정된 일정한 주기가 도래한 경우(예를 들어, 매초(every second)마다)일 수 있으며, 측위 정확도를 높이기 위하여 업데이트 주기는 가급적 짧을수록 바람직하다.
본 실시예의 다른 측면에 따르면, 제 2 매핑 테이블 업데이트 조건은 그리드 포인트에 대응하는 RTCM 메시지가 변경된 경우일 수 있다.
본 실시예의 또 다른 측면에 따르면, 제 2 매핑 테이블 업데이트 조건은 복수의 그리드 포인트가 변경된 경우일 수 있다.
과정 S610에서, 업데이트부(336)는, 제 2 매핑 테이블 업데이트 조건이 충족된 경우('예'), 제 2 매핑 테이블의 업데이트를 수행할 것을 결정하고, 과정 S620으로 진행할 수 있다.
과정 S620에서, 송수신부(310)는, 제 1 매핑 테이블에 저장된 서로 다른 모든 기준국 아이디 정보 별로, 각각에 매핑된 그리드 포인트 중 어느 하나의 위치정보를 네트워크 RTK 서비스 제공자(210)에게 송신하여, 대응하는 RTCM 메시지를 수신하고, 과정 S630으로 진행할 수 있다.
과정 S610에서, 업데이트부(336)는, 제 2 매핑 테이블 업데이트 조건이 충족되지 않은 경우('아니오'), 제 2 매핑 테이블의 업데이트를 수행하지 않을 것을 결정하고, 제 2 매핑 테이블의 업데이트 과정을 완료할 수 있다.
과정 S630에서, 업데이트부(336)는, 과정 S620에서 수신된 RTCM 메시지를 이용하여, 기준국 아이디 정보에 대응하는 제 2 매핑 테이블의 매핑정보를 모두 업데이트하고, 제 2 매핑 테이블의 업데이트 과정을 완료할 수 있다.
제 3 매핑 테이블 업데이트
도 7을 참조하면, 과정 S710에서, 업데이트부(336)는, 미리 설정된 제 3 매핑 테이블 업데이트 조건의 충족 여부를 판단할 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 따르면, 제 3 매핑 테이블 업데이트 조건은, 미리 설정된 일정한 주기가 도래한 경우(예를 들어, 매초(every second)마다)일 수 있으며, 측위 정확도를 높이기 위하여 업데이트 주기는 가급적 짧을수록 바람직하다.
본 실시예의 다른 측면에 따르면, 제 3 매핑 테이블 업데이트 조건은, 제 2 매핑 테이블이 업데이트된 경우일 수 있다.
과정 S710에서, 업데이트부(336)는, 제 3 매핑 테이블 업데이트 조건이 충족된 경우('예'), 제 3 매핑 테이블의 업데이트를 수행할 것을 결정하고, 과정 S720으로 진행할 수 있다.
과정 S720에서, 업데이트부(336)는, 제 2 매핑 테이블에 저장된 기준국 아이디 정보에 대응하는, 그리드 포인트의 위치정보 및 RTCM 메시지(즉, 1005, 1006 및 1034번 메시지)를 이용하여, 위치 보정정보를 재산출할 수 있다. 구체적인 위치 보정정보 산출 방법은 도 3a를 참조하여 전술한 바와 같다.
다음으로, 업데이트부(336)는, 재산출된 위치 보정정보를 이용하여 제 3 매핑 테이블의 매핑정보를 모두 업데이트하고, 제 3 매핑 테이블의 업데이트 과정을 완료할 수 있다.
과정 S710에서, 업데이트부(336)는, 제 3 매핑 테이블 업데이트 조건이 충족되지 않은 경우('아니오'), 제 3 매핑 테이블의 업데이트를 수행하지 않을 것을 결정하고, 제 3 매핑 테이블의 업데이트 과정을 완료할 수 있다.
이상 도 4 내지 도 7에서는, 복수의 과정을 순차적으로 수행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서, 도 4 내지 도 7에 기재된 순서를 변경하여 수행하거나 복수의 과정 중 일부를 병렬적으로 수행하는 것으로 다양하게 수정 및 변경하여 적용 가능할 것이므로, 도 4 내지 도 7은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 4 내지 도 7에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 실시예에 따른 위치 보정정보 제공방법에 따르면, 측위 서버가 위치 보정정보를 산출하여 사용자 단말로 제공함으로써, FKP 보정 알고리즘이 구현되지 않은 저가의 사용자 단말에서도 FKP 방식의 RTK 측위를 수행할 수 있다. 나아가, 본 실시예에 따른 위치 보정정보 제공방법에 따르면, 네트워크 RTK 서비스 제공자는 측위 서버와 '1:1'의 양방향 통신을 하게 되므로, 종래기술에 따른 측위 보정방법에서, 네트워크 RTK 서비스 제공자가 사용자 단말과 '1:다'의 양방향 통신을 함으로써 발생되는 동시 접속 제한 문제를 해결할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 측위 서버가 위치 보정정보를 제공하는 방법에 있어서,
    서비스 지역을 일정한 위도 및 경도 간격으로 분할하여 복수의 그리드 포인트(grid point)를 설정하는 과정;
    네트워크 RTK(network Real Time Kinematic) 서비스 제공자로부터 수신된 RTK 관측정보 및 FKP 보정정보를 기초로 산출된 위치 보정정보를, 상기 그리드 포인트와 매핑하여 매핑 테이블을 생성하는 과정; 및
    사용자 단말의 현재 위치와 가장 가까운 그리드 포인트에 대응하는 위치 보정정보를, 상기 매핑 테이블로부터 탐색하여 상기 사용자 단말로 송신하는 과정을 포함하는
    위치 보정정보 제공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 매핑 테이블 생성 과정은,
    상기 그리드 포인트를 상기 네트워크 RTK 서비스 제공자로부터 수신된 기준국 아이디 정보와 매핑하여 제 1 매핑 테이블을 생성하는 과정;
    상기 기준국 아이디 정보를 상기 FKP 보정정보와 매핑하여 제 2 매핑 테이블을 생성하는 과정; 및
    상기 그리드 포인트를, 상기 그리드 포인트의 위치정보와 상기 제 1 매핑 테이블 및 상기 제 2 매핑 테이블을 이용하여 산출된 상기 위치 보정정보와 매핑하여 제 3 매핑 테이블을 생성하는 과정을 포함하는
    위치 보정정보 제공방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    미리 설정된 일정한 주기가 도래하거나, 상기 RTK 관측정보 또는 상기 FKP 보정정보가 변경되거나, 또는 FKP 보정정보의 성능 또는 그리드 포인트의 운용 개수에 변동이 발생하여 상기 그리드 포인트가 변경된 경우, 상기 매핑 테이블을 업데이트하는 과정을 더 포함하는
    위치 보정정보 제공방법.
  4. 측위 서버에 있어서,
    서비스 지역을 일정한 위도 및 경도 간격으로 분할하여 복수의 그리드 포인트(grid point)를 설정하는 설정부;
    네트워크 RTK(network Real Time Kinematic) 서비스 제공자로부터 수신된 RTK 관측정보 및 FKP 보정정보를 기초로 산출된 위치 보정정보를, 상기 그리드 포인트와 매핑하여 매핑 테이블을 생성하는 생성부; 및
    사용자 단말의 현재 위치와 가장 가까운 그리드 포인트에 대응하는 위치 보정정보를, 상기 매핑 테이블로부터 탐색하는 탐색부를 포함하는
    측위 서버.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 생성부는,
    상기 그리드 포인트를 상기 네트워크 RTK 서비스 제공자로부터 수신된 기준국 아이디 정보와 매핑하여 제 1 매핑 테이블을 생성하는 제 1 생성부;
    상기 기준국 아이디 정보를 상기 FKP 보정정보와 매핑하여 제 2 매핑 테이블을 생성하는 제 2 생성부; 및
    상기 그리드 포인트를, 상기 그리드 포인트의 위치정보와 상기 제 1 매핑 테이블 및 상기 제 2 매핑 테이블을 이용하여 산출된 상기 위치 보정정보와 매핑하여 제 3 매핑 테이블을 생성하는 제 3 생성부를 포함하는
    측위 서버.
  6. 제 4항에 있어서,
    미리 설정된 일정한 주기가 도래하거나, 상기 RTK 관측정보 또는 상기 FKP 보정정보가 변경되거나, 또는 FKP 보정정보의 성능 또는 그리드 포인트의 운용 개수에 변동이 발생하여 상기 그리드 포인트가 변경된 경우, 상기 매핑 테이블을 업데이트하는 업데이트부를 더 포함하는
    측위 서버.
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