WO2020213766A1 - 공간좌표 측위 시스템 - Google Patents

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WO2020213766A1
WO2020213766A1 PCT/KR2019/004718 KR2019004718W WO2020213766A1 WO 2020213766 A1 WO2020213766 A1 WO 2020213766A1 KR 2019004718 W KR2019004718 W KR 2019004718W WO 2020213766 A1 WO2020213766 A1 WO 2020213766A1
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station
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stations
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PCT/KR2019/004718
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이호재
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이호재
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    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0236—Assistance data, e.g. base station almanac

Definitions

  • the present invention relates to a spatial coordinate positioning system, and in detail, space of an auxiliary point station based on the spatial coordinate of the ground origin station and distance information between the auxiliary point station in a space in which a plurality of auxiliary point stations are installed whose spatial coordinates are unknown.
  • the present invention relates to a spatial coordinate positioning system capable of accurately measuring a position of a positioning object in space by calculating coordinates at regular intervals.
  • the satellite navigation system refers to a system that provides a user with a current location and a route to a destination desired by the user using satellites.
  • the Global Navigation Satellite System which is currently widely used, is the Global Positioning System (GPS) provided by the United States.
  • GPS Global Positioning System
  • the vehicle navigation system refers to a system that provides the driver with an optimal route to a destination desired by the user by grasping the current location of the vehicle and guides the driver along the route.
  • GPS Global Positioning System
  • Such a vehicle navigation system calculates a current position of a vehicle using a Global Positioning System (GPS) sensor and performs a route guidance from the current position to a destination.
  • GPS Global Positioning System
  • an unmanned driving system for driving a vehicle unmanned has been developed.
  • the measurement accuracy of the vehicle position must be very high within several centimeters in order to prevent vehicle lane departure, but there is a problem that the position calculation error of the currently used GPS is around several meters.
  • Patent Application No. 10-2016-0122139 discloses a number of ground stations zero (ground base po nt i) and the auxiliary point station (assistant point) that is installed on the ground to improve the calculation accuracy than GPS position of the Applicant Disclosed is a high-precision spatial information measurement support system capable of measuring the position of a positioning target using.
  • the present invention was invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to ensure the scalability of the positioning area, reduce the installation cost, and provide high-precision spatial coordinates for the positioning object without long-term installation work. It is to provide a system that can measure and secure an efficient management and maintenance plan of the system.
  • the spatial coordinate positioning system includes a ground origin station with a wireless distance measurement function, a plurality of auxiliary point stations having a wireless distance measurement function, and the ground origin station with location information already determined. And the distance information between the auxiliary point station, the wireless distance information between the ground origin station and the auxiliary point station, and wireless distance information between the auxiliary point stations at a predetermined time, and a plurality of distance information and the location of the ground origin station It includes an auxiliary point position calculation server for calculating the position information of the auxiliary point station at every predetermined time based on the information.
  • the ground origin station or auxiliary point includes a laser module including a light source emitting a laser and a light receiving unit detecting the reflected laser, and time information related to the emission and detection of the laser. It may include a distance measuring unit and a control unit for calculating ultra-precise distance information with the other ground origin or auxiliary point station.
  • the auxiliary point station transmits and receives wireless signals to and from other auxiliary point stations, and transmits wireless distance information with other auxiliary point stations to the auxiliary point location calculation server, and the position information of the auxiliary point station from the auxiliary point location calculation server.
  • a wireless communication unit that receives a radio signal, a distance measurement unit that calculates wireless distance information from another auxiliary point station based on a radio signal, and broadcast information consisting of the location information and time information of the auxiliary point station It includes a control unit to be transmitted through the wireless communication unit.
  • the method of calculating the location information of the auxiliary point station is the auxiliary point position calculation apparatus of the spatial coordinate positioning system consisting of a ground origin station that knows the spatial coordinates and a plurality of auxiliary point stations that do not know the spatial coordinates.
  • a method of calculating a spatial coordinate of comprising: receiving distance information between the ground origin station and a specific auxiliary point station; receiving wireless distance information between the plurality of auxiliary point stations; and with respect to the wireless distance information And obtaining each equation and generating a system of equations from each of the equations, and calculating the spatial coordinates of the plurality of auxiliary point stations by solving the system of equations.
  • the location information is already determined and the ground origin station is equipped with a wireless distance measurement function, and the location information is unknown and variable, and a plurality of auxiliary points are provided with a wireless distance measurement function.
  • the auxiliary It includes an auxiliary point location calculation server that calculates the location information of the point station every predetermined time.
  • the location information is already determined and the ground origin station is equipped with a wireless distance measurement function, and the location information is unknown and variable, and a plurality of auxiliary points are provided with a wireless distance measurement function.
  • a station wherein the terrestrial origin station receives wireless distance information between the auxiliary point stations every predetermined time, and receives the location information of the auxiliary point station at a predetermined time based on a plurality of wireless distance information and its own location information. It is characterized by calculating.
  • the present invention there is an effect of being able to accurately measure the position of a positioning object in a space in which a plurality of auxiliary point stations are installed in which an incorrect spatial coordinate at the initial stage of installation may fluctuate. That is, based on the known spatial coordinates of the ground origin station, the distance information between the ground origin and the auxiliary point station, and the distance information between the auxiliary point and the auxiliary point station, the auxiliary point station can be changed differently from the initial installation point. Spatial coordinates can be accurately calculated every certain time. Thereby, there is an effect of being able to measure the position of the positioning object existing in the positioning space with high precision.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a spatial coordinate positioning system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing an extended area (domain) of a basic unit cell made by a ground origin station and an auxiliary point station according to the present invention.
  • FIG. 3 is an internal configuration diagram of a ground origin station and an auxiliary point station according to the present invention.
  • FIG. 4 is a flow chart showing a process performed so that the location calculation terminal can calculate the location of an auxiliary point in the spatial coordinate positioning system according to the present invention
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for calculating position coordinates of an auxiliary point station.
  • the spatial coordinate positioning system includes a ground origin station 100, an auxiliary point station 110, an auxiliary point position calculation server 120, a position calculation terminal 130, and the like.
  • location information refers to the spatial coordinates (x, y, z) of each object
  • distance information refers to the distance between two objects
  • broadcast information refers to location information and time. It means wireless data including information. Spatial coordinates and location information will be used interchangeably.
  • the global point station 100 may be installed as far away as possible under conditions that satisfy the environment in which the visible distance can be secured, and the spatial coordinates are measured retroactively from the national reference point or a constant value that does not change by the positioning system. Is defined as
  • the wireless distance measurement function measures the distance between two objects based on wireless signals such as Wi-Fi and UWB, and calculates wireless distance information (dotted line display).
  • the ultra-precision distance measurement function refers to a function that calculates ultra-precision distance information (solid line display) by measuring the distance between two objects within a visible distance using a laser.
  • the ground origin station 100 transmits ultra-precise measurement information using a laser to the auxiliary point position calculation server 120, and transmits wireless distance information with the adjacent auxiliary point station 110 to the auxiliary point position calculation server 120. I can.
  • the ground origin station 100 may collect wireless distance information from a plurality of auxiliary point stations 110 and transmit the collected wireless distance information to the auxiliary point location calculation server 120.
  • the assistant point station 110 may be installed at intervals of several tens of meters on the ground, and has a wireless distance measurement function. A distance between two adjacent auxiliary point stations 110 may be measured through the wireless distance measurement function of the auxiliary point station 110. In addition, an ultra-precision distance measurement function using a laser may be added to the auxiliary point station to improve the positioning accuracy of the auxiliary point.
  • the spatial coordinate of the auxiliary point station 110 is not a value defined at the installation stage like the ground origin station 100. Unlike the initial installation location, the spatial coordinate of the auxiliary point station 110 is a value that can change over time. In the present invention, the auxiliary point position calculation server 120 calculates the spatial coordinate of the auxiliary point station 110 in real time. Calculate and correct.
  • the spatial coordinates of the auxiliary point station 110 are updated by receiving the spatial coordinates calculated every predetermined time from the auxiliary point position calculation server 120. Accordingly, even if the position of the auxiliary point is changed due to external environment such as vibration, draft, collision, or the position of the auxiliary point is intentionally changed for a special purpose, the spatial coordinates of the auxiliary point updated by the auxiliary point position calculation server are applied. Thus, it is possible to ensure accurate position calculation of the moving object.
  • Each of the auxiliary point stations 110 may transmit wireless distance information to the auxiliary point location calculation server 120.
  • the main auxiliary point station collects wireless distance information from the sub auxiliary point station and calculates the collected wireless distance information from the auxiliary point location. It can be transmitted to the server 120.
  • the auxiliary point location calculation server 120 receives distance information from the ground origin station 100 and the auxiliary point station 110, and uses the spatial coordinates and distance information of the ground origin station 100 to each auxiliary point station 100. Calculate the spatial coordinates of The auxiliary point position calculation server 120 provides the spatial coordinates of the auxiliary point station 110 to the auxiliary point station 110 at regular intervals.
  • the location calculation terminal 130 calculates its own location information by receiving radio information transmitted from the ground origin station 100 or the auxiliary point station 110, or receives its own location information calculated from the ground origin or auxiliary point. do.
  • the location calculation terminal 130 calculates location information by finding a distance away from the ground origin station 100 or the auxiliary point station 110 and finding a point where each sphere having the distance as a radius intersects.
  • the location calculation terminal 130 may be any type of device or device as long as it has a function of transmitting and receiving radio signals to and from the ground origin station 100 or the auxiliary point station 100 and receiving broadcast information from them.
  • the location calculation terminal 130 may be a portable terminal such as a smartphone, and may be mounted on various objects, such as a car, a ship, and a drone, including people.
  • an auxiliary point location calculation server 120 connected to a communication network is independently present in order to calculate the spatial coordinates of the auxiliary point station 110.
  • a function of calculating the location information of the auxiliary point station 110 without a separate auxiliary point location calculation server 120 may be provided in the ground origin station 100.
  • the ground origin station 100 When the ground origin station 100 includes the function of calculating the location information of the auxiliary point station 110, the ground origin station 100 collects wireless distance information from the auxiliary point station 110 to obtain a specific auxiliary point with itself. Position information of each auxiliary point station 110 may be calculated based on distance information between stations, wireless distance information collected from each auxiliary point station 110 and its own location information.
  • FIG. 2 shows an extended area (domain) of a basic unit cell made by a ground origin station and an auxiliary point station according to the present invention.
  • one ground origin station 100 and five auxiliary point stations 110 are connected in a triangle to form four positioning cells, and a location calculation terminal 130 is present in the cell.
  • FIG. 2 shows four positioning cells configured by one ground origin station 100, but as the number of auxiliary point stations increases, the number of positioning cells also increases. When the ground origin station 100 exists every several kilometers, other positioning cells are successively generated by the auxiliary point stations adjacent to the ground origin station 100.
  • the ground origin station 100 calculates ultra-precise distance information (solid line display) with a specific auxiliary point station 110 through a laser distance measurement function, and also with the surrounding auxiliary point station 110 through a wireless distance measurement function. Calculate wireless distance information (dotted line display). In addition, the auxiliary point station 110 also calculates wireless distance information (dotted line display) with other auxiliary point stations 110 in the vicinity through a wireless distance measurement function.
  • the location information of each auxiliary point station 110 may be calculated by using the calculated distance information and a plurality of wireless distance information, as well as the spatial coordinates of the known ground origin station 100.
  • the spatial coordinates of the auxiliary point station 110 can be expressed as (x, y, z), and the height of the auxiliary point station 110, that is, the z value is vertical from the ground when the auxiliary point station 110 is installed. Since this is a value that can be easily measured through distance measurement, the unknown number of spatial coordinates of the auxiliary point station 110 may be reduced to two (x, y).
  • each auxiliary point station 110 transmits broadcast information composed of spatial coordinates and time information, which are its own location information, to the periphery at regular intervals, the location calculation terminal 130 existing in the positioning cell is sent to the surrounding auxiliary point station 110 ), you can secure your own current location by using the broadcast information.
  • the ground origin station 100 includes a wireless communication unit 101, a timer 102, a laser module 103, a distance measuring unit 104, a control unit 105, and the like.
  • the wireless communication unit 101 transmits/receives a wireless signal to and from the surrounding auxiliary point stations 110 and transmits distance information with the surrounding auxiliary point stations 110 to the auxiliary point location calculation server 120.
  • the wireless communication unit 101 may be configured as a short-range communication module such as Wi-Fi and ultra-wideband communication (UWB).
  • the wireless communication unit 101 receives wireless distance information from the auxiliary point station 110 and transmits the wireless distance information to the auxiliary point position calculation server 120, or from the auxiliary point position calculation server 120, the auxiliary point station ( The location information of 110) may be received and the location information may be transmitted to the auxiliary point station 110.
  • the timer 102 outputs a time clock signal in synchronization with time information of the auxiliary point station 110.
  • the time information of the timer 102 is information necessary to calculate laser distance information and wireless distance information.
  • the ground origin station 100 receives time information through the timer 102, but may receive time information from a GPS receiver.
  • the laser module 103 includes a light source that emits a laser and a light receiving unit that detects the reflected and returned laser.
  • the laser module 103 emits laser light and detects the laser light reflected by the auxiliary point station 110 and returned.
  • the distance measurement unit 104 calculates ultra-precision distance information with the ground origin or auxiliary point station 110 reflecting the laser by using time information related to the emission and detection of the laser.
  • the control unit 105 is a part that controls each component of the ground origin station 100 as a whole.
  • the control unit 105 according to the present invention receives time information from a synchronized timer 102 or a GPS receiver and controls the driving of the laser module 103, and the laser distance information calculated by the distance measurement unit 104 is a wireless communication unit. It is transmitted to the auxiliary point position calculation server 120 through 101.
  • the auxiliary point station 110 includes a wireless communication unit 111, a timer 112, a distance measuring unit 113, a control unit 114, and the like similar to the internal configuration of the ground origin station 100.
  • the wireless communication unit 111 transmits and receives wireless signals from the ground origin station 100 and other auxiliary point stations 110, and transmits wireless distance information with other auxiliary point stations to the auxiliary point position calculation server 120, and The location information of the auxiliary point station is received from the point location calculation server 120.
  • the wireless communication unit 111 periodically transmits broadcast information composed of location information and time information of the auxiliary point station.
  • the wireless communication unit 111 may transmit wireless distance information to the ground origin station 100 or another auxiliary point station 110.
  • the timer 112 outputs a time clock signal in synchronization with a timer of the ground origin station 100 and another auxiliary point station 110.
  • the auxiliary point station 110 may use time information generated by a GPS receiver instead of the internal timer 112.
  • the distance measuring unit 113 calculates wireless distance information with another auxiliary point station based on the radio signal and time information transmitted and received with the ground origin station 100 or other auxiliary point station 110.
  • the control unit 114 is a part that controls each component of the auxiliary point station 110 as a whole.
  • the control unit 114 according to the present invention controls the wireless distance information calculated by the distance measurement unit 113 to be periodically transmitted to the auxiliary point location calculation server 120 through the wireless communication unit 110, and the wireless communication unit 111 Broadcast information is generated from the location information of the auxiliary point station 110 received through and time information input through the timer 112 so that the broadcast information is periodically transmitted through the wireless communication unit 111.
  • the ground origin station 100 calculates distance information with a specific auxiliary point station 110, and each auxiliary point station 110 is a peripheral auxiliary point station. Calculate the wireless distance information of and.
  • the ground origin station 100 transmits the distance information to the auxiliary point position calculation server 120, and each auxiliary point station 110 transmits the wireless distance information to the auxiliary point position calculation server. Send to 120.
  • the ground origin station 100 may collect wireless distance information from the auxiliary point station 110 and transmit the collected wireless distance information to the auxiliary point location calculation server 120.
  • each auxiliary point station 110 receives its own position information from the auxiliary point position calculation server 120.
  • each auxiliary point station 110 may receive its own location information from the ground origin station 100.
  • each auxiliary point station 110 periodically transmits time information along with its own position information received.
  • the location calculation terminal 130 may calculate its own location through one-way or two-way distance measurement technology.
  • the above-described distance measurement step (S10), distance information transmission step (S20), location information reception step (S30), and broadcast information transmission step (S40) are repeated at regular intervals so that the location information of each auxiliary point station 110 is real-time. Since it is corrected, even if the external environment changes, the location calculation terminal 130 can accurately measure its own location based on the corrected location information.
  • the ground origin station has both wireless distance measurement and laser distance measurement functions.
  • the distance measurement method using laser or light has a very accurate error within a few mm, whereas the wireless distance measurement method has a relatively large error, and the error increases as the distance increases. Therefore, by using the laser distance information of the ground origin station, the error rate can be reduced and the location information of the auxiliary point station can be more accurately calculated.
  • the laser distance information of the ground origin station may be omitted from the process of calculating the location information of the auxiliary point station.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram for calculating the position coordinates (x, y, z) of an auxiliary point station.
  • M ground origin stations
  • N six auxiliary point stations A3 to A8
  • the distance between stations can be expressed by the following equation.
  • the 28 equations can be expressed as a general equation as follows.
  • i,j 1, 2,...,M+N.
  • G1 the first ground origin station
  • G2 second ground origin station

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Abstract

본 발명은 공간좌표 측위 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 초기의 설치 장소와 달리 위치가 변동될 수 있는 복수의 보조점 스테이션이 설치된 공간에서 정확한 지상 원점 스테이션의 공간좌표와 스테이션 간의 거리 정보에 근거하여 보조점 스테이션의 공간좌표를 실시간 산출함으로써, 측위 영역의 확장이 자유롭고 공간 내의 측위 대상 물체의 위치를 고정밀도로 측정할 수 있는 공간좌표 측위 시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 공간좌표 측위 시스템은 그 위치정보가 이미 결정되어 있으며 거리 측정 기능을 구비한 지상 원점 스테이션과, 무선 거리 측정 기능을 구비한 복수의 보조점 스테이션과, 상기 지상 원점 스테이션과 상기 보조점 스테이션 간의 장거리 초정밀 레이저 거리정보, 상기 지상 원점 스테이션과 상기 보조점 스테이션 간의 무선 거리정보 및 상기 보조점 스테이션 상호 간의 무선 거리정보를 일정 시간마다 수신하여, 복수의 거리정보 및 상기 지상 원점 스테이션의 위치정보에 근거하여 일정 시간마다 상기 보조점 스테이션의 위치정보를 산출하는 보조점 위치산출 서버를 포함한다.

Description

공간좌표 측위 시스템
본 발명은 공간좌표 측위 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 공간좌표를 알 수 없는 복수의 보조점 스테이션이 설치된 공간에서 지상 원점 스테이션의 공간좌표와 보조점 스테이션 간의 거리 정보에 근거하여 보조점 스테이션의 공간좌표를 일정 주기마다 산출함으로써 공간 내의 측위 대상 물체의 위치를 고정밀도로 측정할 수 있는 공간좌표 측위 시스템에 관한 것이다.
위성 항법 시스템은 위성을 이용하여 사용자에게 현재의 위치 및 사용자가 원하는 목적지까지의 경로를 제공하는 시스템을 말한다. 현재 널리 이용되고 있는 위성 항법 시스템(Global Navigation Satellite System)은 미국에서 제공하는 GPS(Global Positioning System)가 대표적이다.
이러한 위성 항법 시스템의 대표적인 사용례로서 차량 항법(Car Navigation) 시스템이 있다. 차량 항법 시스템은 운전자에게 차량의 현재 위치를 파악하여 사용자가 원하는 목적지까지 최적 경로를 제공하며 경로에 따라 운전자를 안내하는 시스템을 말한다. 이러한 차량 항법 시스템은 일반적으로 GPS(Global Positioning System) 센서를 이용하여 차량의 현재 위치를 계산하고 현재 위치로부터 목적지까지의 경로 안내를 수행한다.
한편, 최근에는 무인으로 차량을 주행하는 무인 주행 시스템이 개발되고 있다. 무인 주행 시스템에서 차량의 차선 이탈을 방지하기 위해 차량 위치의 측정 정밀도는 수 센티미터 이내로 매우 높아야 하는데, 현재 사용되는 GPS의 위치 산출 오차는 수 미터 내외로 크다는 문제점이 있다.
또한, 위성항법 시스템을 구성하고 있는 위성에 대한 수명 및 유지관리의 한계가 있어 이에 대한 보완방식이 요구되고 있다.
이에 대하여, 본 출원인의 특허출원 제10-2016-0122139호는 GPS 대비 위치 산출 정밀도를 높일 수 있도록 지상에 설치되어 있는 다수의 지상 원점 스테이션(ground base po int)과 보조점 스테이션(assistant point)을 이용하여 측위 대상의 위치를 측정할 수 있는 고정밀 공간정보 계측 지원 시스템을 개시하고 있다.
그러나 특허출원 제10-2016-0122139호의 고정밀 공간정보 계측 지원 시스템이 실제로 구현되기 위해서는 공간좌표를 알고 있는 국가 기준점으로부터 가시거리가 확보될 수 있는 거리 내에 다수의 지상 원점 스테이션을 일정 간격마다 설치해야 하는 확장성의 문제점을 가지고 있다. 즉, 지상 원점 스테이션을 전국에 일정 간격마다 설치하는 경우, 큰 비용과 장기간의 공사 및 유지관리가 필요하므로 이를 구현하기에는 현실적으로 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 측위영역의 확장성을 보장하고, 설치 비용을 줄일 수 있으며 장기간의 설치 공사를 하지 않아도 측위 대상에 대해 고정밀의 공간좌표를 계측할 수 있으며, 시스템의 효율적인 관리유지 방안을 확보할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 공간좌표 측위 시스템은 그 위치정보가 이미 결정되어 있으며 무선 거리 측정 기능을 구비한 지상 원점 스테이션과, 무선 거리 측정 기능을 구비한 복수의 보조점 스테이션과, 상기 지상 원점 스테이션과 상기 보조점 스테이션 간의 거리정보, 상기 지상 원점 스테이션과 상기 보조점 스테이션 간의 무선 거리정보 및 상기 보조점 스테이션 상호 간의 무선 거리정보를 일정 시간마다 수신하여, 복수의 거리정보 및 상기 지상 원점 스테이션의 위치정보에 근거하여 일정 시간마다 상기 보조점 스테이션의 위치정보를 산출하는 보조점 위치산출 서버를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 지상 원점 스테이션 또는 보조점에는 무선 거리 측정 기능 외에도 레이저를 출사하는 광원 및 반사된 레이저를 검출하는 수광부를 포함하는 레이저 모듈과, 레이저의 출사 및 검출과 관련된 시간정보에 근거하여 다른 지상원점 또는 보조점 스테이션과의 초정밀 거리정보를 산출하는 거리 측정부와 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 보조점 스테이션은 다른 보조점 스테이션과 무선신호를 송수신하며 다른 보조점 스테이션과의 무선 거리정보를 보조점 위치 산출 서버로 전송하고 보조점 위치 산출 서버로부터 보조점 스테이션의 위치정보를 수신하는 무선 통신부와, 무선신호에 근거하여 다른 보조점 스테이션과의 무선 거리정보를 산출하는 거리 측정부와, 상기 보조점 스테이션의 위치정보 및 시간정보로 구성된 방송정보를 생성하여 방송정보가 상기 무선 통신부를 통해 송출되도록 하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 보조점 스테이션의 위치정보를 산출하는 방법은 공간좌표를 아는 지상 원점 스테이션과 공간좌표를 모르는 복수의 보조점 스테이션으로 구성된 공간좌표 측위 시스템의 보조점 위치 산출 장치가 보조점 스테이션의 공간좌표를 산출하는 방법으로서, 상기 지상 원점 스테이션과 특정 보조점 스테이션 간의 거리정보를 수신하는 단계와, 상기 복수의 보조점 스테이션 간의 무선 거리정보를 수신하는 단계와, 상기의 무선 거리정보에 대하여 각각의 방정식을 구하고 각각의 방정식으로부터 연립 방정식을 생성하는 단계와, 상기 연립 방정식을 풀어 상기 복수의 보조점 스테이션의 공간좌표를 산출하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 공간좌표 측위 시스템은 그 위치정보가 이미 결정되어 있으며 무선 거리 측정 기능을 구비한 지상 원점 스테이션과, 그 위치정보가 알려지지 않고 가변적이며 무선 거리 측정 기능을 구비한 복수의 보조점 스테이션과, 상기 지상 원점 스테이션과 상기 보조점 스테이션 간의 무선 거리정보 및 상기 보조점 스테이션 상호 간의 무선 거리정보를 일정 시간마다 수신하여, 복수의 거리정보 및 상기 지상 원점 스테이션의 위치정보에 근거하여 상기 보조점 스테이션의 위치정보를 일정 시간마다 산출하는 보조점 위치산출 서버를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 공간좌표 측위 시스템은 그 위치정보가 이미 결정되어 있으며 무선 거리 측정 기능을 구비한 지상 원점 스테이션과, 그 위치정보가 알려지지 않고 가변적이며 무선 거리 측정 기능을 구비한 복수의 보조점 스테이션을 포함하며, 상기 지상 원점 스테이션은 상기 보조점 스테이션 상호 간의 무선 거리정보를 일정 시간마다 수신하고, 복수의 무선 거리정보 및 자신의 위치정보에 근거하여 일정 시간마다 상기 보조점 스테이션의 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 설치 초기의 부정확한 공간좌표가 변동할 수 있는 복수의 보조점 스테이션이 설치된 공간에서 측위 대상의 위치를 고정밀도로 계측할 수 있는 효과가 있다. 즉, 이미 알고 있는 지상 원점 스테이션의 공간좌표와, 지상원점과 보조점 스테이션 간의 거리 정보, 및 보조점과 보조점 스테이션 간의 거리 정보에 근거하여 초기의 설치 지점과 다르게 변동할 수 있는 보조점 스테이션의 공간좌표를 정확하게 일정 시간마다 산출할 수 있다. 이로써, 측위 공간상에 존재하는 측위 대상의 위치를 고정밀도로 계측할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공간좌표 측위 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 지상 원점 스테이션과 보조점 스테이션에 의해 만들어진 기본 단위셀의 확장된 영역(도메인)을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 지상 원점 스테이션과 보조점 스테이션의 내부 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 공간좌표 측위 시스템에서 위치 산출 단말이 보조점의 위치를 산출할 수 있도록 수행되는 프로세스를 나타낸 순서도,
도 5는 보조점 스테이션의 위치좌표를 산출하기 위한 개념도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공간좌표 측위 시스템의 구성을 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 공간좌표 측위 시스템은 지상 원점 스테이션(100), 보조점 스테이션(110), 보조점 위치산출 서버(120), 위치 산출 단말(130) 등을 포함한다.
공간좌표 측위 시스템의 각 구성을 설명하기에 앞서, 위치정보는 각 객체의 공간좌표(x, y, z)를 의미하고, 거리정보는 두 객체 간의 거리를 의미하며, 방송정보는 위치정보 및 시간정보를 포함하는 무선 데이터를 의미한다. 공간좌표와 위치정보는 혼용하여 사용하기로 한다.
지상 원점(global point) 스테이션(100)은 가시거리가 확보될 수 있는 환경을 만족시키는 조건에서 최대한 멀리 이격되어 설치될 수 있으며 공간좌표가 국가 기준점으로부터 소급되어 측정되거나 측위시스템에 의하여 변하지 않는 일정한 값으로 정의된다.
무선 거리 측정 기능은 Wi-Fi, UWB 등 무선신호에 근거하여 두 객체 간의 거리를 측정하여 무선 거리정보(점선 표시)를 산출하는 기능이다. 초정밀 거리 측정 기능은 레이저를 이용하여 가시거리 내에 있는 두 객체 간의 거리를 측정하여 초정밀 거리정보(실선 표시)를 산출하는 기능을 말한다.
지상 원점 스테이션(100)은 레이저를 이용한 초정밀 측정 정보를 보조점 위치산출 서버(120)로 전송하며, 인접하는 보조점 스테이션(110)과의 무선 거리정보를 보조점 위치산출 서버(120)로 전송할 수 있다.
또한, 지상 원점 스테이션(100)은 복수의 보조점 스테이션(110)으로부터 무선 거리정보를 수집하여 수집한 무선 거리정보를 보조점 위치산출 서버(120)로 전송할 수 있다.
보조점(assistant point) 스테이션(110)은 지상에 수십 미터 간격마다 설치될 수 있으며, 무선 거리 측정 기능을 구비하고 있다. 보조점 스테이션(110)의 무선 거리 측정 기능을 통해 인접하는 두 보조점 스테이션(110) 간의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 보조점의 위치 정밀도를 향상시키기 위하여 보조점 스테이션에 레이저를 이용한 초정밀 거리 측정 기능이 추가될 수 있다.
보조점 스테이션(110)의 공간좌표는 지상 원점 스테이션(100)과 같이 설치 단계에서 정의되는 값이 아니다. 보조점 스테이션(110)의 공간좌표는 초기의 설치 위치와는 달리 시간에 따라 변화할 수 있는 값으로 본 발명에서는 보조점 위치 산출 서버(120)가 보조점 스테이션(110)의 공간좌표를 실시간으로 산출하여 보정해 준다.
보조점 스테이션(110)의 공간좌표는 보조점 위치산출 서버(120)로부터 일정 시간마다 계산된 공간좌표를 수신하여 갱신된다. 이에 따라 진동, 외풍, 충돌 등과 같은 외부 환경에 의해 보조점의 위치가 변경되거나, 특수한 목적에 의하여 의도적으로 보조점의 위치를 변동시키더라도 보조점 위치산출 서버에 의하여 갱신된 보조점의 공간좌표에 의해 이동 물체의 정확한 위치 산출을 보장받을 수 있다.
보조점 스테이션(110)은 각각 무선 거리정보를 보조점 위치산출 서버(120)로 전송할 수 있다. 그러나, 복수의 보조점 스테이션(110)이 메인 보조점 스테이션과 서브 보조점 스테이션으로 구성된 경우, 메인 보조점 스테이션이 서브 보조점 스테이션으로부터 무선 거리정보를 수집하여 수집한 무선 거리정보를 보조점 위치산출 서버(120)로 전송할 수 있다.
보조점 위치산출 서버(120)는 지상 원점 스테이션(100) 및 보조점 스테이션(110)으로부터 거리정보를 수신하고 지상 원점 스테이션(100)의 공간좌표 및 거리정보를 이용하여 각 보조점 스테이션(100)의 공간좌표를 산출한다. 보조점 위치산출 서버(120)는 보조점 스테이션(110)의 공간좌표를 보조점 스테이션(110)에 일정 주기마다 제공한다.
위치 산출 단말(130)은 지상 원점 스테이션(100) 또는 보조점 스테이션(110)으로부터 송출되는 무선 정보를 수신하여 자신의 위치정보를 산출하거나, 지상원점 또는 보조점으로부터 계산된 자신의 위치정보를 수신한다.
위치 산출 단말(130)은 지상 원점 스테이션(100) 또는 보조점 스테이션(110)으로부터 떨어진 거리를 구하고 그 거리를 반지름으로 하는 각각의 구가 교차하는 지점을 찾아 위치정보를 산출한다.
위치 산출 단말(130)은 지상 원점 스테이션(100) 또는 보조점 스테이션(100)과 무선신호를 송수신하고 그들로부터 방송정보를 수신할 수 있는 기능을 구비하고 있다면 어떠한 종류의 기기나 장치라도 가능하다. 예를 들어, 위치 산출 단말(130)은 스마트폰 등의 휴대단말이 될 수 있으며 사람을 포함하여 자동차, 선박, 드론 등의 다양한 물체에 탑재될 수 있다.
도 1에서는 보조점 스테이션(110)의 공간좌표를 산출하기 위해 통신망에 연결된 보조점 위치산출 서버(120)가 독립적으로 존재하고 있다. 그러나, 별도의 보조점 위치산출 서버(120)를 두지 않고 보조점 스테이션(110)의 위치정보를 산출하는 기능이 지상 원점 스테이션(100)에 구비될 수 있다.
지상 원점 스테이션(100)에 보조점 스테이션(110)의 위치정보 산출 기능이 포함되어 있는 경우, 지상 원점 스테이션(100)이 보조점 스테이션(110)으로부터 무선 거리정보를 수집하여 자신과 특정의 보조점 스테이션 간의 거리정보, 각 보조점 스테이션(110)으로부터 수집한 무선 거리정보 및 자신의 위치정보에 근거하여 각 보조점 스테이션(110)의 위치정보를 산출할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 지상 원점 스테이션과 보조점 스테이션에 의해 만들어진 기본 단위셀의 확장된 영역(도메인)을 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 1개의 지상 원점 스테이션(100)과 5개의 보조점 스테이션(110)이 삼각형으로 연결되어 4개의 측위 셀을 구성하고 있으며 셀 안에 위치 산출 단말(130)이 존재하고 있다.
도 2에서는 1개의 지상 원점 스테이션(100)에 의해 구성된 4개의 측위 셀을 도시하고 있으나, 보조점 스테이션의 개수가 증가하면 측위 셀의 개수도 증가한다. 지상 원점 스테이션(100)이 수 킬로미터마다 존재하게 되면 지상 원점 스테이션(100)을 기준으로 인접하는 보조점 스테이션에 의해 다른 측위 셀이 연속하여 생성된다.
지상 원점 스테이션(100)은 레이저 거리 측정 기능을 통해 특정의 보조점 스테이션(110)과의 초정밀 거리정보(실선 표시)를 산출하고, 무선 거리 측정 기능을 통해서도 주변의 보조점 스테이션(110)과의 무선 거리정보(점선 표시)를 산출한다. 또한, 보조점 스테이션(110)도 무선거리 측정 기능을 통해 주변의 다른 보조점 스테이션(110)과의 무선 거리정보(점선 표시)를 산출한다.
이와 같이 산출한 거리정보 및 복수의 무선 거리정보와 함께 이미 알고 있는 지상 원점 스테이션(100)의 공간좌표를 이용하여 각 보조점 스테이션(110)의 위치정보를 산출할 수 있다.
보조점 스테이션(110)의 공간좌표는 (x, y, z)로 표시할 수 있는데, 보조점 스테이션(110)의 높이 즉, z 값은 보조점 스테이션(110)의 설치 시에 지면으로부터의 수직 거리 측정을 통하여 쉽게 측정할 수 있는 값이므로 보조점 스테이션(110)의 공간좌표의 미지수는 (x, y) 2개로 줄어들 수도 있다.
따라서, 도 2와 같이 1개의 지상 원점 스테이션(100)과 5개의 보조점 스테이션(110)으로 구성된 측위 셀에서, 보조점 스테이션(110)의 공간좌표 미지수는 2*5=10개이고, 상기 산출한 거리정보는 레이저 거리정보 1개와 무선 거리정보 9개를 합하여 총 10개이므로 10개의 거리정보로부터 10개의 방정식을 도출할 수 있다. 그러면 10개의 미지수는 10개의 방정식으로부터 만든 연립 방정식을 풀어 그 해를 구할 수 있으므로 결국 각 보조점 스테이션(110)의 공간좌표 (x, y)를 구할 수 있게 된다.
각 보조점 스테이션(110)이 자신의 위치정보인 공간좌표와 시간정보로 구성된 방송정보를 일정 주기마다 주변으로 송출하면, 측위 셀 내에 존재하는 위치 산출 단말(130)이 주변의 보조점 스테이션(110)으로부터 방송정보를 수신하여 방송정보를 이용하여 자신의 현재 위치를 확보할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 지상 원점 스테이션과 보조점 스테이션의 내부 구성을 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 지상 원점 스테이션(100)은 무선통신부(101), 타이머(102), 레이저 모듈(103), 거리 측정부(104), 제어부(105) 등을 포함한다.
무선 통신부(101)는 주변의 보조점 스테이션(110)과 무선신호를 송수신하고 보조점 위치 산출 서버(120)로 주변의 보조점 스테이션(110)과의 거리정보를 전송한다. 무선 통신부(101)는 와이파이(Wi-Fi), 초광대역통신(UWB) 등의 근거리 통신 모듈로 구성될 수 있다.
또한, 무선 통신부(101)는 보조점 스테이션(110)으로부터 무선 거리정보를 수신하여 무선 거리정보를 보조점 위치 산출 서버(120)로 전송하거나, 보조점 위치 산출 서버(120)로부터 보조점 스테이션(110)의 위치정보를 수신하여 그 위치정보를 보조점 스테이션(110)으로 전송할 수 있다.
타이머(102)는 보조점 스테이션(110)의 시간정보와 동기화되어 타임 클록 신호를 출력한다. 타이머(102)의 시간정보는 레이저 거리정보 및 무선 거리정보를 산출하는데 필요한 정보이다.
도 3에서는 지상 원점 스테이션(100)이 타이머(102)를 통해 시간정보를 받고 있으나, GPS 수신기로부터 시간정보를 수신할 수 있다. 레이저 모듈(103)은 레이저를 출사하는 광원과 반사되어 돌아온 레이저를 검출하는 수광부를 포함한다. 레이저 모듈(103)은 레이저 광을 출사하고 보조점 스테이션(110)에 의해 반사되어 돌아온 레이저 광을 검출한다.
거리 측정부(104)는 레이저의 출사 및 검출과 관련된 시간정보를 이용하여 레이저를 반사한 지상 원점 또는 보조점 스테이션(110)과의 초정밀 거리정보를 산출한다.
제어부(105)는 지상 원점 스테이션(100)의 각 구성요소를 전체적으로 제어하는 부분이다. 본 발명에 따른 제어부(105)는 동기화된 타이머(102)나 GPS 수신기로부터 시간정보를 입력받으며 레이저 모듈(103)의 구동을 제어하고, 거리 측정부(104)에서 산출된 레이저 거리정보가 무선 통신부(101)를 통해 보조점 위치 산출 서버(120)로 전송되도록 한다.
보조점 스테이션(110)은 지상 원점 스테이션(100)의 내부 구성과 유사하게 무선 통신부(111), 타이머(112), 거리 측정부(113), 제어부(114) 등을 포함한다. 무선 통신부(111)는 지상 원점 스테이션(100)과 다른 보조점 스테이션(110)과 무선신호를 송수신하며, 다른 보조점 스테이션과의 무선 거리정보를 보조점 위치 산출 서버(120)로 전송하고, 보조점 위치 산출 서버(120)로부터 보조점 스테이션의 위치정보를 수신한다. 무선 통신부(111)는 보조점 스테이션의 위치정보 및 시간정보로 구성된 방송정보를 주기적으로 송출한다. 또한, 무선 통신부(111)는 무선 거리정보를 지상 원점 스테이션(100) 또는 다른 보조점 스테이션(110)으로 전송할 수 있다.
타이머(112)는 지상 원점 스테이션(100)과 다른 보조점 스테이션(110)의 타이머와 동기화되어 타임 클록 신호를 출력한다. 보조점 스테이션(110)은 내부의 타이머(112) 대신에 GPS 수신기에서 생성되는 시간정보를 사용할 수 있다.
거리 측정부(113)는 지상 원점 스테이션(100) 또는 다른 보조점 스테이션(110)과 송수신하는 무선신호 및 시간정보에 근거하여 다른 보조점 스테이션과의 무선 거리정보를 산출한다.
제어부(114)는 보조점 스테이션(110)의 각 구성요소를 전체적으로 제어하는 부분이다. 본 발명에 따른 제어부(114)는 거리 측정부(113)에서 산출한 무선 거리정보가 무선 통신부(110)를 통해 보조점 위치 산출 서버(120)로 주기적으로 전송되도록 제어하고, 무선 통신부(111)를 통해 수신한 보조점 스테이션(110)의 위치정보와 타이머(112)를 통해 입력받은 시간정보로부터 방송정보를 생성하여 방송정보가 무선 통신부(111)를 통해 주기적으로 전송되도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 공간좌표 측위 시스템에서 위치 산출 단말(130)이 자신의 위치를 계측할 수 있도록 사전 수행되는 프로세스를 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, 먼저 거리 측정 단계(S10)에서, 지상 원점 스테이션(100)이 특정 보조점 스테이션(110)과의 거리정보를 산출하고, 각 보조점 스테이션(110)이 주변의 보조점 스테이션과의 무선 거리정보를 산출한다.
다음, 거리정보 전송 단계(S20)에서, 지상 원점 스테이션(100)은 거리정보를 보조점 위치 산출 서버(120)로 전송하고, 각 보조점 스테이션(110)은 무선 거리정보를 보조점 위치 산출 서버(120)로 전송한다.
다른 실시예로서, 지상 원점 스테이션(100)이 보조점 스테이션(110)으로부터 무선 거리정보를 수집하여 수집한 무선 거리정보를 보조점 위치 산출 서버(120)로 전송할 수 있다.
다음, 위치정보 수신 단계(S30)에서, 각 보조점 스테이션(110)은 보조점 위치 산출 서버(120)로부터 자신의 위치정보를 수신한다. 다른 실시예로서, 각 보조점 스테이션(110)은 지상 원점 스테이션(100)로부터 자신의 위치정보를 수신할 수 있다.
마지막으로, 방송정보 송출 단계(S40)에서, 각 보조점 스테이션(110)은 수신한 자신의 위치정보와 함께 시간정보를 주기적으로 송출한다.
각 보조점 스테이션(110)에서 위치정보 및 시간정보로 구성된 방송정보를 송출하게 되면, 위치 산출 단말(130)이 단방향 또는 양방향 거리측정 기술을 통하여 자신의 위치를 계산할 수 있다.
상술한 거리 측정 단계(S10), 거리정보 전송 단계(S20), 위치정보 수신 단계(S30), 방송정보 송출 단계(S40)는 일정한 주기마다 반복되어 각 보조점 스테이션(110)의 위치정보가 실시간 보정되기 때문에, 외부 환경이 변하더라도 위치 산출 단말(130)은 그 보정된 위치정보를 기반으로 자신의 위치를 정확하게 계측할 수 있게 된다.
상술한 실시예에서 지상 원점 스테이션은 무선 거리 측정 및 레이저 거리 측정 기능을 모두 구비하고 있다. 레이저나 광을 이용한 거리 측정 방식은 오차가 수 mm 이내로 매우 정확한데 반해 무선 거리 측정 방식은 그 오차가 비교적 크며 상호 간 거리가 증가할수록 오차는 더 커지게 된다. 따라서 지상 원점 스테이션의 레이저 거리정보를 이용하면 오차율을 줄이고 보조점 스테이션의 위치정보를 좀 더 정확하게 계산할 수 있다.
그러나 다소 비용이 들더라도 보조점 스테이션의 설치 간격을 좁혀 더 많은 보조점 스테이션을 설치한다고 하면 지상 원점 스테이션의 레이저 거리정보는 보조점 스테이션의 위치정보 산출 과정에서 생략할 수도 있다.
도 5는 보조점 스테이션의 위치좌표(x, y, z)를 연산하기 위한 개념도이다. 먼저, G1, G2인 2개의 지상 원점 스테이션(M=2)과 A3 ~ A8인 6개의 보조점 스테이션(N=6)을 가정한다. 여기서, G1의 위치좌표(x1, y1, z1)와 G2의 위치좌표(x2, y2, z2) 및 G1과 G2 사이의 거리(L 12=L 21)은 이미 알고 있다. 이 때, 스테이션 사이의 거리는 다음의 식으로 표현할 수 있다.
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상기 28개의 수학식은 다음과 같이 일반식으로 표현할 수 있다.
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여기서, i,j = 1, 2,...,M+N 이다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당 업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정할 수 있다.
전술한 실시예들은 본 발명을 실시함에 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당 업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 지상 원점 스테이션,
110: 보조점 스테이션,
120: 보조점 위치 산출 서버,
130: 위치 산출 단말,
G1 : 제 1 지상 원점 스테이션,
G2 : 제 2 지상 원점 스테이션,
A3 ~ A8 : 제 1 ~ 6 보조점 스테이션.

Claims (11)

  1. 위치정보가 이미 결정되어 있으며 무선 거리 측정 및 레이저 거리 측정 기능을 구비한 지상 원점 스테이션;
    무선 거리 측정 기능을 구비한 복수의 보조점 스테이션; 및
    상기 지상 원점 스테이션과 상기 보조점 스테이션 간의 레이저 거리정보, 상기 지상 원점 스테이션과 상기 보조점 스테이션 간의 무선 거리정보 및 상기 보조점 스테이션 상호 간의 무선 거리정보를 일정 시간마다 수신하여, 복수의 거리정보 및 상기 지상 원점 스테이션의 위치정보에 근거하여 상기 보조점 스테이션의 위치정보를 일정 시간마다 산출하는 보조점 위치산출 서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간좌표 측위 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조점 위치산출 서버는 상기 복수의 거리정보(Lij)에 대해 상기 거리정보(Lij)마다의 다음 방정식에 기초하여,
    Figure PCTKR2019004718-appb-img-000030
    여기서, i,j = 1, 2,...,M+N 이며, M은 상기 지상 원점 스테이션의 갯수, N은 상기 보조점 스테이션의 갯수이며,
    상기 보조점 스테이션의 위치정보(Xn, Yn, Zn)를 산출하는 것을 특징으로 하는 공간좌표 측위 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 보조점 스테이션은 서브 보조점 스테이션과 메인 보조점 스테이션으로 구성되어, 상기 메인 보조점 스테이션이 상기 보조점 스테이션 간의 무선 거리정보를 수집하여 상기 보조점 위치산출 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 공간좌표 측위 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지상 원점 스테이션은 자신과 특정의 보조점 스테이션 간의 레이저 거리정보 및 자신과 복수의 보조점 스테이션 간의 상기 무선 거리정보를 상기 보조점 위치산출 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 공간좌표 측위 시스템.
  5. 위치정보가 이미 결정되어 있으며 무선 거리 측정 및 레이저 거리 측정 기능을 구비한 지상 원점 스테이션; 및
    무선 거리 측정 기능을 구비한 복수의 보조점 스테이션;을 포함하며,
    상기 지상 원점 스테이션은 상기 보조점 스테이션 상호 간의 무선 거리정보를 일정 시간마다 수신하고, 자신과 상기 보조점 스테이션 간의 레이저 거리정보, 복수의 무선 거리정보 및 자신의 위치정보에 근거하여 일정 시간마다 상기 보조점 스테이션의 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 공간좌표 측위 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지상 원점 스테이션은 상기 레이저 거리정보 및 복수의 무선 거리정보에 대해 상기 거리정보(Lij)마다의 다음 방정식에 기초하여,
    Figure PCTKR2019004718-appb-img-000031
    여기서, i,j = 1, 2,...,M+N 이며, M은 상기 지상 원점 스테이션의 갯수, N은 상기 보조점 스테이션의 갯수이며,
    상기 보조점 스테이션의 위치정보(Xn, Yn, Zn)를 산출하는 것을 특징으로 하는 공간좌표 측위 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 보조점 스테이션은 서브 보조점 스테이션과 메인 보조점 스테이션으로 구성되어, 메인 보조점 스테이션이 보조점 스테이션 간의 무선 거리정보를 수집하여 상기 지상 원점 스테이션으로 전송하는 것을 특징으로 하는 공간좌표 측위 시스템.
  8. 레이저를 출사하는 광원 및 반사된 레이저를 검출하는 수광부를 포함하는 레이저 모듈;
    레이저의 출사 및 검출과 관련된 시간정보에 근거하여 보조점 스테이션과의 레이저 거리정보를 산출하는 거리 측정부;
    상기 보조점 스테이션과 무선신호를 송수신하고 보조점 위치 산출 서버로 레이저 거리정보를 전송하는 무선 통신부; 및
    상기 레이저 모듈을 제어하고 상기 거리 측정부에서 산출한 레이저 거리정보가 상기 무선통신부를 통해 전송되도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지상 원점 스테이션.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 무선 통신부는 상기 보조점 스테이션으로부터 무선 거리정보를 수신하며 수신한 무선 거리정보를 보조점 위치 산출 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 지상 원점 스테이션.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 무선 통신부는 상기 보조점 위치 산출 서버로부터 상기 보조점 스테이션의 위치정보를 수신하여 상기 보조점 스테이션으로 전송하는 것을 특징으로 하는 지상 원점 스테이션.
  11. 공간좌표를 아는 지상 원점 스테이션과 공간좌표를 모르는 복수의 보조점 스테이션으로 구성된 공간좌표 측위 시스템에서 보조점 위치 산출 장치가 상기 보조점 스테이션의 공간좌표를 산출하는 방법에 있어서,
    상기 지상 원점 스테이션과 특정 보조점 스테이션 간의 레이저 거리정보를 수신하는 단계;
    상기 복수의 보조점 스테이션 간의 무선 거리정보를 수신하는 단계;
    상기 레이저 거리정보 및 복수의 무선 거리정보에 대해 상기 거리정보(Lij)마다의 다음의 연립 방정식을 생성하는 단계,
    Figure PCTKR2019004718-appb-img-000032
    여기서, i,j = 1, 2,...,M+N 이며, M은 상기 지상 원점 스테이션의 갯수, N은 상기 보조점 스테이션의 개수이며; 및
    상기 연립 방정식으로부터 상기 복수의 보조점 스테이션의 공간좌표(Xn, Yn, Zn)를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조점 스테이션의 공간좌표 산출방법.
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