KR100562844B1 - Multi-party position measuring system and method using Digi PS - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지피에스(DGPS : DIFERENTIAL GLOBAL POSITIONING SYSTEM)를 이용한 다자간 위치 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 주기적으로 GPS 신호를 받아들여 자신의 GPS 신호에 의한 좌표를 계산하고, 최초에 정밀 측량을 통하여 설정된 기준점의 기준좌표와의 오차를 계산하여 이를 DGPS 데이터로 가공하여 방송(300KHz 대역)하는 국가에서 운영하는 기준국(110)과, 이동하며 GPS에의한 지리정보를 획득하고 상기 기준국(110)으로부터 수신한 DGPS데이터를 통해 여러곳의 정확한 지리정보를 획득하고 수신한 DGPS와 함께 이를 RF 통신을 통해 지속적으로 발신하는 이동기준국(130)과; GPS에의한 지리정보를 획득하고 상기 이동기준국(130)에서 발신한 DGPS 데이터로 자신의 정확한 위치를 계산하며 이를 기준으로 상기 이동기준국으로 부터 수신한 여러곳의 위치정보중 자신이 선택한 홀과의 상대위치를 계산하여 이를 디스플레이하는 클라이언트 단말기(150)를 포함하여 구성된다, 본 발명은 골프와 같은 자연을 무대로하면서 위치가 중요한 스포츠에서 현재 자신의 위치와 수시로 이동하는 홀컵과의 상대위치를 정확하게 나타내어 줄 수 있는 효과 및 노선버스(스쿨버스)에 이동기준국(130)을 설치하고 승객은 단말기(150)를 가지면 버스와의 상대위치를 알 수 있어 미리 밖에나가 기다릴 필요가 없는등 여러 이점이 있다. The present invention relates to a multi-party position measuring system and method using a DIFERENTIAL GLOBAL POSITIONING SYSTEM (DGPS). Calculate the error from the reference coordinate of the reference point and process it into DGPS data to obtain a geographic information by the reference station 110, which is operated in the country broadcasting (300KHz band) and moving and GPS and from the reference station 110 A mobile reference station (130) for acquiring various accurate geographic information through the received DGPS data and continuously transmitting it with the received DGPS through RF communication; Acquires geographic information by GPS and calculates its exact location from the DGPS data sent from the mobile reference station 130, and based on this, it selects a hole selected by the mobile station from among the various location information received from the mobile reference station. It comprises a client terminal 150 for calculating and displaying the relative position of the present invention, the present invention is to set the relative position between the current position and the frequently moved hole cup in the sport where the position is important in nature such as golf The mobile reference station 130 is installed on the route bus (school bus), and the passenger can know the relative position with the bus by having the terminal 150. Therefore, there is no need to wait outside beforehand. There is this.
상대위치, 거리, 측정, GPS, DGPS, 이동, 위성, 방위Relative location, distance, measurement, GPS, DGPS, movement, satellite, bearing
Description
도 1은 본 발명에 따른 디지피에스를 이용한 다자간 위치 측정 시스템을 나타낸 시스템 블록 구성도. 1 is a system block diagram showing a multi-party position measuring system using a digital PS according to the present invention.
도 2는 본 발명의 도 1에 따른 이동기준국에서 위치측정하는 단계를 도시한 흐름도. 2 is a flow chart showing the step of measuring the position in the mobile reference station according to FIG. 1 of the present invention.
도 3은 본 발명의 도 1에 따른 클라이언트 단말기(150)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the
도 4는 본 발명의 도 1에 따른 사용자단말기에서 위치측정하는 단계를 도시한 흐름도. 4 is a flowchart illustrating a step of measuring a position in a user terminal according to FIG. 1 of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
110 : 기준국 112, 132, 152 : GPS 수신기110:
114, 134 : 무선통신장치 116, 138 : 제어장치114, 134:
130 : 이동기준국 136 : RF 통신부130: mobile reference station 136: RF communication unit
140 : GPS 위성 150 : 클라이언트 단말기140: GPS satellite 150: client terminal
152 : GPS 수신부 154 : RF 통신부152: GPS receiver 154: RF communication unit
156 : 입력부 158 : 디스플레이부156: input unit 158: display unit
160 : 제어부160: control unit
본 발명은GPS(Global Positioning System)의 위치데이타의 정확도를 높이기위하여 이용하는 디지피에스(DGPS : DIFERENTIAL GLOBAL POSITIONING SYSTEM)를 이용한 다자간 상대위치 측정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 골프 등의 상대적인 위치가 중요한 스포츠, 탑승할 버스와의 상대위치계산 및 국지측량 등에서 서로의 상대위치를 측정 하는 RF통신 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-party relative position measuring system and method using a digital GPS (DGPS: DIFERENTIAL GLOBAL POSITIONING SYSTEM) used to increase the accuracy of the position data of the Global Positioning System (GPS), the sport of which the relative position such as golf, The present invention relates to an RF communication system and method for measuring a relative position of each other in a relative position calculation and local survey with a bus to be boarded.
골프와 같이 자연의 상태에서 홀(1일 1회이상 위치가 바뀜)을 돌며 골프공을 홀에 넣는 스포츠는 상대 위치가 매우 중요하다. 기존에는 자신의 위치와 홀이 놓여 있는 위치를 경험자의 도움이나 목측(目測)으로 대략적인 위치를 가늠하여 측정한 후에 아이언을 선택한후 샷(Shot)을 하게 된다.
스쿨버스(이동기준국)와 이를 기다리는 다수의 학생 또는 학부모(단말기)의 경우다수의 고정된 위치(수시로 바뀜)와 이동하는 다수의 물체와의 상대위치측정을 위해서는 종래에는 움직이는 다수 물체가 지도를 갖고 다니며 지도상 에 표시된 고정된 위치(바뀔때마다 수정)와 GPS 등으로 구한 자신의 위치와의 상대위치를 계산해야 한다.
다수의 고정된 위치(수시로 바뀜)와 이동하는 다수의 물체와의 상대위치측정을 위해서는 종래에는 움직이는 다수 물체가 지도를 갖고 다니며 지도상에 표시된 고정된 위치(바뀔때마다 수정)와 GPS 등으로 구한 자신의 위치와의 상대위치를 계산해야 한다. Relative position is very important in the sports where the golf ball is inserted into the hole while turning the hole (once a day or more) in a natural state such as golf. Conventionally, the position of the hole and the position of the hole is measured by measuring the approximate position with the help of an experienced person or the neck side, and then a shot is selected after the iron is selected.
In the case of a school bus (mobile reference station) and a large number of students or parents (terminals) waiting for it, a large number of moving objects are conventionally used to measure the relative position between a large number of fixed positions (often changing) and moving objects. You will need to calculate the relative position between your fixed position (which is corrected each time) and your position, such as GPS, that you carry with you on the map.
In order to measure the relative position between a plurality of fixed positions (sometimes changed) and a plurality of moving objects, conventionally, a plurality of moving objects carry a map and obtain a fixed position (modified every time) and a GPS displayed on the map. You must calculate your position relative to your position.
골프를 플레이하는 사람은 18홀을 마치기 위해서는 그 골프코스에 익숙한 사람이 아니라면, 홀이 보이지 않는 곳은 사전에 답사가 필요하므로, 많은 거리를 걸어야 하는 불편함이 있으며, 사전 답사를 하였다고 하여도 눈으로 가늠한 위치가 틀리는 경우가 많아 오비 등으로 인하여 골프공을 찾지 못하는 경우도 종종 발생하게 되는 문제점이 있다. If you are a golf player and you are not familiar with the golf course in order to complete the 18 holes, you need to travel to places where you can't see the hole beforehand. In many cases, the location is incorrect, there is a problem that often does not find a golf ball due to obi.
본 발명은 상기와 같은 다수의 고정된 위치와 이동하는 다수의 물체와의 정확한 상대위치를 측정하기위하여 GPS(Global Positioning System)와 GPS의 정확도를 높이기위한 DGPS 및 무선 네트워크 시스템(Wireless NetWork System)을 결합한 시스템이다. The present invention provides a GPS (Global Positioning System) and a DGPS and a Wireless Network System (Wireless NetWork System) to increase the accuracy of GPS in order to measure the exact relative position between the plurality of fixed positions and a plurality of moving objects. It is a combined system.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성을 설명한다. 본 발명은 특정 지점의 좌표 취득의 정확성을 위해 DGPS 시스템을 사용한다. 여러 가지 요인에 의해 오차가 생길 수 있는 GPS 신호를 보상하기 위해 정밀 측량에 의해 기준점 좌표를 설정하고 설정된 기준점 좌표에 기준국을 설치하여 이동기준국은 기준국과 통신을 수행함으로써 기준국에서 취득한 GPS 신호의 오차를 기준으로 하여 이동기준국의 GPS 좌표를 보상하게 되고 이와 같은 오차수정 정보는 이동 기준국의 메모리에 저장된다.The configuration of the present invention for achieving this technical problem is described. The present invention uses a DGPS system for the accuracy of obtaining the coordinates of a particular point. In order to compensate for GPS signals that may be caused by various factors, the reference point coordinates are set by precise surveying, and the reference station is installed at the set reference point coordinates so that the mobile reference station communicates with the reference station. The GPS coordinates of the mobile reference station are compensated based on the error of the signal, and such error correction information is stored in the memory of the mobile reference station.
본 발명의 또 하나의 기술적인 특징은 이동기준국으로부터 시간을 포함하는 GPS 보정신호(DGPS신호 포함)를 RF 통신등의 단거리 무선 통신에 의해 수신하고 GPS 위성으로부터 시간 정보를 포함하는 GPS 신호를 수신하여 이를 동일시간에 수신된 GPS 신호와 GPS 보정신호를 연산하여 다시 정확한 위치를 알아낸다. 이 때, 이와 같은 위치는 골프공 또는 골퍼일 수 있다. Another technical feature of the present invention is to receive GPS correction signals (including DGPS signals) including time from the mobile reference station by short-range wireless communication such as RF communication, and receive GPS signals including time information from GPS satellites. By calculating the GPS signal and GPS correction signal received at the same time to find the exact position again. At this time, such a position may be a golf ball or a golfer.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 디지피에스를 이용한 다자간 위치 측정 시스템을 나타낸 시스템 블록 구성도이다. 도 1을 참조하여 보면, 기준국(110)은 정밀 측량을 통하여 설정된 기준점에 설치되어 GPS 위성(140)으로부터 수신되는 GPS 신호를 수신하고 이 수신된위치와 측량한 정확한 위치와의 차이를 방송한다(DGPS 기준국) 이와같은 기준국(110)은 국가에서 운영하고 있다.이동기준국(130)은 GPS 위성(140)으로부터 수신된 위치 정보 및 시간정보를 수신하고 기준국(110)으로부터는 위치를 보정할 수 있는 DGPS 신호를 수신한다. GPS 신호와 DGPS 신호를 연산하면 이동기준국의 오차가 1-2m 반경으로 매우 작은 위치를 검출할 수 있게 된다. 이와같은 방식으로 사용자의 필요에 의해 다수의 위치를 저장한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. 1 is a system block diagram showing a multi-party position measurement system using a digital PS according to the present invention. Referring to FIG. 1, the reference station 110 is installed at a reference point set through precision survey, receives a GPS signal received from the
이동기준국(130)은 클라이언트 단말기(150)와 RF 통신부(136)를 통해 RF 통신하며, RF 통신을 통해 저장된 다수의 위치와 기준국(110)으로부터 수신한 DGPS 신호를 자신의 ID와함께 지속적으로 클라이언트 단말기(150)로 전송한다. 클라이언트 단말기(150)는 GPS위성(140)으로부터 GPS위치를 수신하며 동시에 이동기준국(130)으로부터 수신(단계 302)한 DGPS데이터를 통해 정확한 자신의 위치를 계산(단계 304)한다. 이렇게 계산한 자신의 위치와 이동기준국(130) 에서 수신한 여러위치중 선택(단계 306)한 위치와의 상대위치를 계산(단계 308)한다. 이를 디스플레이한다(단계 310).The mobile reference station 130 performs RF communication with the
이동기준국(130)은 사람, 이동차량, 바람직하게는 오토바이 또는 무선으로 조종되는 무인차량에 탑재된 GPS 수신기(132), RF 통신부(136), DGPS수신장치(134), 제어장치(138) 및 메모리(139)로 구성된다.The mobile reference station 130 is a
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GPS 수신기(132)는 이동기준국(130)에 탑재될 수 있을 정도로 소형화된 것으로 통상의 GPS 위성(140)으로부터 현재 이동기준국(130)의 현재 위치정보를 수신하는 기능을 수행한다.The
무선통신장치(134)는 기준국(110)으로부터 GPS 신호에 대한 오차 데이터인 DGPS 신호를 수신하여 현재 위치 좌표에 대한 보상을 수행하도록 제어장치(138)로 전송한다.The
제어장치(138)는 이동기준국(130)의 동작을 전체적으로 관리하는 기능을 수행한다. GPS 수신기(132)로부터 수신한 정보와 기준국(110)으로부터 수신한 GPS 신호 오차정보(DGPS)를 기반으로 이동기준국(130)의 GPS 수신좌표를 보상하는 처리를 수행한다. 제어장치(138)는 RF 통신부(136)를 통하여 클라이언트 단말기(150)로 메모리(139)에 저장된 측정한위치 및 GPS오차정보(DGPS)를 전송한다. The
도 2는 본 발명의 도 1에 따른 이동기준국(130)에서 위치측정하는 단계를 도시한 흐름도이다. 도 2를 참조하여 보면, 이동기준국(130)은 다수의 GPS 위성(140)으로부터 위치정보를 수신하고, 거의 동시에 기준국(110)으로부터 위치보정 데이터인 DGPS 신호를 수신한다(단계 202).2 is a flowchart illustrating a step of measuring a position in the mobile reference station 130 according to FIG. 1 of the present invention. Referring to FIG. 2, the mobile reference station 130 receives location information from a plurality of
전술한 GPS 신호 및 DGPS 신호를 수신하여 이동기준국(130)의 위치를 연산하고 이동기준국(130)의 위치를 결정한다(단계 204). Receiving the above-described GPS signal and DGPS signal, the position of the mobile reference station 130 is calculated and the position of the mobile reference station 130 is determined (step 204).
이동기지국(130)은 클라이언트 단말기(150)로 전송할 위치보정 데이터를 RF 형식에 맞게 구성한다(단계 206).
입력부로부터 메모리에 기억시킬 위치ID를 입력받는다(207). The mobile base station 130 configures the position correction data to be transmitted to the
A position ID to be stored in the memory is input from the input unit (207).
이와 같이 위치 결정된 위치는 경도 위도 정보를 이용한 정보로서 이동기준국(130)의 위치를 메모리(139)에 위치ID와 함께 저장한다(단계 208). The position thus determined is information using the longitude and latitude information, and stores the position of the mobile reference station 130 together with the position ID in the memory 139 (step 208).
또한 이와 같이 구성된 RF 형식의 위치보정 데이터 및 메모리에 저장된 위치정보를 클라이언트 단말기(150)로 RF 통신부(136)를 통해 전송한다(단계 210). In addition, the position correction data of the RF format configured as described above and the position information stored in the memory are transmitted to the
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도 3은 본 발명의 도 1에 따른 클라이언트 단말기(150)의 구성을 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 도 3을 참조하여 보면, 클라이언트 단말기(150)는 GPS 수신부(152), RF 통신부(154), 위치선택부(Hole선택)(156), 제어부(160), 디스플레이부(158)로 구성된다. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the
GPS 수신부(152)는 GPS 위성(140)으로부터 클라이언트 단말기(150)의 위치정보를 수신하며, 동시에 RF 통신부(154)는 RF 통신부(136)로부터 RF 형식의 위치보정 데이터를 수신한다. The
제어장치(138)는 이동기준국(130)과 RF 통신부(136)를 통해 수신한 위치정보를 통해 클라이언트 단말기(150) 자신의 정확한 위치를 구한다. The
클라이언트 단말기(150)는 클라이언트가 측정하고자 하는 목표를 선택할 수 있는 위치선택부(156)를 갖는다. . The
이와 같이 계산된 홀과의 상대위치는 디스플레이부에 GUI형식 또는/및 문자 형식으로 디스플레이부(158)에 디스플레이된다. The relative position with the hole calculated as described above is displayed on the
도 4은 본 발명의 도 3에 따른 클라이언트 단말기(150)에서 위치측정하는 단계를 도시한 흐름도이다. 도 4를 참조하여 본 발명의 동작절차를 설명한다.4 is a flowchart illustrating a position measurement in the
클라이언트 단말기(150)는 GPS 위성(140)으로부터 자신의 위치정보를 포함하는 GPS 신호를 수신하며 동시에 RF 통신부(154)는 이동기지국(130) 내의 RF 통신부(136)로부터 위치보정 데이터를 수신한다(단계 302). The
이동기준국(130)으로부터 수신한 위치보정 데이터와 GPS 위성(140)으로부터 수신한 위치를 가지고 클라이언트 단말기(150)의 정확한 위치를 연산하여 구한다(단계 304). An accurate position of the
이동기준국(130)으로부터 수신한 여러홀의 위치중 측정하고자 하는 홀을 위치선택부로부터 입력받는다(306).The hole to be measured is received from the position selection unit among the positions of the holes received from the mobile reference station 130 (306).
자신의 위치와 선택한 지점과의 상대위치를 연산하여 구한다(308).The relative position between its own position and the selected point is calculated and obtained (308).
클라이언트 단말기(150)는 이와 같이 측정된 소정의 홀과의 거리를 클라이언트 단말기(150)에 디스플레이한다(단계 310). The
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본 발명은 골프와 같은 자연을 무대로하면서 상대위치가 중요한 스포츠에서 현재 자신의 위치와 그에 대응하는 홀의 상대위치를 정확하게 나타내어 줄 수 있는 효과가 있다.
GPS를 이용한 위치측정 오차를 줄이기 위해서는 DGPS를 모든 GPS수신기에 장착하여야 하나 본 발명은 이동기준국(130)만 DGPS수신기를 갖고 그 이외 단말기들은 이동기준국에서 송신하는 RF신호로 이를 대신 할 수 있을 뿐만 아니라 이동기준국이 측정한 다수의 고정된 위치와의 상대거리도 정확하고(1-2M 오차) 손쉽게 측정할 수 있는 장점이 있다. The present invention has the effect that can accurately represent the current position of the current position and its corresponding hole in the sport where the relative position is important, such as golf on the stage.
In order to reduce the positioning error using GPS, the DGPS should be installed in all GPS receivers. However, the present invention has only the mobile reference station 130 having a DGPS receiver, and the other terminals may be replaced by RF signals transmitted from the mobile reference station. In addition, the relative distance to a plurality of fixed positions measured by the mobile reference station is accurate (1-2M error) and has the advantage of being easily measured.
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