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KR100456041B1 - Equipment for Collecting Global Positioning Information - Google Patents

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KR100456041B1
KR100456041B1 KR10-2004-0059162A KR20040059162A KR100456041B1 KR 100456041 B1 KR100456041 B1 KR 100456041B1 KR 20040059162 A KR20040059162 A KR 20040059162A KR 100456041 B1 KR100456041 B1 KR 100456041B1
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KR
South Korea
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satellite
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KR10-2004-0059162A
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Korean (ko)
Inventor
안호준
안용준
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(주)지앤제이
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Abstract

본 발명은 위성측위 환경정보 수집용 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 데이터 수신 장애물도, 위성 궤적정보 및 위치측정과 관련된 각종 정보를 수집하여 이를 어안렌즈에 의해 수집된 전방위 영상에 기입함으로써, 단 하나의 이미지 데이터에 위성측위 환경정보에 관련된 모든 정보를 종합적으로 수집할 수 있는 위성측위 환경정보 수집용 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for collecting satellite positioning environmental information, and more particularly, by collecting various information related to data reception obstacles, satellite trajectory information, and position measurement, and writing them in the omnidirectional image collected by the fisheye lens. The present invention relates to an apparatus for collecting satellite positioning environmental information that can collectively collect all information related to satellite positioning environmental information in a single image data.

본 발명의 위성측위 환경정보 수집용 장치는 어안렌즈를 통해 전방위 시야를 촬영하는 카메라, 복수의 GPS 위성으로부터 관측위치, 위치정보 정밀도, 관측시간 등을 수집하는 GPS 수신기, 상기 카메라로 촬영한 전방위 사진의 방위정보를 인식하여 검출하는 전자나침반, 키패드, 위성 궤도정보 입력포트 및 상기의 각 장치로부터 수집된 정보 및 이로부터 계산된 위성의 궤적을 카메라로 촬영한 전방위 영상에 기입하는 마이크로프로세서로 이루어진다.The apparatus for collecting satellite positioning environmental information according to the present invention includes a camera for photographing an omnidirectional field of view through a fisheye lens, a GPS receiver for collecting observation positions, location information accuracy, and observation time from a plurality of GPS satellites, and an omnidirectional photograph taken with the camera. An electronic compass, a keypad, a satellite orbit information input port for recognizing and detecting azimuth information, and a microprocessor for writing information collected from the above devices and calculated satellite trajectories in the omnidirectional image taken by a camera.

Description

위성측위 환경정보 수집용 장치{Equipment for Collecting Global Positioning Information}Equipment for collecting satellite positioning environmental information {Equipment for Collecting Global Positioning Information}

본 발명은 위성측위 환경정보 수집용 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터 수신 장애물도, 위성 궤적정보 및 위치측정과 관련된 각종 정보를 수집하여, 이를 어안렌즈에 의해 수집된 전방위 영상에 기입함으로써, 단 하나의 이미지 데이터에 위성측위 환경정보에 관련된 모든 정보를 종합적으로 수집할 수 있는 위성측위 환경정보 수집용 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for collecting satellite positioning environmental information, and more particularly, by collecting various types of information related to data reception obstacles, satellite trajectory information, and position measurement, and writing them in the omnidirectional image collected by the fisheye lens. The present invention relates to an apparatus for collecting satellite positioning environmental information that can collectively collect all information related to satellite positioning environmental information in a single image data.

GPS 위성측량은 2만 ㎞ 이상의 높은 고도에 위치하는 GPS 위성으로부터 전파를 수신받아 전파에 포함된 각종 신호를 해석하여 수신지점 간의 정밀한 상대거리를 계산하는 측량으로, 위성전파를 수신한 환경에 의해 영향을 받는다.GPS satellite survey is a survey that receives radio waves from GPS satellites located at high altitudes of over 20,000 km and analyzes various signals included in radio waves to calculate precise relative distances between receiving points. Receive.

정밀 측위용 GPS 데이터의 수신은 동일 시간대에 서로 다른 두 지점에서 전용 안테나와 수신기를 이용하여 GPS 위성으로부터 발송되는 전파를 수신하여 이루어진다. 동일 시간대에 4개 이상의 동일한 위성으로부터 발송된 전파를 서로 다른 지점에 위치한 두 수신기에서 수신하였다면, 데이터의 통합 처리를 통하여 두 수신지점 사이의 거리를 계산할 수 있는 데이터가 준비되며, 수신 후 실내에서 PC를 이용하여 이러한 데이터를 처리하게 된다. 수신된 데이터의 처리는 전용 소프트웨어를 통하여 이루어지는데, 이때 측위 당시의 데이터 수신환경 정보가 필요하다. 위성 수신 데이터를 처리한 결과는 RMSE(root mean square error)와 같은 통계적인 정밀도로 평가되거나, 계산된 상대 거리들 간의 기하학적인 조건을 만족시키는 지의 여부를 검증하는 방법으로 평가된다. 상기의 평가 결과가 양호한 경우에는 문제가 되지 않지만, 그렇지 못한 경우에는 수신된 위성 데이터 중에서 일부를 삭제하고 재처리해야 하는 필요성이 발생하게 된다. 이 과정에서 어떤 위성에서 수신한 데이터 중에서 어떤 부분을 삭제해야 하는가에 대한 판단을 내려야 하는데, 이때 정확한 판단을 위해서는 데이터 수신 환경에 대한 충분한 정보가 필요하다.Receiving the precision positioning GPS data is received by receiving radio waves from GPS satellites using a dedicated antenna and a receiver at two different points in the same time zone. If radio waves from four or more identical satellites are received by two receivers located at different points in the same time zone, data is prepared to calculate the distance between two reception points through data integration. We will process this data using. The received data is processed through dedicated software, which requires information on the data reception environment at the time of positioning. The result of processing the satellite reception data is evaluated by statistical precision such as root mean square error (RMS) or by verifying whether the geometric conditions between the calculated relative distances are satisfied. If the above evaluation results are good, this is not a problem, but if not, there is a need to delete and reprocess some of the received satellite data. In this process, it is necessary to make a decision about which part of data received from a satellite should be deleted. In this case, sufficient information on the data reception environment is necessary for accurate determination.

지금까지는 정보의 수집을 위하여 데이터 수신 현장에서 나침반과 육안을 이용하여 데이터의 수신환경에 대한 개략적인 정보를 손으로 스케치하고, 데이터 처리 전용 소프트웨어에서 지원하는 위성의 궤적정보를 사용하였다. 데이터 처리자는 이러한 방법으로 수집된 두 정보를 동시에 확인하고 비교하면서 장애물이 비교적 많이 위치한 경로를 따라 수신된 위성 데이터 및 비교적 낮은 고도에 위치한 위성에서 수신된 데이터를 삭제하는 것과 같은 방법을 사용하여 위성 데이터를 재처리 할 수 있다.Until now, for the collection of information, a sketch of the information receiving environment was sketched by hand using a compass and the naked eye at the data receiving site, and the satellite trajectory information supported by the data processing software was used. The data processor simultaneously checks and compares the two pieces of information collected in this way, using satellite methods such as deleting satellite data received along relatively high obstruction paths and data received from relatively low altitude satellites. Can be reprocessed.

그러나, 이러한 방법을 사용할 경우 현장에서 스케치한 정보의 신뢰도에 문제가 생길 수 있고, 관측자가 잘못된 방위를 기입하는 경우도 발생할 수 있으며, 관측자의 육안에 의존하기 때문에 스케치 결과의 정확도가 크게 저하된다는 문제점이 있다. 또한, 정확한 데이터 편집을 위한 의사결정 자료로서의 가치를 높이기 위해서는 위성의 궤적정보와 현장 스케치 결과를 중첩해서 확인해야만 하는데, 이때 스케치 데이터를 스캐닝하고 이미지 처리를 통하여 궤적정보와 합성하는 등의 작업이 상당히 번거롭고, 많은 시간을 필요로 하기 때문에 거의 활용되지 못하고 있다.However, this method may cause problems in the reliability of the sketched information in the field, may cause the observer to enter an incorrect orientation, and the accuracy of the sketch result is greatly reduced because it depends on the observer's eyes. There is this. In addition, in order to increase the value as a decision data for accurate data editing, the satellite trajectory information and the field sketch results must be superimposed, and the work such as scanning the sketch data and synthesizing the trajectory information through image processing is quite significant. It is cumbersome and requires a lot of time, so it is rarely utilized.

따라서, 정확한 방위가 기입된 전파수신 장애물도, 하늘에서 위성이 움직인 궤적을 나타내는 위성 궤적도 및 이 외의 위치 측정과 관련된 각종 정보를 종합적으로 구현하는 기술이 절실히 필요하다.Therefore, there is an urgent need for a technique for comprehensively implementing radio wave reception obstacles in which accurate orientations are written, satellite trajectory diagrams showing the trajectories of satellite movements in the sky, and various other information related to position measurement.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 주된 목적은 데이터 수신 장애물도, 위성 궤적정보 및 기타 위치측정과 관련된 각종 정보를 수집하여 이를 어안렌즈에 의해 수집된 전방위 영상에 기입함으로써, 단 하나의 이미지 데이터에 위성측위 환경정보에 관련된 모든 정보를 종합적으로 수집할 수 있는 위성측위 환경정보 수집용 장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, the main object of the present invention is to collect a variety of information related to data reception obstacle maps, satellite trajectory information and other position measurements and collected by the fisheye lens The present invention provides a device for collecting satellite positioning environment information that can collectively collect all information related to satellite positioning environment information in a single image data.

도 1은 본 발명의 어안렌즈를 이용한 위성측위 환경정보 수집용 장치의 구성도를 나타낸 것이다.Figure 1 shows the configuration of the apparatus for collecting satellite positioning environmental information using the fisheye lens of the present invention.

도 2는 도 1의 외형적인 구성을 나타낸 것이다.FIG. 2 shows the external configuration of FIG. 1.

도 3은 본 발명에 사용된 GGA메시지와 RMC메시지를 나타낸 것이다.3 shows a GGA message and an RMC message used in the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 어안렌즈를 이용한 위성측위 환경정보 수집용 장치를 적용하여 제작된 이미지 정보를 나타낸 것이다.4 shows image information produced by applying the apparatus for collecting satellite positioning environmental information using a fisheye lens according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 어안렌즈를 이용한 위성측위 환경정보 수집용 장치의 설치도를 나타낸 것이다.Figure 5 shows the installation of the apparatus for collecting satellite positioning environmental information using a fisheye lens according to the present invention.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 어안렌즈를 통해 전방위 영상을 촬영하는 카메라; (b) 복수의 GPS 위성으로부터 관측위치, 위치정보 정밀도, 관측시간과 관련된 정보를 수집하는 GPS 수신기; (c) 상기 카메라로 촬영한 전방위 사진의 방위정보를 인식하여 검출하는 전자나침반; (d) 상기 GPS 수신기의 총 수신시간과 각종 부가정보를 입력하는 키패드; (e) 외부로부터 GPS 위성의 궤도계산에 필요한 역법데이터(almanac)를 제공받는 궤도정보 입력포트; 및 (f) 상기 각 장치로부터 입력된 위성궤도정보, 관측시간정보, 방위정보를 이용하여 위성의 궤적을 계산하고, 상기 계산된 위성의 궤적, 관측시간정보, 방위정보, 측정위치정보 및 정밀도 평가지수를 포함하는 위성측위 환경정보를, 카메라로 촬영한 전방위 영상에 기입하는 마이크로프로세서로 이루어지되,In order to achieve the above object, the present invention (a) a camera for photographing the omnidirectional image through the fisheye lens; (b) a GPS receiver for collecting information related to observation position, location information precision, and observation time from a plurality of GPS satellites; (c) an electronic compass for recognizing and detecting orientation information of the omnidirectional photograph taken by the camera; (d) a keypad for inputting the total reception time and various additional information of the GPS receiver; (e) an orbital information input port for receiving almanac required for calculating the orbit of a GPS satellite from the outside; And (f) calculating the trajectory of the satellite using the satellite orbit information, observation time information, and azimuth information input from each device, and evaluating the calculated trajectory, observation time information, azimuth information, measurement position information, and precision of the satellite. It consists of a microprocessor that fills in the omnidirectional image taken by the camera with satellite positioning environmental information, including the index.

상기 마이크로프로세서는 하기의 단계를 통하여 각각의 GPS 위성궤적을 획득하는 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 위성측위 환경정보 수집용 장치를 제공한다:The microprocessor provides an apparatus for collecting satellite positioning environmental information, which has a function of acquiring each GPS satellite trajectory through the following steps:

(i) 평균이상값(M)과 이심율(e)을 이용하여 하기 수학식 1에 의해 편심이상값(E(t))을 획득하는 단계;(i) obtaining an eccentric outlier value E (t) by using Equation 1 below using the mean outlier value M and the eccentricity ratio e;

[수학식 1] [Equation 1]

여기서, 시간(t)의 값은 입력된 역법데이터의 생성시간과 관측시간을 비교하여 계산한다;Here, the value of time t is calculated by comparing the generation time of the input inverse data with the observation time;

(ii) 상기 획득된 평심이상값을 이용하여 하기 수학식 2에 의해 위성 궤도상의 위치벡터(r)와 시간에 따른 변동벡터()를 획득하는 단계;(ii) changes in accordance with the position vector (r) and time on the satellite orbit by the obtained pyeongsim over to using the value of equation (2) vector ( Obtaining;

[수학식 2] [Equation 2]

여기서,이다;here, to be;

(iii) 상기 획득된 위성 궤도상의 위치벡터를 하기 수학식 3에 의해 지구 중심의 천구기준 좌표계의 좌표로 변환(R)한 후, 상기 천구기준 좌표계의 좌표를 그리니치자오선과 춘분점을 통과하는 자오선 사이의 각을 적용하여 지구기준 좌표계의 좌표(R′)로 변환하는 단계; 및(iii) between the meridian passing through the obtained to a position vector on the satellite orbit converted into coordinates of the celestial sphere reference coordinate system of the center of the earth by the following formula 3 (R) one after, the coordinates of the celestial sphere reference coordinate system the Greenwich meridian and the vernal equinox Converting the coordinates of the georeferenced coordinate system ( R ') by applying an angle of; And

[수학식 3] [Equation 3]

여기서,R 3{Θ}는 그리니치자오선과 춘분점을 통과하는 자오선 사이의 각이다;Where R 3 { Θ } is the angle between the Greenwich meridian and the meridian passing through the vernal equinox;

(iv) 상기 위성 궤도타원상의 위치벡터(r)를 기존의 (e 1,e 2) 성분을 사용하고 타원체 연지방향 성분의 값으로 0을 추가하여 1행 3열의 벡터로 변환한 후, 하기 수학식 4의 회전 변환식을 적용하여 지구중심 좌표계에 준거한 위성의 궤적(ρ)을 획득하는 단계;(iv) the position vector ( r ) on the satellite orbit is converted into a vector of one row and three columns by using the existing ( e 1 , e 2 ) component and adding 0 as the value of the ellipsoidal soft component. Applying a rotation transformation equation of Equation 4 to obtain a satellite trajectory ρ based on the earth center coordinate system;

[수학식 4] [Equation 4]

여기서, 지구중심 좌표계에 준거한 위성의 궤적(ρ)은 3차원 지각좌표계 형태의 좌표이다.Here, the trajectory ( ρ ) of the satellite based on the Earth's center coordinate system is a coordinate in the form of a three-dimensional crustal coordinate system.

본 발명은 또한, 상기 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는, 전방위 하늘사진에 위성궤적, 관측시간정보, 방위정보, 측정위치정보 및 정밀도 평가지수를 포함하는 위성측위 환경정보가 기입된 이미지의 제작방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing an image in which satellite positioning environment information including satellite trajectories, observation time information, azimuth information, measurement position information, and precision evaluation indexes is recorded in an omnidirectional sky image. to provide.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 어안렌즈를 이용한 위성측위 환경정보 수집용 장치에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 GPS 위성 데이터 수신장치로부터 수신된 데이터를 처리하는데 필요한 각종 측위 환경정보를 수집하기 위한 위성측위 환경정보 수집용 장치의 전체 구성은 (a) 어안렌즈를통해 전방위 시야를 촬영하는 카메라; (b) 복수의 GPS 위성으로부터 관측위치, 위치정보 정밀도, 관측시간과 관련된 정보를 수집하는 GPS 수신기; (c) 상기 카메라로 촬영한 전방위 사진의 방위정보를 인식하여 검출하는 전자나침반; (d) 상기 GPS 수신기의 총 수신시간과 각종 부가정보를 입력하는 키패드; (e) 외부로부터 GPS 위성의 궤도 계산에 필요한 역법데이터(almanac)를 제공받는 궤도정보 입력포트; 및 (f) 상기의 각 장치로부터 입력된 위성 궤도정보, 관측시간정보, 방위정보를 이용하여 위성의 궤적을 계산하고, 상기의 위성의 궤적, 관측시간정보, 방위정보, 위치정보 정밀도 등의 위성측위 환경정보를 카메라로 촬영한 전방위 영상에 기입하는 마이크로프로세서로 이루어진다.1 is a view showing an embodiment of an apparatus for collecting satellite positioning environmental information using a fisheye lens according to the present invention. As shown in Figure 1, the overall configuration of the satellite positioning environmental information collection device for collecting various positioning environmental information required for processing the data received from the GPS satellite data receiving apparatus of the present invention (a) through the fisheye lens A camera for photographing the omnidirectional field of view; (b) a GPS receiver for collecting information related to observation position, location information precision, and observation time from a plurality of GPS satellites; (c) an electronic compass for recognizing and detecting orientation information of the omnidirectional photograph taken by the camera; (d) a keypad for inputting the total reception time and various additional information of the GPS receiver; (e) an orbital information input port for receiving almanac required for calculating the orbit of a GPS satellite from the outside; And (f) calculating the trajectory of the satellite using the satellite orbit information, observation time information, and orientation information inputted from the above devices, and calculating satellite trajectories of the satellite, observation time information, orientation information, and location information precision. It consists of a microprocessor which writes positioning environmental information into the omnidirectional image photographed with a camera.

상기의 어안렌즈가 설치된 카메라, GPS 수신기, 전자나침반, 키패드 및 궤도정보 입력포트로부터 GPS 위성 데이터의 수신환경에 대한 정보를 수집할 수 있다. 상기의 각 장치를 통하여 수집되는 정보의 종류는 다음과 같다.Information about a reception environment of GPS satellite data may be collected from a camera, a GPS receiver, an electronic compass, a keypad, and an orbit information input port where the fisheye lens is installed. The types of information collected through the above devices are as follows.

구성 장치Configuration device 수집 정보Information collected 어안렌즈Fisheye lens 전방위 촬영사진(장애물도)Omnidirectional photograph (obstacle diagram) GPS 수신기GPS receiver 위치정보, 위치정보 저하율, 관측시간Location information, location information degradation rate, observation time 키패드(key pad)Key pad 총 수신시간, 각종 부가정보Total reception time, additional information 전자나침반Electronic compass 촬영된 사진의 방위정보Defense Information of Taken Photo 궤도정보 입력포트Track information input port 위성 궤적의 계산에 필요한 ALMANAC 데이터ALMANAC Data Required to Compute Satellite Trajectories

어안렌즈는 전방위 촬영사진을 수집하여, 디지털 카메라의 CCD로 영상정보를 전송한다. 전송된 영상정보는 카메라에 장착된 별도의 영상처리용 처리장치를 통하여 메모리에 저장되며, 상기 영상처리용 처리장치는 전자나침반에서 방위 정보를 입력받아 처리된 영상에 방위와 고도정보를 입력한다.The fisheye lens collects photographs from all directions and transmits image information to the CCD of the digital camera. The transmitted image information is stored in a memory through a separate image processing apparatus mounted on a camera, and the image processing apparatus receives azimuth information from an electronic compass and inputs azimuth and altitude information to the processed image.

또한, GPS 수신기로부터 측정된 현재 위치와 측정 시작 시간을 입력받는데, GPS 수신기로부터 데이터를 입력받는 방법은 다음과 같다. 먼저, 휴대용 GPS가 NMEA0183이란 공통 포맷을 이용하여 측정된 위치정보와 시간정보 등의 각종 정보를 내보내는데, 본 발명에서는 여러 NMEA 메시지들 중에서, 도 3에 도시한 바와 같이, GGA 메시지와 RMC 메시지를 이용한다. 상기 GGA 메시지에서는 위도(latitude), 경도(longitude), 위치측정 종류(fix quality) 정보를 추출하여 사용하며, RMC 메시지에서는 측정시간 정보와 수신기 상태 정보를 추출하여 사용한다. 이때, 위도와 경도 좌표의 경우는 우리나라 좌표계에 맞게 변환하여 사용하여야 하는데, 좌표계 사이의 변환관계를 7개의 매개변수로 정의하는 하기 수학식 5의 7매개변수 변환방법을 사용하여 좌표를 변환한다.In addition, a current position and a measurement start time measured by the GPS receiver are input. The method of receiving data from the GPS receiver is as follows. First, the portable GPS exports various information such as location information and time information measured using a common format called NMEA0183. In the present invention, among the various NMEA messages, as shown in FIG. 3, a GGA message and an RMC message are displayed. I use it. In the GGA message, latitude, longitude, and fix quality information are extracted and used, and in the RMC message, measurement time information and receiver state information are extracted and used. In this case, the latitude and longitude coordinates should be converted and used according to the Korean coordinate system. The coordinates are transformed using the 7 parameter transformation method of Equation 5 below, which defines the transformation relationship between the coordinate systems as 7 parameters.

여기서, 변환에 사용된 7개 매개변수의 값은 △x(m)=115.8, △y(m)=-474.99, △z(m)=-674.11, ω(″)=1.16, φ(″)=-2.31, κ(″)=-1.63, scale(ppm)=-6.43이다.Where the values of the seven parameters used in the conversion are Δx (m) = 115.8, Δy (m) =-474.99, Δz (m) =-674.11, ω (″) = 1.16, φ (″) = -2.31, κ (") =-1.63, and scale (ppm) =-6.43.

마이크로프로세서는 상기의 각 장치로부터 입력된 위치정보와 시간정보 및 총 관측시간정보를 어안렌즈가 장착된 카메라로 촬영한 전방위 영상에 기입한다. 또한, 저장된 위성궤도 정보자료와 관측 시작시간, 관측 종료시간, 방위정보를 이용하여 위성의 궤적을 계산하고, 이를 영상에 기입한다. GPS 위성의 궤적을 계산하기 위해 사용되는 기초자료로는 역법(almanac) 데이터가 이용되는데, 역법 데이터는 케플러 궤도 모델에 입각한 궤도결정요소를 포함하고 있으며, 미국의 YUMA, SEM 등의 국가 기관에서 매일 계산하여 배포하고 있다.The microprocessor writes the position information, the time information, and the total observation time information inputted from the above devices into the omnidirectional image photographed by a camera equipped with a fisheye lens. In addition, the trajectory of the satellite is calculated using the stored satellite orbit information data, the observation start time, the observation end time, and the orientation information, and the satellite trajectory is recorded and recorded in the image. Almanac data is used as the basic data used to calculate the trajectory of GPS satellites, which includes orbital determinants based on Kepler's orbital model. It is calculated and distributed daily.

상기 케플러 궤도는 승교점 상승각(??), 궤도면 경사각(i), 근지점 편각(ω), 궤도 장반경(a), 이심율(e) 및 근지점 통과 후 경과시간(T0) 등의 요소로 표현되며, 입력된 역법 데이터는 1개의 위성 당 위성번호, 위성상태, 역법(almanac) 생성시간, 이심율(e), 궤도면 경사각(i), 위성시계오차, 위성시계 초 측정편차 등의 정보를 포함한다.The Kepler orbit is expressed by factors such as the ascending point ascending angle (??), orbital inclination angle (i), near point declination angle (ω), long track radius (a), eccentricity (e), and elapsed time after passing near point (T 0 ). The input station data includes information such as satellite number per satellite, satellite state, generation time of almanac, eccentricity (e), orbital inclination angle (i), satellite clock error, and satellite clock second measurement deviation. do.

이러한 역법 데이터를 이용하여 본 발명의 마이크로프로세서가 위성의 궤적을 계산하는 과정은 다음과 같다.The process of calculating the trajectory of the satellite by the microprocessor of the present invention using such inverse data is as follows.

먼저, 하기 수학식 1에 의해 평균이상값(M)과 이심율을 이용하여 편심이상(eccentric anomaly: E(t))값을 계산한다.First, an eccentric anomaly (E (t)) value is calculated using Equation 1 below using the mean outlier M and the eccentricity.

[수학식 1] [Equation 1]

여기서, 시간 t의 값은 입력된 역법(almanac)의 생성시간과 관측시간을 비교하여 계산한다.Here, the value of time t is calculated by comparing the generation time of the input almanac with the observation time.

상기의 편심이상값을 이용하여 위성 궤도상의 위치벡터(r)와 시간에 따른 변동 벡터()를 하기 수학식 2에 의해 결정한다.Using the eccentric outliers, the position vector ( r ) on the satellite orbit and the variation vector over time ( ) Is determined by the following equation.

[수학식 2] [Equation 2]

여기서,이다.here, to be.

상기의r은 지구중심을 기준으로 한 궤도평면상에서의 위성의 평면위치벡터이며, 상기와 같이 계산된 위치벡터는 하기 수학식 3에 의해 지구중심의 천구기준좌표계에 맞는 좌표(R)로 변환한다. R is a planar position vector of the satellite in the orbital plane with respect to the earth's center, and the position vector calculated as described above is converted into coordinates ( R ) that fit the celestial reference coordinate system of the earth's center by Equation 3 below. .

또한, 다음과 같은 변환식을 추가로 적용하여 상기에서 얻어진 천구기준좌표계의 좌표(R)를 지구기준좌표계의 좌표(R′)로 변환한다. 이때, 그리니치자오선과 춘분점을 통과하는 자오선 사이의 각(R 3{Θ})을 적용한다.Further, the following conversion equation is further applied to convert the coordinates R of the celestial reference coordinate system to the coordinates R ′ of the earth reference coordinate system. At this time, the angle R 3 { Θ } is applied between the Greenwich meridian and the meridian passing through the vernal equinox.

[수학식 3] [Equation 3]

상기의 궤도 타원 상의 위치벡터(r)를 기존의 (e 1,e 2) 성분을 사용하고, 타원체 연직방향 성분의 값으로 0을 추가하여 1행 3열의 벡터로 변환한 후, 하기의 수학식 4의 회전 변환식을 적용하여 지구중심 기준좌표계에 준거한 위성의 궤적(ρ)을 계산한다. 여기서 위성의 궤적은 3차원 지각좌표계 형태의 좌표이다.The position vector ( r ) on the orbital ellipse is converted to a vector of one row and three columns by adding 0 as the value of the ellipsoidal vertical component using the existing ( e 1 , e 2 ) component, and then Calculate the trajectory ( ρ ) of the satellite based on the Earth's center coordinate system by applying the rotation conversion equation of 4. Here, the trajectory of the satellite is a coordinate in the form of a three-dimensional perceptual coordinate system.

[수학식 4] [Equation 4]

상기와 같이, 역법 데이터를 통해 입력된 궤도정보를 이용하여 지구기준 좌표계에 준거한 위성의 위치를 계산할 수 있으며, 시간을 변화시켜 가면서 위성의 이동에 따라 매시 바뀌는 위치를 계산할 수 있다. 이와 같이 계산된 좌표들과 관측지점의 좌표를 비교하면, 위성의 고도와 방위를 계산할 수 있으므로, 결과적으로 관측 시작 시간부터 종료 시간까지의 위성의 궤적을 계산하여 상기의 카메라로 촬영한 전방위 영상에 기입할 수 있다.As described above, the position of the satellite based on the earth reference coordinate system can be calculated using the orbit information input through the inverse data, and the position that changes every hour according to the movement of the satellite can be calculated as the time changes. Comparing the coordinates calculated in this way with the coordinates of the observation point, the altitude and orientation of the satellite can be calculated, and as a result, the trajectory of the satellite from the start time to the end time of the satellite is calculated, and the omnidirectional image taken by the camera is I can write it.

도 4는 상기와 같이 본 발명의 어안렌즈를 이용한 위성측위 환경정보 수집용 장치를 적용하여 제작된 이미지 정보를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 장치를 이용하여 수집가능한 환경정보에는 전방위 하늘사진에 대한 정확한 방위, 장애물도와 위성궤적, 좌표, 정밀도 평가지수, 관측시간, 측정위치 등이 포함되어 있다.Figure 4 shows the image information produced by applying the apparatus for collecting satellite positioning environmental information using the fisheye lens of the present invention as described above. As shown, the environmental information that can be collected using the apparatus of the present invention includes an accurate orientation, obstacles and satellite trajectories, coordinates, precision evaluation index, observation time, measurement position and the like for all directions of the sky.

즉, 본 발명에 따른 어안렌즈를 이용한 위성측위 환경정보 수집용 장치는 위성측위 지점에서 연직 하늘방향으로 촬영하여 위성수신 장애물의 배치 상황을 포착하며, 사진 위에 위성의 위치파악용으로 사용될 방위와 고도를 표시하고, 위적의 궤적을 표시함으로써, 위성데이터의 처리과정에서 발생하는 각종 의사결정 사항에필요한 풍부하고 정확한 기초 데이터들을 용이하게 수집할 수 있도록 한다.That is, the apparatus for collecting satellite positioning environmental information using the fisheye lens according to the present invention captures the arrangement situation of satellite receiving obstacles by shooting in the vertical sky direction at the satellite positioning point, and uses the azimuth and altitude to be used for satellite positioning on the photograph. By displaying the trajectory and the trajectory of the trajectory, it is possible to easily collect the rich and accurate basic data necessary for various decision-making matters generated during the processing of the satellite data.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above in detail specific parts of the present invention, those skilled in the art, these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. It is intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 위성측위 환경정보 수집용 장치는 데이터 수신 장애물도, 위성 궤적정보 및 기타 위치측정과 관련된 각종 정보들이 포함된 종합적인 수신환경 정보데이터를 용이하게 제공할 수 있다. 또한, 한 번의 사진촬영을 통하여 단 하나의 이미지 데이터에 종합적으로 수신환경 정보데이터를 표시할 수 있으므로, 작업 현장에서 장애물도를 작성할 때 소요되던 시간을 절감시킬 수 있다.As described in detail above, the apparatus for collecting satellite positioning environmental information according to the present invention can easily provide comprehensive receiving environment information data including various information related to data receiving obstacle maps, satellite trajectory information, and other position measurement. have. In addition, since the reception environment information data can be displayed on a single image data in a single picture, it is possible to reduce the time required when creating an obstacle map at the work site.

Claims (2)

(a) 어안렌즈를 통해 전방위 영상을 촬영하는 카메라;(a) a camera for photographing the omnidirectional image through the fisheye lens; (b) 복수의 GPS 위성으로부터 관측위치, 위치정보 정밀도, 관측시간과 관련된 정보를 수집하는 GPS 수신기;(b) a GPS receiver for collecting information related to observation position, location information precision, and observation time from a plurality of GPS satellites; (c) 상기 카메라로 촬영한 전방위 사진의 방위정보를 인식하여 검출하는 전자나침반;(c) an electronic compass for recognizing and detecting orientation information of the omnidirectional photograph taken by the camera; (d) 상기 GPS 수신기의 총 수신시간과 각종 부가정보를 입력하는 키패드;(d) a keypad for inputting the total reception time and various additional information of the GPS receiver; (e) 외부로부터 GPS 위성의 궤도계산에 필요한 역법데이터(almanac)를 제공받는 궤도정보 입력포트; 및(e) an orbital information input port for receiving almanac required for calculating the orbit of a GPS satellite from the outside; And (f) 상기 각 장치로부터 입력된 위성궤도정보, 관측시간정보, 방위정보를 이용하여 위성의 궤적을 계산하고, 상기 계산된 위성의 궤적, 관측시간정보, 방위정보, 측정위치정보 및 정밀도 평가지수를 포함하는 위성측위 환경정보를, 카메라로 촬영한 전방위 영상에 기입하는 마이크로프로세서로 이루어지되,(f) Calculate the trajectory of the satellite by using the satellite orbit information, observation time information, and orientation information input from each device, and calculate the trajectory, observation time information, orientation information, measurement position information, and precision evaluation index of the satellite. Satellite positioning environmental information, including, consisting of a microprocessor for writing in the omnidirectional image taken by the camera, 상기 마이크로프로세서는 하기의 단계를 통하여 각각의 GPS 위성궤적을 획득하는 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 위성측위 환경정보 수집용 장치:The microprocessor has a device for collecting satellite positioning environmental information, characterized in that having the function to obtain each GPS satellite trajectory through the following steps: (i) 평균이상값(M)과 이심율(e)을 이용하여 하기 수학식 1에 의해 편심이상값(E(t))을 획득하는 단계;(i) obtaining an eccentric outlier value E (t) by using Equation 1 below using the mean outlier value M and the eccentricity ratio e; [수학식 1] [Equation 1] 여기서, 시간(t)의 값은 입력된 역법데이터의 생성시간과 관측시간을 비교하여 계산한다;Here, the value of time t is calculated by comparing the generation time of the input inverse data with the observation time; (ii) 상기 획득된 평심이상값을 이용하여 하기 수학식 2에 의해 위성 궤도상의 위치벡터(r)와 시간에 따른 변동벡터()를 획득하는 단계;(ii) changes in accordance with the position vector (r) and time on the satellite orbit by the obtained pyeongsim over to using the value of equation (2) vector ( Obtaining; [수학식 2] [Equation 2] 여기서,이다;here, to be; (iii) 상기 획득된 위성 궤도상의 위치벡터를 하기 수학식 3에 의해 지구 중심의 천구기준 좌표계의 좌표로 변환(R)한 후, 상기 천구기준 좌표계의 좌표를 그리니치자오선과 춘분점을 통과하는 자오선 사이의 각을 적용하여 지구기준 좌표계의 좌표(R′)로 변환하는 단계; 및(iii) between the meridian passing through the obtained to a position vector on the satellite orbit converted into coordinates of the celestial sphere reference coordinate system of the center of the earth by the following formula 3 (R) one after, the coordinates of the celestial sphere reference coordinate system the Greenwich meridian and the vernal equinox Converting the coordinates of the georeferenced coordinate system ( R ') by applying an angle of; And [수학식 3] [Equation 3] 여기서,R 3{Θ}는 그리니치자오선과 춘분점을 통과하는 자오선 사이의 각이다;Where R 3 { Θ } is the angle between the Greenwich meridian and the meridian passing through the vernal equinox; (iv) 상기 위성 궤도타원상의 위치벡터(r)를 기존의 (e 1,e 2) 성분을 사용하고 타원체 연지방향 성분의 값으로 0을 추가하여 1행 3열의 벡터로 변환한 후, 하기 수학식 4의 회전 변환식을 적용하여 지구중심 좌표계에 준거한 위성의 궤적(ρ)을 획득하는 단계;(iv) the position vector ( r ) on the satellite orbit is converted into a vector of one row and three columns by using the existing ( e 1 , e 2 ) component and adding 0 as the value of the ellipsoidal soft component. Applying a rotation transformation equation of Equation 4 to obtain a satellite trajectory ρ based on the earth center coordinate system; [수학식 4] [Equation 4] 여기서, 지구중심 좌표계에 준거한 위성의 궤적(ρ)은 3차원 지각좌표계 형태의 좌표이다.Here, the trajectory ( ρ ) of the satellite based on the Earth's center coordinate system is a coordinate in the form of a three-dimensional crustal coordinate system. 제1항의 장치를 이용하는 것을 특징으로 하는, 전방위 하늘사진에 위성궤적, 관측시간정보, 방위정보, 측정위치정보 및 정밀도 평가지수를 포함하는 위성측위 환경정보가 기입된 이미지의 제작방법.A method for producing an image in which satellite positioning environment information, including satellite trajectory, observation time information, azimuth information, measurement position information, and a precision evaluation index, is written in an omnidirectional sky image.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101276484B1 (en) * 2011-04-13 2013-06-18 김순종 The image which has spatial information creates and the system which remakes and the image creation remaking method
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101276484B1 (en) * 2011-04-13 2013-06-18 김순종 The image which has spatial information creates and the system which remakes and the image creation remaking method
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