KR20230060474A - 글로벌 네비게이션 위성 시스템 수신기 - Google Patents

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니콜라스 소르닌
바우주 닝
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셈테크 코포레이션
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Abstract

본 발명은 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16)에 관한 것으로서, 상기 수신기는 1) 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에서 복수의 GNSS 위성들(11)에 의해 방출된 GNSS 신호들을 획득하도록 구성된 무선주파수(RF) 프론트-엔드(1)로서, 각각의 방출된 GNSS 신호는 방출하는 GNSS 위성(11)을 식별하는 각각의 알려진 확산 코드를 포함하고, RF 프론트-엔드(1)는 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에서 획득된 GNSS 신호들을 디지털 시퀀스(15)로 각각 변환하도록 구성되는, 상기 무선주파수(RF) 프론트-엔드(1), 및 2) 각각의 스냅샷 타임 윈도(14)에 대해 GNSS 수신기(16)로부터 적어도 방출하는 GNSS 위성들(11)의 서브셋까지의 의사-범위들을 각각 결정하도록 구성되는 수신기 유닛(2)으로서, 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에 대응하는 적어도 2개의 서브셋들은 서로 다를 수 있고, 상기 의사-범위들은 (i) 알려진 확산 코드들 및 (ii) 적어도 2개의 디지털 시퀀스들(15)을 사용하여 결정되는, 상기 수신기 유닛(2)을 포함한다. GNSS 수신기(16)는 적어도 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에 대응하는 결정된 의사-범위들을 사용하여, 복합 수신 시간들에서 방출하는 GNSS 위성들의 복합 서브셋과 GNSS 수신기(16) 사이의 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성된다. 본 발명은 또한 GNSS 수신기(16), 게이트웨이(17) 및 컴퓨팅 유닛(18)을 포함하는 어셈블리(6, 16, 17, 18)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 GNSS 수신기(16)의 위치를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

글로벌 네비게이션 위성 시스템 수신기{Global Navigation Satellite System Receiver}
본 발명은 글로벌 네비게이션 위성 시스템(Global Navigation Satellite System: GNSS) 수신기, 어셈블리, 및 GNSS 수신기의 위치를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.
GNSS는 현대 기술 인프라의 중요한 부분이다. 일반적으로 GPS, GALILEO, BeiDou 또는 GLONASS로 구현되는 GNSS는 예컨대 이동 전화 네트워크들의 기지국들에서 타이밍 애플리케이션들 및 위치 결정 목적들에 사용된다.
GNSS 수신기들은 저전력 광역 네트워크들(LPWAN)에, 예컨대, LoRaWAN 네트워크에 사용될 수 있다. 그러한 네트워크에서, GNSS 수신기는 주로 업링크들을 게이트웨이에 송신하고 제한된 다운링크 용량을 갖는다. 많은 사물 인터넷(Internet-of-Things: IoT) 애플리케이션들은 일반적으로 GNSS 기능, 예컨대, IoT 위치 애플리케이션들이 탑재되어 있어 이익을 얻을 수 있다. GNSS 수신기가 그것의 위치를 결정할 수 있기 위해서는, GNSS 수신기는 GNSS 위성들에 대한 천체력 정보를 액세를 할 수 있어야 하고, 즉 GNSS 수신기는 저전력 광역 네트워크로부터 그러한 천체력 정보를 수신하거나 그것을 획득된 GNSS 신호들로부터 직접 복조해야 한다. 제한된 다운링크 용량으로 인해, 네트워크로부터 천체력 정보를 획득하는 것은 일반적으로 불가능하고, 획득된 GNSS 신호들로부터 천체력 정보를 직접 복조하는 것은 많은 전력을 소모한다. 또한, 시간 경과에 따른 정확도의 손실로 인해, 천체력 정보는 예컨대 3시간마다 충분히 자주 리프레쉬되어야 한다.
GNSS 기능을 갖는 많은 IoT 애플리케이션에서, GNSS 수신기에 전력을 공급하는 배터리를 변경할 필요 없이 GNSS 수신기가 수 년 동안 작동할 수 있는 것이 필수적이다. 따라서 최신 해결방법들에서, LPWAN의 GNSS 수신기는 그것의 위치를 계산하지 않고 의사-범위 및 선택적으로 도플러 정보만 클라우드에 전송하여 GNSS 수신기의 위치를 계산한다. 이를 위해, 클라우드는 GNSS 솔버(solver)를 호스팅할 수 있고 천체력 정보에 액세스한다. 이러한 최신 해결방법들에서, GNSS 수신기는 GNSS 신호 획득 및 클라우드로의 데이터 전송 중에만 에너지를 소모한다. 스냅샷 처리는 배터리 수명을 최적화하는 데 도움이 되는 종래 기술에서 알려진 또 다른 GNSS 기술이다. 스냅샷 처리에서, GNSS 수신기는 의사-범위 및 도플러 정보를 추출하기 위해 수 밀리초에서 수백 밀리초의 GNSS 신호만 스캔한다. 스냅샷 수신기로서 작동하는 GNSS 수신기의 스캔 시간은 주로 이용 가능한 메모리와 GNSS 수신기의 전력 예산에 의해 결정된다. 반면에 기존 GNSS 수신기는 GNSS 신호를 수 초에서 수십 초 계속해서 캡처해야 한다.
스냅샷 처리는 전력 효율적인 것으로 알려져 있으나, 스냅샷 처리에서 GNSS 신호 획득 시간들이 짧기 때문에, 스냅샷 처리는 기존 GNSS 수신 기술들에 비해 정확도와 감도가 낮을 수 있다. 또한, 종래 기술에서 알려진 스냅샷 처리는 단일 스캔들으로부터 이상값들을 처리하는 데 어려움이 있으며, LPWAN 네트워크는 위에서 언급한 단점들을 보완하기에 충분한 정보를 GNSS 수신기에 다운링크를 통해 제공할 수 없다.
본 발명의 목적은 종래 기술에서 알려진 GNSS 수신기와 연관된 단점들 중 적어도 일부를 완화하고, 특히 본 발명의 목적은 LPWAN에서 사용되는 GNSS 수신기들과 연관된 적어도 일부 단점들을 완화하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따라, 청구항 1에 기재된 특징들을 포함하는 GNSS 수신기가 제공된다. 본 발명의 GNSS 수신기의 추가의 선택적 특징들 및 실시예는 종속 특허 청구항들에 기재되어 있다.
본 발명은, 1) 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에서 복수의 GNSS 위성들에 의해 방출된 GNSS 신호들을 획득하도록 구성된 무선주파수(RF) 프론트-엔드로서, 각각의 방출된 GNSS 신호는 방출하는 GNSS 위성을 식별하는 각각의 알려진 확산 코드를 포함하고, RF 프론트-엔드는 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들 각각에서 획득된 GNSS 신호들을 디지털 시퀀스로 각각 변환하도록 구성되는, 무선주파수(RF) 프론트-엔드, 및 2) 각각의 스냅샷 타임 윈도에 대해 상기 GNSS 수신기로부터 적어도 방출하는 GNSS 위성들의 서브셋까지의 의사-범위들을 각각 결정하도록 구성된 수신기 유닛으로서, 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에 대응하는 상기 적어도 2개의 서브셋들은 서로 다를 수 있고, 상기 의사-범위들은 (i) 상기 알려진 확산 코드들 및 (ii) 적어도 2개의 디지털 시퀀스들을 사용하여 결정되는, 상기 수신기 유닛을 포함하는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기에 관한 것이다. GNSS 수신기는 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에 대응하는 적어도 결정된 의사-범위들을 사용하여, 복합 수신 시간들에서 GNSS 수신기와 방출하는 GNSS 위성들의 복합 서브셋 사이에서 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성된다.
중요한 GNSS 시스템들은 GPS, GALILEO, BeiDou 또는 GLONASS이다. 본 발명의 GNSS 수신기는 저전력 광역 네트워크(LPWAN)에 배치될 수 있다. 본 발명의 GNSS 수신기는 다중 별자리 의사-범위 결정을 수행할 수 있으며, 즉, GPS 및 BeiDou와 같은 다른 별자리들로부터의 GNSS 위성들에 대한 의사-범위를 동시에(또는 간헐적으로) 결정할 수 있다. 본 발명의 GNSS 수신기는 스냅샷 타임 윈도들에서 인입 GNSS 신호들을 스캔한다. 본 발명의 GNSS 수신기는 복합 의사-범위들이 의사-범위에 대한 대체물로서 결정된다는 점에서 종래 기술에서 알려진 GNSS 수신기와 다르다. 본 발명의 GNSS 수신기는 일반적으로 발진기, 예를 들어 석영 기반 발진기를 포함할 수 있으며, 상기 발진기는 의사-범위들을 결정하기 위해 수신기 유닛에 의해 사용될 수 있다.
GNSS 수신기는 복합 수신 시간들에서 결정된 복합 의사-범위들을 게이트웨이로 전송할 수 있고, GNSS 수신기의 위치는 게이트웨이에 연결된 컴퓨팅 유닛에서 결정될 수 있으며, 여기서 상기 컴퓨팅 유닛은 GNSS 솔버를 포함할 수 있다. 이 경우, GNSS 수신기는 원래 의사-범위 대신 복합 의사-범위만 게이트웨이로 송신할 수 있다. GNSS 수신기는 또한 예를 들어 자신의 컴퓨팅 리소스들을 사용하여 로컬로 자신의 위치를 결정할 수 있다. 이 경우, 복합 의사-범위들을 게이트웨이로 송신할 필요가 없을 수 있다. 복합 의사-범위들만이 게이트웨이로 송신되는 경우, GNSS 솔버는 알려지지 않은 시간으로 GNSS 수신기의 위치를 계산할 수 있다. 어떤 경우든 복합 수신 시간들은 GNSS 수신기에 명시적으로 알려지거나 알려지지 않을 수 있다. 방출된 모든 GNSS 신호들이 GNSS 수신기에 충분히 높은 품질로 도달하는 것은 아니기 때문에, GNSS 수신기는 GNSS 위성들의 서브세트에 대해서만 의사-범위들을 결정할 수 있다.
복합 의사-범위들을 결정하면 정밀도가 향상될 수 있다. N개의 독립 의사-범위 측정치들로 구성된 복합 의사-범위들 - 예를 들어 N은 스냅샷 타임 윈도들의 수에 대응함 - 은 일반적으로 하나의 스냅샷 타임 윈도에서 획득한 GNSS 신호에 기초하여 획득한 의사-범위들보다 표준 편차가 더 작다. 열 노이즈만이 에러 소스로 존재할 수 있는 이상적인 시나리오(즉, 다중 경로, 이온층, 대류권, 위성 클록 에러들 등이 존재하지 않거나 이미 보정된 경우)에서, 복합 의사-범위들의 측정 에러의 표준 편차는 개별 스냅샷 타임 윈도들에 기초하여 결정된 의사-범위들의 측정 에러의 표준 편차의 1/sqrt(N)에 불과할 수 있다.
의사-범위들 대신 복합 의사-범위들을 게이트웨이로 전송하는 것은 GNSS 수신기의 전력 소모를 더욱 개선할 수 있다. 전송 전력은 종종 LPWAN에서 GNSS 신호를 획득하는 데 필요한 전력과 비슷하거나 훨씬 더 높다. 본 발명의 GNSS 수신기는 복합 의사-범위들만을 전송할 수 있고 단일 스냅샷 타임 윈도들에 대응하는 의사-범위들은 전송하지 않을 수 있으므로, 게이트웨이로 전송되는 전체 데이터 양을 최소화할 수 있어, GNSS 수신기에 의해 의해 요구되는 송신 전력을 감소시키고, 그렇게 함으로써, 예컨대, LPWAN에 배치된 GNSS 수신기에 전력을 공급하는 배터리의 배터리 수명을 개선시킨다.
GNSS 위성들은 공간을 통해 유한 속도들로 이동한다. 시간 t 1 과 t k 의 상이한 지점들에서 n번째 GNSS 위성과 GNSS 수신기 사이의 실제 범위는 다음과 같이 모델링될 수 있다(대략 - 고차 항들을 무시):
Figure pat00001
Figure pat00002
는 시간 t k 에서 n번째 GNSS 위성과 GNSS 수신기 사이의 상대 속도이고,
Figure pat00003
는 대응하는 가속도이다. 상대 속도는 도플러 측정을 사용하여 결정될 수 있다:
Figure pat00004
c는 광의 속도이고, Fc는 GNSS 신호의 캐리어 주파수이고, 예컨대 GPS의 L1 채널에 대해 1575.42 MHz이고,
Figure pat00005
는 스냅샷 수신 시간 t k 에서 n번째 GNSS 위성과 GNSS 수신기 사이의 도플러 주파수에 대응한다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 실시예에서, GNSS 수신기는 게이트웨이로부터 무선 채널을 통해 각각 데이터를 송신 및 수신하기 위한 통신 트랜시버를 포함하고, GNSS 수신기는 통신 트랜시버를 통해 게이트웨이로 복합 의사-범위들을 전송하도록 구성된다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, GNSS 수신기는 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들의 각각에서, 수신기 로컬 클록에 의해 측정된 각각의 스냅샷 수신 시간 및 수신기 로컬 클록을 포함하고, 수신기 유닛은 적어도 2개의 스냅샷 수신 시간들에서 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, GNSS 수신기는 적어도 2개의 스냅샷 수신 시간들에 기초하여 복합 수신 시간들을 결정하도록 구성된다. 수신기 로컬 클록은 예를 들어 위상 고정 루프 클록으로서 구현될 수 있고, 수신기 로컬 클록은 GNSS 수신기가 일반적으로 포함하는 석영 기반 발진기에 기초할 수 있다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, GNSS 수신기는 부가적으로 복합 수신 시간들을 통신 트랜시버를 통해 게이트웨이에 전송하도록 구성된다. 복합 의사-범위들 및 복합 수신 시간들은 게이트웨이에 단일 업링크로 함께 전송될 수 있다. 따라서, 복합 의사-범위들 및 복합 수신 시간들 모두를 전송하는 것은 2개의 별개의 업링크들을 필요로 하지 않을 수 있다.
따라서, 복합 의사-범위들에 더하여, GNSS 수신기는 또한 복합 수신 시간들을 게이트웨이에 전송할 수 있다. 복합 수신 시간들은, 예를 들어 적어도 2개의 스냅샷 수신 시간들이 서로 시간적으로 서로 충분히 가까운 경우에, 적어도 2개의 스냅샷 수신 시간들에 기초하여 GNSS 수신기에 의해 평균함으로써 결정될 수 있다. 이 경우에, 원격 GNSS 솔버는 알려진 시간으로 GNSS 수신기의 위치를 계산할 수 있고, 여기서 알려진 시간은 복합 수신 시간들에 대응할 수 있다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, 적어도 2개의 서브셋들은 공통 서브셋 원소들을 포함하고, 공통 서브셋 원소들은 방출된 각각의 GNSS 신호들이 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에서 GNSS 수신기에 의해 관측 가능한 복수의 GNSS 위성들의 공통 GNSS 위성들이고, 방출하는 GNSS 위성들의 복합 서브셋은 상기 공통 서브셋 원소들을 포함하고, GNSS 수신기는 대응하는 의사-범위들을 평균하여 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 여기서 대응은 (i) GNSS 수신기와 (ii) 공통 GNSS 위성들 사이의 의사-범위들 사이에서 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에 걸쳐 확립된다. 복합 수신 시간들은 적어도 2개의 스냅샷 수신 시간들이 시간적으로 충분히 가까운 경우에 적어도 2개의 스냅샷 수신 시간들 사이의 평균으로서 구현되는 평균 복합 수신 시간이라고도 하는 하나의 복합 수신 시간을 포함할 수 있다.
GNSS 수신기에 도달하는 GNSS 신호는, 만약 도달하는 GNSS 신호가 충분한 전력을 가져서 그것이 GNSS 수신기에 의해 신뢰성 있게 검출될 수 있다면 관측 가능한 것으로 고려될 수 있다. 즉 이것은 예를 들어 충분히 높은 신호 대 노이즈비를 갖도록 도달 GNSS 신호를 필요로 한다. 만약 예를 들어 GNSS 수신기가 3개의 스냅샷 수신 시간들 t 1 , t 2 , 및 t 3 에서 6개의 GNSS 위성들로부터 GNSS 신호들을 획득하면, 결정된 의사-범위들은 다음의 선형 모델을 사용하여 기재될 수 있다:
Figure pat00006
Figure pat00007
는 k번째 스냅샷 수신 시간에서 n번째 GNSS 위성까지 결정된 의사-범위이고,
Figure pat00008
는 k번째 스냅샷 수신 시간에서 n번째 GNSS 위성까지의 실제 범위이고,
Figure pat00009
는 k번째 스냅샷 수신 시간에서 6개의 GNSS 위성들의 공통 오프셋이고,
Figure pat00010
는 가우시안 랜덤 노이즈로서 종종 모델링되는 열 노이즈이다. 공통 오프셋은 특히 GNSS 수신기의 부분인 수신기 로컬 클록의 클록 바이어스를 모델링한다.
이 예에서, 복합 의사-범위들은 다음과 같이 평균하여 결정될 수 있고:
Figure pat00011
복합 수신 시간은 유사한 평균 연산을 사용하여 계산될 수 있다:
Figure pat00012
그러한 선형 평균화는, 만약 3개의 스냅샷 수신 시간들이 서로 너무 멀지 않으면, 즉 모든 3개의 측정들이 짧은 시간 간격으로 행해지는 경우에 사용될 수 있고, 그 경우에 GNSS 위성 궤적은 대략 선형인 것으로 가정될 수 있다. 따라서, 6개의 복합 의사-범위들(
Figure pat00013
내지
Figure pat00014
)이 하나의 복합 수신 시간(
Figure pat00015
)에서 결정된다. 본 발명의 GNSS 수신기는 원래의 18개의 의사-범위들 대신에 이들 6개의 복합 의사-범위들을 게이트웨이에 송신할 수 있다. 본 발명의 GNSS 수신기는 또한 원래의 3개의 스냅샷 수신 시간들 대신에 복합 수신 시간(
Figure pat00016
)을 게이트웨이에 송신할 수 있다. 평균한 후, 모든 6개의 복합 의사-범위들은 동일한 공통 오프셋을 가질 수 있다. GNSS 솔버는 알려진 시간으로 6개의 복합 의사-범위들에 기초하여 GNSS 수신기의 위치를 결정할 수 있고, 또는 GNSS 솔버는 알려진 시간으로 6개의 복합 의사-범위들에 기초하여 GNSS 수신기의 위치를 결정할 수 있고, 알려진 시간은 예를 들어 평균하여 획득한 복합 수신 시간이다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, GNSS 수신기는 복수의 GNSS 위성들의 나머지 GNSS 위성들에 대응하는 결정된 의사-범위들로부터 복수의 GNSS 위성들의 기준 GNSS 위성에 대응하는 결정된 의사-범위들을 감산하도록 구성되고, GNSS 수신기는 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에서 수신된 신호 강도들에 기초하여 기준 GNSS 위성을 선택하도록 구성되고, 감산들은 동일한 스냅샷 수신 윈도들에 대응하는 의사-범위들 사이에서 행해지고, 기준 GNSS 위성에 대하여 차동 의사-범위들을 제공하고, GNSS 수신기는 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 복합 의사-범위들은 대응하는 차동 의사-범위들을 평균하여, 차동 복합 의사-범위들로서 구현되고, 차동 의사-범위들 사이의 대응은 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에 걸쳐 확립되고, GNSS 수신기는 복합 수신 시간을 결정하도록 구성되고, 복합 수신 시간은 각각 차동 복합 의사-범위 각각에 대한 차동 복합 수신 시간이다. GNSS 수신기는 스냅샷 수신 시간들이 차동 복합 의사-범위 결정의 부분으로서 사용되는 경우에 차동 의사-범위들에 대응하는 스냅샷 수신 시간들에 걸쳐 평균하여 차동 복합 수신 시간들을 결정할 수 있다. 평균화는 차동 복합 수신 시간들을 결정하기 위해 사용되는 스냅샷 수신 시간들이 시간적으로 충분히 가까운 경우에 충분할 수 있다. GNSS 솔버는 알려진 시간으로 차동 복합 의사-범위들에 기초하여 GNSS 수신기의 위치를 결정할 수 있고, GNSS 솔버는 GNSS 솔버가 차동 복합 수신 시간들에 액세스하는 경우에 차동 복합 수신 시간들에서 차동 복합 의사-범위들에 기초하여 GNSS 수신기의 위치를 결정할 수 있다.
만약 예를 들어, GNSS 수신기가 3개의 스냅샷 수신 시간들 t 1 , t 2 , 및 t 3 에서 6개의 GNSS 위성들로부터 GNSS 신호들을 획득하고 일부 GNSS 신호들이 약하여 충실하게 획득 수 없으면, 결정된 의사-범위들은 다음의 선형 모델을 사용하여 기재될 수 있다:
Figure pat00017
이전 식에서 각각의 '0'은, 대응하는 의사-범위, 예컨대, 시간 t 1 에서 제 5 GNSS 위성까지의 의사-범위가 결정되지 않았다는 것을 나타낸다. 일반성의 상실 없이, 다음에서, 제 1 GNSS 위성이 가장 높은 수신 신호 강도를 갖는 가장 강한 신호들을 제공하는 것으로 가정된다. 나머지 의사-범위들로부터 제 1 GNSS 위성까지의 의사-범위들을 감산하면 다음과 같이 된다:
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
는 k번째 스냅샷 수신 시간에서 제 1 GNSS 위성까지의 n번째 GNSS 위성의 차동 의사-범위이고,
Figure pat00021
는 k번째 스냅샷 수신 시간에서 제 1 GNSS 위성까지의 n번째 GNSS 위성의 차동 실제 범위이고,
Figure pat00022
는 노이즈 항의 미분이다. 감산은 공통 오프셋들을 제거했다.
평균화는 차동 복합 의사-범위들, 즉,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
, 및
Figure pat00027
를 제공한다.
Figure pat00028
는 이 예에서 복합(차동) 수신 시간 T=(t 1 +t 2 +t 3 )/3에 대응하고,
Figure pat00029
는 복합(차동) 수신 시간 T 5 =(t 2 +t 3 )/2에 대응하고,
Figure pat00030
은 복합(차동) 수신 시간 T 6 =(t 1 +t 3 )/2에 대응한다. 그러한 선형 평균화는, 만약 3개의 스냅샷 수신 시간들이 서로 너무 멀지 않으면, 즉 GNSS 위성 궤적이 대략 선형인 것으로 가정될 수 있는 경우에 사용될 수 있다. 이 예에서, GNSS 수신기는 5개의 결정된 차동 복합 의사-범위들을, 선택적으로, 3개의 복합(차동) 수신 시간들을 게이트웨이에 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, 수신기 유닛은 GNSS 수신기와 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에 대응하는 방출하는 GNSS 위성들의 서브셋 사이에서 도플러 주파수들을 각각 결정하도록 구성된다.
도플러 시프트들은 GNSS 위성이 GNSS 신호를 방출하는 동안, 송신기, 이 경우에 GNSS 위성과 수신기, 이 경우에 GNSS 수신기 사이의 상대 이동으로 인해 일어난다. GPS에서, 예를 들어, 도플러 주파수들은 일반적으로 ± 4.2 KHz의 범위에 있다. 의사-범위들을 결정하는 동안, GNSS 수신기는 그러한 도플러 시프트들도 결정할 수 있다. 도플러 주파수들은 결정된 의사-범위들의 정밀도를 향상시키기 위해 GNSS 수신기에 의해 결정될 수 있고, 즉 결정된 도플러 주파수들는 GNSS 수신기에 의해 생성된 복제 GNSS 신호들을 GNSS 위성으로부터 GNSS 수신기에 도달하는 GNSS 신호들과 정렬시키기 위해 수신기 로컬 클록의 주파수를 이동시키는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, GNSS 수신기는 복수의 GNSS 위성들 중 적어도 하나로부터 수신된 연감 정보에 기초하여 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에 대응한 방출하는 GNSS 위성들의 서브셋과 GNSS 수신기 사이에서 도플러 주파수들을 결정하도록 구성된다.
도플러 주파수들은 연감 정보 단독에 기초하여 결정될 수 있고, 또는 도플러 주파수들은 신호 처리 방법들을 사용하여 의사-범위들을 결정하는 동안 추정된 도플러 주파수들 및 연감 정보 둘다에 기초하여 결정될 수 있다. 도플러 주파수들은 또한 그러한 신호 처리 방법들만을 사용하여 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, GNSS 수신기는 공통 복합 수신 시간에서 시간 정렬된 차동 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 여기서 GNSS 수신기는 나머지 GNSS 위성들에 대응하는 결정된 도플러 주파수들로부터 기준 GNSS 위성에 대응하는 도플러 주파수들을 감산하도록 구성되고, 감산은 차동 도플러 주파수들을 제공하고, GNSS 수신기는 (i) 결정된 차동 복합 의사-범위들, (ii) 차동 도플러 주파수들, (iii) 차동 복합 수신 시간들, 및 (iv) 공통 복합 수신 시간에 기초하여 시간 정렬된 차동 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성된다.
차동 복합 의사-범위들에 관한 이전의 예에서, 차동 복합 의사-범위들은 3개의 상이한 복합(차동) 수신 시간들에서 결정되었다. 공통 복합 수신 시간에서 차동 복합 의사-범위들을 결정하기 위해, 결정된 도플러 주파수들이 사용될 수 있다. 스냅샷 수신 시간들 t 1 , t 2 , 및 t 3 이 시간적으로 충분히 가까운 경우에, 각각의 GNSS 위성/GNSS 수신기 쌍에 대응하는 도플러 주파수는 3개의 스냅샷 수신 시간들 동안 일정한 것으로 가정될 수 있다. 즉, 이 예에서는 6개의 도플러 주파수들(D 1 , D 2, D 3, D 4, D 5, D 6 )이 있다. 위와 같이, 제 1 도플러 주파수 D 1 은 나머지 도플러 주파수들로부터 감산되어, 기준 GNSS 위성(이 예에서 제 1 GNSS 위성)과 나머지 GNSS 위성들 사이에서 차동 도플러 주파수들:
Figure pat00031
D 2,
Figure pat00032
D 3,
Figure pat00033
D 4,
Figure pat00034
D 5, 및
Figure pat00035
D 6 을 제공할 수 있다. GNSS 위성들 5 및 6에 대한 차동 복합 의사-범위가 이후 복합 수신 시간(T)(이 예에서, GNSS 위성들 2 내지 4에 의해 방출된 GNSS 신호들에 대한 복합 수신 시간임)에 투영될 수 있다:
Figure pat00036
, 및
Figure pat00037
.
이 예에서, GNSS 위성 궤적들이 선형으로 모델링될 수 있도록 스냅샷 수신 시간들이 서로 충분히 가까운 것으로 가정된다. 그러나, 시간 정렬된 차동 복합 의사-범위들은 스냅샷 수신 시간들 사이의 GNSS 위성 궤적들이 더 이상 선형으로 모델링될 수 없는 경우에도 결정될 수 있다. 이 경우, 이 예에서 기재된 투영 메커니즘은 차동 가속도를 포함하도록 수정될 수 있다. 이예에서 기재된 투영 메커니즘을 사용하여, 차동 복합 의사-범위들은 자유롭게 선택된 공통 복합 수신 시간에 투영될 수 있다. 공통 복합 수신 시간을 갖는 것은 GNSS 수신기가 게이트웨이에 송신할 수 있는 데이터의 양을 감소시켜, 예컨대 GNSS 수신기에 전력을 공급하는 배터리의 배터리 수명을 개선시킨다. 즉 도플러 주파수들이 사용되지 않은 이 예의 제 1 부분에서와 같이 3개의 복합 수신 시간들 대신에, 공통 복합 수신 시간들이 한번만 게이트웨이에 GNSS 수신기에 의해 송신될 필요가 있을 수 있다. 그러나, GNSS 수신기는 게이트웨이에 차동 복합 의사-범위들만을 송신할 수도 있다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, GNSS 수신기는 선형 방정식들의 시스템에 기초하여 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 선형 방정식들의 시스템은 알려지지 않은 복합 의사-범위들 및 알려지지 않은 오프셋들을 포함하는 복합 벡터를 타깃 벡터에 맵핑하고, 타깃 벡터는 각각의 결정된 의사-범위에 대한 엔트리를 포함하고, 각각의 의사-범위는 그것의 각각의 스냅샷 수신 시간에 결정되고, 타깃 벡터의 각각의 엔트리는 (i) 각각의 결정된 의사-범위, (ii) 각각의 스냅샷 수신 시간에 각각의 결정된 의사-범위에 대응하는 GNSS 위성과 GNSS 수신기 사이의 각각의 속도, (iii) 각각의 스냅샷 수신 시간, 및 (iv) 공통 복합 수신 시간에 기초하고, 복합 수신 시간들은 공통 복합 수신 시간으로서 구현되고, GNSS 수신기와 GNSS 위성 사이의 각각의 속도는 결정된 대응하는 도플러 주파수에 기초하여 결정된다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, 타깃 벡터의 각각의 엔트리는 부가적으로 각각의 스냅샷 수신 시간에서 각각의 결정된 의사-범위에 대응하는 GNSS 위성과 GNSS 수신기 사이의 각각의 가속도에 기초하고, GNSS 수신기는 (i) 결정된 도플러 주파수들의 시간적 수치 미분, 및/또는 (ii) GNSS 수신기에 의해 수신된 연감 정보에 기초하여 가속도를 결정하도록 구성된다.
이하에서는, GNSS 수신기와 최대 N개의 GNSS 위성들 사이의 의사-범위들이 K개의 스냅샷 수신 시간들에서 결정될 수 있는 것으로 가정된다. 따라서, N개의 복합 의사-범위들이 복합 수신 시간 t에서 결정될 수 있다. K개의 스냅샷 수신 시간들에 대응하는 K개의 공통 오프셋들은 또한 일반적으로 알려져 있을 수 있다. 결정될 N개의 복합 의사-범위들은 새로운 공통 오프셋을 가지며: 따라서, K개의 공통 오프셋들 중 어느 하나는 알려진 것처럼 취급될 수 있고 또는 임의의 값으로, 예컨대 '0'의 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, k번째 공통 오프셋 c K 가 '0'으로 설정되어 있다고 가정하면, N+K-1개의 미지수들이 결정될 필요가 있을 수 있고: 즉
Figure pat00038
이고; 벡터 X는 복합 벡터라고 할 수 있다.
타깃 벡터(Y)는 다음과 같이 구성될 수 있고: 대응하는 속도
Figure pat00039
와 함께, 각각의 결정된 의사-범위
Figure pat00040
, 및 적용 가능하면, 즉 만약
Figure pat00041
가 무시될 가속도에 대해 충분히 작지 않으면, 대응하는 가속도
Figure pat00042
는
Figure pat00043
Figure pat00044
의 형태로 타깃 벡터(Y)에 엔트리를 제공한다. .
복합 벡터(X)를 타깃 벡터에 (선형으로) 맵핑하는 매트릭스 H가 구성될 수 있다 Y: Y = H*X. 만약 예를 들어, 의사-범위들이 K개의 스냅샷 수신 시간들 모두에서 모든 N개의 GNSS 위성들에 대해 결정되면, 매트릭스(H)는 다음과 같이 구성될 수 있다: 이 경우에, H는 크기 (N*K) x (N+K-1)의 매트릭스이고; H의 각 라인은 대응하는 복합 의사-범위들 및 공통 오프셋에서 (N+K-1) 0들 및 하나 또는 2개의 1들을 포함한다. H의 제 1 행은, 이 예에서,
Figure pat00045
과 같고, 제 1 행의 제 1 원소는 1(제 1 GNSS 위성까지의 복합 의사-범위 R 1에 대응)과 같고 제 1 행의 (N+1)번째 원소는 1(공통 오프셋 c 1에 대응)과 같다. H의 제 2 행은, 이 예에서,
Figure pat00046
과 같고, 제 2 행의 제 1 원소는 1(제 1 GNSS 위성까지의 복합 의사-범위 R 1에 대응)과 같고, 제 2 행의 (N+2)번째 원소는 1(공통 오프셋 c 2에 대응)과 같다. 이 예에서 H의 k번째 행은
Figure pat00047
과 같고, k번째 행의 제 1 원소만이 1(제 1 GNSS 위성까지의 복합 의사-범위 R 1에 대응)과 같고; k번째 공통 오프셋은 0으로 설정될 수 있다.
매트릭스 조작, 특히 매트릭스 반전을 통해, 복합 벡터 X의 엔트리들이 타깃 벡터 Y에 대해 결정될 수 있다. Y 및 H는 모든 결정된 의사-범위들이 고려되는 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어 GNSS 수신기에 도달하는 약한 GNSS 신호로 인해 신뢰성 있게 결정될 수 없는 의사-범위들은 Y 및 H를 구성할 때 무시될 수 있다. 타깃 벡터 Y를 구성하기 위해 사용되는 복합 수신 시간 t는 예컨대, t 1 과 t K 사이에서 임의로 설정될 수 있다. t 1 과 t K 사이의 중앙에 t를 설정하는 것은 에러를 최소화하는데 이로울 수 있다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, GNSS 수신기는 결정된 도플러 주파수들 및/또는 결정된 차동 도플러 주파수들을 통신 트랜시버를 통해 게이트웨이로 전송하도록 구성된다.
도플러 주파수들 및/또는 차동 도플러 주파수들은 최신 기술에서 알려진 도플러 포지셔닝 알고리즘들을 사용하여 GNSS 수신기의 위치의 제 1 대략적인 추정치를 계산하는데 사용될 수 있다. 도플러 주파수들 및/또는 차동 도플러 주파수들은 게이트웨이에 단일 업링크로 복합 의사-범위들, 및 선택적으로 복합 수신 시간들과 함께 송신될 수 있고, 또는 도플러 주파수들 및/또는 차동 도플러 주파수들은 별개의 업링크로 게이트웨이에 송신될 수 있다. 도플러 주파수들 및/또는 차동 도플러 주파수들은 또한 게이트웨이에 단일 업링크로 복합 수신 시간들과 함께 송신될 수 있다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, GNSS 수신기는 복합 의사-범위들을 결정하기 전에 결정된 의사-범위들에 대한 이상치 검출을 행하도록 구성되고, 이상치들은 다수결을 사용하여 검출되고 및/또는 GNSS 위성 궤적 모델들에 기초하여 검출되고, GNSS 수신기는 수신된 연감 정보를 사용하여 GNSS 위성 궤적 모델들을 결정하도록 구성된다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, 수신기 유닛은 개방 루프 수신기 유닛로서 구현되고, 개방 루프 수신기 유닛은 배치 프로세싱(batch processing)을 사용하여 의사-범위들을 결정하도록 구성된다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, 수신기 유닛은 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들의 제 1 스냅샷 타임 윈도에 대해, 전체 검색 공간에 대한 검색에 기초하여 상기 제 1 스냅샷 타임 윈도에 대응한 도플러 주파수들 및 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 수신기 유닛은 제 1 스냅샷 타임 윈도에 후속하는, 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들의 후속 스냅샷 타임 윈도에 대해, 제한된 검색 공간에 대한 검색에 기초하여 상기 후속 스냅샷 타임 윈도에 대응하는 도플러 주파수들 및 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 제한된 검색 공간은 제 1 스냅샷 타임 윈도에 대해 결정되는 도플러 주파수들 및 의사-범위들에 기초한다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, 수신기 유닛은 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들의 제 1 스냅샷 타임 윈도에 대해, 제 1 검색 공간에 대한 검색에 기초하여 상기 제 1 스냅샷 타임 윈도에 대응한 도플러 주파수들 및 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 수신기 유닛은 제 1 스냅샷 타임 윈도에 후속하는, 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들의 후속 스냅샷 타임 윈도에 대해, 후속 검색 공간에 대한 검색에 기초하여 상기 후속 스냅샷 타임 윈도에 대응하는 도플러 주파수들 및 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 후속 검색 공간은 제 1 스냅샷 타임 윈도에 대해 결정된 도플러 주파수들 및 의사-범위들에 기초한다.
제 1 검색 공간은 GNSS 수신기가 가질 수 있는 사전에 이용 가능한 지식에 기초할 수 있다. GNSS 수신기는 예를 들어 그 자신에 대해 GNSS 위성의 상대 속도의 대략 추정치를 가질 수 있으므로, 가능한 도플러 시프트들에 대한 검색을 제한할 수 있다.
본 발명에 따른 GNSS 수신기의 다른 실시예에서, GNSS 수신기는 GNSS 위성들에 의해 방출되는 GNSS 신호들을 수신하기 위한 적어도 하나의 안테나를 포함하고, GNSS 수신기는 최상의 수신 품질로 GNSS 신호들을 수신하기 위해 적어도 하나의 안테나로부터 안테나를 선택하도록 구성된다. GNSS 수신기는 또한 (i) 다수의 스냅샷 타임 윈도들, (ii) 각각의 스냅샷 타임 윈도의 캡처 시간(수 내지 수백 ms), (iii) 수신 안테나, (iv) 수신 대역, (v) 수신 샘플링 비율 및 (iv) 각각의 스냅샷 타임 윈도 사이의 간격, 신호 수신 조건에 대한 조건, 전력 예산, GNSS 수신기에 대한 이용 가능한 메모리 크기 등을 동적으로 적응시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 1) 본 발명에 따른 GNSS 수신기, 2) 특히 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 게이트웨이로서 구현되는 게이트웨이, 및 3) 게이트웨이에 연결되는 컴퓨팅 유닛을 포함하는 어셈블리가 제공되고, 상기 컴퓨팅 유닛은 (i) 게이트웨이를 통해 컴퓨팅 유닛에 GNSS 수신기에 의해 제공된 복합 의사-범위들, 및 (ii) 복수의 GNSS 위성들에 의해 방출된 네비게이션 메시지들에 기초하여 GNSS 수신기의 위치를 결정하도록 구성되고, 네비게이션 메시지들은 복수의 GNSS 위성들의 천문력에 대한 정보를 포함하고, 컴퓨팅 유닛은 GNSS 솔버를 사용하여 GNSS 수신기의 위치를 결정하도록 구성된다.
컴퓨팅 유닛은 또한 클라우드에 있을 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 유닛은 게이트웨이에 직접적으로 연결될 수 있고, 또는 컴퓨팅 유닛은 특히 네트워크를 통해 게이트웨이에 간접적으로 연결될 수 있다. 컴퓨팅 유닛은 또한 GNSS 수신기에 의해 제공된 복합 수신 시간들을 수신할 수 있고, 알려진 시간에 GNSS 수신기의 위치를 결정하기 위해 수신된 복합 수신 시간들을 사용한다. 컴퓨팅 유닛이 복합 의사-범위들만을 수신한 경우, 알려진 시간으로 GNSS 수신기의 위치를 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 이하의 단계들: 1) 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에서 복수의 GNSS 위성들에 의해 방출된 GNSS 신호들을 획득하는 단계, 2) 획득된 GNSS 신호들에 기초하여 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들 각각에서 GNSS 수신기로부터 복수의 GNSS 위성들까지의 의사-범위들을 결정하는 단계, 3) 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에서 결정된 의사-범위들을 사용하여 복합 수신 시간들에서, (i) GNSS 수신기 및 (ii) 적어도 복수의 GNSS 위성들의 서브셋과 관련된 복합 의사-범위들을 결정하는 단계, 및 4) (i) 적어도 복수의 의사-범위들, 및 (ii) 적어도 복수의 GNSS 위성들의 서브셋에서 GNSS 위성들의 천문력에 대한 정보를 사용하여 GNSS 수신기의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 GNSS 수신기의 위치를 결정하기 위한 방법이 제공된다. GNSS 수신기가 로컬 수신기 클록을 포함하는 경우, 의사-범위들은 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들에서 적어도 2개의 스냅샷 수신 시간들에서 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 실시예에서, 방법은 복합 의사-범위들을 게이트웨이를 통해 컴퓨팅 유닛에 전송하는 단계를 포함한다. GNSS 수신기의 위치는 컴퓨팅 유닛에 대해 결정될 수 있다. 복합 수신 시간들이 또한 결정될 수 있고 선택적으로 컴퓨팅 유닛에 송신될 수 있다. 컴퓨팅 유닛은 복합 수신 시간들이 게이트웨이를 통해 컴퓨팅 유닛에 송신되는 경우에 복합 수신 시간들에서 복합 의사-범위들을 사용하여 GNSS 수신기의 위치를 결정할 수 있고; 대안으로, GNSS 수신기의 위치는 알려지지 않은 시간으로 결정된다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 상세한 설명에 개시되고 도면들에 의해 도시된다:
도 1은 최신 기술에 따른 GNSS 시스템의 일부의 개략도를 도시하고;
도 2는 GNSS 수신기의 위치를 결정하기 위한 최신 GNSS 수신기 프로세싱 단계의 개략도를 도시하고;
도 3은 스냅샷 타임 윈도들 및 스냅샷 타임 윈도들에서의 스냅샷 수신 시간들의 개략도를 도시하고;
도 4는 최신 기술에 따른 의사-범위들의 결정과 관련된 상이한 시간들의 개략도를 도시하고;
도 5는 본 발명에 따른 GNSS 수신기의 실시예의 개략도를 도시하고;
도 6은 GNSS 수신기, 게이트웨이 및 컴퓨팅 유닛을 포함하는 본 발명에 따른 어셈블리의 개략도를 도시한다.
도 1은 최신 기술에 따른 GNSS 시스템의 일부의 개략도를 도시한다. 도 1은 지구의 표면의 GNSS 수신기(16)를 도시한다. GNSS 위성(11)은 지구 주위를 공전하고 지표면을 향해 GNSS 신호들을 방출한다. GNSS 수신기(16)는 이러한 GNSS 신호를 검출 및 획득하고 이들을 그것의 3D 위치를 결정하는데 사용한다.
이하에서는 GPS(Global Positioning System)를 참조하여 기본적인 GNSS 원리들이 설명된다. 유사한 원리들이 GALILEO, GLONASS 또는 BeiDou와 같은 다른 GNSS 시스템에도 적용된다. GPS는 1) 공간 세그먼트, 2) 제어 세그먼트, 3) 지상 세그먼트 및 4) 사용자 세그먼트의 4개 세그먼트로 구성된다. 공간 세그먼트는 GPS 위성들의 별자리를 포함하고, 제어 세그먼트는 공간 세그먼트의 작동을 모니터링하고 업데이팅 정보를 공간 세그먼트에 제공하고, 지상 세그먼트는 일반적으로 GPS 이용 가능성을 개선하는 데 사용되며, 사용자 세그먼트는 GPS 수신기의 위치들 및/또는 속도들을 결정하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하거나 타이밍 애플리케이션을 위한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함한다.
GPS의 공간 세그먼트는 2021년 여름철에 '31'개의 운용 위성들을 포함한다. 위성들은 지구상의 어느 장소 및 어느 순간에도 적어도 4개의 GPS 위성들이 보이는 방식으로 지구 주위의 궤도에 배치된다. 각각의 위성은 천체력의 형태로 그것의 궤도에 대한 정확한 정보를 방송한다. 모든 GPS 위성들의 궤도들에 대한 덜 정확한 정보는 연감 형식으로 제공된다. 천체력과 연감 모두는 각 GPS 위성에 의해 네비게이션 메시지의 일부로서 전송된다.
GPS는 지정된 주파수 대역들을 통해 정보를 전송하기 위해 코드 분할 다중 액세스를 사용한다. GPS에 의해 사용되는 일반적인 주파수 대역들은 L1 및 L2 채널이며, L1 채널은 1575.42MHz를 중심으로 하고, L2 채널은 1227.60MHz를 중심으로 한다. 각 GPS 위성에는 기본 주파수가 10.23MHz인 정밀한 원자 시계가 장착되어 있다. 따라서, L1 채널의 중심 주파수는 기본 주파수 곱하기 '154'와 같고, L2 채널의 중심 주파수는 기본 주파수 곱하기 '120'과 같다. GPS는 코드 분할 다중 액세스를 가능하게 하기 위해 골드 코드들(Gold codes)을 사용하며, 골드 코드들은 확산 코드들의 예이다. 골드 코드들은 주기가 1023인 의사 랜덤 노이즈 시퀀스들이다. GPS 위성들의 각 원자 시계의 기본 주파수가 10.23MHz이므로, 각 골드 코드는 전송에 1ms가 걸린다. 골드 코드들은 1에 가까운 자기 상관 값이 두 개의 동일한 골드 코드 시퀀스들 간의 작은 시프트들(더 큰 이동들에 대해서는 자기 상관값들이 0에 가까움)에 대해서만 달성되고, 상이한 골드 코드 시퀀스들 간의 상호 상관 값들이 시프트와 관계 없이 0에 항상 가까운 방식으로 설계된다.
각각의 GPS 위성은 그것의 네비게이션 메시지를 50 비트/초(bps)로 전송한다. 각각의 GPS 위성에 고유 골드 코드가 할당되므로, GPS 위성은 그것의 골드 코드로 그것의 네비게이션 메시지를 변조하고, 그것을 캐리어 주파수(L1 채널의 중심 주파수)로 추가로 변조한다. 네비게이션 메시지는 1500-비트 시퀀스이고 전송하는데 30초가 걸린다. 얻어진 GPS 신호는 지구를 향해 전송된다.
지구상에서, GPS 위성(11)에 의해 방출된 GPS 신호는 GPS 수신기(16)에 연결된 안테나에 의해 획득된다. 안테나는 또한 GPS 수신기(16)의 부분일 수 있다. GPS 수신기(16)에 의한 GPS 신호 획득은 자기상관 기술을 사용하여 행해진다. 즉 GPS 수신기(16)는 GPS 복제 신호들을 생성하고 GPS 복제 신호들을 실제 측정된 GNSS 신호와 비교하고(이러한 비교를 행하기 전에, 획득된 GPS 신호는 먼저 GPS 수신기의 무선주파수(RF) 프론트-엔드에 의해 처리됨); 위에서 언급한 골드 코드들의 특성으로 인해, 이 비교는 높은 정밀도로 수행될 수 있으며 GPS 위성에 의한 GPS 신호의 방출과 GPS 수신기에 의한 수신 사이의 경과된 시간의 추정치를 제공한다. "경과 시간(time passed)"은 위에서 언급한 자기상관을 최대화하는 시프트 형태로 검출된다. 추정된 "경과 시간"에 빛의 속도를 곱하면 GPS 수신기와 GPS 위성 사이의 의사-범위가 제공된다. 임의의 순간에 복수의 GPS 위성들(11)으로부터의 GPS 신호는 GPS 수신기(11)에 도달한다. 전술한 골드 시퀀스들의 상관 특성들로 인해, GPS 수신기는 RF 프론트-엔드 이후에 상이한 GPS 위성들에서 방출된 GPS 신호들을 독립적으로 처리할 수 있다(따라서, 의사-범위들은 GPS 신호들이 GPS 수신기(16)에 의해 획득된 모든 GPS 위성들(11)에 대해 독립적으로 결정될 수 있다).
GPS 위성들에 의한 GPS 신호들의 방출을 구동하는 GPS 위성 클록들의 편향, GPS 수신기 클록의 편향들 및 전파 에러들(이온층 및 대류권) 및 추가 에러 소스들(GPS 수신기에서의 다중 경로, 열 노이즈 등)로 인해, 의사-범위들은 실제 범위들에 대응하지 않는다. 원칙적으로 의사-범위들이 실제 범위들과 같으면, GPS 수신기의 3자유도(삼각 측량)를 결정하기 위해 3개의 GPS 위성들이 필요할 수 있다. 그러나 의사-범위와 실제 범위 사이에 오프셋이 있기 때문에, 오프셋도 결정해야 한다. 따라서, 4개의 GPS 위성이 GPS 수신기에서 볼 수 있어야 GPS 수신기가 적어도 4개의 GPS 위성에서 수신된 GPS 신호들을 사용하여 자신의 위치와 오프셋을 모두 결정할 수 있다.
도 2는 GNSS 수신기의 위치를 결정하기 위한 최신 GNSS 수신기 프로세싱 단계들의 개략도를 도시한다. 도시된 최신 GNSS 수신기는 스냅샷 프로세싱(개방 루프 수신기 아키텍처)을 사용한다. GNSS 위성들에 의해 방출되는 인입 GNSS 신호들은 안테나(6)에 의해 기록된다. 기록된 GNSS 신호들(5)은 RF 프론트-엔드(1)로 전달된다. GNSS 신호들은 일반적으로 GNSS 위성들에 의해 기저대역에서 전송되지 않는다. 또한, GNSS 위성들은 디지털 변조를 사용한다. 예를 들어 GPS 위성들은 BPSK(binary phase-shift keying)를 디지털 변조 방식으로서 사용할 수 있다. 따라서, RF 프론트-엔드(1)는 인입 GNSS 신호들을 직접 기저대역 또는 중간 주파수로 디지털 시퀀스로 변환할 수 있다. RF 프론트-엔드(1)는 일반적으로 대역통과 필터, 아날로그-디지털 컨버터들 및 양자화기들을 포함한다. RF 프론트-엔드(1)에 의해 제공되는 디지털 시퀀스는 이후 개방 루프 수신기 아키텍처(2)에 의해 처리될 수 있다.
GNSS 위성들과 GNSS 수신기 사이의 이동으로 인해(이러한 상대적 이동은 일반적으로 공간에서 GNSS 위성들의 고속에 의해 주로 발생함), 도플러 시프트들이 GNSS 신호들에서 일어난다. RF 프론트-엔드(1)는 스냅샷 타임 윈도들에서 GNSS 신호들을 획득하도록 구성될 수 있다. 개방-루프 수신기 아키텍처(2)는 많은 상관들을 병렬로 실행함으로써 의사-범위들을 결정할 수 있다. 상관들에 사용되는 GNSS 복제 신호들은 가능한 GNSS 위성, 가능한 도플러 시프트들 및 확산 코드의 가능한 코드 지연들을 포함하는 3차원 공간에 걸쳐 변경될 수 있다. 예를 들어 연감 정보를 이용하여 GNSS 위성이 알려진 경우, 3차원 검색 공간은 가능한 도플러 시프트들 및 가능한 코드 지연들을 통해 2차원 검색 공간으로 축소될 수 있다.
따라서, 개방 루프 수신기 아키텍처(2)는 각각의 스냅샷 타임 윈도들에서 신호들이 획득되는 GNSS 위성들과 GNSS 수신기 사이의 각 스냅샷 타임 윈도 의사-범위들을 제공한다. 의사-범위들의 각 세트는 이후 잘 알려진 GNSS 솔버를 포함할 수 있는 네비게이션 모듈(3)에 제공된다. 네비게이션 모듈(3)은 제공된 의사-범위들의 각각의 세트에 대한 출력(4)으로서 GNSS 수신기의 3D 위치 및/또는 속도를 제공할 수 있다.
도 3은 스냅샷 타임 윈도들(14), 및 스냅샷 타임 윈도들의 스냅샷 수신 시간들(12)의 개략도를 도시한다. 스냅샷 타임 윈도들(14)은 시간상 등거리로 이격될 수 있거나(도시되지 않음), 도 3에 도시된 것과 같이 시간상 스냅샷 타임 윈도들(14)은 불규칙적으로 떨어져 있을 수 있다. 각 스냅샷 타임 윈도는 상이한 시간 범위들을 가질 수 있거나, 모든 스냅샷 타임 윈도들의 시간 범위가 동일, 예컨대 50ms일 수 있다. 스냅샷 타임 윈도에서, GNSS 수신기는 GNSS 위성들에 의해 방출되는 GNSS 신호들을 획득하도록 구성된다. 각각의 스냅샷 타임 윈도(14)에 대해, 스냅샷 타임 윈도들(14)의 스냅샷 수신 시간들(12)에 대해 의사-범위들이 결정될 수 있다. 스냅샷 수신 시간들(14)은 상이한 스냅샷 타임 윈도들에 시간적으로 상이하게 배치될 수 있거나, 또는 스냅샷 수신 시간들(12)은 각각의 스냅샷 타임 윈도들에서 동일한 상대 위치에 모두 일시적으로 배치될 수 있다. 스냅샷 수신 시간들(12)은 일반적으로 GNSS 수신기에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 종래의 GNSS 수신기에서, 스냅샷 수신 시간들(12)은 예를 들어 60초마다 시간상 등거리로 이격될 수 있다. 스냅샷 수신 시간들(12)은 GNSS 수신기의 일부일 수 있는 수신기 로컬 클록을 사용하여 측정될 수 있다. 수신기 로컬 클록은 일반적으로 바이어스되기 때문에, 수신기 로컬 클록을 사용하여 측정된 스냅샷 수신 시간들(12)은 일반적으로 실제 수신 시간들에 대응하지 않는다. 이러한 타이밍 에러들은 도 4의 실시예와 관련하여 이후에 더 상세히 논의된다.
의사-범위들은 복수의 스냅샷 타임 윈도들(14)의 스냅샷 수신 시간들(12)에서 결정될 수 있다. 이러한 의사-범위들은 복합 수신 시간들에 복합 의사-범위들로 압축될 수 있으며, 여기서 상기 복합 수신 시간들은 스냅샷 수신 시간들(12)에 기초하여 유도될 수 있다.
도 4는 최신 기술에 따른 의사-범위들의 결정과 관련된 상이한 시간들의 개략도를 도시한다. 도 4에서, 클록 바이어스들로 인한 에러들만이 고려되고, 전파 에러들 및 다중 경로 에러들 또는 상대론적 에러들과 같은 다른 에러 소스들은 단순화를 위해 무시된다. GNSS 위성에 의한 GNSS 신호들의 방출은 위성 클록(8)이 특정 바이어스를 갖는 위성 클록(8)에 의해 구동된다. 위성 클록(8)의 바이어스는 일반적으로 네비게이션 메시지의 일부로서 GNSS 수신기에 전송된다. GNSS 신호는 라디오파들(9)을 통해 GNSS 수신기의 안테나(6)로 전송된다. RF 프론트 엔드는 상기 GNSS 신호를 디지털 시퀀스(15)로 변환한다. 단순화를 위해, 도 4에 묘사된 상황은 단일 스냅샷 타임 윈도 및 안테나(6)에 도달하는 하나의 GNSS 위성에 의해 방출된 단 하나의 GNSS 신호에 대응한다.
GNSS 수신기는 일반적으로 위성 클록(8)의 바이어스보다 훨씬 더 큰 바이어스를 갖는 수신기 로컬 클록(7)을 포함할 수 있다. 수신기 로컬 클록(7)은 GNSS 복제 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다. GNSS 복제 신호들은 또한 발진기, 예를 들어 석영 기반 발진기를 사용하여 생성될 수 있으며, 여기서 상기 발진기는 GNSS 수신기의 일부일 수 있다. 도 4에서, 수신기 로컬 클록(7)에 의해 측정된 스냅샷 수신 시간(12)은 시간 T에 있다. T S 는 GNSS 신호가 방출될 때 위성 클록(8)의 판독에 대응한다. 차이 T - T S 는 자기상관 기술을 사용하여 결정할 수 있다. 스냅샷 수신 시간 T는 실제 수신 시간 t + 수신기 로컬 클록(7) 바이어스 τ에 대응하는 것으로 간주될 수 있고, T S 는 실제 위성 방출 시간 t S 및 위성 클록(8) 바이어스 τS의 합로 볼 수 있기 때문에, 의사-범위는
Figure pat00048
로 주어지고, 여기서
Figure pat00049
는 GNSS 수신기에서(실제 수신 시간에서) 위성까지의(실제 위성 방출 시간에서) 실제 범위이다. 실제 위성 방출 시간 T S 는 예를 들어 "광 시간 방정식"으로 알려진 반복 알고리즘을 사용하여 결정할 수 있다. 따라서, 그것은 주로 GNSS 네비게이션 방정식들을 풀어 결정될 수 있는 수신기 로컬 클록(7) 바이어스이다.
도 5는 본 발명에 따른 GNSS 수신기(16)의 실시예의 개략도를 도시한다. GNSS 수신기(16)는 안테나(6)로부터 GNSS 신호를 수신한다. 안테나(6)는 또한 GNSS 수신기(16)의 일부일 수 있다. GNSS 수신기는 RF 프론트 엔드(1), 마이크로프로세서(13) 및 안테나(6)에 액세스할 수 있는 통신 트랜시버(10)를 포함한다. 마이크로프로세서는 소프트웨어로 스냅샷 처리 2를 구현하는 데 사용될 수 있다. 마이크로프로세서(13)는 또한 스냅샷 처리 2를 사용하여 획득된 스냅샷 수신 시간들에서 결정된 의사-범위들에 기초하여 복합 의사-범위들 및 복합 수신 시간들을 결정할 수 있다. 마이크로프로세서(13)는 또한 다른 기능들과 공유될 수 있다. GNSS 수신기(16)가 예를 들어 이동 전화의 일부인 경우, 마이크로프로세서(13)는 이동 전화에 이미 포함된 일반 마이크로프로세서일 수 있다.
도 6은 GNSS 수신기(16), 게이트웨이(17), 및 컴퓨팅 유닛(18)을 포함하는 본 발명에 따른 어셈블리(6, 16, 17, 18)의 개략도를 도시한다. GNSS 신호들을 수신하기 위한 안테나(6)는 GNSS 수신기(16)의 일부일 수 있고, 또는 안테나(6)는 별개일 수 있다. GNSS 수신기는 복합 의사-범위들 및 선택적으로 복합 수신 시간들을 게이트웨이(17)를 통해 컴퓨팅 유닛(18)에 전송할 수 있다. GNSS 수신기는 저전력 광역 네트워크(LPWAN)에서 사용될 수 있다. 컴퓨팅 유닛(18) 상의 GNSS 솔버는 알려지지 않은 시간(복합 수신 시간들이 전송되지 않은 경우) 또는 복합 수신 시간들이 전송된 알려진 시간에 복합 의사-범위들로부터 GNSS 수신기의 위치 및/또는 속도를 결정할 수 있고, 여기서 GNSS 솔버는 예를 들어 GNSS 네비게이션 메시지들에서 얻은 추가 정보를 사용한다.

Claims (15)

  1. 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16)로서,
    ·적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에서 복수의 GNSS 위성들(11)에 의해 방출된 GNSS 신호들을 획득하도록 구성된 무선주파수(RF) 프론트-엔드(1)로서, 각각의 방출된 GNSS 신호는 방출하는 GNSS 위성(11)을 식별하는 각각의 알려진 확산 코드를 포함하고, 상기 RF 프론트-엔드(1)는 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14) 각각에서 획득된 GNSS 신호들을 디지털 시퀀스(15)로 각각 변환하도록 구성되는, 상기 무선주파수(RF) 프론트-엔드(1), 및
    ·각각의 스냅샷 타임 윈도(14)에 대해 상기 GNSS 수신기(16)로부터 적어도 상기 방출하는 GNSS 위성들(11)의 서브셋까지의 의사-범위들을 각각 결정하도록 구성된 수신기 유닛(2)으로서, 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에 대응하는 상기 적어도 2개의 서브셋들은 서로 다를 수 있고, 상기 의사-범위들은 (i) 상기 알려진 확산 코드들 및 (ii) 상기 적어도 2개의 디지털 시퀀스들(15)을 사용하여 결정되는, 상기 수신기 유닛(2)을 포함하는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16)에 있어서,
    상기 GNSS 수신기(16)는 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에 대응하는 적어도 상기 결정된 의사-범위들을 사용하여, 복합 수신 시간들에서 상기 GNSS 수신기(16)와 상기 방출하는 GNSS 위성들의 복합 서브셋 사이에서 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 GNSS 수신기는 게이트웨이(17)로부터 무선 채널을 통해 각각 데이터를 송신 및 수신하기 위한 통신 트랜시버(10)를 포함하고, 상기 GNSS 수신기는 상기 복합 의사-범위들을 상기 통신 트랜시버(10)를 통해 상기 게이트웨이(17)로 전송하도록 구성되는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 GNSS 수신기는 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)의 각각에서, 수신기 로컬 클록(7)에 의해 측정된 각각의 스냅샷 수신 시간(12) 및 수신기 로컬 클록(7)을 포함하고, 상기 수신기 유닛(2)은 상기 적어도 2개의 스냅샷 수신 시간들(12)에서 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 상기 GNSS 수신기(16)는 상기 적어도 2개의 스냅샷 수신 시간들(12)에 기초하여 상기 복합 수신 시간들을 결정하도록 구성되는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 GNSS 수신기는 상기 복합 수신 시간들을 상기 통신 트랜시버(10)를 통해 상기 게이트웨이(17)에 추가로 전송하도록 구성되는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 서브셋들은 공통 서브셋 원소들을 포함하고, 상기 공통 서브셋 원소들은 방출된 각각의 GNSS 신호들이 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에서 상기 GNSS 수신기(16)에 의해 관측 가능한 상기 복수의 GNSS 위성들(11)의 공통 GNSS 위성들(11)이고, 상기 방출하는 GNSS 위성들(11)의 상기 복합 서브셋은 상기 공통 서브셋 원소들을 포함하고, 상기 GNSS 수신기(16)는 대응하는 의사-범위들을 평균하여 상기 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 대응은 (i) 상기 GNSS 수신기(16)와 (ii) 상기 공통 GNSS 위성들(11) 사이의 의사-범위들 사이에서 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에 걸쳐 확립되는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 GNSS 수신기는 상기 복수의 GNSS 위성들(11)에서 나머지 GNSS 위성들에 대응하는 상기 결정된 의사-범위들로부터 상기 복수의 GNSS 위성들(11)의 기준 GNSS 위성에 대응하는 상기 결정된 의사-범위들을 감산하도록 구성되고, 상기 GNSS 수신기(16)는 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에서 수신된 신호 강도들에 기초하여 상기 기준 GNSS 위성을 선택하도록 구성되고, 상기 감산들은 동일한 스냅샷 수신 윈도들(14)에 대응하는 의사-범위들 사이에서 행해지고 상기 기준 GNSS 위성에 대해 차동 의사-범위들을 제공하고, 상기 GNSS 수신기(16)는 상기 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 상기 복합 의사-범위들은 대응하는 차동 의사-범위들을 평균하여 차동 복합 의사-범위들로서 구현되고, 차동 의사-범위들 간의 대응은 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에 걸쳐 확립되고, 상기 GNSS 수신기(16)는 상기 복합 수신 시간을 결정하도록 구성되고, 상기 복합 수신 시간은 각각의 차동 복합 의사-범위에 대해 각각 차동 복합 수신 시간인, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신기 유닛(2)은 상기 GNSS 수신기(16)와 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에 대응하는 상기 방출하는 GNSS 위성들(11)의 상기 서브셋 사이에서 도플러 주파수들(Doppler frequencies)을 각각 결정하도록 구성되고, 및/또는 상기 GNSS 수신기(16)는 상기 복수의 GNSS 위성들(11) 중 적어도 하나로부터 수신된 연감 정보에 기초하여 상기 GNSS 수신기와 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에 대응하는 상기 방출하는 GNSS 위성들(11)의 상기 서브셋 사이에서 도플러 주파수들을 결정하도록 구성되는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 GNSS 수신기(16)는 공통 복합 수신 시간에서 시간 정렬된 차동 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 상기 GNSS 수신기(16)는 상기 나머지 GNSS 위성들에 대응하는 상기 결정된 도플러 주파수들로부터 상기 기준 GNSS 위성에 대응하는 도플러 주파수들을 감산하도록 구성되고, 상기 감산은 차동 도플러 주파수들을 제공하고, 상기 GNSS 수신기(16)는 (i) 상기 결정된 차동 복합 의사-범위들, (ii) 상기 차동 도플러 주파수들, (iii) 상기 차동 복합 수신 시간들, 및 (iv) 상기 공통 복합 수신 시간에 기초하여 상기 시간 정렬된 차동 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성되는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  9. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 GNSS 수신기(16)는 선형 방정식들의 시스템에 기초하여 상기 복합 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 선형 방정식들의 상기 시스템은 알려지지 않은 복합 의사-범위들 및 알려지지 않은 오프셋들을 포함하는 복합 벡터(composite vector)를 타깃 벡터와 매핑하고, 상기 타깃 벡터는 각각의 결정된 의사-범위에 대한 엔트리를 포함하고, 각각의 의사-범위는 그것의 각각의 스냅샷 수신 시간(12)에 결정되고, 상기 타깃 벡터의 각각의 엔트리는 (i) 상기 각각의 결정된 의사-범위, (ii) 상기 각각의 스냅샷 수신 시간(12)에서 상기 각각의 결정된 의사-범위에 대응하는 상기 GNSS 위성과 상기 GNSS 수신기(16) 사이의 각각의 속도, (iii) 상기 각각의 스냅샷 수신 시간(12), 및 (iv) 공통 복합 수신 시간에 기초하고, 상기 복합 수신 시간들은 상기 공통 복합 수신 시간으로서 구현되고, 상기 GNSS 수신기(16)와 상기 GNSS 위성 사이의 상기 각각의 속도는 상기 결정된 대응하는 도플러 주파수에 기초하여 결정되는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 타깃 벡터의 각각의 엔트리는 추가로 상기 각각의 스냅샷 수신 시간(12)에서 상기 각각의 결정된 의사-범위에 대응하는 상기 GNSS 위성과 상기 GNSS 수신기(16) 사이의 각각의 가속도에 기초하고, 상기 GNSS 수신기(16)는 (i) 상기 결정된 도플러 주파수들의 시간적 수치 미분(temporal numerical differentiation), 및/또는 (ii) 상기 GNSS 수신기(16)에 의해 수신된 상기 연감 정보에 기초하여 상기 가속도를 결정하도록 구성되는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 GNSS 수신기(16)는 결정된 도플러 주파수들 및/또는 결정된 차동 도플러 주파수들을 통신 트랜시버(10)를 통해 게이트웨이(17)에 전송하도록 구성되는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 GNSS 수신기(16)는 상기 복합 의사-범위들을 결정하기 전에 상기 결정된 의사-범위들에 대한 이상치 검출(outlier detection)을 행하도록 구성되고, 이상치들은 다수결(majority voting)을 사용하여 검출되고 및/또는 GNSS 위성 궤적 모델들에 기초하여 검출되고, 상기 GNSS 수신기(16)는 상기 수신된 연감 정보를 사용하여 GNSS 위성 궤적 모델들을 결정하도록 구성되는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신기 유닛(2)는 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)의 제 1 스냅샷 타임 윈도에 대해, 전체 검색 공간에 대한 검색 및 제 1 검색 공간에 대한 검색에 기초하여 상기 제 1 스냅샷 타임 윈도에 대응하는 도플러 주파수들 및 상기 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 상기 수신기 유닛(2)은 상기 제 1 스냅샷 타임 윈도에 후속하는, 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)의 후속 스냅샷 타임 윈도에 대해, 제한된 검색 공간에 대한 검색에 기초하여 상기 후속 스냅샷 타임 윈도에 대응하는 도플러 주파수들 및 상기 의사-범위들을 결정하도록 구성되고, 상기 제한된 검색 공간은 상기 전체 검색 공간에 대한 상기 검색에 기초하여 그리고 상기 제 1 검색 공간에 대한 상기 검색에 기초하여 상기 제 1 스냅샷 타임 윈도에 대해 결정된 도플러 주파수들 및 상기 의사-범위들에 기초하는, 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS) 수신기(16).
  14. 제 1 항 내지 제 7 항 및 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 GNSS 수신기(16), 특히 저전력 광역 네트워크(low power wide area network: LPWAN) 게이트웨이로서 구현된 게이트웨이(17), 및 상기 게이트웨이(17)에 연결된 컴퓨팅 유닛(18)을 포함하는 어셈블리(6, 16, 17, 18)로서,
    상기 컴퓨팅 유닛(18)은 (i) 상기 게이트웨이(17)를 통해 상기 컴퓨팅 유닛(18)에 상기 GNSS 수신기(16)에 의해 제공된 복합 의사-범위들, 및 (ii) 상기 복수의 GNSS 위성들(11)에 의해 방출된 네비게이션 메시지들에 기초하여 상기 GNSS 수신기(16)의 위치를 결정하도록 결정되고, 상기 네비게이션 메시지들은 상기 복수의 GNSS 위성들(11)의 천문력들(ephemerides)에 대한 정보를 포함하고, 상기 컴퓨팅 유닛(18)은 GNSS 솔버(solver)를 사용하여 상기 GNSS 수신기(16)의 상기 위치를 결정하도록 구성되는, 어셈블리(6, 16, 17, 18).
  15. GNSS 수신기(16)의 위치를 결정하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 다음의 단계들:
    1) 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에서 복수의 GNSS 위성들(11)에 의해 방출된 GNSS 신호들을 획득하는 단계,
    2) 상기 획득된 GNSS 신호들에 기초하여 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)의 각각에서 (i) 상기 GNSS 수신기(16) 및 (ii) 상기 복수의 GNSS 위성들(11)과 관련된 의사-범위들을 결정하는 단계,
    3) 상기 적어도 2개의 스냅샷 타임 윈도들(14)에서 상기 결정된 의사-범위들을 사용하여 복합 수신 시간들에서 상기 GNSS 수신기(16)로부터 적어도 상기 복수의 GNSS 위성들(11)의 서브셋까지의 복합 의사-범위들을 결정하는 단계, 및
    4) (i) 적어도 상기 복합 의사-범위들, 및 (ii) 적어도 상기 복수의 GNSS 위성들(11)의 상기 서브셋에서 상기 GNSS 위성들의 상기 천문력에 대한 정보를 사용하여 상기 GNSS 수신기(16)의 상기 위치를 결정하는 단계를 포함하는, GNSS 수신기(16)의 위치를 결정하기 위한 방법.
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