WO2020231069A1 - 가상 셀을 이용하여 rtk 측위보정데이터를 분배 또는 제공하는 방법 및 장치 - Google Patents

가상 셀을 이용하여 rtk 측위보정데이터를 분배 또는 제공하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2020231069A1
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virtual
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이상주
서영우
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Definitions

  • the present invention relates to a real-time precise positioning system and method using GNSS.
  • the types of positioning correction data are largely divided into SSR (State Space Representation) and OSR (Observation Space Representation) methods.
  • SSR State Space Representation
  • OSR Observation Space Representation
  • the SSR method separately analyzes and provides various errors existing between the GNSS satellite and the GNSS antenna, and the receiver analyzes these individual errors and calculates the total error included in the observed values of the GNSS signal.
  • the OSR method does not analyze each error component, but estimates the total observation error and delivers it to the GNSS receiver.
  • NRTK Network-based Real Time Kinematic
  • the VRS method is a method in which the server performs the NRTK positioning correction data calculation task individually by continuously transmitting the approximate location information of the user to the server and provides it to the user terminal device.
  • the OSR method has a disadvantage in that the accuracy decreases as the distance between the ground reference station and the mobile station increases. Therefore, the OSR method requires a large number of ground reference stations to be installed in order to service a large area.
  • the NRTK (VRS) method calculates virtual reference station information using actual reference station information and interpolates between actual reference stations, which is evaluated to greatly contribute to the practical use of precision positioning services.
  • NRTK VRS method continuously transmits the user's approximate location information to the server, and the server individually calculates the NRTK correction signal. That is, since the server must continuously calculate the correction signal suitable for the user's location, as the number of users increases, the computational burden of the server increases significantly, and the burden of increasing the capacity of the server follows. Also, the delay problem occurring in the server can be fatal for real-time precise positioning.
  • the service area is regularly divided into a certain number of virtual cells, the virtual RTK reference stations are placed in the virtual cells, and the positioning correction data of the virtual RTK reference stations are collectively calculated by interpolating from the positioning correction data of the actual RTK reference stations inside and outside the service area. .
  • a virtual cell RTK frame is created and distributed to a server through a network or provided to a terminal device, so that the server is an individual terminal. Eliminates the burden of calculating positioning correction data for each device or user.
  • the present invention configured as described above can increase the level of optimization of the positioning correction data and further achieve cost-effectiveness of a distribution or provision network.
  • positioning precision can be improved to create a smooth traffic flow and reduce the incidence of traffic accidents.
  • positioning correction data will be distributed or provided more frequently, thereby improving the difficulty of recognizing exit information late.
  • the virtual cell RTK frame is supplied to the application server of the location-based service provider, it contributes to the popularization of the precision location service, and the foundation for the 4th industrial revolution related technologies such as autonomous vehicles, IoT, artificial intelligence (AI) and augmented reality (AR). It is expected to play an important role as technology.
  • 4th industrial revolution related technologies such as autonomous vehicles, IoT, artificial intelligence (AI) and augmented reality (AR). It is expected to play an important role as technology.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a service area virtual cell division and a virtual cell map according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram schematically illustrating a virtual cell RTK system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a virtual cell RTK frame encoding procedure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a detailed procedure for performing differentiation and adaptive differentiation during a virtual cell RTK frame encoding process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an internal block diagram of a virtual cell RTK frame encoder according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure for decoding a virtual cell RTK frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an internal block diagram of a virtual cell RTK frame decoder according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a service area virtual cell division and a virtual cell map according to an embodiment of the present invention.
  • the service area is regularly divided into virtual cells of a certain shape, it is easy to assign an order to the virtual cells, and if numbers are assigned in that order, virtual cells can be specified only with the virtual cell number.
  • the virtual cell shape basically includes a square 120, a hexagon 130, and the like, and a service area is regularly divided by selecting one shape. In some cases, more than one shape can be selected to divide the service area.
  • FIG. 1 the most basic form of cell division in a square shape is shown (110). It is recommended that the distance between the RTK base station and the user terminal device (rover) be kept within 10 km in order to ensure the accuracy of RTK precision positioning beyond a certain level. Therefore, a structure in which the whole country is divided into square virtual cells with a side of 20 km can be applied simply.
  • each virtual cell may be assigned a number in a certain manner.
  • a hierarchical virtual cell structure is introduced in some areas with narrow lane widths or heavy traffic. If the virtual cell is designed by additionally dividing the virtual cell by one or more steps, positioning services with higher precision are provided. Can be provided.
  • the virtual RTK reference station of the virtual cell is not actually physically installed, so it can be located on the surface of the water or in the air. This feature makes it possible to design a virtual cell structure that enables precise positioning of ships and travelers on the sea, and facilitates precise positioning services for unmanned aerial vehicles such as airplanes, helicopters and drones.
  • the time axis is divided into timeslots, and the RTK reference station positioning correction data of the virtual cell and other necessary information (satellite orbital force data, etc.) are combined to encode one virtual cell RTK frame for each timeslot.
  • RTK reference station measurement space correcting data means satellite observation data (observables) or correction signals (corrections).
  • the RTK base station positioning correction data of an arbitrary virtual cell can be loaded in the virtual cell RTK frame of each timeslot. Therefore, not only all virtual cells but also virtual cells that meet certain criteria are selected and encoded into a virtual cell RTK frame, minimizing network cost, and narrowing the intervals of timeslots to distribute or provide more detailed optimized positioning correction data. have.
  • the virtual cell map 140 of FIG. 1 shows the number 1 or number 0 as many as the number of virtual cells, and the number 1 indicates that the virtual cell in the corresponding order (number) is an effective virtual cell Since it is not a valid virtual cell, it indicates that the RTK reference station positioning correction data of the corresponding virtual cell does not exist in the virtual cell RTK frame.
  • the virtual cell map and the RTK reference station positioning correction data of the effective virtual cell are arranged in the order of the specified number of the virtual cell, and if necessary, satellite orbital data, etc. Other information is attached. Under the policy of encoding all of the virtual cells, the virtual cell map can be omitted.
  • the virtual cell RTK frame decoder 240 refers to the virtual cell map and inputs the RTK reference station positioning correction data in each record in the virtual cell table in the order of the virtual cell number except for the corresponding record of the virtual cells whose validity is negated. A part or all of the virtual cell table 243 is updated with the latest positioning correction data.
  • the virtual cell RTK frame decoder 240 may output a virtual cell table to be used by a server or a terminal.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram schematically illustrating a virtual cell RTK system according to an embodiment of the present invention.
  • the virtual cell RTK system 200 receives the GNSS navigation satellite 260 signal to generate and provides the positioning correction data, which collects positioning correction data from a plurality of RTK reference stations 250.
  • a virtual cell interpolation unit 220 a virtual cell interpolation unit 220 that receives the actual RTK reference station positioning correction data from the collection unit 210 and the data collection unit 210 and calculates and interpolates the virtual RTK reference station positioning correction data.
  • a virtual cell RTK frame encoder 230 that encodes a virtual cell RTK frame by combining the positioning correction data of one or more RTK reference stations in one time slot by receiving the positioning correction data of the RTK reference station in the virtual cell from the virtual cell. It includes a virtual cell RTK frame decoder 240 for decoding the RTK frame to obtain the latest positioning correction data of the RTK reference stations.
  • the GNSS navigation satellite 260 is based on the Global Posistioning System (GPS) satellite of the United States, the Galileo satellite of Europe, the Global Navigation Satellite System (GLONASS) of Russia, or the Beidou satellite of China. Include.
  • GPS Global Posistioning System
  • GLONASS Global Navigation Satellite System
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a virtual cell RTK frame encoding procedure according to an embodiment of the present invention.
  • the service area is regularly divided into virtual cells of a certain shape and the order (number) of the virtual cells is determined.
  • a virtual cell can be specified only by the order (number) of the virtual cells (S1100).
  • the location of the virtual RTK reference station is determined in a certain manner within each divided virtual cell (S1200). Simply place the virtual RTK reference station in the center of the cell. Since the order (number) of the virtual cells can specify the virtual cell, the absolute position of the virtual RTK reference station within the virtual cell can also be easily calculated. Accordingly, the location information of the virtual RTK reference station is not included in the virtual cell RTK frame, but can be directly calculated by the virtual cell RTK frame decoder 240 or the like.
  • the data collection unit 210 collects the positioning correction data of the actual RTK reference station inside and outside the service area (S1300).
  • the data collection unit 210 may table and organize the received actual positioning correction data for each RTK reference station.
  • the virtual cell interpolation unit 220 calculates the positioning correction data of the virtual RTK reference station located in the virtual cell by performing interpolation calculation based on the actual positioning correction data for each RTK reference station collected by the data collection unit 210 (S1400).
  • the interpolation calculation of the positioning correction data of the virtual RTK reference station can be directly calculated by using the trajectory of the navigation satellite 260 and the geometric characteristics of the position of the actual RTK reference station 250, or commercially known software can be used.
  • a virtual cell map indicating the selected effective virtual cell is generated, but when all of the virtual cell selection policies are in the encoding mode, generation of the virtual cell map may be omitted (S1600).
  • a virtual cell RTK frame is encoded by combining the virtual cell map and the RTK reference station positioning correction data in the effective virtual cell, but if the virtual cell selection policy is all in the encoding mode, the virtual cell map can be excluded from the virtual cell RTK frame. Yes (S1700).
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a detailed procedure for selecting a virtual cell for performing differentiation and adaptive differentiation during a virtual cell RTK frame encoding process according to an embodiment of the present invention.
  • the virtual cell RTK frame encoder 230 may receive feedback on the current traffic volume and the number of pedestrians measured in each virtual cell in real time (S1510).
  • the virtual cell RTK frame encoder 230 may obtain a spatial density ranking of the traffic volume and the number of pedestrians of each virtual cell in the entire service area space based on the feedback traffic volume and the number of pedestrians, and reflect this in the selection of an effective virtual cell ( S1520).
  • the positioning correction data of the RTK reference station in each virtual cell is assigned by specifying the priority of the virtual cell. It is possible to put a difference in the transmission period of (S1530).
  • a virtual cell allocated to each timeslot is determined according to the differentiated transmission period, and may be reflected in the selection of an effective virtual cell of each timeslot (S1540).
  • the virtual cell RTK frame encoder 230 may receive feedback on the average speed or maximum speed of the vehicle or pedestrian measured in each virtual cell in real time (S1550).
  • a transmission period of the appropriate RTK reference station positioning correction data is calculated based on the average speed or the maximum speed, and a time slot distribution to be included in each virtual cell is determined accordingly and reflected in the effective virtual cell selection procedure (S1560). ).
  • the virtual cell map may be generated by applying spatial density adaptive differentiation (S1520), temporal density differentiation (S1540), and temporal density adaptive differentiation (S1560) (S1600).
  • S1520 spatial density adaptive differentiation
  • S1540 temporal density differentiation
  • S1560 temporal density adaptive differentiation
  • FIG. 5 is an internal block diagram of a virtual cell RTK frame encoder according to an embodiment of the present invention.
  • the virtual cell RTK frame encoder 230 is a validity determiner 231 that determines the validity of the virtual cell according to a certain criterion
  • a virtual cell processing unit 233 that receives the RTK reference station positioning correction data of the virtual cell and outputs only the RTK reference station positioning correction data of a valid virtual cell according to the result of the validity determination unit,
  • a virtual cell map generator 232 that generates a virtual cell map displaying the effective virtual cells according to the result of the validity determination unit
  • a frame generating unit 234 for generating a virtual cell RTK frame by combining the virtual cell map and the RTK reference station positioning correction data of the effective virtual cell.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure for decoding a virtual cell RTK frame according to an embodiment of the present invention.
  • the virtual cell RTK frame decoder 240 receives the virtual cell RTK frame through the network (S2100).
  • the virtual cell map and the positioning correction data of the RTK reference station in the virtual cell are separately obtained from the received virtual cell RTK frame (S2200).
  • the virtual cell table 243 is created by inputting the RTK reference station positioning correction data in the order of the virtual cell number in each record in the virtual cell table 243 except for the corresponding record of the virtual cells whose validity is negated by the virtual cell map. It is updated (S2300).
  • FIG. 7 is an internal block diagram of a virtual cell RTK frame decoder according to an embodiment of the present invention.
  • the virtual cell RTK frame decoder 240 receives and disassembles the virtual cell RTK frame to obtain a virtual cell map and RTK reference station positioning correction data.
  • the virtual cell table 243 is updated by entering RTK reference station positioning correction data in each record in the virtual cell table 243 in the order of the number of the virtual cells, excluding the corresponding records of virtual cells whose validity is negated by the virtual cell map.
  • each record includes a virtual cell table 243 for storing RTK reference station positioning correction data of the corresponding cell.

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Abstract

본 발명은 GNSS 측위보정데이터 생성과 분배에 대한 방법 및 장치에 관한 것으로, 서비스 지역을 가상 셀 단위로 분할하여 가상 셀 내에 가상 RTK 기준국을 위치시키는 것을 기초로, 서비스 지역에서 수집한 실제 RTK 기준국 측위보정데이터를 이용해서 가상 RTK 기준국의 측위보정데이터를 일괄적으로 보간 산출하고 이를 가상 셀 RTK 프레임으로 인코딩한 후 네트워크를 통해 서버 또는 단말 장치로 분배 또는 제공하는 방법을 제시한다. 가상 셀 선택 정보를 표시하는 가상 셀 맵을 이용한 RTK 기준국 데이터의 차등화, 적응형 차등화를 통하여 네트워크 비용의 경제성과 측위보정데이터의 최적화를 달성할 수 있다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 16.05.2020]　가상 셀을 이용하여 RTK 측위보정데이터를 분배 또는 제공하는 방법 및 장치
본 발명은 GNSS을 이용한 실시간 정밀측위 시스템 및 방법에 관한 것이다.
GNSS 위성신호를 이용한 측위는 위성신호에 포함된 다양한 오차들로 인해 고도의 위치정보기반 서비스에 부합하는 정확도를 보장하기 어렵다. 이로 인하여 지상기준국에서 GNSS 측위의 정확도를 향상시키기 위한 측위보정데이터(correcting data)를 제공하는 여러 가지 방법들이 제시되었다.
측위보정데이터의 종류는 크게 SSR(State Space Representation) 방식과 OSR(Observation Space Representation)방식으로 나뉜다. SSR 방식은 GNSS 위성과 GNSS 안테나 사이에 존재하는 다양한 오차를 개별적으로 분석하여 제공하고 수신기는 이러한 개별적인 오차를 분석하여 GNSS 신호 관측값에 포함된 총 오차를 계산한다. OSR 방식은 각각의 오차 성분을 분석하지 않고 총량적인 관측 오차를 추정하여 GNSS 수신기에 전달한다.
최근에는 OSR 방식 중 하나로 분류되는 NRTK(Network-based Real Time Kinematic)가 이동체의 위치를 실시간으로 정밀 측정할 수 있어 실용성 측면에서 각광을 받고 있다. NRTK는 VRS, FKP, MAC 방식 등이 존재하며 상용제품이 시장에 출시되어 있다. 대표적으로, VRS 방식은 사용자의 근사위치 정보를 지속적으로 서버에 전송하여 개별적으로 NRTK 측위보정데이터 계산 작업을 서버가 수행하고 사용자 단말 장치로 제공하는 방법이다.
OSR 방식은 지상기준국과 이동국의 사이의 거리가 멀수록 정확도가 저하되는 단점이 있다. 따라서 OSR 방식은 넓은 지역을 대상으로 서비스하기 위해서는 많은 수의 지상기준국을 설치해야 한다. NRTK(VRS) 방식은 이를 극복하기 위하여 실제 기준국 정보를 이용해서 가상의 기준국 정보를 계산해 내어 실제 기준국 사이를 보간하는 방식으로 정밀측위 서비스의 실용화에 크게 기여하는 것으로 평가된다.
NRTK(VRS방식)는 사용자의 근사위치 정보를 서버에 지속적으로 전송하고 서버는 개별적으로 NRTK 보정신호 계산 작업을 수행한다. 즉, 서버가 사용자 위치에 적합한 보정신호의 계산을 지속적으로 수행하여야 하기 때문에 사용자의 수가 증가할수록 서버의 연산 부담이 크게 증가하여 서버의 용량을 증가시켜야 하는 부담이 따른다. 또한 서버에서 발생하는 지연 문제는 실시간 정밀측위에 치명적일 수 있다.
서비스 지역을 일정한 수의 가상 셀로 규칙적으로 분할하고 가상 셀 내에 가상 RTK 기준국을 위치시킨 다음, 서비스 지역 내외의 실제 RTK 기준국 측위보정데이터로부터 보간하여 가상 RTK 기준국들의 측위보정데이터를 일괄 산출한다. 하나의 타임슬롯 내에 가상 셀의 전부 또는 부분에 해당하는 실제 또는 가상 RTK 기준국 측위보정데이터를 결합하여 가상 셀 RTK 프레임을 생성하고 이를 네트워크를 통해 서버로 분배하거나 단말 장치에 제공함으로써 서버가 개별 단말 장치 또는 사용자 별로 측위보정데이터를 계산해야 하는 부담을 제거한다. 또한 가상 셀 맵 개념을 도입하면 필요한 RTK 기준국의 위치, 개수, 밀도, 송출 주기 등을 조정하여 RTK 기준국의 측위보정데이터를 시간, 공간적으로 차등화한 가상 셀 RTK 프레임을 생성할 수 있다. 이러한 특성은 각 가상 셀 내의 현장 정보를 실시간으로 피드백 받아 RTK 기준국들이 적응적으로 차등화된 가상 셀 RTK 프레임의 인코딩을 가능하게 한다.
이와 같이 구성된 본 발명은 측위보정데이터의 최적화 수준을 높이고 나아가 분배 또는 제공 네트워크의 비용 경제성을 달성할 수 있다.
교통량이 많거나 교통사고가 빈발하는 지점에서는 측위 정밀도를 높여 원활한 교통 흐름을 만들어내고 교통사고 발생률도 낮출 수 있을 것으로 기대된다. 또한 고속도로와 같은 차량의 평균속도가 높은 곳에서는 측위보정데이터를 더욱 자주 분배 또는 제공함으로써 출구 정보를 늦게 파악하여 어려움을 겪는 일도 개선될 것이다.
가상 셀 RTK 프레임을 위치기반 서비스 사업자의 애플리케이션 서버로 공급한다면 정밀위치 서비스의 대중화에 기여하며 자율주행차, 사물인터넷, 인공지능(AI) 그리고 증강현실(AR) 등 4차 산업혁명 관련 기술의 기반 기술로 중대한 역할을 하게 될 것으로 전망된다.
도 1는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서비스 지역 가상 셀 분할 및 가상 셀 맵을 나타낸 개념도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 시스템을 개략적으로 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 프레임 인코딩 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 프레임 인코딩 과정 중 차등화, 적응형 차등화를 수행하는 세부 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 프레임 인코더의 내부 블록도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 프레임을 디코딩하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 프레임 디코더의 내부 블록도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지 아니한다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성 요소들에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
본 발명의 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 일 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로 본 발명을 한정하지 아니한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서비스 지역 가상 셀 분할 및 가상 셀 맵을 나타낸 개념도이다.
서비스 지역을 일정한 모양의 가상 셀로 규칙성있게 분할하면, 가상 셀에 순서를 부여하기 쉽고 그 순서대로 번호를 부여한다면 가상 셀 번호만으로 가상 셀을 특정할 수 있다.
가상 셀 모양은 기본적으로 정사각형(120), 육각형(130) 등이 있고 하나의 모양을 선택하여 서비스 지역을 규칙성있게 분할한다. 경우에 따라서는 둘 이상의 모양이 선택되어 서비스 지역을 분할할 수 있다. 도 1에서는 가장 기본적인 형태인 정사각형 모양의 셀 분할을 도시하였다(110). RTK 정밀측위가 일정 수준 이상의 정확성을 보장받기 위해서는 RTK 기준국(base)과 사용자 단말 장치(rover) 간의 거리가 10km 내외로 유지되는 것이 권장된다. 따라서 간단하게는 한 변이 20km인 정사각형 가상 셀로 전국을 분할하는 구조가 적용될 수 있다.
일단, 서비스 지역이 일정한 모양의 가상 셀로 규칙성있게 분할되면 각각의 가상 셀은 일정한 방식으로 그 번호가 부여될 수 있다. 가상 셀 번호의 부여는 다양한 방법이 있을 수 있고 기본적으로는 가장 북쪽의 행(row)부터 시작하여 남쪽으로 행을 옮기면서 같은 행 내에서는 가장 서쪽 열(column)부터 동쪽으로 이동하는 매트릭스 방식이 있다.
따라서 가상 셀 내부의 특정 위치에 가상의 RTK 기준국을 두게 되면 가상 셀 순서(번호)만으로 가상 RTK 기준국의 위치를 쉽게 계산해 낼 수 있고, RTK 기준국의 절대 위치를 사용자 단말 장치에 전송해야 하는 부담을 제거할 수 있다.
가상 셀 구조를 설계함에 있어서, 도로 또는 도로의 차선 폭이 좁거나 교통량이 많은 일부 지역에서는 계층적 가상 셀 구조를 도입하여 상기 가상 셀을 한 단계 이상 추가 분할하여 설계하면 한층 정밀도를 높인 측위서비스의 제공이 가능하다.
가상 셀의 가상 RTK 기준국은 실제 물리적으로 설치되는 것이 아니므로 수면 위에 위치할 수 있고, 공중에 위치할 수도 있다. 이런 특징은 바다 위의 선박이나 여행객들의 정밀측위를 가능하게 하고, 비행기, 헬리콥터 그리고 드론과 같은 무인비행기를 대상으로 한 정밀측위 서비스를 용이하게 하는 가상 셀 구조 설계가 가능하다.
시간 축을 타임슬롯으로 분할하고 가상 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터와 기타 필요한 정보(위성궤도력 데이터 등)를 결합하여 매 타임슬롯마다 하나의 가상 셀 RTK 프레임을 인코딩한다. RTK 기준국 측위보정데이터(measurement space correcting data)는 위성관측데이터(observables) 또는 보정신호(corrections)를 의미한다.
여기에 가상 셀 맵을 도입하면 각 타임슬롯의 가상 셀 RTK 프레임에 임의의 가상 셀의 RTK 기지국 측위보정데이터를 적재할 수 있다. 따라서 가상 셀 전부가 아닌 일정한 기준에 부합하는 가상 셀만을 선택하여 가상 셀 RTK 프레임으로 인코딩함으로써 네트워크 비용을 최소화할 뿐만 아니라 타임슬롯의 간격을 좁혀 더욱 세밀하게 최적화된 측위보정데이터를 분배 또는 제공할 수 있다.
도 1의 가상 셀 맵(140)은 본 발명의 일 실시 예로서 가상 셀 수만큼의 숫자 1 또는 숫자 0이 나열되며 숫자 1은 해당 순서(번호)의 가상 셀이 유효 가상 셀임을 나타내고 숫자 0은 유효 가상 셀이 아니므로 해당 가상 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터가 가상 셀 RTK 프레임 내에 존재하지 않는 것을 나타낸다. 가상 셀 프레임 내에서는 최종적으로 가상 셀 맵과 유효(상기 가상 셀 맵에 1로 표시된) 가상 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터가 가상 셀의 정해진 번호 순서대로 나열되고 필요에 따라 위성궤도력데이터 등의 기타 정보가 첨부된다. 가상 셀 전부를 인코딩하는 정책 하에서는 가상 셀 맵을 생략할 수 있다.
가상 셀 RTK 프레임 디코더(240)에서는 가상 셀 맵을 참고하여 유효성이 부정되는 가상 셀들의 해당 레코드를 제외하고 가상 셀 테이블 내의 각 레코드에 상기 RTK 기준국 측위보정데이터를 가상 셀의 번호 순서대로 입력하여 가상 셀 테이블(243)의 부분 또는 전체를 최신 측위보정데이터로 업데이트한다.
가상 셀 RTK 프레임 디코더(240)는 서버 또는 단말에서 이용할 수 있도록 가상 셀 테이블을 출력할 수 있다.
도 2은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 시스템을 개략적으로 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 2에서 도시한 바와 같이, 가상 셀 RTK 시스템(200)은 GNSS 항법위성(260)신호를 수신하여 측위보정데이터를 생성 및 제공하는 복수의 RTK 기준국(250)으로부터 측위보정데이터를 수집하는 데이터 수집부(210), 데이터 수집부(210)로부터 실제 RTK 기준국 측위보정데이터를 입력받아 가상 RTK 기준국 측위보정데이터를 계산하여 보간하는 가상 셀 보간부(220), 가상 셀 보간부(220)로부터 가상 셀 내 RTK 기준국의 측위보정데이터를 입력받아 하나의 타임슬롯 내에 하나 이상의 RTK 기준국 측위보정데이터 등을 결합하여 가상 셀 RTK 프레임을 인코딩하는 가상 셀 RTK 프레임 인코더(230), 그리고 가상 셀 RTK 프레임을 디코딩하여 RTK 기준국들의 최신 측위보정데이터를 획득하는 가상 셀 RTK 프레임 디코더(240)를 포함한다.
GNSS 항법위성(260)은 미국의 GPS(Global Posistioning System, GPS)위성, 유럽의 갈릴레오(Galieo)위성, 러시아의 글로나스(Global Navigation Satellite System, GLONASS)위성 또는 중국의 베이더우(Beidou)위성을 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 프레임 인코딩 절차를 나타낸 흐름도이다.
우선, 서비스 지역을 일정한 모양의 가상 셀로 규칙성있게 분할하고 가상 셀의 순서(번호)를 결정한다. 이와 같은 가상 셀 구조에서는 가상 셀의 순서(번호)만으로 가상 셀을 특정할 수 있게 된다(S1100).
이렇게 분할 된 각 가상 셀 내에 일정한 방식으로 가상 RTK 기준국의 위치를 결정한다(S1200). 간단하게는 셀의 중심부에 가상 RTK 기준국을 위치시킬 수 있다. 가상 셀의 순서(번호)가 가상 셀을 특정할 수 있으므로 가상 셀 내의 가상 RTK 기준국의 절대 위치 또한 쉽게 계산 가능하다. 따라서 가상 RTK 기준국의 위치 정보는 가상 셀 RTK 프레임에 포함되지 아니하지만 가상 셀 RTK 프레임 디코더(240) 등 에서 직접 계산할 수 있다.
데이터 수집부(210)는 서비스 지역 내외의 실제 RTK 기준국의 측위보정데이터를 수집한다(S1300). 데이터 수집부(210)는 수신된 상기 실제 측위보정데이터를 RTK 기준국 별로 테이블화하여 정리할 수 있다.
가상 셀 보간부(220)는 데이터 수집부(210)에서 취합한 실제 RTK 기준국 별 측위보정데이터를 기초로 보간 계산하여 가상 셀 내에 위치한 가상 RTK 기준국의 측위보정데이터를 산출한다(S1400). 가상 RTK 기준국 측위보정데이터의 보간 계산은 항법위성(260)의 궤도와 실제 RTK 기준국(250) 위치의 기하학적 특성을 이용하여 직접 계산하거나 이미 널리 알려진 상용 소프트웨어를 이용할 수 있다.
가상 셀 선택 정책이 전부 인코딩 모드가 아닌 경우 현재 타임슬롯 내에서 전송할 가상 셀을 일정한 기준에 따라 선택한다(S1500).
상기 선택된 유효 가상 셀을 표시하는 가상 셀 맵을 생성하되, 가상 셀 선택 정책이 전부 인코딩 모드인 경우에는 가상 셀 맵 생성을 생략할 수 있다(S1600).
상기 가상 셀 맵과 상기 유효 가상 셀 내의 RTK 기준국 측위보정데이터를 결합하여 가상 셀 RTK 프레임을 인코딩하되, 가상 셀 선택 정책이 전부 인코딩 모드인 경우에는 가상 셀 맵을 가상 셀 RTK 프레임에서 배제할 수 있다(S1700).
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 프레임 인코딩 과정 중 차등화, 적응형 차등화를 수행하는 가상 셀 선택 세부 절차를 나타낸 흐름도이다.
가상 셀 RTK 프레임 인코더(230)는 각 가상 셀 내에서 측정된 현재의 교통량과 보행자 수를 실시간으로 피드백 받을 수 있다(S1510).
가상 셀 RTK 프레임 인코더(230)는 상기 피드백 받은 교통량과 보행자 수를 기초로 서비스 지역 전체 공간에서의 각 가상 셀의 교통량, 보행자 수의 공간 밀도 순위를 구하고 이를 유효 가상 셀 선택에 반영할 수 있다(S1520).
가상 셀 RTK 프레임 인코더(230)가 각 가상 셀의 유효성 판단 절차를 매 타임슬롯마다 수행하여 가상 셀 맵을 작성하는 경우에는 가상 셀의 우선 순위를 지정하여 각 가상 셀 내의 RTK 기준국의 측위보정데이터의 전송 주기에 차등을 둘 수 있다(S1530).
상기 차등화된 전송 주기에 따라 각 타임슬롯에 할당되는 가상 셀이 결정되고 매 타임슬롯의 유효 가상 셀 선택에 반영할 수 있다(S1540).
가상 셀 RTK 프레임 인코더(230)은 각 가상 셀 내에서 측정된 차량 또는 보행자의 평균속도, 또는 최고속도를 실시간으로 피드백 받을 수 있다(S1550).
각 가상 셀 내에서 상기 평균속도 또는 최고속도에 기초하여 적합한 RTK 기준국 측위보정데이터의 전송 주기를 계산하고 이에 따라 각 가상 셀이 포함될 타임슬롯 분포를 결정하여 유효 가상 셀 선택 절차에 반영한다(S1560).
가상 셀 맵은 공간 밀도 적응형 차등화(S1520), 시간 밀도 차등화(S1540), 시간 밀도 적응형 차등화(S1560) 등을 적용하여 생성될 수 있다(S1600).
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 프레임 인코더의 내부 블록도이다.
가상 셀 RTK 프레임 인코더(230)는 일정한 기준에 따라 가상 셀의 유효성을 결정하는 유효성 결정부(231),
가상 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터를 입력받고 유효성 결정부의 결과에 따라 유효한 가상 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터만을 출력하는 가상 셀 처리부(233),
유효성 결정부의 결과에 따라 유효 가상 셀을 표시하는 가상 셀 맵을 생성하는 가상 셀 맵 생성부(232) 및
가상 셀 맵과 유효 가상 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터 등을 결합하여 가상 셀 RTK 프레임을 생성하는 프레임 생성부(234)를 포함한다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 프레임을 디코딩하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
가상 셀 RTK 프레임 디코더(240)는 네트워크를 통하여 가상 셀 RTK 프레임을 수신한다(S2100).
또한 수신한 가상 셀 RTK 프레임으로부터 가상 셀 맵과 가상 셀 내 RTK 기준국의 측위보정데이터를 분리하여 획득한다(S2200).
가상 셀 맵에 의해 유효성이 부정되는 가상 셀들의 해당 레코드를 제외하고 가상 셀 테이블(243) 내의 각 레코드에 상기 RTK 기준국 측위보정데이터를 가상 셀의 번호 순서대로 입력하여 가상 셀 테이블(243)을 업데이트한다(S2300).
도 7는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가상 셀 RTK 프레임 디코더의 내부 블록도이다.
가상 셀 RTK 프레임 디코더(240)는 가상 셀 RTK 프레임을 수신하고 해체하여 가상 셀 맵과 RTK 기준국 측위보정데이터를 획득하는 프레임 처리부(241),
가상 셀 맵에 의해 유효성이 부정되는 가상 셀들의 해당 레코드를 제외하고 가상 셀 테이블(243) 내의 각 레코드에 RTK 기준국 측위보정데이터를 가상 셀의 번호 순서대로 입력하여 가상 셀 테이블(243)을 업데이트하는 가상 셀 테이블 제어부(242) 및
각 가상 셀에 대응하는 레코드를 전부 보유하고, 각 레코드에는 해당 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터를 저장하는 가상 셀 테이블(243)을 포함한다.

Claims (10)

  1. RTK 기준국의 측위보정데이터를 분배 또는 제공함에 있어서,
    서비스 지역을 가상의 셀로 규칙적으로 분할하고 가상 셀들의 번호를 정하는 단계;
    상기 각 가상 셀 내에 가상 RTK 기준국의 위치를 결정하는 단계;
    서비스 지역 내외에 설치된 실제 RTK 기준국들로부터 측위보정데이터를 수집하는 단계;
    상기 측위보정데이터에 기초하여, 상기 각 가상 셀 내의 가상 RTK 기준국의 측위보정데이터를 계산하여 보간하는 단계;
    가상 셀 전부를 선택하는 정책이 아닌 경우, 하나 이상의 유효 가상 셀을 선택하는 단계;
    가상 셀 전부를 선택하는 정책이 아닌 경우, 상기 유효 가상 셀을 표시하는 가상 셀 맵을 생성하는 단계; 및
    가상 셀 전부를 선택하는 정책이 아닌 경우 상기 가상 셀 맵과 상기 유효 가상 셀 내의 실제 또는 가상 RTK 기준국 측위보정데이터 등을 결합하고, 가상 셀 전부를 선택하는 정책인 경우 모든 가상 셀 내의 실제 또는 가상 RTK 기준국 측위보정데이터 등을 결합하여 각 타임슬롯마다 하나의 가상 셀 RTK 프레임을 인코딩하는 단계를 포함하고,
    상기 유효 가상 셀 선택 단계는 각 가상 셀의 유효성 판단 절차를 매 타임슬롯마다 수행하여 그 결과에 따라 가상 셀을 선택하고,
    상기 가상 셀 맵 생성 단계는 상기 유효성 판단 절차의 결과에 따라 매 타임슬롯마다 상기 가상 셀 맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가상 셀 RTK 프레임을 인코딩하는 단계는,
    실제 RTK 기준국의 측위보정데이터를 배제하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유효 가상 셀 선택 단계는,
    각 가상 셀 내의 교통량, 보행자 수 등의 현장 정보를 실시간으로 피드백 받아 공간 밀도를 고려하여 적응적으로 가상 셀을 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유효 가상 셀 선택 단계는,
    각 가상 셀 내의 RTK 기준국들의 측위보정데이터의 전송 주기를 차등화하여 유효 가상 셀을 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유효 가상 셀 선택 단계는,
    각 가상 셀 내의 차량 또는 보행자의 평균속도 또는 최고속도 등의 현장 정보를 실시간으로 피드백 받아 시간 밀도를 고려하여 적응적으로 상기 전송 주기를 차등화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 가상 셀 RTK 프레임을 수신하여 처리함에 있어서,
    상기 가상 셀 RTK 프레임을 수신하는 단계;
    상기 가상 셀 RTK 프레임에서 가상 셀 맵과 RTK 기준국 측위보정데이터를 분리하여 각각 획득하는 단계; 및
    상기 가상 셀 맵에 의해 유효성이 부정되는 가상 셀들의 해당 레코드를 제외하고 가상 셀 테이블 내의 각 레코드에 상기 RTK 기준국 측위보정데이터를 가상 셀의 번호 순서대로 입력하여 가상 셀 테이블을 업데이트하는 단계
    를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가상 셀 테이블을 출력하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  8. 서비스 지역 내외에 설치된 실제 RTK 기준국들로부터 측위보정데이터를 수집하는 데이터 수집부;
    상기 데이터 수집부에서 측위보정데이터를 입력받아, 가상 RTK 기준국의 측위보정데이터를 계산하여 보간하는 가상 셀 보간부;
    상기 가상 셀 보간부로부터 RTK 기준국 측위보정데이터를 입력받아, 그 중 하나 이상의 유효 가상 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터 등을 결합하여 가상 셀 RTK 프레임을 인코딩하는 가상 셀 RTK 프레임 인코더; 및
    네트워크를 통하여 상기 가상 셀 RTK 프레임을 입력받아 유효 가상 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터를 획득하고 가상 셀 테이블의 부분 또는 전부를 업데이트하는 가상 셀 RTK 프레임 디코더
    를 포함하는 가상 셀 RTK 시스템.
  9. 일정한 기준에 따라 가상 셀의 유효성을 결정하는 유효성 결정부;
    가상 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터를 입력 받고 상기 유효성 결정에 따라 유효한 가상 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터만을 출력하는 가상 셀 처리부;
    상기 유효성 결정을 반영하여 유효 가상 셀을 표시하는 가상 셀 맵을 생성하는 가상 셀 맵 생성부; 및
    상기 가상 셀 맵과 상기 유효 가상 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터 등을 결합하여 가상 셀 RTK 프레임을 생성하는 프레임 생성부
    를 포함하는 가상 셀 RTK 프레임 인코더.
  10. 가상 셀 RTK 프레임을 수신하고 해체하여 가상 셀 맵과 RTK 기준국 측위보정데이터를 획득하는 프레임 처리부;
    상기 가상 셀 맵에 의해 유효성이 부정되는 가상 셀들의 해당 레코드를 제외하고 가상 셀 테이블 내의 각 레코드에 상기 RTK 기준국 측위보정데이터를 가상 셀의 번호 순서대로 입력하여 가상 셀 테이블을 업데이트하는 가상 셀 테이블 제어부; 및
    각 가상 셀에 대응하는 레코드를 전부 보유하고, 각 레코드에는 해당 셀의 RTK 기준국 측위보정데이터를 저장하는 가상 셀 테이블
    을 포함하는 가상 셀 RTK 프레임 디코더.
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