WO2012157806A1 - 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템 - Google Patents

다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2012157806A1
WO2012157806A1 PCT/KR2011/004025 KR2011004025W WO2012157806A1 WO 2012157806 A1 WO2012157806 A1 WO 2012157806A1 KR 2011004025 W KR2011004025 W KR 2011004025W WO 2012157806 A1 WO2012157806 A1 WO 2012157806A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gnss
information
satellite
signal
monitoring
Prior art date
Application number
PCT/KR2011/004025
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정진호
류광호
박용희
박진모
Original Assignee
(주)두시텍
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 (주)두시텍 filed Critical (주)두시텍
Publication of WO2012157806A1 publication Critical patent/WO2012157806A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/20—Integrity monitoring, fault detection or fault isolation of space segment

Definitions

  • the present invention relates to an integrated surveillance reinforcement system for monitoring multiple satellite navigation conditions capable of monitoring all satellite navigation conditions.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • GPS global positioning systems
  • ITS intelligent transport systems
  • GIS geographic information
  • the European Union is working on the Galileo plan, the next-generation civilian satellite navigation system, centered on the European Space Agency (ESA), in preparation for the exclusive operation of GPS by the US Department of Defense and the possibility of monetization, and improved accuracy, reliability and availability.
  • Russia has also been launching satellite launches since 2003 after it announced the GLONASS-M and GLONASS-K plans, which have a longer lifespan than existing GLONASS (GLObal'naya NAvigatsionnaya Sputnikovayassela) satellites and include new civilian signals.
  • Japan has introduced new independent regional satellite navigation systems such as the quasi-zenith satellite system (QZSS), China for COMPASS (North and Beidou), and India for the GPS and Geo Augmented Navigation system (GAGAN).
  • QZSS quasi-zenith satellite system
  • GAGAN GPS and Geo Augmented Navigation system
  • WASS Wide Area Augmentation System
  • EGNOS European Geostationary Navigation Overlay Service
  • GPS Japan-based Multi-functional Satellite Augmentation System
  • QZSS The Quasi-Zenith Satellite System
  • SBAS Satellite Based Augmentation System
  • GBAS Ground Based Augmentation
  • the present invention tracks error satellites to store and analyze radio signals, analyzes interference and jamming information of terrestrial radio waves, monitors ion-layer tropospheric propagation errors for navigation satellites connected with meteorological information, and provides integrity through multiple correlation detection techniques.
  • the present invention generates reliable correction information through the DGPS beacon wide area correction information of the terrestrial reference station and the wide area correction of the received navigation satellite, and transmits and provides the fixed correction information to monitor all navigation satellite states.
  • the present invention generates reliable correction information through the DGPS beacon wide area correction information of the terrestrial reference station and the wide area correction of the received navigation satellite, and transmits and provides the fixed correction information to monitor all navigation satellite states.
  • the present invention integrates and manages all satellite receivers and radio wave error information, integrity information, and correction information, and provides operational results through a communication network to monitor satellite navigation signal service operation status, radio signal monitoring, correction information and information management. Therefore, to provide an integrated monitoring reinforcement system for monitoring the multi-satellite navigation status that can monitor all the navigation satellite status.
  • At least one satellite navigation receiver transmits received information of a satellite signal received, tracks an error-detected satellite according to integrity information, receives and analyzes a tracking satellite signal, and tracks the satellite.
  • GNSS reception and analysis unit 100 that provides signal analysis information of the signal, and monitors the integrity of the reception information by using weather information, radio interference monitoring information and RF data analysis information, and detects an error of the satellite signal
  • a GNSS signal monitoring unit 200 providing the integrity information, a GNSS reference station unit 300 generating satellite correction information corresponding to the satellite signal, and wirelessly transmitting the generated satellite correction information, and the satellite signal GNSS database service for storing, managing, and providing the received information, signal analysis information, integrity information, and satellite correction information corresponding to
  • An integrated surveillance reinforcement system may be provided for monitoring multiple navigation satellite conditions including unit 400.
  • the satellite navigation users can accurately analyze the reliable monitoring information of the currently operated navigation satellite status to service the status information, and prevent the occurrence of an accident due to the error of a specific satellite.
  • radio signal monitoring enables real-time monitoring of the effects of various radio waves generated from the ground on satellite navigation.
  • complex error sources can be quickly analyzed through various radio tracking, radio monitoring, and signal analysis, and the user can provide satellite navigation operation status through wired and wireless networks in real time.
  • FIG. 1 is a block diagram of an integrated monitoring reinforcement system capable of monitoring the status of multiple navigation satellites according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of a GNSS receiving and analyzing unit provided in the integrated monitoring reinforcement system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a GNSS signal monitoring unit provided in the integrated monitoring reinforcement system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a GNSS reference station unit provided in the integrated monitoring reinforcement system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a block diagram of a GNSS database service unit provided in the integrated monitoring reinforcement system according to an embodiment of the present invention.
  • GNSS receiving and analyzing unit 102 signal splitter
  • satellite receiver 106 GNSS server
  • first power controller 114 first UPS
  • GNSS signal monitoring unit 202 integrity information provider
  • IM monitoring server 206 Visual information provider
  • GNSS reference station unit 302 correction message generator
  • correction message monitoring server 306 wireless transceiver
  • fourth power controller 412 fourth UPS
  • FIG. 1 is a block diagram of an integrated monitoring reinforcement system capable of monitoring multiple navigation satellite states according to an embodiment of the present invention.
  • GNSS reception and analysis unit 100 GNSS signal monitoring unit 200, GNSS reference station unit 300, GNSS database service unit 400 ) May be included.
  • the GNSS receiving and analyzing unit 100 transmits received information of the satellite signal received through at least one satellite navigation receiver, receives and analyzes a tracking satellite signal by tracking an error-detected satellite according to the integrity information, and tracks the satellite signal.
  • Signal analysis information of the satellite signal can be provided.
  • the GNSS reception and analysis unit 100 may input the satellite signals received from the integrated satellite navigation antenna for the reference station to each satellite navigation receiver through a signal distributor, and the received reception information may be transmitted through the GNSS server.
  • the satellite navigation receiver may support, for example, a GPS method, a GLONASS method, a Galileo method, a COMPASS method, and the like.
  • the GNSS reception and analysis unit 100 uses a parabolic antenna having excellent propagation satellites according to signal analysis information analyzing the frequency spectrum and the vector signal of the satellite signal. Track and analyze the satellite signals of the tracked navigation satellites, and various types of information generated therein (eg, navigation data, signal analysis information, etc.) may be transmitted to the GNSS database service unit 400 through the GNSS server. Can be.
  • the GNSS signal monitoring unit 200 may monitor the integrity of the received information by using weather information, radio wave interference monitoring information, and RF data analysis information, and detect the error of the satellite signal to provide the integrity information.
  • the GNSS signal monitoring unit 200 calculates a function required for the IM by reflecting weather information in an IM (Integrity Monitoring) processor, Receives RF signals from the signal distributor of the GNSS reception and analysis unit 100 through the correlator and the interference monitoring device to perform signal malformation analysis of the GPS satellite signals, and monitors the surrounding radio interference to calculate calculation results, correlation value analysis results, and radio waves.
  • the integrity information including the interference monitoring result is transmitted to the IM monitoring server, and the IM monitoring server may transmit the integrity information to the GNSS reference station unit 300 and the GNSS database service unit 400.
  • the GNSS signal monitoring unit 200 may discretize the intermediate frequency of the RF signal through the RF data acquisition analyzer and store the resultant signal for approximately several minutes to several ten minutes after analyzing the navigation satellite.
  • the GNSS reference station unit 300 may generate satellite correction information corresponding to the satellite signal and wirelessly transmit the generated satellite correction information.
  • the GNSS reference station unit 300 may generate the first correction information by using the reception information transmitted from the GNSS reception and analysis unit 100 and the integrity information transmitted from the GNSS signal monitoring unit 200.
  • Such calibration information may include a Radio Technical Commission for Maritime Services (RTCM) message, a Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA) message, a Real Time Kinematic (RTK) message, and the like, and may include an original message in response to a user request. These messages are entered into the correction message monitoring server.
  • RTCM Radio Technical Commission for Maritime Services
  • RTCA Radio Technical Commission for Aeronautics
  • RTK Real Time Kinematic
  • the GNSS reference station unit 300 monitors the correction message by receiving, through a multi-channel DGPS receiver, second correction information transmitted from a correction information providing server (for example, the Ministry of Land, Transport and Maritime Service, etc.) providing satellite correction information.
  • a correction information providing server for example, the Ministry of Land, Transport and Maritime Service, etc.
  • the user through a wireless transceiver while transmitting to the server, comparing and verifying the first correction information and the second correction information in the correction message monitoring server, and transmitting the final correction information generated according to the comparison verification to the GNSS database service unit 400. Broadcast to.
  • This final correction information is again received by the wireless transceiver, thereby monitoring the broadcast state of the data.
  • the GNSS database service unit 400 may store, manage, and provide reception information, signal analysis information, integrity information, and satellite correction information corresponding to satellite signals.
  • the GNSS database service unit 400 includes various types of information (for example, reception information, transmitted from the GNSS reception and analysis unit 100, the GNSS signal monitoring unit 200, and the GNSS reference station unit 300). Integrity information, final calibration information, etc.) is stored in the data storage server and may be stored for at least one year. The information is integrated into a database, and various information of the constructed database may be provided to a user through a GSMS web server.
  • the satellite navigation users can accurately analyze the reliable monitoring information of the currently operated navigation satellite status to service the status information, and prevent the occurrence of an accident due to the error of a specific satellite.
  • radio signal monitoring enables real-time monitoring of the effects of various radio waves generated from the ground on satellite navigation.
  • complex error sources can be quickly analyzed through various radio tracking, radio monitoring, and signal analysis, and the user can provide satellite navigation operation status through wired and wireless networks in real time.
  • At least one satellite navigation receiver required for various satellite navigation systems is used to receive satellite signals received through tracking of a specific satellite.
  • the GNSS receiving and analyzing unit to analyze is described.
  • FIG. 2 is a block diagram of a GNSS reception and analysis unit provided in the integrated monitoring reinforcement system according to an embodiment of the present invention.
  • the GNSS receiving and analyzing unit 100 may include a signal distributor 102, a satellite receiver 104, a GNSS server 106, a satellite tracker 108, and a first KVM switch. 110, the first power controller 112, the first UPS 114, and the like.
  • the signal is transmitted to the GNSS signal monitoring unit 200, the GNSS reference station unit 300, and the GNSS database service unit 400, and the signal analysis information transmitted from the data analyzer 110 is transmitted.
  • GNSS server 106 transmitting to GNSS database service unit 400
  • the signal distributor 102 divides and transmits each signal according to the satellite navigation method.
  • the signal distributor 102 Accordingly, the satellite signals may be distributed to input the satellite signals to the satellite receiver 104.
  • the satellite receiver 104 includes a plurality of receivers supporting the GPS method, the GLONASS method, the Galileo method, the COMPASS method, and the SBSA method, and the receiver from which the plurality of satellite signals from the signal distributor 102 support the corresponding satellite navigation method.
  • the received information of each input satellite signal can be delivered to the GNSS server 106.
  • the GNSS server 106 transmits the received information to the GNSS signal monitoring unit 200, the GNSS reference station unit 300, and the GNSS database service unit 400, and the data.
  • Signal analysis information transmitted from the analyzer 110 may be transmitted to the GNSS database service unit 400.
  • the satellite tracker 108 tracks the navigation satellite through a parabolic antenna having excellent directivity.
  • the satellite tracker 108 uses the signal analysis information obtained by analyzing the frequency spectrum and the vector signal of the satellite signal. Track through the parabola antenna, and transmit the navigation data and signal analysis information of the tracked navigation satellite to the GNSS server 106, GNSS signal monitoring unit 200, GNSS reference station unit 300 and GNSS database service unit 400 Can be.
  • the first KVM switch 110 supports selective connection and display so as to selectively control each component included in the GNSS reception and analysis unit 100.
  • the first power controller 112 supports to supply stable power to each component included in the GNSS receiving and analyzing unit 100.
  • the first uninterruptible power supply system (UPS) 114 adjusts the voltage and frequency stably even if there is a power voltage or frequency variation in each component included in the GNSS reception and analysis unit 100, and maintains power for a predetermined time even in a power failure. We can support you to continue supplying.
  • At least one satellite navigation receiver required for various satellite navigation systems can effectively analyze satellite signals received through tracking of a specific satellite.
  • GNSS signal monitoring unit that monitors the satellite signals of the navigation satellites received in the integrated monitoring reinforcement system for monitoring the multiple satellite navigation conditions having the above-described configuration.
  • FIG. 3 is a block diagram of a GNSS signal monitoring unit provided in the integrated monitoring reinforcement system according to an embodiment of the present invention.
  • the GNSS signal monitoring unit 200 may include an integrity information provider 202, an IM monitor 204, a time information provider 206, and an RF data collection analyzer 208. , A second KVM switch 210, a second power controller 212, a second UPS 214, and the like.
  • the integrity information provider 202 calculates a function required for the IM by reflecting weather information received from the weather sensor through the IM processor, and transmits the signal from the signal distributor 102 through the interference monitoring device. It monitors the surrounding radio wave interference status of the satellite signal, performs signal malformation analysis of the satellite signal through multiple correlators, and provides integrity information including corresponding calculation results, radio interference monitoring results, and correlation value analysis results. can do.
  • the IM monitoring server 204 may synchronize the time information with the integrity information and transmit it to the GNSS reception and analysis unit 100, the GNSS reference station unit 300, and the GNSS database service unit 400.
  • the time information provider 206 may provide time information to the IM monitoring server 204 for synchronizing the time of the integrity information.
  • Such visual information may be provided using a cesium atomic clock that provides precise visual information.
  • the RF data acquisition analyzer 208 may collect and store RF data of the satellite signal for approximately several tens of minutes by discretizing the intermediate frequency of the satellite signal when the navigation satellite has an error. This information can be used later for error analysis.
  • the second KVM switch 210 supports selective connection and display so as to selectively control each component included in the GNSS signal monitoring unit 200.
  • the second power controller 212 supports to supply stable power to each component included in the GNSS signal monitoring unit 200.
  • the second UPS 214 may support the components of the GNSS signal monitoring unit 200 to stably adjust the voltage and frequency even if there is a power supply voltage or frequency change, and to continue to supply power for a predetermined time even in the event of a power failure. .
  • the signal monitoring for each navigation satellite using the correlation value analysis result of the GPS satellite signal, the surrounding radio interference monitoring result, and the calculation result of the function required for the IM Results can be derived effectively.
  • a GNSS reference station unit that generates and transmits correction information for a normal satellite among satellite signals of a navigation satellite received in an integrated monitoring reinforcement system for monitoring a multi-satellite navigation state having the above-described configuration.
  • FIG. 4 is a block diagram of a GNSS reference station unit provided in the integrated monitoring reinforcement system according to an embodiment of the present invention.
  • the GNSS reference station unit 300 includes a correction message generator 302, a correction message monitoring server 304, a wireless transceiver 306, a multi-channel DGPS receiver 308,
  • the third KVM switch 310, the third power controller 312, the third UPS 314, and the like may be included.
  • the correction message generator 302 generates a reader message designed in response to a request of a navigation satellite user, and generates a correction message including an RTCM message, an RTCA message, and an RTK message by using the received information and the signal monitoring result. And first correction information including the correction message to the correction message monitoring server 304.
  • the correction message monitoring server 304 compares and validates the first correction information and the second correction information with the final correction information generated by the GNSS reception and analysis unit 100, the GNSS signal monitoring unit 200, and the GNSS database service unit 400. And broadcast the final correction information wirelessly to the navigation satellite user to monitor the broadcast status of the data.
  • the wireless transceiver 306 may broadcast and receive the final correction information wirelessly.
  • the wireless transceiver 306 includes a transmitter and a receiver of a conventionally known radio, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the multi-channel DGPS receiver 308 may receive and provide second correction information transmitted from a correction information providing server (for example, the Ministry of Land, Transport and Maritime Service, etc.) that provides satellite correction information. This second correction information may be transmitted to the correction message monitoring server 304.
  • a correction information providing server for example, the Ministry of Land, Transport and Maritime Service, etc.
  • the third KVM switch 310 supports selective connection and display to selectively control each component included in the GNSS reference station unit 300.
  • the third power controller 312 supports to supply stable power to each component included in the GNSS reference station unit 300.
  • the third UPS 314 may support the components of the GNSS reference station unit 300 to stably adjust the voltage and frequency even if there is a change in power supply voltage and frequency and to continue to supply power for a predetermined time even in the event of a power failure. .
  • the first correction information generated using the received information, the signal monitoring result, and the original message through the GNSS reference station unit 300 as described above and the second correction information received from the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs are compared and verified.
  • the final correction information generated by the verification can be effectively provided to the navigation satellite user.
  • a description will be given of a GNSS database service unit for managing and providing satellite navigation data in an integrated monitoring reinforcement system for monitoring multiple satellite navigation conditions having the above configuration.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a GNSS database service unit provided in the integrated monitoring reinforcement system according to an embodiment of the present invention.
  • the GNSS database service unit 400 may include a GNSS status monitoring station (GSMS) web server 402, a data storage server 404, an intranet device 406, and a fourth KVM.
  • the switch 408 may include a fourth power controller 410, a fourth UPS 412, and the like.
  • the GSMS web server 402 may extract the received information, the integrity information, and the final correction information which are stored in the database in the data storage server 404 and provide it to the satellite navigation user.
  • the data storage server 404 stores and manages the received information, the integrity information, and the final correction information transmitted from the GNSS reception and analysis unit 100, the GNSS signal monitoring unit 200, and the GNSS reference station unit 300.
  • a raw data database and an IM / correction database are constructed by synthesizing various raw data (eg, received information, integrity information, final correction information, etc.) transmitted through the GNSS receiving and analyzing unit 100, Various information of this database may be extracted as needed and provided to the GSMS web server 302.
  • the intranet device 406 is responsible for network communication between the GNSS reception and analysis unit 100, the GNSS signal monitoring unit 200, the GNSS reference station unit 300, the GNSS database service unit 400, and the navigation satellite users.
  • the fourth KVM switch 410 supports selective connection and display so that each component included in the GNSS database service unit 400 can be selectively controlled.
  • the fourth power controller 412 supports to supply stable power to each component included in the GNSS database service unit 400.
  • the fourth UPS 414 may support the components of the GNSS database service unit 400 to stably adjust the voltage and frequency even if there is a power supply voltage or frequency change, and to continue to supply power for a predetermined time even in a power failure. .
  • various types of information for example, reception
  • Information, signal monitoring results, final correction information, etc. can be stored and managed and extracted as needed to effectively provide satellite navigation users.
  • At least one satellite navigation receiver transmits received information of a satellite signal received, tracks an error-detected satellite according to integrity information, receives and analyzes a tracking satellite signal, and tracks the satellite.
  • GNSS reception and analysis unit 100 for providing signal analysis information of the signal, and monitor the integrity of the received information by using weather information, radio interference monitoring information and RF data analysis information, and detect the error of the satellite signal
  • a GNSS signal monitoring unit 200 providing the integrity information
  • a GNSS reference station unit 300 generating satellite correction information corresponding to the satellite signal, and wirelessly transmitting the generated satellite correction information
  • the satellite signal GNSS database service for storing, managing, and providing the received information, signal analysis information, integrity information, and satellite correction information corresponding to
  • An integrated surveillance reinforcement system may be provided for monitoring multiple navigation satellite conditions including unit 400.
  • the satellite navigation users can accurately analyze the reliable monitoring information of the currently operated navigation satellite status to service the status information, and prevent the occurrence of an accident due to the error of a specific satellite.
  • radio signal monitoring enables real-time monitoring of the effects of various radio waves generated from the ground on satellite navigation.
  • complex error sources can be quickly analyzed through various radio tracking, radio monitoring, and signal analysis, and the user can provide satellite navigation operation status through wired and wireless networks in real time.

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

본 발명은 적어도 하나 이상의 위성 항법 수신기를 통해 수신된 위성 신호의 수신 정보를 전송하고, 무결성 정보에 따라 오류 감지된 위성을 추적하여 추적 위성 신호를 수신 및 분석하고, 추적 위성 신호의 신호 분석 정보를 제공하는 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)과, 기상 정보, 전파 간섭 감시 정보 및 RF 데이터 분석 정보를 이용하여 수신 정보의 무결성을 감시하고, 위성 신호의 오류를 감지하여 무결성 정보를 제공하는 GNSS 신호 감시 유닛(200)과, 위성 신호에 대응하는 위성 보정 정보를 생성하고, 생성된 위성 보정 정보를 무선 송출하는 GNSS 기준국 유닛(300)과, 위성 신호에 대응하는 수신 정보, 신호 분석 정보, 무결성 정보 및 위성 보정 정보를 저장 관리 및 제공하는 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)을 포함한다.

Description

다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템
본 발명은 모든 위성 항법 상태를 감시할 수 있는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템에 관한 것이다.
위성 항법 시스템(GNSS : global navigation satellite system)은 인공위성으로부터 수신된 전파신호로부터 수신자의 위치를 계산하는 전파항법 시스템으로, 시간 및 기상 상태에 관계없이 지구 전역에서 사용 가능한 가장 이상적인 항법 시스템이다.
GPS(global positioning system)를 중심으로 하는 초기 위성 항법 시스템은 보조항법 수단으로서 받아들여졌으나, 경제성, 가용성 및 측위 성능 향상과 더불어 주요한 항법수단으로 자리 잡고 있으며, ITS(intelligent transport system), GIS(geographic information system) 및 위치기반 서비스 등의 국가 인프라 구축과 밀접히 연결되어 있고 육상, 해양, 항공의 항법 분야, 측지/측량 분야, 자세 측정 분야, 시각 동기 분야 및 군사 분야에 이르기까지 응용 분야가 급속도로 확대되고 있다.
미국은 GPS를 국제 표준 위성항법 시스템으로 추진하기 위해 2000년 5월 S/A를 중단하여 GPS의 성능을 대폭적으로 개선하였으며, 새로운 민간신호인 L2CS와 항공 등의 특수 목적으로 사용하기 위한 신호인 L5를 포함하는 GPS 현대화 계획을 추진하고 있다.
유럽연합(EU)은 미국방부에 의한 GPS의 독점 운용 및 이에 따른 유료화 가능성에 대비하고 정확도와 신뢰도, 가용성을 향상시킨 차세대 민간 위성항법 시스템인 Galileo계획을 ESA(European Space Agency)를 중심으로 진행하고 있으며, 러시아도 기존의 GLONASS(GLObal'naya NAvigatsionnaya Sputnikovaya Sistema) 위성보다 수명이 길어지고, 새로운 민간신호를 포함하는GLONASS-M, GLONASS-K 계획을 발표하고 2003년부터 위성발사를 진행하고 있다.
또한, 자국의 안전보장과 경제적 이익을 위해서 일본은 QZSS(quasi-zenith satellite system), 중국은 COMPASS(북두, Beidou), 인도는 GAGAN(GPS and Geo Augmented Navigation system) 등 새로운 독자 지역 위성항법 시스템을 구축을 추진하고 있으며, GNSS를 기반으로 측위 정밀도 향상, 무결성 및 가용성을 향상시킨 보정 항법 시스템으로 예를 들면, 미국에서 제공되는 WASS(Wide Area Augmentation System), 유럽에서 제공되는 EGNOS(European Geostationary Navigation Overlay Service), 일본에서 제공되는 MASA(Multi-functional Satellite Augmentation System) 및 QZSS(The Quasi-Zenith Satellite System), 정지궤도 위성을 이용하는 SBAS(Satellite Based Augmentation System), 지상의 기준국을 이용하는 GBAS(Ground Based Augmentation System) 등 다양한 형태의 보정 항법 시스템에 대한 구축/운영 및 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래에 위성 항법을 감시하는 데에는 무결성 감시 기능을 이용한 보정 정보 생성만을 하는 것이 일반적이었으나, 앞으로는 GPS 위성뿐만 아니라 GLONASS/GAlileo/COMPASS 위성 서비스가 제공되고 다양한 산업에 위성 항법이 전용될 경우 전세계적으로 위성 보강 시스템에 서비스되면 복잡한 서비스 오류에 대한 전반적인 감시는 산업별 감시와 연계된 운용이 필요한 실정이다.
특히, 위성 고장 또는 오동작 결함에 따른 피해를 줄이기 위해 대기권의 전파 환경, 지상 전파 혼선 등과 같은 정밀한 실시간 상태 감시가 필요하며, 이에 따른 위성 항법 결함을 경고 및 보강하는 시스템 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 오류 위성을 추적하여 전파 신호를 저장 및 분석하고, 지상 전파의 혼신 및 재밍 정보를 분석하며, 기상 정보와 연결된 항법 위성에 대한 이온층 대류권 전파 오류를 감시하고, 다중 상관 검출 기법을 통해 무결성 감시를 강화함으로써, 모든 항법 위성 상태를 감시할 수 있는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 지상 기준국의 DGPS 비컨(beacon) 광역 보정 정보와 수신된 항법 위성에 대한 광역 보정을 통해 신뢰성 있는 보정 정보를 생성하여 유무선으로 송출 및 제공함으로써, 모든 항법 위성 상태를 감시할 수 있는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 모든 위성 수신기와 전파 오류 정보, 무결성 정보, 보정 정보를 통합 관리하고, 운용 결과를 통신망을 통해 제공하여 위성 항법 신호 서비스 운용 상태, 전파 신호 감시, 보정 정보 및 정보 관리를 통합 감시함으로써, 모든 항법 위성 상태를 감시할 수 있는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 위성 항법 수신기를 통해 수신된 위성 신호의 수신 정보를 전송하고, 무결성 정보에 따라 오류 감지된 위성을 추적하여 추적 위성 신호를 수신 및 분석하고, 상기 추적 위성 신호의 신호 분석 정보를 제공하는 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)과, 기상 정보, 전파 간섭 감시 정보 및 RF 데이터 분석 정보를 이용하여 상기 수신 정보의 무결성을 감시하고, 상기 위성 신호의 오류를 감지하여 상기 무결성 정보를 제공하는 GNSS 신호 감시 유닛(200)과, 상기 위성 신호에 대응하는 위성 보정 정보를 생성하고, 상기 생성된 위성 보정 정보를 무선 송출하는 GNSS 기준국 유닛(300)과, 상기 위성 신호에 대응하는 상기 수신 정보, 신호 분석 정보, 무결성 정보 및 위성 보정 정보를 저장 관리 및 제공하는 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)을 포함하는 다중 항법 위성 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명에서는, 위성 항법 사용자들에게 현재 운용되는 항법 위성 상태의 신뢰성 있는 감시 정보를 정확히 분석하여 상태 정보를 서비스할 수 있고, 특정 위성의 오류로 인한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 전파 신호 감시를 통해 지상에서 발생하는 다양한 전파가 위성 항법에 미치는 영향을 실시간으로 감시할 수 있다.
또한, 복잡한 오류 원인을 다양한 전파 추적, 전파 감시, 신호 분석을 통해 빠른 원인을 분석하고 실시간으로 유무선 네트워크를 통해 사용자에게 위성 항법 운용 상태를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 다중 항법 위성 상태를 감시할 수 있는 통합 감시 보강 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합 감시 보강 시스템에 구비되는 GNSS 수신 및 분석 유닛의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통합 감시 보강 시스템에 구비되는 GNSS 신호 감시 유닛의 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통합 감시 보강 시스템에 구비되는 GNSS 기준국 유닛의 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통합 감시 보강 시스템에 구비되는 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛의 구성도.
[부호의 설명]
100 : GNSS 수신 및 분석 유닛 102 : 신호 분배기
104 : 위성 수신기 106 : GNSS 서버
108 : 위성 추적기 110 : 제 1 KVM 스위치
112 : 제 1 전원 제어기 114 : 제 1 UPS
200 : GNSS 신호 감시 유닛 202 : 무결성 정보 제공기
204 : IM 감시 서버 206 : 시각 정보 제공기
208 : RF 데이터 수집 분석기 210 : 제 2 KVM 스위치
212 : 제 2 전원 제어기 214 : 제 2 UPS
300 : GNSS 기준국 유닛 302 : 정정 메시지 발생기
304 : 정정 메시지 감시 서버 306 : 무선 송수신기
308 : 다중 채널 DGPS 수신기 310 : 제 3 KVM 스위치
312 : 제 3 전원 제어기 314 : 제 3 UPS
400 : GNSS 데이터베이스 서비스 유닛
402 : GSMS 웹 서버 404 : 데이터 저장 서버
406 : 인트라넷 디바이스 408 : 제 4 KVM 스위치
410 : 제 4 전원 제어기 412 : 제 4 UPS
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 다중 항법 위성 상태를 감시할 수 있는 통합 감시 보강 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 통합 감시 보강 시스템은, GNSS 수신 및 분석 유닛(100), GNSS 신호 감시 유닛(200), GNSS 기준국 유닛(300), GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400) 등을 포함할 수 있다.
GNSS 수신 및 분석 유닛(100)은 적어도 하나 이상의 위성 항법 수신기를 통해 수신된 위성 신호의 수신 정보를 전송하고, 무결성 정보에 따라 오류 감지된 위성을 추적하여 추적 위성 신호를 수신 및 분석하고, 상기 추적 위성 신호의 신호 분석 정보를 제공할 수 있다.
상세하게 설명하면, GNSS 수신 및 분석 유닛(100)은 기준국용 통합 위성 항법 안테나로부터 수신된 위성 신호는 신호 분배기를 통해 각 위성 항법 수신기로 입력되고, 입력된 수신 정보는 GNSS 서버를 통해 전송될 수 있다. 여기에서, 위성 항법 수신기는 예를 들면, GPS 방식, GLONASS 방식, Galileo 방식, COMPASS 방식 등을 지원할 수 있다.
또한, GNSS 수신 및 분석 유닛(100)은 특정 위성에 대한 위성 신호 분석이 요구되면, 위성 신호의 주파수 스펙트럼과 벡터 신호를 분석한 신호 분석 정보에 따라 지양성이 우수한 파라볼라 안테나를 이용하여 항법 위성을 추적하고, 추적된 항법 위성의 위성 신호를 분석할 수 있으며, 여기에서 발생된 각종 정보(예를 들면, 항법 데이터, 신호 분석 정보 등)는 GNSS 서버를 통해 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송될 수 있다.
GNSS 신호 감시 유닛(200)은 기상 정보, 전파 간섭 감시 정보 및 RF 데이터 분석 정보를 이용하여 수신 정보의 무결성을 감시하고, 위성 신호의 오류를 감지하여 무결성 정보를 제공할 수 있다.
상세하게 설명하면, GNSS 신호 감시 유닛(200)은 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)으로부터 수신 정보가 전송되면, IM(Integrity Monitoring) 처리기에서 IM에 요구되는 기능을 기상 정보를 반영하여 산출하고, 다중 상관기와 간섭 감시 디바이스를 통해 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)의 신호 분배기로부터 RF 신호를 수신하여 GPS 위성 신호의 신호 기형 분석을 수행하며, 주변 전파 간섭을 감시하여 산출 결과, 상관값 분석 결과 및 전파 간섭 감시 결과를 포함하는 무결성 정보를 IM 감시 서버로 전송하고, IM 감시 서버는 무결성 정보를 GNSS 기준국 유닛(300) 및 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송할 수 있다.
여기에서, GNSS 신호 감시 유닛(200)은 항법 위성에 오류가 발생한 경우 RF 데이터 수집 분석기를 통해 RF 신호의 중간주파수를 이산화한 후 대략 수분-수십분 동안 저장한 후, 추후 분석할 수 있다.
GNSS 기준국 유닛(300)은 위성 신호에 대응하는 위성 보정 정보를 생성하고, 생성된 위성 보정 정보를 무선 송출할 수 있다.
상세하게 설명하면, GNSS 기준국 유닛(300)은 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)으로부터 전송되는 수신 정보와 GNSS 신호 감시 유닛(200)으로부터 전송되는 무결성 정보를 이용하여 제 1 보정 정보를 생성할 수 있다. 이러한 보정 정보는 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 메시지, RTCA(Radio Technical Commission for Aeronautics) 메시지, RTK(Real Time Kinematic) 메시지 등을 포함할 수 있고, 사용자 요구에 대응하여 독자 메시지를 포함할 수 있으며, 이러한 메시지들은 정정 메시지 감시 서버로 입력된다.
또한, GNSS 기준국 유닛(300)은 위성 보정 정보를 제공하는 보정 정보 제공 서버(예를 들면, 국토해양부 서비스 서버 등)로부터 전송된 제 2 보정 정보를 다중 채널 DGPS 수신기를 통해 수신하여 정정 메시지 감시 서버로 전송하고, 정정 메시지 감시 서버에서 제 1 보정 정보 및 제 2 보정 정보를 비교 검증하며, 이러한 비교 검증에 따라 생성된 최종 보정 정보를 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송하면서 무선 송수신기를 통해 사용자에게 방송할 수 있다. 이러한 최종 보정 정보는 다시 무선 송수신기로 수신됨으로써, 데이터의 방송 상태를 감시할 수 있다.
GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)은 위성 신호에 대응하는 수신 정보, 신호 분석 정보, 무결성 정보 및 위성 보정 정보를 저장 관리 및 제공할 수 있다.
상세하게 설명하면, GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)은 GNSS 수신 및 분석 유닛(100), GNSS 신호 감시 유닛(200) 및 GNSS 기준국 유닛(300)으로부터 전송되는 각종 정보(예를 들면, 수신 정보, 무결성 정보, 최종 보정 정보, 등)는 데이터 저장 서버에 저장되며, 최소 1년간 저장될 수 있다. 이러한 정보들을 종합하여 데이터베이스를 구축하고, 구축된 데이터베이스의 각종 정보들은 GSMS 웹 서버를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.
따라서, 위성 항법 사용자들에게 현재 운용되는 항법 위성 상태의 신뢰성 있는 감시 정보를 정확히 분석하여 상태 정보를 서비스할 수 있고, 특정 위성의 오류로 인한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 전파 신호 감시를 통해 지상에서 발생하는 다양한 전파가 위성 항법에 미치는 영향을 실시간으로 감시할 수 있다.
또한, 복잡한 오류 원인을 다양한 전파 추적, 전파 감시, 신호 분석을 통해 빠른 원인을 분석하고 실시간으로 유무선 네트워크를 통해 사용자에게 위성 항법 운용 상태를 제공할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템에서 다양한 위성 항법 시스템에 요구되는 적어도 하나 이상의 위성 항법 수신기를 이용하여 특정 위성의 추적을 통해 수신된 위성 신호를 분석하는 GNSS 수신 및 분석 유닛에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합 감시 보강 시스템에 구비되는 GNSS 수신 및 분석 유닛의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)은 신호 분배기(102), 위성 수신기(104), GNSS 서버(106), 위성 추적기(108), 제 1 KVM 스위치(110), 제 1 전원 제어기(112), 제 1 UPS(114) 등을 포함할 수 있다.
상기 수신 정보가 전송되면, 상기 GNSS 신호 감시 유닛(200), GNSS 기준국 유닛(300) 및 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송하며, 상기 데이터 분석기(110)로부터 전송되는 상기 신호 분석 정보를 상기 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송하는 GNSS 서버(106)
신호 분배기(102)는 기준국용 통합 위성 항법 안테나로부터 상기 위성 신호가 수신되면 위성 항법 방식에 따라 각각의 신호로 분배하여 전송하는 것으로, 기준국용 통합 위성 항법 안테나로부터 위성 신호가 수신되면 위성 항법 방식에 따라 위성 신호를 분배하여 각각의 위성 신호를 위성 수신기(104)로 입력시킬 수 있다.
위성 수신기(104)는 GPS 방식, GLONASS 방식, Galileo 방식, COMPASS 방식 및 SBSA 방식을 지원하는 복수의 수신기를 포함하는 것으로, 신호 분배기(102)로부터 복수의 위성 신호가 해당 위성 항법 방식을 지원하는 수신기로 각각 입력되면, 입력된 각 위성 신호의 수신 정보를 GNSS 서버(106)에 전달할 수 있다.
GNSS 서버(106)는 위성 수신기(104)로부터 수신 정보가 전달되면, 이러한 수신 정보를 GNSS 신호 감시 유닛(200), GNSS 기준국 유닛(300) 및 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송하며, 데이터 분석기(110)로부터 전달되는 신호 분석 정보를 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송할 수 있다.
위성 추적기(108)는 지향성이 우수한 파라볼라 안테나를 통해 항법 위성을 추적하는 것으로, 위성 신호 분석이 요구되면, 위성 신호의 주파수 스펙트럼과 벡터 신호를 분석한 신호 분석 정보를 이용하여 항법 위성을 지향성이 우수한 파라볼라 안테나를 통해 추적하고, 추적된 항법 위성의 항법 데이터 및 신호 분석 정보를 GNSS 서버(106), GNSS 신호 감시 유닛(200), GNSS 기준국 유닛(300) 및 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송할 수 있다.
제 1 KVM 스위치(110)는 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)에 포함된 각 구성부를 선택적으로 제어할 수 있도록 선택 연결 및 표시할 수 있도록 지원한다.
제 1 전원 제어기(112)는 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)에 포함된 각 구성부에 안정적인 전원을 공급할 수 있도록 지원한다.
제 1 UPS(uninterruptible power supply system)(114)는 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)에 포함된 각 구성부에 전원 전압, 주파수 변동이 있더라도 전압, 주파수를 안정하게 조정하고 정전 시에도 일정 시간 전력을 계속 공급할 수 있도록 지원할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)을 통해 다양한 위성 항법 시스템에 요구되는 적어도 하나 이상의 위성 항법 수신기를 이용하여 특정 위성의 추적을 통해 수신된 위성 신호를 효과적으로 분석할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템에서 수신된 항법 위성의 위성 신호를 감시하는 GNSS 신호 감시 유닛에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통합 감시 보강 시스템에 구비되는 GNSS 신호 감시 유닛의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 GNSS 신호 감시 유닛(200)은 무결성 정보 제공기(202), IM 감시기(204), 시각 정보 제공기(206), RF 데이터 수집 분석기(208), 제 2 KVM 스위치(210), 제 2 전원 제어기(212), 제 2 UPS(214) 등을 포함할 수 있다.
무결성 정보 제공기(202)는 수신 정보가 전송되면, IM 처리기를 통해 기상 센서로부터 수신되는 기상 정보를 반영하여 IM에 요구되는 기능을 산출하고, 간섭 감시 디바이스를 통해 신호 분배기(102)로부터 전송된 위성 신호에 대한 주변 전파 간섭 상태를 감시하며, 다중 상관기를 통해 위성 신호에 대한 신호 기형 분석을 수행한 후, 그에 대응하는 산출 결과, 전파 간섭 감시 결과 및 상관값 분석 결과를 포함하는 무결성 정보를 제공할 수 있다.
IM 감시 서버(204)는 무결성 정보에 시각 정보를 동기화하여 GNSS 수신 및 분석 유닛(100), GNSS 기준국 유닛(300) 및 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송할 수 있다.
시각 정보 제공기(206)는 무결성 정보의 시각을 동기화하기 위한 시각 정보를 IM 감시 서버(204)에 제공할 수 있다. 이러한 시각 정보는 정밀한 시각 정보를 제공하는 세슘 원자시계 등을 이용하여 제공될 수 있다.
RF 데이터 수집 분석기(208)는 항법 위성에 오류가 발생한 경우 위성 신호의 중간주파수를 이산화하여 위성 신호의 RF 데이터를 대략 수분-수십분 동안 수집 및 저장할 수 있다. 이러한 정보는 추후 오류 분석을 위해 사용될 수 있다.
제 2 KVM 스위치(210)는 GNSS 신호 감시 유닛(200)에 포함된 각 구성부를 선택적으로 제어할 수 있도록 선택 연결 및 표시할 수 있도록 지원한다.
제 2 전원 제어기(212)는 GNSS 신호 감시 유닛(200)에 포함된 각 구성부에 안정적인 전원을 공급할 수 있도록 지원한다.
제 2 UPS(214)는 GNSS 신호 감시 유닛(200)에 포함된 각 구성부에 전원 전압, 주파수 변동이 있더라도 전압, 주파수를 안정하게 조정하고 정전 시에도 일정 시간 전력을 계속 공급할 수 있도록 지원할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 GNSS 신호 감시 유닛(200)을 통해 GPS 위성 신호에 대한 상관값 분석 결과와 주변 전파 간섭 감시 결과와 IM에 요구되는 기능에 대한 산출 결과를 이용하여 각 항법 위성에 대한 신호 감시 결과를 효과적으로 도출할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템에서 수신된 항법 위성의 위성 신호 중 정상 위성에 대한 보정 정보를 생성하여 송출하는 GNSS 기준국 유닛에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통합 감시 보강 시스템에 구비되는 GNSS 기준국 유닛의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 GNSS 기준국 유닛(300)은 정정 메시지 발생기(302), 정정 메시지 감시 서버(304), 무선 송수신기(306), 다중 채널 DGPS 수신기(308), 제 3 KVM 스위치(310), 제 3 전원 제어기(312), 제 3 UPS(314) 등을 포함할 수 있다.
정정 메시지 발생기(302)는 항법 위성 사용자의 요구에 대응하여 설계된 독자 메시지를 생성하고, 수신 정보, 신호 감시 결과를 이용하여 RTCM 메시지, RTCA 메시지 및 RTK 메시지를 포함하는 정정 메시지를 생성하며, 독자 메시지 및 정정 메시지를 포함하는 제 1 보정 정보를 정정 메시지 감시 서버(304)로 전송할 수 있다.
정정 메시지 감시 서버(304)는 제 1 보정 정보 및 제 2 보정 정보를 비교 검증하여 생성된 최종 보정 정보를 GNSS 수신 및 분석 유닛(100), GNSS 신호 감시 유닛(200) 및 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송하며, 항법 위성 사용자에게 최종 보정 정보를 무선으로 방송 및 수신하여 데이터의 방송 상태를 감시할 수 있다.
무선 송수신기(306)는 최종 보정 정보를 무선으로 방송 및 수신할 수 있다. 이러한 무선 송수신기(306)는 종래에 공지된 무선의 송신기 및 수신기를 포함하는 것으로서 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다중 채널 DGPS 수신기(308)는 위성 보정 정보를 제공하는 보정 정보 제공 서버(예를 들면, 국토해양부 서비스 서버 등)로부터 전송된 제 2 보정 정보를 수신하여 제공할 수 있다. 이러한 제 2 보정 정보는 정정 메시지 감시 서버(304)로 전송될 수 있다.
제 3 KVM 스위치(310)는 GNSS 기준국 유닛(300)에 포함된 각 구성부를 선택적으로 제어할 수 있도록 선택 연결 및 표시할 수 있도록 지원한다.
제 3 전원 제어기(312)는 GNSS 기준국 유닛(300)에 포함된 각 구성부에 안정적인 전원을 공급할 수 있도록 지원한다.
제 3 UPS(314)는 GNSS 기준국 유닛(300)에 포함된 각 구성부에 전원 전압, 주파수 변동이 있더라도 전압, 주파수를 안정하게 조정하고 정전 시에도 일정 시간 전력을 계속 공급할 수 있도록 지원할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 GNSS 기준국 유닛(300)을 통해 수신 정보, 신호 감시 결과 및 독자 메시지를 이용하여 생성된 제 1 보정 정보와 국토해양부로부터 수신된 제 2 보정 정보를 비교 검증하며, 이러한 비교 검증에 따라 생성된 최종 보정 정보를 항법 위성 사용자에게 효과적으로 제공할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템에서 위성 항법 데이터를 관리 및 서비스를 제공하는 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통합 감시 보강 시스템에 구비되는 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)은 GSMS(GNSS status monitoring station) 웹 서버(402), 데이터 저장 서버(404), 인트라넷 다바이스(406), 제 4 KVM 스위치(408), 제 4 전원 제어기(410), 제 4 UPS(412) 등을 포함할 수 있다.
GSMS 웹 서버(402)는 데이터 저장 서버(404)에 데이터베이스화하여 저장된 수신 정보, 무결성 정보 및 최종 보정 정보를 추출하여 위성 항법 사용자에게 제공할 수 있다.
데이터 저장 서버(404)는 GNSS 수신 및 분석 유닛(100), GNSS 신호 감시 유닛(200) 및 GNSS 기준국 유닛(300)으로부터 전송되는 수신 정보, 무결성 정보 및 최종 보정 정보를 데이터베이스화하여 저장 관리할 수 있다. 여기에서, GNSS 수신 및 분석 유닛(100)를 통해 전송되는 각종 원시 데이터들(예를 들면, 수신 정보, 무결성 정보, 최종 보정 정보 등)을 종합하여 원시 데이터 데이터베이스 및 IM/정정 데이터베이스가 구축되며, 이러한 데이터베이스의 각종 정보들은 필요에 따라 추출되어 GSMS 웹 서버(302)에 제공될 수 있다.
인트라넷 다바이스(406)는 GNSS 수신 및 분석 유닛(100), GNSS 신호 감시 유닛(200), GNSS 기준국 유닛(300), GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400) 및 항법 위성 사용자들 간의 네트워크 통신을 담당한다.
제 4 KVM 스위치(410)는 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)에 포함된 각 구성부를 선택적으로 제어할 수 있도록 선택 연결 및 표시할 수 있도록 지원한다.
제 4 전원 제어기(412)는 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)에 포함된 각 구성부에 안정적인 전원을 공급할 수 있도록 지원한다.
제 4 UPS(414)는 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)에 포함된 각 구성부에 전원 전압, 주파수 변동이 있더라도 전압, 주파수를 안정하게 조정하고 정전 시에도 일정 시간 전력을 계속 공급할 수 있도록 지원할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같은 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)을 통해 GNSS 수신 및 분석 유닛(100), GNSS 신호 감시 유닛(200) 및 GNSS 기준국 유닛(300)으로부터 전송되는 각종 정보(예를 들면, 수신 정보, 신호 감시 결과, 최종 보정 정보, 등)를 저장 및 관리하며, 이들을 필요에 따라 추출하여 위성 항법 사용자에게 효과적으로 제공할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 위성 항법 수신기를 통해 수신된 위성 신호의 수신 정보를 전송하고, 무결성 정보에 따라 오류 감지된 위성을 추적하여 추적 위성 신호를 수신 및 분석하고, 상기 추적 위성 신호의 신호 분석 정보를 제공하는 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)과, 기상 정보, 전파 간섭 감시 정보 및 RF 데이터 분석 정보를 이용하여 상기 수신 정보의 무결성을 감시하고, 상기 위성 신호의 오류를 감지하여 상기 무결성 정보를 제공하는 GNSS 신호 감시 유닛(200)과, 상기 위성 신호에 대응하는 위성 보정 정보를 생성하고, 상기 생성된 위성 보정 정보를 무선 송출하는 GNSS 기준국 유닛(300)과, 상기 위성 신호에 대응하는 상기 수신 정보, 신호 분석 정보, 무결성 정보 및 위성 보정 정보를 저장 관리 및 제공하는 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)을 포함하는 다중 항법 위성 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명에서는, 위성 항법 사용자들에게 현재 운용되는 항법 위성 상태의 신뢰성 있는 감시 정보를 정확히 분석하여 상태 정보를 서비스할 수 있고, 특정 위성의 오류로 인한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 전파 신호 감시를 통해 지상에서 발생하는 다양한 전파가 위성 항법에 미치는 영향을 실시간으로 감시할 수 있다.
또한, 복잡한 오류 원인을 다양한 전파 추적, 전파 감시, 신호 분석을 통해 빠른 원인을 분석하고 실시간으로 유무선 네트워크를 통해 사용자에게 위성 항법 운용 상태를 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 적어도 하나 이상의 위성 항법 수신기를 통해 수신된 위성 신호의 수신 정보를 전송하고, 무결성 정보에 따라 오류 감지된 위성을 추적하여 추적 위성 신호를 수신 및 분석하고, 상기 추적 위성 신호의 신호 분석 정보를 제공하는 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)과,
    기상 정보, 전파 간섭 감시 정보 및 RF 데이터 분석 정보를 이용하여 상기 수신 정보의 무결성을 감시하고, 상기 위성 신호의 오류를 감지하여 상기 무결성 정보를 제공하는 GNSS 신호 감시 유닛(200)과,
    상기 위성 신호에 대응하는 위성 보정 정보를 생성하고, 상기 생성된 위성 보정 정보를 무선 송출하는 GNSS 기준국 유닛(300)과,
    상기 위성 신호에 대응하는 상기 수신 정보, 신호 분석 정보, 무결성 정보 및 위성 보정 정보를 저장 관리 및 제공하는 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)
    을 포함하는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)은
    기준국용 통합 위성 항법 안테나로부터 상기 위성 신호가 수신되면 위성 항법 방식에 따라 각각의 신호로 분배하여 전송하는 신호 분배기(102)와,
    GPS 방식, GLONASS 방식, Galileo 방식, COMPASS 방식 및 SBSA 방식을 지원하는 복수의 수신기를 포함하며, 상기 신호 분배기(102)로부터 상기 위성 항법 방식을 지원하는 수신기로 각각 입력되면, 각 신호에 대응하는 수신 정보를 전송하는 위성 수신기(104)와,
    위성 신호 분석이 요구되면, 상기 위성 신호의 주파수 스펙트럼과 벡터 신호를 분석한 신호 분석 정보를 이용하여 항법 위성을 추적하고, 추적된 상기 항법 위성의 항법 데이터 및 신호 분석 정보를 전송하는 위성 추적기(108)와,
    상기 수신 정보가 전송되면, 상기 GNSS 신호 감시 유닛(200), GNSS 기준국 유닛(300) 및 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송하며, 상기 데이터 분석기(110)로부터 전송되는 상기 신호 분석 정보를 상기 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송하는 GNSS 서버(106)
    를 포함하는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)은,
    상기 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)에 포함된 각 구성부를 선택적으로 제어할 수 있도록 선택 연결 및 표시하는 제 1 KVM 스위치(110)와,
    상기 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)에 포함된 각 구성부에 전원을 공급하는 제 1 전원 제어기(112)와,
    전원 전압, 주파수를 조정하여 정전 시에도 일정 시간 상기 GNSS 수신 및 분석 유닛(100)에 포함된 각 구성부에 상기 전원을 공급하도록 지원하는 제 1 UPS(114)
    를 포함하는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 GNSS 신호 감시 유닛(200)은,
    상기 수신 정보가 전송되면, IM에 요구되는 기능을 기상 정보를 반영하여 산출하고, 상기 신호 분배기(102)로부터 전송된 상기 위성 신호에 대한 주변 전파 간섭 상태를 감시하며, 상기 위성 신호에 대한 신호 기형 분석을 수행한 후, 산출 결과, 전파 간섭 감시 결과 및 상관값 분석 결과를 포함하는 무결성 정보를 제공하는 무결성 정보 제공기(202)와,
    상기 무결성 정보에 시각 정보를 동기화하여 상기 GNSS 수신 및 분석 유닛(100), GNSS 기준국 유닛(300) 및 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송하는 IM 감시 서버(204)와,
    상기 무결성 정보의 시각을 동기화하기 위한 상기 시각 정보를 상기 IM 감시 서버(204)에 제공하는 시각 정보 제공기(206)와,
    항법 위성에 오류가 발생한 경우 상기 위성 신호의 중간주파수를 이산화하여 상기 위성 신호의 RF 데이터를 수집 및 저장하는 RF 데이터 수집 분석기(208)
    를 포함하는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 GNSS 신호 감시 유닛(200)은,
    상기 GNSS 신호 감시 유닛(200)에 포함된 각 구성부를 선택적으로 제어할 수 있도록 선택 연결 및 표시하는 제 2 KVM 스위치(210)와,
    상기 GNSS 신호 감시 유닛(200)에 포함된 각 구성부에 전원을 공급하는 제 2 전원 제어기(212)와,
    전원 전압, 주파수를 조정하여 정전 시에도 일정 시간 상기 GNSS 신호 감시 유닛(200)에 포함된 각 구성부에 상기 전원을 공급하도록 지원하는 제 2 UPS(214)
    를 포함하는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 GNSS 기준국 유닛(300)은,
    항법 위성 사용자의 요구에 대응하여 설계된 독자 메시지를 생성하고, 상기 수신 정보, 신호 감시 결과를 이용하여 RTCM 메시지, RTCA 메시지 및 RTK 메시지를 포함하는 정정 메시지를 생성하며, 상기 독자 메시지 및 정정 메시지를 포함하는 제 1 보정 정보를 전송하는 정정 메시지 발생기(302)와,
    위성 보정 정보를 제공하는 보정 정보 제공 서버로부터 전송된 제 2 보정 정보를 수신하여 제공하는 다중 채널 DGPS 수신기(308)와,
    상기 제 1 보정 정보 및 제 2 보정 정보를 비교 검증하여 생성된 최종 보정 정보를 상기 GNSS 수신 및 분석 유닛(100), GNSS 신호 감시 유닛(200) 및 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)으로 전송하며, 상기 항법 위성 사용자에게 상기 최종 보정 정보를 무선으로 방송 및 수신하여 데이터의 방송 상태를 감시하는 정정 메시지 감시 서버(304)
    를 포함하는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 GNSS 기준국 유닛(300)은,
    상기 최종 보정 정보를 무선으로 방송 및 수신하는 무선 송수신기(306)와,
    상기 GNSS 기준국 유닛(300)에 포함된 각 구성부를 선택적으로 제어할 수 있도록 선택 연결 및 표시하는 제 3 KVM 스위치(310)와,
    상기 GNSS 기준국 유닛(300)에 포함된 각 구성부에 전원을 공급하는 제 3 전원 제어기(312)와,
    전원 전압, 주파수를 조정하여 정전 시에도 일정 시간 상기 GNSS 기준국 유닛(300)에 포함된 각 구성부에 상기 전원을 공급하도록 지원하는 제 3 UPS(314)
    를 포함하는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)은,
    GNSS 수신 및 분석 유닛(100), GNSS 신호 감시 유닛(200) 및 GNSS 기준국 유닛(300)으로부터 전송되는 상기 수신 정보, 무결성 정보 및 최종 보정 정보를 데이터베이스화하여 저장 관리하는 데이터 저장 서버(404)와,
    데이터베이스화하여 저장된 상기 수신 정보, 무결성 정보 및 최종 보정 정보를 추출하여 상기 위성 항법 사용자에게 제공하는 상기 GSMS 웹 서버(402)와,
    상기 GNSS 수신 및 분석 유닛(100), GNSS 신호 감시 유닛(200), GNSS 기준국 유닛(300), GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400) 및 항법 위성 사용자들 간의 네트워크 통신을 담당하는 인트라넷 다바이스(406)
    를 포함하는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)은,
    상기 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)에 포함된 각 구성부를 선택적으로 제어할 수 있도록 선택 연결 및 표시하는 제 4 KVM 스위치(408)와,
    상기 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)에 포함된 각 구성부에 전원을 공급하는 제 4 전원 제어기(410)와,
    전원 전압, 주파수를 조정하여 정전 시에도 일정 시간 상기 GNSS 데이터베이스 서비스 유닛(400)에 포함된 각 구성부에 상기 전원을 공급하도록 지원하는 제 4 UPS(412)
    를 포함하는 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템.
PCT/KR2011/004025 2011-05-17 2011-06-01 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템 WO2012157806A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2011-0046213 2011-05-17
KR1020110046213A KR101181989B1 (ko) 2011-05-17 2011-05-17 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012157806A1 true WO2012157806A1 (ko) 2012-11-22

Family

ID=47074191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2011/004025 WO2012157806A1 (ko) 2011-05-17 2011-06-01 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101181989B1 (ko)
WO (1) WO2012157806A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110633524A (zh) * 2019-09-12 2019-12-31 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 非独立概率条件下复杂多态卫星系统的可靠性分析方法
CN111310337A (zh) * 2020-02-18 2020-06-19 北京空间飞行器总体设计部 一种导航卫星信号在轨中断频率的分析方法
CN114070385A (zh) * 2022-01-17 2022-02-18 天津七一二通信广播股份有限公司 复杂机场环境下gbas系统及应用方法
CN114095912A (zh) * 2021-11-09 2022-02-25 北方信息控制研究院集团有限公司 智能兼容多卫星通信的应急通信网关系统及其工作方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101667331B1 (ko) * 2015-10-19 2016-10-28 주식회사 두시텍 다수의 위성항법 기준국 신호품질 획득 장치 및 방법
KR102190983B1 (ko) * 2019-01-29 2020-12-15 국방과학연구소 다중 위성기반보정시스템이 적용된 다중 위성항법 수신기의 모드전환 방법
CN110879403A (zh) * 2019-10-29 2020-03-13 中海北斗(深圳)导航技术有限公司 一种简单可行的星基增强系统监测方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010027277A (ko) * 1999-09-13 2001-04-06 이계철 위성을 이용한 시각 및 주파수 동기를 위한 동기 시스템 및 그 방법
KR20030037891A (ko) * 2001-11-07 2003-05-16 윤태섭 지피에스 시스템에서의 지피에스 정보 자동 후처리 방법
KR20040058808A (ko) * 2002-12-27 2004-07-05 주식회사 하이피크 아이지에스를 이용한 지피에스 위치오차 보정정보제공방법 및 그를 이용한 지피에스 위치오차 보정방법
KR20100034290A (ko) * 2008-09-23 2010-04-01 한국해양연구원 위성전파항법 보강 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010027277A (ko) * 1999-09-13 2001-04-06 이계철 위성을 이용한 시각 및 주파수 동기를 위한 동기 시스템 및 그 방법
KR20030037891A (ko) * 2001-11-07 2003-05-16 윤태섭 지피에스 시스템에서의 지피에스 정보 자동 후처리 방법
KR20040058808A (ko) * 2002-12-27 2004-07-05 주식회사 하이피크 아이지에스를 이용한 지피에스 위치오차 보정정보제공방법 및 그를 이용한 지피에스 위치오차 보정방법
KR20100034290A (ko) * 2008-09-23 2010-04-01 한국해양연구원 위성전파항법 보강 시스템

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110633524A (zh) * 2019-09-12 2019-12-31 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 非独立概率条件下复杂多态卫星系统的可靠性分析方法
CN111310337A (zh) * 2020-02-18 2020-06-19 北京空间飞行器总体设计部 一种导航卫星信号在轨中断频率的分析方法
CN114095912A (zh) * 2021-11-09 2022-02-25 北方信息控制研究院集团有限公司 智能兼容多卫星通信的应急通信网关系统及其工作方法
CN114095912B (zh) * 2021-11-09 2024-02-13 北方信息控制研究院集团有限公司 智能兼容多卫星通信的应急通信网关系统及其工作方法
CN114070385A (zh) * 2022-01-17 2022-02-18 天津七一二通信广播股份有限公司 复杂机场环境下gbas系统及应用方法
CN114070385B (zh) * 2022-01-17 2022-05-03 天津七一二通信广播股份有限公司 复杂机场环境下gbas系统及应用方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101181989B1 (ko) 2012-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012157806A1 (ko) 다중 위성 항법 상태를 감시하기 위한 통합 감시 보강 시스템
CN107949795B (zh) 用于协作式全球导航卫星系统(gnss)诊断的方法和系统
US9513376B1 (en) Low-cost high integrity integrated multi-sensor precision navigation system
KR101667331B1 (ko) 다수의 위성항법 기준국 신호품질 획득 장치 및 방법
Heng et al. Reliable GPS-based timing for power systems: A multi-layered multi-receiver architecture
US5736960A (en) Atomic clock augmented global positioning system receivers and global positioning system incorporating same
US20070001903A1 (en) Use of geo-stationary satellites to augment wide_area multilateration synchronization
US20070063893A1 (en) Spot Locator
CN103797727A (zh) 使用交联测距和准确时间源的用于卫星星座的先进定时和时间传递
CN104967473A (zh) 用于飞行器的飞行安全和/或空中交通控制的装置和方法
WO2015131384A1 (en) Systems and methods for high reliability surveillance of aircraft
EP3906429A1 (en) Reference station with high precision independent positioning function
CN105974455A (zh) 一种基于光纤授时的陆基定位方法及装置
CN106972883A (zh) 小型卫星地面站
Jia et al. Performance Analysis of Opportunistic ARAIM for Navigation with GNSS Signals Fused with Terrestrial Signals of Opportunity
US20040095271A1 (en) Portable tester for LAAS ground facility
KR20140003237A (ko) 재밍신호 대응 장치 및 재밍 신호 대응 방법
US20120105282A1 (en) Method And Apparatus For Determination Of The Positioning Of An Apparatus Or An User From Satellite Signaling
Whelan et al. Robust time transfer from space to backup GPS
US20080181057A1 (en) PseudoRover GPS receiver
KR101329055B1 (ko) 의사위성을 이용한 측위장치 및 그 시스템
US12032075B2 (en) Satellite-based source of positioning system-independent position navigation and time
Gamba et al. PROGRESS project: Jamming and spoofing detection and localization system for protection of GNSS ground-based infrastructures
Chen et al. Development of the EGNOS pseudolite system
US20230417925A1 (en) Ionospheric scintillation and total electron content monitoring system

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11865552

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11865552

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1