KR100902333B1 - 항법칩이 탑재된 탐색구조단말기를 이용하는 조난자의위치를 측정하는 방법 및 장치 - Google Patents

항법칩이 탑재된 탐색구조단말기를 이용하는 조난자의위치를 측정하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항법칩이 탑재된 탐색구조단말기를 이용하는 조난자의 위치를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 조난자 위치 측정 방법은 탐색구조단말기로부터 탐색구조위성을 경유하여 구조신호를 수신하는 단계와, 항법칩에 의해 측정된 탐색구조단말기부터 항법위성까지의 거리 정보와 해당 항법위성에 관한 정보를 구조신호로부터 추출하는 단계와, 탐색구조위성에서 측정한 탐색구조위성부터 탐색구조단말기까지의 거리 정보를 수신하는 단계와, 거리 정보들과 항법위성 정보를 통합하여 탐색구조단말기의 위치를 결정하는 단계를 구비한다. 이러한 본 발명에 의하면 항법위성이 하나 이상만 가시권에 들어와도 조난자의 위치를 즉시 측정할 수 있다.

Description

항법칩이 탑재된 탐색구조단말기를 이용하는 조난자의 위치를 측정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR LOCATING A SURVIVOR USING A SEARCH AND RESCUE TERMINAL EQUIPPED WITH NAVIGATION CHIPSET}
본 발명은 조난자 위치 측정 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 항법칩이 탑재된 탐색구조단말기를 이용하는 조난자의 위치를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 : 2007-S-301-01, 과제명 : 위성항법지상국시스템 및 탐색구조단말기 기술].
본 발명은 현재 운용중인 비콘(beacon) 신호에 의해서만 동작하는 탐색구조서비스는 조난신호 발생시 탐색구조 단말의 비콘신호만을 저궤도 탐색구조 위성에서 수신하여 도플러 효과에 의해 거리를 측정하여 조난자의 위치를 파악하도록 설 계되어 있다. 그러므로 적어도 두번의 거리 측정을 해야 조난자의 2차원적인 위치를 측정하게 되는데 저궤도 탐색구조 위성의 재방문 시간은 1.5 시간이나 되어 실질적인 위치 결정은 상당한 시간이 소요된다.
이러한 단점을 보완하기 위해 항법칩을 탑재한 2세대 탐색구조시스템이 도입되고 있다. 이 경우 항법칩에 의해 조난자의 위치가 측정되므로 저궤도의 도플러에 의한 측위 대비 항법칩에 의한 정밀 측위가 가능하므로 저궤도 뿐만 아니라 정지궤도 탐색구조위성에 의해 조난자의 위치추적이 가능하다. 다만, 남위 및 북위 75도 이상의 고위도에서는 제한을 갖게 된다. 또한 항법칩을 탑재한 탐색구조단말기의 경우에도 가시(可視) 위성수가 4개 미만인 경우 그 측위가 어렵다.
따라서 본 발명은 조난 상황에서 가시 위성이 충분히 확보되지 않은 경우에도 조난자의 측위가 지속적으로 가능한 측위 서비스 제공 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한 본 발명은 조난 상황에서 항법칩 탑재 탐색구조단말기가 가시 위성이 충분히 확보되지 않은 경우에도 지속적으로 조난자의 측위 서비스를 제공하기 위한 것으로 탐색구조단말기의 비콘 신호에 대한 도플러에 의한 거리 정보와, 탐색구조단말기의 항법칩에 의해서 수신된 하나 이상의 항법신호처리에 의한 거리 정보를 수신하여 이를 처리함으로써 조난자의 위치를 시간적인 지연 없이 바로 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 항법칩이 탑재된 탐색구조단말기를 이용하는 조난자의 위치를 측정하는 방법으로서, 상기 탐색구조단말기로부터 탐색구조위성을 경유하여 구조신호를 수신하는 단계와, 상기 항법칩에 의해 측정된 상기 탐색구조단말기부터 항법위성까지의 거리 정보와 해당 항법위성에 관한 정보를 상기 구조신호로부터 추출하는 단계와, 상기 탐색구조위성에서 측정한 상기 탐색구조위성부터 상기 탐색구조단말기까지의 거리 정보를 수신하는 단계와, 상기 거리 정보들과 상기 항법위성 정보를 통합하여 상기 탐색구조단말기의 위치를 결정하는 단계를 구비하는 것을 일 특징으로 한다.
또한 본 발명은 항법칩이 탑재된 탐색구조단말기를 이용하는 조난자의 위치를 측정하는 장치로서, 상기 탐색구조단말기로부터 탐색구조위성을 경유하여 구조신호를 수신하고, 상기 탐색구조위성에서 측정한 상기 탐색구조위성부터 상기 탐색구조단말기까지의 거리 정보를 수신하는 통신부와, 상기 항법칩에 의해 측정된 상 기 탐색구조단말기부터 항법위성까지의 거리 정보와 해당 항법위성에 관한 정보를 상기 구조신호로부터 추출하는 수단과, 상기 거리 정보들과 상기 항법위성 정보를 통합하여 상기 탐색구조단말기의 위치를 결정하는 수단을 구비하는 것을 다른 특징으로 한다.
본 발명은 탐색구조단말기의 비콘신호로부터 도플러 효과를 이용하여 탐색구조위성에서 측정된 거리 정보와, 수신된 하나 이상의 항법신호로부터 도플러 효과를 이용하여 탐색구조단말기의 항법칩에서 측정되어 전송된 거리 정보를 통합하여 측위한다. 항법칩에 의해 측정된 거리 정보는 해당 항법위성의 정보와 함께 조난 비콘신호에 의해 전송된다. 한편, 가시위성의 수가 4개 이상이면 정상 측위 모드로 전환된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 항법위성이 하나 이상만 가시권에 들어와도 조난자의 위치를 즉시 측정할 수 있다. 기존의 방법은 조난자의 측위시 최소 1.5 시간의 시간이 걸리며 항법칩 탑재한 상 탐색구조시스템에서도 가시항법위성수가 제한적일 경우에는 조난자 측위의 신속성과 정확성에 제약이 발생하나 본 발명에서 제시한 방법에 따르면 신속성과 정밀도의 향상이 가능하다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 조난자 위치 측정 장치의 구성 및 네트워크 연결 관계를 도시하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 조난자 위치 측정 시스템은 탐색구조단말기(100), 조난자 위치 측정 장치인 탐색구조지상국(110), 항법위성(120), 탐색구조위성(130), 구조센터(140)을 구비한다.
먼저, 탐색구조단말기(100)는 통신부(102), 항법칩(104), 항법신호 처리부(106), 탐색구조메시지 처리부(108)를 구비하고 있다.
조난자의 위치를 측정하는 탐색구조지상국(110)은 통신부(112), 구조신호메시지 처리부(114), 조난자 측위부(116)를 구비하고 있다. 통신부(112)는 탐색구조단말기(100)로부터 탐색구조위성(130)을 경유하여 구조신호(154)를 수신하고, 탐색구조위성(130)에서 측정한 탐색구조위성(130)으로부터 탐색구조단말기(100)까지의 거리 정보를 수신한다. 탐색구조위성(130)으로부터 탐색구조단말기(100)까지의 거리 정보는 탐색구조위성(130)이 탐색구조단말기(100)의 구조신호에 대한 도플러 효과를 이용하여 측정한다. 구조신호메시지 처리부(114)는 항법칩(104)에 의해 측정된 탐색구조단말기(100)부터 항법위성(120)까지의 거리 정보와 해당 항법위성에 관한 정보를 구조신호(154)로부터 추출한다. 탐색구조단말기(100)로부터 항법위 성(120)까지의 거리 정보는 항법칩(104)이 항법위성(120)으로부터 전송된 항법신호(150a, 150b)로부터 도플러 효과를 이용하여 측정한다. 조난자 측위부(116)는 이 거리 정보들과 항법위성 정보를 통합하여 탐색구조단말기(100)의 위치(즉, 조난자의 위치)를 결정한다. 한편, 항법위성(120)의 가시위성의 수가 4개 이상이면 정상측위모드로 전환하여, 항법칩(104)에 의해 측정된 거리 정보와 항법위성 정보를 이용하여 탐색구조단말기(100)의 위치를 결정한다. 이렇게 결정된 탐색구조단말기(100)의 위치는 통신부(112)를 경유하여 구조센터(140)로 통지되어, 조난자에 대한 구조 작업이 이루어지도록 한다.
도 2는 본 발명에 의한 조난자 위치 측정 방법의 흐름도이다.
먼저 탐색구조단말기(100)로부터 탐색구조위성(130)을 경유하여 구조신호(154)를 수신한다(S202).
다음에는 항법칩(104)에 의해 측정된 탐색구조단말기(100)로부터 항법위성(120)까지의 거리 정보와 해당 항법위성에 관한 정보를 구조신호(154)로부터 추출한다(S204). 탐색구조단말기(100)부터 항법위성(120)까지의 거리 정보는 항법칩(104)이 항법위성(120)으로부터 전송된 항법신호(150a, 150b)로부터 도플러 효과를 이용하여 측정한다.
다음에는 탐색구조위성(130)에서 측정한 탐색구조위성(130)으로부터 탐색구조단말기(100)까지의 거리 정보를 탐색구조위성(130)으로부터 수신한다(S206). 탐색구조위성(130)으로부터 탐색구조단말기(100)까지의 거리 정보는 탐색구조위성(130)이 탐색구조단말기(100)의 구조신호(152)에 대한 도플러 효과를 이용하여 측정한다.
다음에는 상기 거리 정보들과 상기 항법위성 정보를 통합하여 탐색구조단말기(100)의 위치를 결정한다(S208). 항법칩 탑재 탐색구조단말기(100)에 의해 4개 미만의 항법위성(120)으로부터 항법신호(150)를 수신하여 그 위치를 정확하게 측정할 수 없는 경우에서도 본 발명은 탐색구조위성(130)을 통하여 수신된 조난자의 탐색구조단말기(100)의 비콘신호(152)로부터 측정된 거리정보와 탐색구조단말기(100)에서 측정된 항법위성(120)의 도플러에 의한 거리 측정값을 이용하여 최소 하나이상의 항법신호(150)만 수신되면 즉시 2차원 측위를 수행한다.
즉, 항법칩(104)이 내장되어 있는 탐색구조단말기(100)가 조난 상황에 처하고 가시항법위성(120)이 4개 미만인 경우, 가시위성으로부터 수신된 항법신호(150)를 처리하여 해당 항법위성의 거리를 도플러를 이용하여 측정하여 메시지 처리부(108)로 보내 메시지에 포함시켜 통신부(102)를 통해 비콘신호(152)로 탐색구조위성(130)으로 전송한다. 이렇게 수신된 구조 비콘신호(152)는 탐색구조지상국(110)으로 보내져 구조신호메시지 처리부(114)에서 처리된 후 탐색구조위성(130)에 의해 측정된 거리정보와 가시 항법위성으로부터 수신된 신호처리에 의한 거리 정보를 함께 처리하여 조난자의 위치를 결정한다. 이를 바탕으로 구조센터(140)에서는 구조대를 급파하게 된다.
항법위성의 가시위성의 수가 4개 이상이면 정상모드로 전환하여 항법칩(104)에 의해 측정된 거리 정보와 항법위성 정보를 이용하여 탐색구조단말기(100)의 위치를 결정한다. 탐색구조단말기(100)에서 항법위성(120)으로부터 항법신호(150)를 수신하여 처리하는 항법칩(104)에 의해 단말기(100)의 측위가 수행되고, 조난시 사용자의 측위정보가 단말기 소유자의 정보와 함께 단말기의 비콘신호(152)로 탐색구조위성(130)으로 전송된다. 그리하여 조난자의 위치는 즉시 확인되고 구조대가 파견되어 조난자를 구조하게 된다.
다음에는 결정된 탐색구조단말기(100)의 위치는 구조센터(140)로 통지된다(S210). 구조센터(140)는 통지된 탐색구조단말기(100)의 위치(즉, 조난자의 위치)를 참조하여 조난자에 대한 구조 작업을 수행하게 된다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체(CD, DVD와 같은 유형적 매체뿐만 아니라 반송파와 같은 무형적 매체)를 포함한다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 의한 조난자 위치 측정 장치의 구성 및 네트워크 연결 관계를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 의한 조난자 위치 측정 방법의 흐름도.

Claims (11)

  1. 항법칩이 탑재된 탐색구조단말기를 이용하는 조난자의 위치를 측정하는 방법에 있어서,
    상기 탐색구조단말기로부터 탐색구조위성을 경유하여 구조신호를 수신하는 단계와,
    상기 항법칩에 의해 측정된 상기 탐색구조단말기부터 항법위성까지의 거리 정보와 해당 항법위성에 관한 정보를 상기 구조신호로부터 추출하는 단계와,
    상기 탐색구조위성에서 측정한 상기 탐색구조위성부터 상기 탐색구조단말기까지의 거리 정보를 수신하는 단계와,
    상기 거리 정보들과 상기 항법위성 정보를 통합하여 상기 탐색구조단말기의 위치를 결정하는 단계를
    구비하는 것을 특징으로 하는 조난자 위치의 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탐색구조단말기의 구조신호는 비콘신호로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조난자 위치의 측정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 탐색구조위성부터 상기 탐색구조단말기까지의 거리 정보는 상기 탐색구조위성이 상기 탐색구조단말기의 구조신호에 대한 도플러 효과를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 조난자 위치의 측정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 탐색구조단말기부터 항법위성까지의 거리 정보는 상기 항법칩이 상기 항법위성으로부터 전송된 항법신호로부터 도플러 효과를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 조난자 위치의 측정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 항법위성의 가시위성의 수가 4개 이상이면 상기 항법칩에 의해 측정된 거리 정보와 상기 항법위성 정보를 이용하여 상기 탐색구조단말기의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 조난자 위치의 측정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정된 탐색구조단말기의 위치를 구조센터로 통지하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조난자 위치의 측정 방법.
  7. 항법칩이 탑재된 탐색구조단말기를 이용하는 조난자의 위치를 측정하는 장치에 있어서,
    상기 탐색구조단말기로부터 탐색구조위성을 경유하여 구조신호를 수신하고, 상기 탐색구조위성에서 측정한 상기 탐색구조위성부터 상기 탐색구조단말기까지의 거리 정보를 수신하는 통신부와,
    상기 항법칩에 의해 측정된 상기 탐색구조단말기부터 항법위성까지의 거리 정보와 해당 항법위성에 관한 정보를 상기 구조신호로부터 추출하는 수단과,
    상기 거리 정보들과 상기 항법위성 정보를 통합하여 상기 탐색구조단말기의 위치를 결정하는 수단을
    구비하는 것을 특징으로 하는 조난자 위치의 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 탐색구조단말기의 구조신호는 비콘신호로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조난자 위치의 측정 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 탐색구조위성부터 상기 탐색구조단말기까지의 거리 정보는 상기 탐색구조위성이 상기 탐색구조단말기의 구조신호에 대한 도플러 효과를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 조난자 위치의 측정 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 탐색구조단말기부터 항법위성까지의 거리 정보는 상기 항법칩이 상기 항법위성으로부터 전송된 항법신호로부터 도플러 효과를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 조난자 위치의 측정 장치.
  11. 항법칩이 탑재된 탐색구조단말기를 이용하는 조난자의 위치를 측정하는 방법이 구현된 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 있어서, 상기 프로그램은
    상기 탐색구조단말기로부터 탐색구조위성을 경유하여 구조신호를 수신하는 단계와,
    상기 항법칩에 의해 측정된 상기 탐색구조단말기부터 항법위성까지의 거리 정보와 해당 항법위성에 관한 정보를 상기 구조신호로부터 추출하는 단계와,
    상기 탐색구조위성에서 측정한 상기 탐색구조위성부터 상기 탐색구조단말기 까지의 거리 정보를 수신하는 단계와,
    상기 거리 정보들과 상기 항법위성 정보를 통합하여 상기 탐색구조단말기의 위치를 결정하는 단계를
    수행하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
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