KR20190071215A - THe METHOD AND APPARATUS OF CONVERTING SBAS INTEGRITIES FOR EARTH ORBITING SATELLITES - Google Patents

THe METHOD AND APPARATUS OF CONVERTING SBAS INTEGRITIES FOR EARTH ORBITING SATELLITES Download PDF

Info

Publication number
KR20190071215A
KR20190071215A KR1020170172055A KR20170172055A KR20190071215A KR 20190071215 A KR20190071215 A KR 20190071215A KR 1020170172055 A KR1020170172055 A KR 1020170172055A KR 20170172055 A KR20170172055 A KR 20170172055A KR 20190071215 A KR20190071215 A KR 20190071215A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
integrity information
sbas
information
earth
ground
Prior art date
Application number
KR1020170172055A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102069792B1 (en
Inventor
김정래
김민규
Original Assignee
한국항공대학교산학협력단
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 한국항공대학교산학협력단 filed Critical 한국항공대학교산학협력단
Priority to KR1020170172055A priority Critical patent/KR102069792B1/en
Publication of KR20190071215A publication Critical patent/KR20190071215A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102069792B1 publication Critical patent/KR102069792B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01S19/03Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/08Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing integrity information, e.g. health of satellites or quality of ephemeris data
    • 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
    • G01S19/20Integrity monitoring, fault detection or fault isolation of space segment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Disclosed are an SBAS integrity information conversion method for an earth orbiting satellite and an apparatus thereof. The SBAS integrity information conversion method for an earth orbiting satellite comprises: a step (a) of receiving a signal comprising terrestrial SBAS integrity information; and a step (b) of converting the terrestrial SBAS integrity information into SBAS integrity information for an earth orbiting satellite. In step (b), the SBAS integrity information for an earth orbiting satellite can be converted from the terrestrial SBAS integrity information to include earth orbit ionosphere integrity information corrected in consideration of a signal delay due to the ionosphere at the altitude of an earth orbiting satellite for terrestrial ionospheric integrity information included in the terrestrial SBAS integrity information. Thus, location estimation accuracy can be increased.

Description

지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법 및 장치{THe METHOD AND APPARATUS OF CONVERTING SBAS INTEGRITIES FOR EARTH ORBITING SATELLITES}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method and an apparatus for converting an SBAS integrity information for an earth-

본원은 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for converting an SBAS integrity information for an earth orbiting satellite.

GNSS(global navigation satellite system) 항법 정확도 및 신뢰수준을 높이는 방법으로는 SBAS(satellite based augmentation system)를 이용하는 방법이 있다. SBAS는 GNSS 신호 오차에 대한 보정정보와 함께 보정정보의 오차 공분산을 나타내는 무결성정보도 제공하는 시스템으로, 지상, 해양, 항공분야에서 정확도 및 신뢰성을 높이기 위해 많이 사용되고 있다. 실제로 미국에서 개발된 WAAS(wide-area augmentation system), 일본에서 개발된 MSAS(multi-functional satellite augmentation system), 유럽에서 개발된 EGNOS(European geostationary navigation overlay service)는 각 지역에서 사용자의 위치 추정 정확도와 추정값에 대한 신뢰성을 높이는데 많은 기여를 하고 있다.Global Navigation Satellite System (GNSS) There is a satellite based augmentation system (SBAS) method for improving navigation accuracy and confidence level. SBAS is a system that provides correction information for GNSS signal error as well as integrity information indicating the error covariance of correction information. It is widely used to improve accuracy and reliability in the ground, marine, and aeronautical fields. In reality, the wide-area augmentation system (WAAS) developed in the United States, the multi-functional satellite augmentation system (MSAS) developed in Japan and the European geostationary navigation overlay service (EGNOS) And contributes a lot to the reliability of the estimated value.

SBAS에서 전송되는 신호에는 보정정보와 무결성정보가 포함되어 있다. 보정정보의 종류로는 FC(fast correction), LTC(long-term correction), 그리고 전리층 보정정보가 있다. FC는 단시간 신호변화에 대한 보정정보로, GNSS 의사거리 정보에 적용 가능하다. LTC는 위성 궤도 및 시계에 대한 보정정보 및 보정정보의 변화율 형태로 제공되며, 항법메시지로부터 계산된 GNSS 위성 궤도 및 시계에 바로 적용이 가능하다. SBAS 전리층 보정정보는 MT 26에 포함되어 있으며, 격자점 형태의 전리층지도에 대한 보정정보 및 전리층 보정정보의 추정 정확도를 나타내는 GIVE(grid ionosphere vertical error)가 포함되어 있다. 사용자는 주변 격자점에서의 값을 가중치합으로 계산하여 전리층 보정값을 계산할 수 있다.The signal transmitted from the SBAS includes correction information and integrity information. The types of correction information include fast correction (FC), long-term correction (LTC), and ionospheric correction information. FC is correction information for a short time signal change and is applicable to GNSS pseudo range information. LTC is provided in the form of rate of change information and correction information for satellite orbits and clocks, and is directly applicable to GNSS satellite orbits and clocks calculated from navigation messages. The SBAS ionospheric correction information is included in MT 26 and includes correction information for the ionospheric map of the lattice point and GIVE (grid ionosphere vertical error) for the estimation accuracy of the ionospheric correction information. The user can calculate the ionospheric correction value by calculating the value at the surrounding lattice point as a weighted sum.

무결성정보(지상 SBAS 무결성정보)는 보정정보 및 위치해에 대한 추정오차를 나타내는 지표이다. 무결성정보는 SBAS에서 제공되는 정보들을 조합하여 GNSS 신호 및 전리층, 대류층 보정정보와 수신기 오차에 관한 공분산을 계산하고, 이를 합하여 획득할 수 있다.The integrity information (terrestrial SBAS integrity information) is an indicator of the correction information and the estimation error for the location. The integrity information can be obtained by combining the information provided by the SBAS and calculating the covariance of the GNSS signal and ionospheric, convective layer correction information and receiver error, and summing them.

무결성정보는 각 위성들의 가중치를 계산할 때 이용된다. 무결성정보는 각 보정정보에 대한 추정오차가 큰 위성들에게 작은 가중치를 부여하여 위치해에 대해 기여도를 작게 하고, 추정오차가 작은 위성들에 대해 큰 가중치를 부여함으로써 위치해의 정확도에 영향을 준다.Integrity information is used to calculate the weight of each satellite. Integrity information affects the accuracy of positioning by assigning a small weight to satellites with large estimation errors for each correction information, reducing the contribution to the position and giving large weights to the satellites with small estimation errors.

또한 무결성정보는 위치해에 대한 보호수준(protection level)을 계산할 때도 이용된다. 보호수준은 사용자 위치정보에 대한 추정오차를 나타내며, 수직 및 수평 보호수준으로 분리하여 계산된다. 수신된 보정정보의 정확도가 낮을수록 보호수준은 증가하며, 미리 설정된 경보한계치(alert limit)보다 증가하게 되면 GNSS 시스템의 사용을 중지해야 한다. 예를 들면, 이들의 개념은 주로 항공기에서 많이 사용되는데, ICAO(international civil aviation organization)에서 정의된 CAT-I(approach procedures with vertical guidance) 조건은 수직 경보한계치가 10 m, 수평 경보한계치가 40 m으로, 활주로 진입 시 계산된 보호수준이 상기 경보한계치보다 크면 CAT-I 등급을 만족하지 않으므로 위성항법시스템을 이용할 수 없다. 이와 같이 보호수준을 이용하면, 사용자 위치정보에 대해 추정오차를 계산할 수 있으며, 보호수준이 경보한계치보다 증가할 때 위성항법 시스템의 사용을 중지함으로써 고장 상황에 대한 대비가 가능하며, 따라서 위치 추정값에 대한 신뢰성을 확보할 수 있다.The integrity information is also used to calculate the protection level for the location. The protection level represents the estimation error for the user location information and is calculated separately for the vertical and horizontal protection levels. The lower the accuracy of the received correction information, the higher the protection level, and the use of the GNSS system should be discontinued if it exceeds the preset alert threshold. For example, these concepts are mainly used in aircraft, and the CAT-I (approach procedures with vertical guidance) conditions defined in ICAO (International Civil Aviation Organization) require a vertical alarm limit of 10 m and a horizontal alarm limit of 40 m , And if the calculated level of protection when entering the runway is greater than the alarm threshold, the satellite navigation system can not be used because it does not satisfy the CAT-I rating. Using this level of protection, it is possible to calculate the estimation error for the user location information, and it is possible to prepare for the failure situation by stopping the use of the satellite navigation system when the protection level exceeds the alarm threshold value, The reliability can be secured.

한편, 앞서 설명된 SBAS는 지상 사용자 및 항공기용으로 보정정보와 무결성정보를 생성한다. 하지만 가장 낮은 고도 범위에서 비행하는 저궤도위성의 경우에도 고도 300 km 내지 1000 km 에서 비행하기 때문에 SBAS에서 가정하고 있는 지상환경과는 큰 차이가 존재한다. 이에 따라, SBAS 보정정보와 무결성정보를 지구궤도 인공위성에 곧바로 적용할 수 없는 한계가 존재하였다.On the other hand, the SBAS described above generates correction information and integrity information for terrestrial users and aircraft. However, even for low-altitude satellites flying at the lowest altitude range, there is a big difference from the assumed ground environment in SBAS because the altitude is 300 km to 1000 km. Accordingly, there is a limit in which the SBAS correction information and the integrity information can not be directly applied to the earth orbit satellite.

지구궤도 인공위성용으로 수정된 SBAS 보정정보는 위치해 계산 알고리즘에서 관측값에 영향을 주며, 무결성정보는 각 위성에 대한 가중치 행렬에 영향을 주기 때문에 상기와 같은 보정정보의 수정이 이루어지지 않으면 위성의 위치해에 대한 오차가 크게 증가한다. 일예로, 수정되지 않은 보정정보와 무결성정보를 사용하여 지구궤도 인공위성의 위치해를 계산하면 신호 방향에 대한 위치오차가 증가하게 되며, 보호수준도 크게 증가한다.Since the corrected SBAS correction information for the earth's orbit satellite affects the observation value in the position calculation algorithm and the integrity information affects the weighting matrix for each satellite, if the correction information is not corrected, Is greatly increased. For example, using the unmodified calibration information and the integrity information to calculate the position of the earth orbiting satellite increases the position error with respect to the signal direction, and the degree of protection also increases greatly.

본원의 배경이 되는 기술은 논문 ["IRI 모델을 이용한 저궤도 전리층 지연값 배율 결정", 대한원격탐사학회지, pp. 331-339, 2014, 김정래, 김민규] 및 ["Using ionospheric corrections from the space-based augmentation systems for low earth orbiting satellites", GPS Solution, pp. 423-431, 2015, Kim Jeongrae, Lee Young Jae] 에 개시되어 있다.The background of the present invention is described in the paper ["Determination of Low Orbit Ionospheric Delay Scale Using IRI Model", Korean Journal of Remote Sensing, pp. 331-339, 2014, Jung Rae Kim, Min-Kyu Kim and ["Using ionospheric corrections from the space-based augmentation systems for low earth orbiting satellites", GPS Solution, pp. 423-431, 2015, Kim Jeongrae, Lee Young Jae.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 기존의 지구궤도 인공위성에 대해서는 SBAS 보정정보를 사용할 수 없는 한계를 극복하여 지구궤도 인공위성의 환경에서도 SBAS 무결성정보를 적용할 수 있는, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to overcome the limitation that the SBAS correction information can not be used for the existing earth-orbit satellite and to use the SBAS integrity information in the earth- And an SBAS integrity information conversion method and apparatus.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.It should be understood, however, that the technical scope of the embodiments of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1측면에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법은, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법으로서 (a) 지상 SBAS 무결성정보를 포함하는 신호를 수신하는 단계; 및 (b) 상기 지상 SBAS 무결성정보를 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보로 변환하는 단계를 포함하되, 상기 (b) 단계에서, 상기 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보는, 상기 지상 SBAS 무결성정보에 포함된 지상 전리층 무결성정보에 대하여 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연을 고려한 보정을 적용한 지구궤도 전리층 무결성정보를 포함하도록, 상기 지상 SBAS 무결성정보로부터 변환을 수행할 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for converting an SBAS integrity information for an earth's orbital satellite, the method comprising the steps of: (a) Receiving a signal; And (b) converting the terrestrial SBAS integrity information to a terrestrial orbital satellite SBAS integrity information, wherein in the (b), the terrestrial SBAS integrity information for the terrestrial orbit orbit satellite is included in the terrestrial SBAS integrity information Conversion can be performed from the terrestrial SBAS integrity information to include the terrestrial orbital ionospheric integrity information to which the correction of the terrestrial ionospheric integrity information takes into account the signal delay by the ionosphere at the altitude of the earth orbiting satellite.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 2측면에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법은, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치로서, 지상 SBAS 무결성정보를 포함하는 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 지상 SBAS 무결성정보를 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보로 변환하는 변환부를 포함하되, 상기 변환부에서, 상기 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보는, 상기 지상 SBAS 무결성정보에 포함된 지상 전리층 무결성정보에 대하여 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연을 고려한 보정을 적용한 지구궤도 전리층 무결성정보를 포함하도록, 상기 지상 SBAS 무결성정보로부터 변환을 수행할 수 있다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for converting an SBAS integrity information for a global orbit satellite, the SBAS integrity information transformation apparatus for a global orbit satellite, A receiving unit for receiving; And a conversion unit for converting the ground SBAS integrity information into the SBAS integrity information for the earth's orbiting satellite, wherein the SBAS integrity information for the earth's orbital satellite includes information about the ground ionospheric integrity information included in the ground SBAS integrity information The transformation from the terrestrial SBAS integrity information may be performed so as to include the earth orbital ionospheric integrity information to which the correction is applied in consideration of the signal delay caused by the ionosphere at the altitude of the earth orbit satellite.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described task solution is merely exemplary and should not be construed as limiting the present disclosure. In addition to the exemplary embodiments described above, there may be additional embodiments in the drawings and the detailed description of the invention.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 지상 SBAS 무결성정보에 지상환경과 우주환경의 차이로부터 도출된 척도인자를 적용함으로써 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보를 사용할 수 있다.According to the above-mentioned problem solving means of the present invention, the SBAS integrity information for the earth orbiting satellite can be used by applying the scale factor derived from the difference between the ground environment and the space environment to the ground SBAS integrity information.

또한, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보를 지구궤도 인공위성에 적용하여 위치추정 및 보호수준의 계산을 수행하면, 향상된 위치추정 정확도 및 신뢰성을 확보할 수 있다.In addition, by applying the SBAS integrity information for the earth orbiting satellite to the earth orbiting satellite and calculating the position estimation and the protection level, it is possible to secure the improved accuracy of position estimation and reliability.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable here are not limited to the effects as described above, and other effects may exist.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치의 변환부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치(방법)에 의한 저궤도위성 위치추정 및 보호수준의 계산 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법의 동작 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다.
FIG. 1 is a block diagram for explaining an SBAS integrity information converting apparatus for an earth orbit satellite according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining a conversion unit of the SBAS integrity information converting apparatus for an earth's orbit satellite according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a result of calculation of the low-orbit satellite position estimation and the protection level by the SBAS integrity information converting apparatus (method) for the earth's orbital satellite according to the embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an operation flow of the SBAS integrity information transformation method for an earth orbit satellite according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.It will be appreciated that throughout the specification it will be understood that when a member is located on another member "top", "top", "under", "bottom" But also the case where there is another member between the two members as well as the case where they are in contact with each other.

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

본원 명세서 전체에서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛 등을 모두 포괄하는 넓은 개념으로 이해될 수 있다. 또한, 1개의 유닛이 2개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 또한, 본원 명세서 있어서 단말, 장치 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말, 장치 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말, 장치 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.Throughout the specification, the term 'part' can be understood as a broad concept including a unit realized by hardware, a unit realized by software, a unit realized by using both, and the like. Further, one unit may be implemented using two or more hardware, or two or more units may be implemented by one hardware. Also, some of the operations or functions described in the specification of the terminal, apparatus, or device may be performed in the server connected to the terminal, apparatus, or device. Likewise, some of the operations or functions described as being performed by the server may also be performed in a terminal, device or device connected to the server.

본원은 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 지상에서 수신된 SBAS 무결성정보를 지구궤도 인공위성에 적용 가능한 SBAS 무결성정보로 변환하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for transforming SBAS integrity information for an earth orbiting satellite, and more particularly, to a method and apparatus for converting SBAS integrity information received from the ground into SBAS integrity information applicable to the earth orbiting satellite.

이하에서는 우선 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치(이하 '본 SBAS 무결성정보 변환 장치'라 함)에 관하여 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a SBAS integrity information conversion apparatus for a global orbit satellite (hereinafter referred to as " SBAS integrity information conversion apparatus ") according to an embodiment of the present application.

도 1 은 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치를 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram for explaining an SBAS integrity information converting apparatus for an earth orbit satellite according to an embodiment of the present invention.

본 SBAS 무결성정보 변환 장치(100)는 수신부(102) 및 변환부(103)를 포함한다.The SBAS integrity information conversion apparatus 100 includes a reception unit 102 and a conversion unit 103. [

수신부(102)는 지상 SBAS 무결성정보(101)를 포함하는 신호를 수신하는 구성이다. 또한, 수신부(102)가 수신하는 상기 신호는 지상 SBAS 보정정보를 포함할 수 있다. 즉, 지상 SBAS 무결성정보(101)를 포함하는 신호는 지상 SBAS 무결성정보(101)와 더불어 지상 SBAS 보정정보를 포함할 수 있다. 이러한 수신부(102)는 당 분야의 통상의 기술자에게 자명한 구성이므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.The receiving unit 102 is a configuration for receiving a signal including the terrestrial SBAS integrity information 101. [ Further, the signal received by the receiving unit 102 may include the ground SBAS correction information. That is, the signal including the ground SBAS integrity information 101 may include the ground SBAS integrity information 101 as well as the ground SBAS correction information. Since the receiving unit 102 is obvious to a person skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted.

참고로, 전술한 바와 같이, 지상 SBAS 보정정보는 FC 보정정보, LTC 보정정보 및 SBAS지상 전리층 보정정보를 포함할 수 있다. FC 보정정보는 단시간 신호변화에 대한 보정정보일 수 있다. 또한, LTC 보정정보는 위성궤도 및 시계에 대한 보정정보 및 보정정보의 변화율 형태로 제공될 수 있다. 또한, LTC 보정정보는 항법 메시지로부터 계산된 GNSS 위성궤도 및 시계에 바로 적용이 가능하다. 또한, SBAS 지상 전리층 보정정보는 격자점 형태의 전리층지도에 대한 보정정보 및 전리층 보정정보의 추정 정확도를 나타내는 GIVE(grid ionosphere vertical error)를 포함하고 있다. 사용자는 주변 격자점에서의 값을 가중치합으로 계산하여 전리층 보정값을 계산할 수 있다.For reference, as described above, the terrestrial SBAS correction information may include FC correction information, LTC correction information, and SBAS terrestrial ionospheric correction information. The FC correction information may be correction information for a short time signal change. Further, the LTC correction information may be provided in the form of a correction rate of the satellite orbit and the clock and a rate of change of the correction information. In addition, the LTC correction information is directly applicable to GNSS satellite orbits and clocks calculated from navigation messages. In addition, the SBAS terrestrial ionospheric correction information includes correction information for the ionospheric map of the lattice point shape and GIVE (grid ionosphere vertical error) representing the estimation accuracy of the ionospheric correction information. The user can calculate the ionospheric correction value by calculating the value at the surrounding lattice point as a weighted sum.

변환부(103)는 지상 SBAS 무결성정보(101)를 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)로 변환하는 구성이다. 여기서, 지상 SBAS 무결성정보(101)는 지상 또는 항공기의 고도에서 수신된 지상 수준에서의 SBAS 무결성정보를 의미한다. 이처럼 지상 SBAS 무결성정보(101)에는 항공기에 관한 SBAS 무결성정보가 포함될 수 있다.The conversion unit 103 is a configuration for converting the ground SBAS integrity information 101 into the SBAS integrity information 104 for the earth's orbiting satellite. Here, the ground SBAS integrity information 101 means SBAS integrity information at the ground level or at the ground level received at the aircraft altitude. As such, the ground SBAS integrity information 101 may include SBAS integrity information about the aircraft.

변환부(103)에서, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)는, 지상 SBAS 무결성정보(101)에 포함된 지상 전리층 무결성정보에 대하여 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연을 고려한 보정을 적용한 지구궤도 전리층 무결성정보를 포함하도록, 지상 SBAS 무결성정보(101)로부터 변환된다.In the conversion unit 103, the SBAS integrity information 104 for the earth's orbital satellites is subjected to correction with respect to the ground ionospheric integrity information included in the terrestrial SBAS integrity information 101 in consideration of the signal delay due to the ionosphere at the altitude of the earth- And the terrestrial SBAS integrity information 101 to include the earth orbital ionospheric integrity information to which the geostationary ionospheric integrity information is applied.

지구궤도 인공위성의 환경과 지상 환경 간의 차이 중 하나로 전리층의 영향으로 인한 차이를 들 수 있다. 전리층은 상공 70 km 내지 1000 km에 분포하며, GNSS 시스템의 신호가 해당 영역을 통과하면 신호지연이 발생한다. 지상 사용자의 경우에는 GNSS 시스템의 고도에서부터 지상까지의 길이만큼 전리층의 영향을 받지만, 지구궤도 인공위성의 경우에는 GNSS 시스템의 고도에서부터 지구궤도 인공위성의 고도까지의 길이만큼만 전리층의 영향을 받는다. 즉, 지구궤도 인공위성에서 수신되는 신호는 지상에서 수신되는 신호보다 전리층에 의한 영향이 더 작다. 이러한 원인으로 지구궤도 인공위성의 전리층 보정정보뿐만 아니라 무결성정보도 지상 사용자가 수신된 값과 차이가 존재한다. 이에 따라, 전리층 무결성정보에 대해서는 지상환경과 지구궤도 인공위성 환경에서의 전리층 지연 차이를 고려한 보정이 이루어질 필요가 있다.One of the differences between the environment of the earth orbit satellite and the ground environment is the difference due to the influence of the ionosphere. The ionosphere is distributed from 70 km to 1000 km in the sky, and a signal delay occurs when the signal of the GNSS system passes through the corresponding region. In the case of terrestrial users, the ionosphere is influenced by the ionosphere as much as the length of the GNSS system from the altitude to the ground. However, in the case of the earth orbiting satellite, the ionosphere is influenced only by the length from the altitude of the GNSS system to the altitude of the earth orbit satellite. In other words, the signal received from the earth's orbit satellite is less affected by the ionosphere than the signal received from the ground. For this reason, there is a difference from the received value of the terrestrial user as well as the correction information of the ionospheric satellite of the earth orbit satellite as well as the integrity information. As a result, ionospheric integrity information needs to be corrected to account for ionospheric delay differences in the terrestrial and terrestrial satellite environments.

변환부(103)에서 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 시 지상환경과 우주환경(지구궤도 인공위성 고도의 환경)의 차이가 반영된 척도인자를 적용하여 계산하는 것이 바람직하다. 일예로 변환부(103)는 지상 전리층 무결성정보에 척도인자를 곱하여 지구궤도 전리층 무결성정보를 생성할 수 있다.전리층 무결성정보It is preferable that the conversion unit 103 calculates the scale factor reflecting the difference between the ground environment and the space environment (the altitude environment of the earth orbiting satellite) when converting the SBAS integrity information for the earth's orbiting satellite. For example, the transforming unit 103 may generate the earth orbital ionospheric integrity information by multiplying the terrestrial ionospheric integrity information by a scale factor.

전술한 바와 같이, 수신부(102)가 수신하는 신호에는 지상 SBAS 보정정보가 포함될 수 있고, 상기 지상 SBAS 보정정보는 지상에서의 전리층에 의한 신호지연량 대비 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연량의 비율에 대응하는 보정을 적용하여 지구궤도 인공위성용 보정정보로 변환될 수 있다. 척도인자는 상기 비율(지상에서의 전리층에 의한 신호지연량 대비 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연량의 비율)의 제곱값으로 설정될 수 있다. 다시 말해, 변환부(103)는 IRI 모델을 이용하여 지상 및 우주(지구궤도 인공위성 고도) 각각에서의 전리층 지연을 계산하고, 그 비율의 제곱을 전리층 무결성정보의 척도인자로 사용할 수 있다.As described above, the signal received by the receiving unit 102 may include the terrestrial SBAS correction information, and the terrestrial SBAS correction information may include a signal delayed by the ionosphere at the ground level, a signal by the ionosphere at the altitude of the earth orbiting satellite The correction corresponding to the ratio of the delay amount can be applied and converted to the earth orbit satellite correction information. The scale factor may be set to the square of the ratio (the ratio of the signal delay by the ionosphere at the ground to the ratio of the signal delay by the ionosphere at the altitude of the earth orbit satellite). In other words, the transforming unit 103 can calculate the ionospheric delay in each of the ground and the space (altitude of the earth orbit satellite) using the IRI model, and use the square of the ratio as a scale factor of the ionospheric integrity information.

변환부(103)는 지상에서의 전리층에 의한 신호지연량 대비 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연량의 비율을 고려하여 지상 SBAS 보정정보를 지구궤도 인공위성용 SBAS 보정정보로 보정할 수 있다. 다시 말해, 지상 SBAS보정정보는 지상에서의 전리층에 의한 신호지연량 대비 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연량의 비율에 대응하는 보정을 적용하여 지구궤도 인공위성용 보정정보로 변환될 수 있다.반면, 무결성정보의 경우 공분산 개념을 가지므로, 상기 비율의 제곱에 대응하는 척도인자를 고려하여 보정될 수 있다.The converting unit 103 may correct the ground SBAS correction information to the SBAS correction information for the orbital satellite in consideration of the ratio of the signal delay amount by the ionosphere on the ground to the ratio of the signal delay amount by the ionosphere at the altitude of the earth orbiting satellite have. In other words, the ground SBAS correction information can be converted to the earth orbit satellite correction information by applying a correction corresponding to the ratio of the amount of signal delay by the ionosphere at the altitude of the earth orbit satellite to the signal delay amount by the ionosphere at the ground On the other hand, since the integrity information has a concept of covariance, it can be corrected by considering the scale factor corresponding to the square of the ratio.

또한, 변환부(103)에서, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)는, 지상 SBAS 무결성정보(101)에 포함된 지상 대류층 무결성정보를 불포함하도록, 지상 SBAS 무결성정보(101)로부터 변환될 수 있다.In the conversion unit 103, the SBAS integrity information 104 for the earth orbital satellites is converted from the ground SBAS integrity information 101 so as not to include the ground convection layer integrity information included in the ground SBAS integrity information 101 .

지구궤도 인공위성의 환경과 지상 환경 간의 차이 중 하나로 대류권의 영향으로 인한 차이를 들 수 있다. GNSS 신호의 경우, 전리층뿐만 아니라 지상에서부터 약 10 km까지 분포하는 건조가스 및 수증기에 의해 신호의 지연이 발생한다. 다만, 지상 사용자에 대해서는 대류권에서 발생하는 신호 지연에 대해 보정이 필요하지만, 10 km보다 훨씬 높은 고도에서 비행하는 지구궤도 인공위성의 경우에는 대류권에 의한 영향이 없기 때문에 대류권에 의한 신호지연이 발생하지 않는다. 다시 말해, 지구궤도 인공위성 환경에 대해서는 대류층에 의한 신호 지연량이 0이다.One of the differences between the environment of the earth orbiting satellite and the terrestrial environment is the difference due to the influence of the troposphere. In the case of GNSS signals, signal delays occur not only in the ionosphere, but also in dry gas and water vapor distributed from the ground up to about 10 km. However, for terrestrial users, it is necessary to compensate for the signal delay occurring in the troposphere, but in the case of earth-orbit satellites flying at altitudes greater than 10 km, there is no effect of the troposphere, . In other words, the amount of signal delay due to the convection layer is 0 for the earth orbit satellite environment.

따라서 지구궤도 인공위성에 대해서는 대류층 보정이 수행되지 않으며, 대류층 무결성정보의 척도인자는 0(지구궤도 인공위성에 대한 대류층 무결성정보 값은 0)으로 설정될 수 있다. 즉, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)가 지상 SBAS 무결성정보(101)로 변환될 때, 지상 SBAS 무결성정보(101)에 포함된 지상 대류층 무결성정보는 불포함될 수 있다.Therefore, the convective layer correction is not performed for the earth orbit satellite, and the scale factor of the convective layer integrity information may be set to 0 (the convective layer integrity information value for the earth orbit satellite is 0). That is, when the SBAS integrity information 104 for the earth orbiting satellite is converted to the ground SBAS integrity information 101, the ground convection layer integrity information included in the ground SBAS integrity information 101 may be omitted.

예시적으로, 지구궤도 인공위성 중 500 km 상공에서의 저궤도위성의 경우, 지상에서 발생하는 전리층 지연량의 1/3 수준의 전리층 지연량만을 가지기 때문에, 전리층 무결성정보의 척도인자는 지연량의 비율의 제곱에 해당하는 0.10을 사용할 수 있으며, 대류층 보정정보에 대한 무결성정보의 척도인자는 0으로 사용할 수 있다.For example, low-orbit satellites at 500 km above the Earth's orbital satellite have only one-third the amount of ionospheric delay of the ionospheric delay from the ground, so the scale factor of the ionospheric integrity information is the ratio of the amount of delay 0.10 can be used, and the scale factor of the integrity information for the convective layer correction information can be used as zero.

한편, 변환부(103)에서, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)는, 지상 SBAS 무결성정보(101)에 포함된 FC 무결성정보 및 LTC 무결성정보를 보정없이 포함하도록, 지상 SBAS 무결성정보(101)로부터 변환될 수 있다. 또한, 변환부(103)에서, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)는, 지상 SBAS 무결성정보(101)에 포함된 수신기 무결성정보를 보정없이 포함하도록, 지상 SBAS 무결성정보(101)로부터 변환될 수 있다. 본원에서 FC 무결성정보 및 LTC 무결성정보, 그리고 수신기 무결성정보는 공통적으로 지상에서의 무결성정보(지상 SBAS 무결성정보)를 그대로 이용하는데, 이것이 오차에 큰 영향을 주지 않기 때문이다. 즉, FC 무결성정보, LTC 무결성정보 및 수신기 무결성정보의 경우, 지상 SBAS 무결성정보(101)에서 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)로 변환될 때 보정없이 동일한 값이 그대로 포함될 수 있다.On the other hand, in the conversion unit 103, the SBAS integrity information 104 for the earth orbital satellites is stored in the terrestrial SBAS integrity information 101 (FIG. 1) so as to include the FC integrity information and LTC integrity information included in the terrestrial SBAS integrity information 101 without correction ). ≪ / RTI > In the conversion unit 103, the SBAS integrity information 104 for the earth orbit satellite is converted from the terrestrial SBAS integrity information 101 so as to include the receiver integrity information included in the terrestrial SBAS integrity information 101 without correction . In this paper, FC integrity information, LTC integrity information, and receiver integrity information commonly use integrity information (terrestrial SBAS integrity information) on the ground, since this does not greatly affect the error. That is, in the case of the FC integrity information, the LTC integrity information, and the receiver integrity information, the same value can be directly included without correction when converted from the ground SBAS integrity information 101 to the SBAS integrity information 104 for the earth's orbiting satellite.

무결성정보에 적용되는 척도인자는 GNSS 궤도 및 시계 보정정보 및 수신기에 대한 무결성정보에는 적용할 필요가 없다. GNSS 위성 궤도 및 시계, 그리고 수신기에 대한 무결성정보는 지상환경과 우주환경(지구궤도 인공위성의 고도 환경)에서 차이가 없기 때문이다. 이에 따라, 1개 위성에 대한 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보는 하기 수학식 1을 만족하도록 산출될 수 있다.The scaling factors applied to the integrity information need not apply to GNSS trajectory and clock correction information and integrity information for the receiver. GNSS satellite orbits, clocks, and integrity information for receivers are not different between terrestrial and space environments (altitude environments of earth orbiting satellites). Accordingly, the SBAS integrity information for the earth orbiting satellite for one satellite can be calculated so as to satisfy the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서,

Figure pat00002
i번째 위성에 대한 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보,
Figure pat00003
는 지상에서의 FC 무결성정보 및 LTC 무결성정보,
Figure pat00004
는 지상에서의 지상 전리층 무결성정보,
Figure pat00005
는 지구궤도 인공위성에 탑재된 수신기에 대한 수신기 무결성정보,
Figure pat00006
는 척도인자를 나타낸다.here,
Figure pat00002
Is the SBAS integrity information for the earth orbiting satellite for the i- th satellite,
Figure pat00003
RTI ID = 0.0 > FC < / RTI > integrity information and LTC integrity information on the ground,
Figure pat00004
Is information on the ground's ionosphere integrity on the ground,
Figure pat00005
Receiver integrity information for the receiver mounted on the earth orbiting satellite,
Figure pat00006
Represents a scaling factor.

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치(방법)에 의한 저궤도위성 위치추정 및 보호수준의 계산 결과를 나타낸 것이다. 저궤도위성은 미국 NASA/DLR의 GRACE (gravity recovery and climate experiment) 위성을 사용하였으며, SBAS는 미국의 WAAS를 사용하였다. 2015년 6월 22일 하루에 대해 전리층 무결성정보에 대해서는 척도인자 0.09를 사용하였으며, 대류층 무결성정보에는 0을 사용하였다. 각각의 보정정보에 대하여 척도인자를 무결성정보에 대한 척도 인자의 제곱근을 취하여 적용하고, 이를GPS 관측값 및 GPS 위성/시계에 적용하였다. 이 때 수직오차의 최대값은 5 m로 나타났으며, 수평 보호수준은 최대 18 m, 수직 보호수준은 최대 25 m로 나타났다. 이는 ICAO에서 정의된 APV-I(approach with vertical guidance) 급에 해당하며, 만일 저궤도위성이 APV-I에 해당하는 무결성을 항상 만족해야 한다면, 도 3의 시간대에서는 APV-I조건을 항상 만족한다고 볼 수 있다.FIG. 3 shows a result of calculation of the low-orbit satellite position estimation and the protection level by the SBAS integrity information converting apparatus (method) for the earth's orbital satellite according to the embodiment of the present invention. Low - Earth satellites used GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) satellites of US NASA / DLR and SBAS of US WAAS. Scale factor 0.09 was used for ionospheric integrity information for day 22 June 2015 and zero was used for convective layer integrity information. For each calibration information, the scale factor was applied by taking the square root of the scale factor for the integrity information and applied to GPS observations and GPS satellites / clocks. In this case, the maximum value of vertical error is 5 m, the horizontal protection level is 18 m and the vertical protection level is 25 m. This corresponds to the APV-I (approach with vertical guidance) class defined in the ICAO. If the low-earth orbit satellite must always satisfy the APV-I integrity, the APV-I condition is always satisfied in the time zone of FIG. .

한편, 이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법(이하 '본 SBAS 무결성정보 변환 방법'이라 함)에 대해 설명한다. 다만, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법은 앞서 살핀 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치에 의해 수행되는 방법으로서, 상기 장치와 동일하거나 상응하는 기술적 특징을 포함하는 발명이라 할 것이므로, 앞서 설명한 구성과 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략하기로 한다.Hereinafter, an SBAS integrity information transformation method for an earth orbit satellite according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as " SBAS integrity information transformation method ") will be described. However, the SBAS integrity information conversion method for the earth's orbiting satellite is performed by the SBAS integrity information conversion apparatus for the earth's orbiting satellite according to one embodiment of the present invention, which includes the same or a corresponding technical feature The same reference numerals will be used for the same or similar components as those described above, and redundant descriptions will be simplified or omitted.

도 4는 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법의 동작 흐름을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an operation flow of the SBAS integrity information transformation method for an earth orbit satellite according to an embodiment of the present invention.

본 SBAS 무결성정보 변환 방법은 지상 SBAS 무결성정보(101)를 포함하는 신호를 수신하는 단계(S110) 및 상기 지상 SBAS 무결성정보(101)를 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)로 변환하는 단계(S120)를 포함한다.This SBAS integrity information conversion method includes the steps of receiving a signal including the ground SBAS integrity information 101 and converting the ground SBAS integrity information 101 into the SBAS integrity information 104 for the earth orbiting satellite S120).

S110 단계에서, 상기 신호는 지상 SBAS 무결성정보와 더불어 지상 SBAS 보정정보를 포함할 수 있다 참고로, 전술한 바와 같이, 지상 SBAS 무결성정보는 지상 또는 항공기의 고도에서 수신된 지상 수준에서의 SBAS 무결성정보를 의미한다. 이처럼 지상 SBAS 무결성정보에는 항공기에 관한 SBAS 무결성정보가 포함될 수 있다.In step S110, the signal may include the terrestrial SBAS integrity information as well as the terrestrial SBAS integrity information. Note that, as described above, the terrestrial SBAS integrity information may include SBAS integrity information at the ground level received at the altitude of the ground or the aircraft . As such, the ground SBAS integrity information may include SBAS integrity information about the aircraft.

S120 단계에서, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)는, 지상 SBAS 무결성정보(101)에 포함된 지상 전리층 무결성정보에 대하여 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연을 고려한 보정을 적용한 지구궤도 전리층 무결성정보를 포함하도록, 지상 SBAS 무결성정보(101)로부터 변환될 수 있다.In step S120, the SBAS integrity information 104 for the earth's orbital satellites is transmitted to the earth (earth) satellite information integrity information 101 based on the ground ionospheric integrity information included in the ground SBAS integrity information 101, And may be converted from the terrestrial SBAS integrity information 101 to include orbital ionospheric integrity information.

S120 단계에서, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)는, 지상 SBAS 무결성정보(101)에 포함된 지상 대류층 무결성정보를 불포함하도록, 상기 지상 SBAS 무결성정보(101)로부터 변환될 수 있다.In step S120, the SBAS integrity information 104 for the earth's orbiting satellite can be converted from the ground SBAS integrity information 101 so as not to include the ground convection layer integrity information included in the ground SBAS integrity information 101. [

S120 단계에서, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)는, 지상 SBAS 무결성정보(101)에 포함된 FC 무결성정보 및 LTC 무결성정보를 보정없이 포함하도록, 지상 SBAS 무결성정보(101)로부터 변환될 수 있다. 또한, S120 단계에서, 상기 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)는, 지구궤도 인공위성에 탑재된 수신기에 대한 수신기 무결성정보를 고도에 무관한 값으로 포함하도록, 지상 SBAS 무결성정보(101)로부터 변환될 수 있다.In step S120, the SBAS integrity information 104 for the earth orbiting satellite can be converted from the terrestrial SBAS integrity information 101 so as to include the FC integrity information and the LTC integrity information included in the terrestrial SBAS integrity information 101 without correction. have. In step S120, the SBAS integrity information 104 for the terrestrial orbital satellites is converted from the terrestrial SBAS integrity information 101 so that the receiver integrity information for the receiver mounted on the earth's orbiting satellite is included in the altitude- .

S120 단계에서, 지구궤도 전리층 무결성정보는, 지상 전리층 무결성정보에 척도인자를 곱하여 생성될 수 있다. S110 단계에서 수신한 신호에 포함되는 지상 SBAS 보정정보는, 지상에서의 전리층에 의한 신호지연량 대비 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연량의 비율에 대응하는 보정을 적용하여 S120 단계에서 지구궤도 인공위성용 보정정보로 변환될 수 있다. 즉, 상기 척도인자는 상기 비율의 제곱값으로 설정될 수 있다.In step S120, the orbital ionospheric integrity information may be generated by multiplying the terrestrial ionospheric integrity information by a scale factor. The ground SBAS correction information included in the signal received in step S110 is corrected by applying a correction corresponding to the ratio of the amount of signal delay by the ionosphere at the altitude of the earth orbit satellite to the signal delay amount by the ionosphere on the ground, It can be converted into correction information for the earth orbiting satellite. That is, the scale factor may be set to a square value of the ratio.

S120 단계에서, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보(104)는, 전술한 수학식 1을 만족할 수 있다.In step S120, the SBAS integrity information 104 for the earth orbiting artificial satellite can satisfy the above-described equation (1).

한편, 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 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 본원의 다양한 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 본원의 다양한 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Meanwhile, the SBAS integrity information transformation method for the earth's orbital satellite according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program command which can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and constructed for various embodiments of the invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the various embodiments herein, and vice versa.

또한, 전술한 본원의 일 실시예에 따른 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the SBAS integrity information transformation method for the earth orbit satellite according to one embodiment of the present invention described above may be implemented in the form of a computer program or application executed by a computer stored in a recording medium.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

100: 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치
101: 지상 SBAS 무결성정보
102: 수신부
103: 변환부
104: 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보
201: 척도인자
100: SBAS Integrity Information Transformer for Earth Orbital Satellites
101: Ground SBAS integrity information
102:
103:
104: SBAS Integrity Information for Earth Orbit Satellite
201: Scale factor

Claims (13)

지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법으로서,
(a) 지상 SBAS 무결성정보를 포함하는 신호를 수신하는 단계; 및
(b) 상기 지상 SBAS 무결성정보를 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보로 변환하는 단계를 포함하되,
상기 (b) 단계에서, 상기 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보는, 상기 지상 SBAS 무결성정보에 포함된 지상 전리층 무결성정보에 대하여 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연을 고려한 보정을 적용한 지구궤도 전리층 무결성정보를 포함하도록, 상기 지상 SBAS 무결성정보로부터 변환되는 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법.
A method for converting an SBAS integrity information for an earth orbiting satellite,
(a) receiving a signal comprising terrestrial SBAS integrity information; And
(b) converting the ground SBAS integrity information to SBAS integrity information for the earth's orbiting satellite,
In the step (b), the SBAS integrity information for the earth orbital satellite includes at least one of an earth orbit to which a correction is applied in consideration of a signal delay due to the ionosphere at the altitude of the earth orbiting satellite for the ground ionospheric integrity information included in the above- Wherein the SBAS integrity information is converted from the terrestrial SBAS integrity information so as to include ionospheric integrity information.
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보는, 상기 지상 SBAS 무결성정보에 포함된 지상 대류층 무결성정보를 불포함하도록, 상기 지상 SBAS 무결성정보로부터 변환되는 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법.
The method according to claim 1,
In the step (b), the SBAS integrity information for the earth's orbital satellite is converted from the ground SBAS integrity information so as not to include the ground convection layer integrity information included in the ground SBAS integrity information, Integrity information conversion method.
제2항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보는, 상기 지상 SBAS 무결성정보에 포함된 FC 무결성정보, LTC 무결성정보 및 수신기 무결성정보를 보정없이 포함하도록, 상기 지상 SBAS 무결성정보로부터 변환되는 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법.
3. The method of claim 2,
In the step (b), the SBAS integrity information for the terrestrial orbit satellite is converted from the terrestrial SBAS integrity information so as to include the FC integrity information, the LTC integrity information, and the receiver integrity information included in the terrestrial SBAS integrity information without correction SBAS integrity information transformation method for earth orbit satellite, which is one.
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 지구궤도 전리층 무결성정보는, 상기 지상 전리층 무결성정보에 척도인자를 곱하여 생성되는 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법.
The method according to claim 1,
Wherein in the step (b), the orbital ionospheric integrity information is generated by multiplying the terrestrial ionospheric integrity information by a scale factor.
제4항에 있어서,
상기 신호는 지상 SBAS 보정정보를 포함하고,
상기 지상 SBAS 보정정보는, 지상에서의 전리층에 의한 신호지연량 대비 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연량의 비율에 대응하는 보정을 적용하여 지구궤도 인공위성용 보정정보로 변환되며,
상기 (b) 단계에서, 상기 척도인자는 상기 비율의 제곱값인 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법.
5. The method of claim 4,
Said signal comprising terrestrial SBAS correction information,
The ground SBAS correction information is converted into earth orbit satellite correction information by applying a correction corresponding to a ratio of a signal delay amount by an ionosphere on the ground to a signal delay amount by an ionosphere at an altitude of an earth orbit satellite,
Wherein in the step (b), the scale factor is a square value of the ratio.
제4항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 상기 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보는, 하기 수학식 1을 만족하고,
[수학식 1]
Figure pat00007

여기서,
Figure pat00008
i번째 위성에 대한 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보,
Figure pat00009
는 지상에서의 FC 무결성정보 및 LTC 무결성정보,
Figure pat00010
는 지상에서의 지상 전리층 무결성정보,
Figure pat00011
는 지구궤도 인공위성에 탑재된 수신기에 대한 수신기 무결성정보,
Figure pat00012
는 척도인자를 나타내는 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 방법.
5. The method of claim 4,
In the step (b), the SBAS integrity information for the orbiting earth satellites satisfies the following formula (1)
[Equation 1]
Figure pat00007

here,
Figure pat00008
Is the SBAS integrity information for the earth orbiting satellite for the i- th satellite,
Figure pat00009
RTI ID = 0.0 > FC < / RTI > integrity information and LTC integrity information on the ground,
Figure pat00010
Is information on the ground's ionosphere integrity on the ground,
Figure pat00011
Receiver integrity information for the receiver mounted on the earth orbiting satellite,
Figure pat00012
Is a measure factor. ≪ / RTI >
지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치로서,
지상 SBAS 무결성정보를 포함하는 신호를 수신하는 수신부; 및
상기 지상 SBAS 무결성정보를 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보로 변환하는 변환부를 포함하되,
상기 변환부에서, 상기 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보는, 상기 지상 SBAS 무결성정보에 포함된 지상 전리층 무결성정보에 대하여 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연을 고려한 보정을 적용한 지구궤도 전리층 무결성정보를 포함하도록, 상기 지상 SBAS 무결성정보로부터 변환되는 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치.
An apparatus for converting an SBAS integrity information for an earth orbiting satellite,
A receiver for receiving a signal including the ground SBAS integrity information; And
And a conversion unit for converting the ground SBAS integrity information into SBAS integrity information for the earth's orbiting satellite,
In the conversion unit, the SBAS integrity information for the earth's orbital satellite includes at least one of earth orbital ionospheric integrity information to which the correction of the ground ionospheric integrity information included in the above-described ground SBAS integrity information is applied considering the signal delay by the ionosphere at the altitude of the earth- Information is converted from the ground SBAS integrity information so as to include information of the SBAS integrity information for the earth orbiting satellite.
제 7 항에 있어서,
상기 변환부에서, 상기 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보는, 상기 지상 SBAS 무결성정보에 포함된 지상 대류층 무결성정보를 불포함하도록, 상기 지상 SBAS 무결성정보로부터 변환되는 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the SBAS integrity information for the earth orbital satellites is converted from the ground SBAS integrity information so as not to include the ground convection layer integrity information included in the ground SBAS integrity information, Conversion device.
제8항에 있어서,
상기 변환부에서, 상기 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보는, 상기 지상 SBAS 무결성정보에 포함된 FC 무결성정보, LTC 무결성정보 및 수신기 무결성정보를 보정없이 포함하도록, 상기 지상 SBAS 무결성정보로부터 변환되는 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치.
9. The method of claim 8,
In the conversion unit, the SBAS integrity information for the earth orbital satellite is transformed from the ground SBAS integrity information so as to include the FC integrity information, the LTC integrity information, and the receiver integrity information included in the terrestrial SBAS integrity information without correction , SBAS Integrity Information Transformer for Earth Orbit Satellite.
제7항에 있어서,
상기 변환부에서, 상기 지구궤도 전리층 무결성정보는, 상기 지상 전리층 무결성정보에 척도인자를 곱하여 생성되는 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the geostationary ionospheric integrity information is generated by multiplying the terrestrial ionospheric integrity information by a scale factor in the conversion unit.
제10항에 있어서,
상기 신호는 지상 SBAS 보정정보를 포함하고,
상기 지상 SBAS 보정정보는, 지상에서의 전리층에 의한 신호지연량 대비 지구궤도 인공위성의 고도에서의 전리층에 의한 신호지연량의 비율에 대응하는 보정을 적용하여 지구궤도 인공위성용 보정정보로 변환되며,
상기 변환부에서, 상기 척도인자는 상기 비율의 제곱값인 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치.
11. The method of claim 10,
Said signal comprising terrestrial SBAS correction information,
The ground SBAS correction information is converted into earth orbit satellite correction information by applying a correction corresponding to a ratio of a signal delay amount by an ionosphere on the ground to a signal delay amount by an ionosphere at an altitude of an earth orbit satellite,
Wherein in the conversion unit, the scale factor is a square value of the ratio.
제10항에 있어서,
상기 변환부에서, 상기 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보는, 하기 수학식 1을 만족하고,
[수학식 1]
Figure pat00013

여기서,
Figure pat00014
i번째 위성에 대한 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보,
Figure pat00015
는 지상에서의 FC 무결성정보 및 LTC 무결성정보,
Figure pat00016
는 지상에서의 지상 전리층 무결성정보,
Figure pat00017
는 지구궤도 인공위성에 탑재된 수신기에 대한 수신기 무결성정보,
Figure pat00018
는 척도인자를 나타내는 것인, 지구궤도 인공위성용 SBAS 무결성정보 변환 장치.
11. The method of claim 10,
In the conversion unit, the SBAS integrity information for the earth orbiting satellite satisfies the following formula (1)
[Equation 1]
Figure pat00013

here,
Figure pat00014
Is the SBAS integrity information for the earth orbiting satellite for the i- th satellite,
Figure pat00015
RTI ID = 0.0 > FC < / RTI > integrity information and LTC integrity information on the ground,
Figure pat00016
Is information on the ground's ionosphere integrity on the ground,
Figure pat00017
Receiver integrity information for the receiver mounted on the earth orbiting satellite,
Figure pat00018
Represents a scaling factor. ≪ RTI ID = 0.0 > A < / RTI >
제1항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
A computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute the method of claim 1.
KR1020170172055A 2017-12-14 2017-12-14 THe METHOD AND APPARATUS OF CONVERTING SBAS INTEGRITIES FOR EARTH ORBITING SATELLITES KR102069792B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170172055A KR102069792B1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 THe METHOD AND APPARATUS OF CONVERTING SBAS INTEGRITIES FOR EARTH ORBITING SATELLITES

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170172055A KR102069792B1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 THe METHOD AND APPARATUS OF CONVERTING SBAS INTEGRITIES FOR EARTH ORBITING SATELLITES

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190071215A true KR20190071215A (en) 2019-06-24
KR102069792B1 KR102069792B1 (en) 2020-01-23

Family

ID=67055823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170172055A KR102069792B1 (en) 2017-12-14 2017-12-14 THe METHOD AND APPARATUS OF CONVERTING SBAS INTEGRITIES FOR EARTH ORBITING SATELLITES

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102069792B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210072406A (en) 2019-12-09 2021-06-17 주식회사 에스위너스 System and Method for Correcting Location Using Satellite Based Augmentation System

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040058808A (en) * 2002-12-27 2004-07-05 주식회사 하이피크 Method for providing the correction data of GPS position error using IGS, and method for the correction of GPS position error using it
KR20080065040A (en) * 2007-01-08 2008-07-11 삼성전자주식회사 Apparatus and method for satellite navigation signal correction
KR20130037838A (en) * 2011-10-07 2013-04-17 한국전자통신연구원 Apparatus and method for monitoring gps satellite fault
KR20170078065A (en) * 2015-12-29 2017-07-07 한국항공우주연구원 System and method for determining the protection level
KR20170115786A (en) * 2016-04-08 2017-10-18 한국전자통신연구원 Method for precise orbit determination of geostationary orbit satellite for satellite based augmentation system by adding vessel equippewd reference station, and control station

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040058808A (en) * 2002-12-27 2004-07-05 주식회사 하이피크 Method for providing the correction data of GPS position error using IGS, and method for the correction of GPS position error using it
KR20080065040A (en) * 2007-01-08 2008-07-11 삼성전자주식회사 Apparatus and method for satellite navigation signal correction
KR20130037838A (en) * 2011-10-07 2013-04-17 한국전자통신연구원 Apparatus and method for monitoring gps satellite fault
KR20170078065A (en) * 2015-12-29 2017-07-07 한국항공우주연구원 System and method for determining the protection level
KR20170115786A (en) * 2016-04-08 2017-10-18 한국전자통신연구원 Method for precise orbit determination of geostationary orbit satellite for satellite based augmentation system by adding vessel equippewd reference station, and control station

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Benoit Roturier 외 2명. The SBAS integrity concept standardised by ICAO-application to EGNOS. NAVIGATION-PARIS. 2001.* *
Jeongrae Kim 외 1명. Using ionospheric corrections from the space-based augmentation systems for low earth orbiting satellites. GPS Solutions. 2015., Pages 423-431.* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210072406A (en) 2019-12-09 2021-06-17 주식회사 에스위너스 System and Method for Correcting Location Using Satellite Based Augmentation System

Also Published As

Publication number Publication date
KR102069792B1 (en) 2020-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100809425B1 (en) Precise orbit determination system and method thereof
CN101395443B (en) Hybrid positioning method and device
Dautermann Civil air navigation using GNSS enhanced by wide area satellite based augmentation systems
US20180275283A1 (en) Method for calculating a speed of an aircraft, method for calculating a protection radius, positioning system and associated aircraft
Olynik Temporal characteristics of GPS error sources and their impact on relative positioning
Ning et al. Single-frequency precise point positioning enhanced with multi-GNSS observations and global ionosphere maps
Jan et al. Improving GPS-based landing system performance using an empirical barometric altimeter confidence bound
Bijjahalli et al. GNSS performance modelling for positioning and navigation in urban environments
Jokinen Enhanced ambiguity resolution and integrity monitoring methods for precise point positioning
KR102069792B1 (en) THe METHOD AND APPARATUS OF CONVERTING SBAS INTEGRITIES FOR EARTH ORBITING SATELLITES
Bijjahalli et al. Masking and multipath analysis for unmanned aerial vehicles in an urban environment
KR102110135B1 (en) Apparatus and method of ionospheric scale factor determination for low earth orbiting satellites using galileo nequick model
Ma et al. Flight-test evaluation of integer ambiguity resolution enabled PPP
Yen et al. Positioning with two satellites and known receiver clock, barometric pressure and radar elevation
Krasuski Application the GPS observations in SPP method for aircraft positioning in flight experiment in Dęblin, Poland (01.06. 2010)
Sunehra Estimation of prominent global positioning system measurement errors for Gagan applications
Alarcón et al. Independent orbit determination for collision avoidance
JP2009175134A (en) Navigation system with apparatus for detecting accuracy failure
Bednarz et al. Receiver clock-based integrity monitoring for GPS precision approaches
Tong et al. GNSS RAIM availability assessment for worldwide precision approaches
Gallon High-integrity modeling of non-stationary kalman filter input error processes and application to aircraft navigation
Jeong et al. Integrity Monitoring for Urban Air Mobility Using Time-Differenced Carrier Phase
GREJNER‐BRZEZINSKA et al. The impact of severe ionospheric conditions on the accuracy of kinematic position estimation: Performance analysis of various ionosphere modeling techniques
Xu et al. An Improved Weight Optimization AAIM Method Aided by Barometric Altimeter
Perea Diaz Design of an integrity support message for offline advanced RAIM

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right