KR19990014949A - System for determining the position of the movable object - Google Patents
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Abstract
전송 간섭으로 고통받는 임의의 수정 데이터의 해석을 특히 개선하고 가능한 빠른 수정을 보장하는 동안, 차동 GPS 시스템에서 수정 데이터에 대한 전달 용량 요구를 줄이기 위하여, 연속적인 에러 판독(7)은 기준 GPS 수신기(50)로부터 수신된 GPS 신호(12, 22, 32, 42)의 고정 스트림 및 공지된 위치 좌표(6)로부터 계산된다. 본 발명에 따라, 평가 시스템(60)이 제공되어 특정 시간 포인트에서 마지막 전체 시간에 마무리하는 수정 판독을 재계산한다. 평가 시스템에 의해 계산된 수정 판독(8)은 프로그램 신호에 포함된 라디오 데이터 신호(RDS)에서 적어도 하나의 라디오 전송기(80)에 의해 전송된다. 위치 좌표가 이동 GPS 수신기(120)에 의해 결정되는 이동 물체(5)에 부착된 것은 처리된 수정 판독(8)을 통합하는 수신된 RDS 신호를 수신 및 디코딩하기 위한 RDS 디코더(100)에 접속된 라디오 수신기(90) 및 디코드된 RDS로부터 수정 판독(7)을 추출하고 현 시간으로 갱신하는 컴퓨터(110)이다. 컴퓨터는 RTCM 표준과 일치하는 표준 수정 신호(7)를 재구성한다. 재구성된 표준 수정 데이터는 수신된 재구성 수정 판독(7)에 따라 판독을 수정하는 GPS 수신기에 마지막으로 공급된다.In order to reduce the transfer capacity requirement for correction data in a differential GPS system, while in particular improving the interpretation of any correction data suffering from transmission interference and ensuring fast correction as much as possible, continuous error reading 7 is performed by a reference GPS receiver ( From a fixed stream of GPS signals 12, 22, 32, 42 received from 50 and known position coordinates 6. In accordance with the present invention, an evaluation system 60 is provided to recalculate a correction reading that ends at the last full time at a particular time point. The correction reading 8 calculated by the evaluation system is transmitted by at least one radio transmitter 80 in the radio data signal RDS included in the program signal. Attached to the moving object 5 whose position coordinates are determined by the moving GPS receiver 120 is connected to the RDS decoder 100 for receiving and decoding the received RDS signal incorporating the processed correction readout 8. Computer 110 extracts the correction read 7 from the radio receiver 90 and the decoded RDS and updates it to the current time. The computer reconstructs the standard correction signal 7 in accordance with the RTCM standard. The reconstructed standard correction data is finally supplied to the GPS receiver which corrects the reading in accordance with the received reconstruction correction reading 7.
Description
이동 물체의 위치 발견 및 항해법에 대하여, 글로벌 배치 시스템(GPS 시스템)하에서 사용될 수 있는 위성을 바탕으로 하는 방법이 개시되고, 여기에서 소위 GPS 위성은 예를들어 1.575 ㎓ 주파수상에서 큰 정밀도를 가진 오비탈 데이터외에 시간을 방출한다. GPS 위성의 오비트는 그것의 위치가 지구상의 고정 위치에 관련하여 연속적으로 변화하도록 연장한다. GPS 수신기는 신호가 위성으로부터 수신기로 이동하는 시간을 측정함으로써 각각의 GPS 위성에 대한 거리를 계산한다. GPS 위성 위치가 공지되기 때문에, 지구상 수신기 위치의 공간 좌표 및 GPS 수신기의 내부 시계 에러는 4개의 GPS 위성에 의해 계산된다. 그러나, 이것은 대략 ± 100 미터의 정밀도를 이룬다. 이런 정밀도는 많은 응용을 위하여 적당하지 않기 때문에, 위치 좌표가 정밀하게 공지되는 기준 GPS 수신기로부터의 에러 값을 결정하고 상기 에러값을 수정 데이터 형태로 전송하는 것이 공지된다(미국 워싱턴 디.씨. 20005 슈우트 300 엔떠블유 제 15 거리 655의 라디오 테크니컬 커미션 포 매러타임 서비스에 의해 공개된 1994년 1월 3일 버전 2.1 4장 차동 GPS 서비스를 위한 RTCM 개시 표준). 이동 GPS 수신기에 의해 결정된 GPS 측정 데이터는 수신된 수정 데이터의 도움으로 수정된다. RTCM 표준에 한정된 수정 데이터의 데이터 포맷은 상기된 문헌 4-3 및 4-8에 나타난다.Regarding the positioning and navigation of moving objects, a method based on satellites which can be used under the Global Positioning System (GPS system) is disclosed, in which the so-called GPS satellites are orbitals with high precision on, for example, a frequency of 1.575 kHz. Release time in addition to data. The orbit of a GPS satellite extends its position continuously in relation to a fixed position on earth. The GPS receiver calculates the distance for each GPS satellite by measuring the time the signal travels from the satellite to the receiver. Since the GPS satellite position is known, the spatial coordinates of the receiver position on earth and the internal clock error of the GPS receiver are calculated by four GPS satellites. However, this achieves an accuracy of approximately ± 100 meters. Since this precision is not suitable for many applications, it is known to determine an error value from a reference GPS receiver whose position coordinates are known precisely and to transmit the error value in the form of correction data (Washington, USA 20005). 3 January 1994, version 2.1 Chapter 4 RTCM Initiative Standard for Differential GPS Services. GPS measurement data determined by the mobile GPS receiver is corrected with the aid of the received correction data. The data format of modified data as defined in the RTCM standard is shown in Documents 4-3 and 4-8 above.
각각의 개별 GPS 위성에 대하여, 스케일 인자, 에러 범위(UDRE = 사용자 차동 범위 에러)를 고려한 표시, 관련된 위성 식별표(위성 ID), 소위 의사 범위 수정 값(PRC = 의사 범위 수정), 검사 신호(페리티(parity)), PRC 데이터(PRC = 비율 범위 수정) 변화의 기대 비율값, 및 수정 값이 관련된(데이타 결과) 오비탈 데이터를 나타내는 표시로 구성된 각각의 메시지가 있다. 각각의 메시지는 문자열을 형성하기 위하여 서로 직접적으로 결합되고, 상기 문자열은 각 메시지의 한계에도 불구하고 30 비트 길이의 일련의 워드로 분리된다. 각 메시지 문자열은 각 문자열의 시작을 표시하기 위하여 30 비트 길이의 2개의 워드로 구성된 헤더가 선행한다. 헤더의 제 1 30 비트 워드는 연속적인 시퀀스(전문), 추후 메시지 형태의 식별부(메시지 형태), 전송 스테이션의 식별부(스테이션 ID) 및 검사 워드(패리티)로 구성된다. 헤더의 제 2 30 비트 워드는 시간 정보(변형된 z 카운트), 시퀀스 번호, 추후 메시지의 총 길이를 고려한 식별부(프레임 길이), 전송 스테이션의 조건을 고려한 표시(스테이션 건강상태) 및 검사 워드(페리티)로 구성된다.For each individual GPS satellite, the scale factor, an indication taking into account the error range (UDRE = user differential range error), the associated satellite identification table (satellite ID), the so-called pseudo range correction value (PRC = pseudo range correction), and the test signal (ferry) Each message consists of a parity), an expected rate value of PRC data (PRC = rate range correction) change, and an indication of the orbital data with which the correction value is related (data result). Each message is combined directly with each other to form a string, which is separated into a series of 30-bit words, despite the limitations of each message. Each message string is preceded by a header consisting of two words, 30 bits long, to indicate the beginning of each string. The first 30 bit word of the header consists of a contiguous sequence (full text), an identifier in the form of a message later (message form), an identifier of the transmission station (station ID) and a check word (parity). The second 30-bit word of the header contains time information (modified z counts), sequence number, identifier (frame length) which takes into account the total length of the subsequent message, an indication (station health condition) and check word (which takes into account the conditions of the transmitting station) Periphery).
수정 데이터의 실시간 전송을 위하여, DE 41 36 136 C1은 방송국의 현재 전송기 네트워크를 사용하는 것을 개시하고, 수정 데이터는 각각의 주기적 전송 라디오 데이터(RDS) 신호의 37 비트의 자유 그룹에 삽입되고, 상기 그룹은 라디오 프로그램 신호내에 들리지 않게 전송된다. 라디오 데이터 시스템의 데이터 포맷이 GPS 수정 데이터의 상기 데이터 포맷과 매칭하지 않기 때문에, 각 문자열의 헤더 및 추후 메시지는 연속적인 RDS 신호 사이클에서 자유 RDS 그룹에 할당된 각각 37 비트의 부분으로 분할된다. 상기 RDS 그룹의 부분적인 내용은 완전히 임의적이고 상기와 같이 식별될수없다. GPS 수정 데이터의 데이터 포맷은 상기 부분으로부터 다시 구성될 수 있고 헤더 및 각 문자열의 연속적인 메시지가 할당되는 모든 RDS 그룹이 혼란없이 연속적으로 수신되면 평가될 수 있다. 예를들어 VHF 수신 혼란의 경우 단일 RDS 그룹만의 결합은 전체 문자열 정보의 손실을 유발하고, 이것은 문자열과 관련된 모든 메시지의 수정 값이 모든 관련 GPS 위성에 대하여 손실되는 것을 의미한다. 게다가, 모든 GPS 위성, 즉, 문자열에 대한 수정 메시지 주기는 비록 각각의 사이클(사이클 주기 1초)이 3개의 RDS 그룹에 의해 차지될지라도 RDS 시스템의 제한된 용량 때문에 몇초가 걸린다; 이것은 모든 GPS 위성에 대해 동시에 계산된 수정 값이 문자열 진행 전송때까지 점차 작아진다. 이런 에이징 문제점은 만약 필요하다면, 다른 서비스가 RDS 시스템 용량을 요구하기 때문에 보다 작은 자유 용량이 수정 값 전송에 대한 RDS 시스템에서 소용될 때 보다 부각된다.For real time transmission of correction data, DE 41 36 136 C1 initiates using the broadcast station's current transmitter network, which correction data is inserted into a 37 bit free group of each periodic transmission radio data (RDS) signal, and The group is transmitted inaudible within the radio program signal. Since the data format of the radio data system does not match the data format of the GPS correction data, the header and subsequent messages of each string are divided into 37 bits each allocated to the free RDS group in successive RDS signal cycles. Partial contents of the RDS group are completely arbitrary and cannot be identified as above. The data format of the GPS correction data can be reconstructed from this part and evaluated if all RDS groups to which the header and successive messages of each string are assigned are received continuously without confusion. For example, in the case of VHF reception confusion, combining only a single RDS group leads to the loss of the entire string information, which means that the modified values of all messages related to the string are lost for all relevant GPS satellites. In addition, the modification message period for all GPS satellites, i.e. strings, takes several seconds because of the limited capacity of the RDS system, even if each cycle (cycle period 1 second) is occupied by three RDS groups; This decreases gradually until the correction value computed simultaneously for all GPS satellites is transmitted through the string. This aging problem is more prominent when less free capacity is used in the RDS system for correction value transfer, if necessary, because other services require the RDS system capacity.
본 발명은 청구범위 제 1항의 전제부에 따른 시스템 및 청구범위 제 6항의 전제부에 따른 수신 장치에 관한 것이다. 이런 형태의 시스템 및 수신 장치는 DE 41 36 136 C1에 개시된다.The present invention relates to a system according to the preamble of claim 1 and a receiving apparatus according to the preamble of claim 6. Systems and receiving devices of this type are disclosed in DE 41 36 136 C1.
도 1은 소위 차동 GPS에 따른 공지된 위치 결정 시스템의 개략도.1 is a schematic diagram of a known position determination system according to so-called differential GPS.
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 전송기형 구성요소의 블록도.2 is a block diagram of a transmitter-type component of a system in accordance with the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 수신기 단부 구성요소의 블록도.3 is a block diagram of a receiver end component of a system in accordance with the present invention.
도 4는 GPS 위성에 대한 완전 수정 데이터를 가지는 연속 전송 RDS 신호 사이클의 데이터 포맷에 대한 다이어그램.4 is a diagram of the data format of a continuous transmit RDS signal cycle with fully modified data for a GPS satellite.
도 5는 수신된 GPS 신호로부터 유도된 시간 정보(변형된 Z 카운트)를 가지는 때때로 전송되는 RDS 신호 사이클의 데이터 포맷에 대한 개략도.5 is a schematic diagram of the data format of a sometimes transmitted RDS signal cycle with time information (modified Z counts) derived from a received GPS signal.
도 6은 수신된 GPS 신호로부터 유도된 데이터 식별 정보(IOD)를 가지는 RDS 신호 사이클의 데이터 포맷에 대한 개략도.6 is a schematic diagram of the data format of an RDS signal cycle with data identification information (IOD) derived from a received GPS signal.
비교하여, 본 발명의 목적은 전송 용량에 대한 요구가 감소되고, 수정 데이터를 해석하기 위한 능력이 전송 혼란의 경우에 상당히 개선되고 전송된 수정 데이터의 흐름이 개선되는 처음에 언급된 형태의 시스템을 개선하는 것이다. 게다가, 수신 장치가 형성되어 수신기 단부상에서 이들 목적을 실행한다.In comparison, it is an object of the present invention to provide a system of the above-mentioned type in which the demand for transmission capacity is reduced, the ability to interpret correction data is significantly improved in the case of transmission confusion and the flow of transmitted correction data is improved. To improve. In addition, a receiving device is formed to fulfill these purposes on the receiver end.
이런 목적은 본 발명의 청구범위 제 1항 및 제 6항의 특징부에 따라 달성된다.This object is achieved according to the features of claims 1 and 6 of the invention.
본 발명에 따른 시스템 및 본 발명에 따른 수신 장치의 바람직한 실시예 및 변형은 각각 종속항 제 2항 내지 제 5항 및 제 7항 및 제 8항에 각각 나타난다.Preferred embodiments and modifications of the system according to the invention and the receiving device according to the invention appear in the dependent claims 2 to 5 and 7 and 8 respectively.
본 발명은 도면을 참조하여 실시예로써 설명된다.The invention is explained by way of example with reference to the drawings.
도 1에 도시된 바와같이, 도시된 위치 결정 시스템은 지구상 고정 포인트에 관련하여 위치가 연속적으로 변화하는 방식으로 지구 주위를 공전운동하는 소위 GPS 위성(1 내지 4)을 바탕으로 한다. 도시된 단지 4개의 GPS 위성 수는 최소 수를 나타낸다; 실제적으로, 정밀 메쉬 네트로 지구 주위를 공전운동하는 보다 많은 수의 GPS가 있다.As shown in FIG. 1, the illustrated positioning system is based on so-called GPS satellites 1-4 orbiting around the earth in a manner that continuously changes position relative to a fixed point on earth. Only four GPS satellites shown represent the minimum number; In practice, there are a greater number of GPSs that orbit around the earth with precision mesh nets.
지구 표면(8)상 이동 물체(5)에 설치된 GPS 수신기(120)(도 3)는 수신된 GPS 신호(11, 21, 31 및 41)를 바탕으로 공간 좌표를 결정할수있지만, 부분적 시스템 특성 및 환경적인 혼란에 의해 부분적으로 유발된 에러 요인으로 인해 대략적으로 ± 100 미터의 정밀도를 가진다. 측정 정밀도를 개선하기 위하여, 소위 차동 GPS는 위치 좌표가 정밀하게 공지되는 고정되게 설치된 기준 GPS 수신 및 처리 유니트(50) 위치(6)에 제공된다. 유니트에 의해 수신된 GPS 신호(12, 22, 32 및 42) 및 공지된 위치 좌표로부터, 기준 GPS 수신 및 처리 유니트(50)는 수정 데이터(7)가 표준화된 데이터 포맷으로 형성된 에러 값을 연속적으로 결정하고, 상기 데이터는 실시간에 이동 물체(5)상의 GPS 수신기(120)에 전송된다. 유니트(50)는 예를들어 다운스트림 컴퓨터뿐 아니라 하나 이상의 GPS 수신기를 포함한다. 이런 컴퓨터에서 기준 스테이션 소프트웨어는 특히 수정 데이터(7)를 공급할 수 있다. 선택적으로, 유니트(50)는 수정 데이터(7)의 생성이 적분 성분을 통하여 발생하는 하나의 GPS 수신기로 구성될 수 있다. 이동 GPS 수신기(120)에 의해 수신된 수정 데이터(7)를 바탕으로, 측정된 순간 위치 좌표는 ± 1 미터까지의 정밀도로 수정될 수 있다. 이들 값은 기준 GPS 수신 및 처리 유니트(50) 주위 어떤 주변내에서만 효과적이다.The GPS receiver 120 (FIG. 3) installed on the moving object 5 on the earth's surface 8 can determine spatial coordinates based on the received GPS signals 11, 21, 31 and 41, but with partial system characteristics and The accuracy of the approximate ± 100 meters is due to an error source caused in part by environmental disturbances. In order to improve measurement accuracy, so-called differential GPS is provided at a fixedly installed reference GPS receiving and processing unit 50 position 6 where the position coordinates are known precisely. From the GPS signals 12, 22, 32 and 42 received by the unit and the known position coordinates, the reference GPS receiving and processing unit 50 continuously outputs error values for which the correction data 7 is formed in a standardized data format. The data is transmitted to the GPS receiver 120 on the moving object 5 in real time. The unit 50 includes, for example, one or more GPS receivers as well as downstream computers. In such a computer the reference station software can in particular supply correction data 7. Alternatively, the unit 50 may be configured as one GPS receiver in which the generation of the correction data 7 takes place via an integral component. Based on the correction data 7 received by the mobile GPS receiver 120, the measured instantaneous position coordinates can be corrected with a precision of up to ± 1 meter. These values are effective only in any surroundings around the reference GPS receiving and processing unit 50.
수정 데이터(7)의 넓은 영역 전송을 보장하기 위하여, 본 발명에 따른 시스템은 수정 데이터(7)가 라디오 프로그램 신호내에 전송되는 것을 제공한다. 이런 목적을 위하여, 좌표는 도 2에 도시된 바와같이 위성 수신 안테나(51)를 통하여 기준 GPS 수신 및 처리 유니트(50)에 의해 수신된 GPS 신호(12 내지 42)로부터 결정(측정 값)된다; 그러나 이들 좌표는 다양한 영향 때문에 왜곡된다. 정확하게 공지된 수신 안테나(51)의 위치 좌표와 비교함으로써, 기준 GPS 수신 및 처리 유니트(50)는 표준화된 수정 데이터(7)를 생성한다. 이들 수정 데이터(7)는 다운스트림 컴퓨터(60)에 의해 처리되고 라디오 스테이션(80)(FM 또는 AM 스테이션)의 RDS 코더(70)에 공급된다. RDS 코더(70)는 처리된 수정 데이터(8)를 하기에 상세히 기술되는 방식의 포맷과 일치하는 RDS 데이터 스트림에 삽입한다. 라디오 스테이션(80)은 스테이션의 전송기 마스트(81)(mast)를 통하여 라디오 프로그램 신호내 넓은 지역에 부가된 RDS 신호(9)를 방출한다.In order to ensure wide area transmission of the correction data 7, the system according to the invention provides that the correction data 7 is transmitted in a radio program signal. For this purpose, the coordinates are determined (measured values) from the GPS signals 12 to 42 received by the reference GPS receiving and processing unit 50 via the satellite receiving antenna 51 as shown in FIG. 2; However, these coordinates are distorted due to various effects. By comparing with the position coordinates of the receiving antenna 51 exactly known, the reference GPS receiving and processing unit 50 produces standardized correction data 7. These correction data 7 are processed by the downstream computer 60 and supplied to the RDS coder 70 of the radio station 80 (FM or AM station). The RDS coder 70 inserts the processed correction data 8 into an RDS data stream conforming to the format of the manner described in detail below. The radio station 80 emits an RDS signal 9 added to a large area within the radio program signal via the transmitter mast 81 of the station.
이동 물체(5)에 설치된 라디오 수신기(90)(도 3)는 라디오 스테이션(80)의 반송파 주파수로 동조되고 수신기의 수신 안테나(91)를 통하여 라디오 스테이션(80)의 라디오 프로그램 신호와 함께 처리된 수정 데이터(8)에 의해 부가된 RDS 신호(9)를 수신한다. 다운 스트림(RDS) 디코더(100)에서, RDS 신호(9)는 라디오 프로그램 신호로부터 분리되고 디코드되고 RDS 신호로부터 처리된 수정 데이터(8)를 분리한 컴퓨터(110)에 공급되어 상기 컴퓨터로부터 표준화된 수정 데이터(7)를 재구성한다. 컴퓨터(110)로부터, 재구성되고, 표준화된 수정 데이터(7)는 위성 수신 안테나(119)를 통하여 GPS 신호(11 내지 41)를 수신하는 이동 물체(5)의 GPS 수신기(120)에 공급되고 측정된 좌표 값을 수신한다. 유도된 측정 좌표 값은 재구성된 좌표 수정 데이터(7)의 도움으로 GPS 수신기(120)내에서 수정된다. GPS 수신기(120)는 수정된 좌표 값(121)을 출력 장치(130)에 공급한다.The radio receiver 90 (FIG. 3) installed in the moving object 5 is tuned to the carrier frequency of the radio station 80 and processed together with the radio program signal of the radio station 80 via the receiver antenna 91 of the receiver. The RDS signal 9 added by the correction data 8 is received. In the downstream (RDS) decoder 100, the RDS signal 9 is supplied to a computer 110 which is separated from the radio program signal, decoded and processed correction data 8 separated from the RDS signal and normalized from the computer. The correction data 7 are reconstructed. From the computer 110, the reconstructed, standardized correction data 7 is supplied and measured to the GPS receiver 120 of the moving object 5 which receives the GPS signals 11 to 41 via the satellite receiving antenna 119. Receive coordinates The derived measured coordinate values are corrected in the GPS receiver 120 with the aid of the reconstructed coordinate correction data 7. The GPS receiver 120 supplies the modified coordinate value 121 to the output device 130.
초기에 인용된 표준에 따라, 기준 GPS 수신 및 처리 유니트(50)에 생성된 수정 데이터(7)(각각 GPS 위성 1,2,3,4에 대하여)는 계산 모멘트에 대하여 유용한 의사 범위 수정 값(PRC 데이터로서 다음에 식별되는)을 포함한다. 게다가, 기준 GPS 수신 및 처리 유니트에 형성된 수정 데이터는 PRC 데이터의 변화 비율에 대한 값을 포함한다. 다음 문맥에서, 이들 변화 비율값은 PRC 데이터로서 식별된다. PRC 데이터로부터, 실제 PRC 값은 PRC 데이터의 계산 모멘트보다 나중에 오는 실제 모멘트에서 추론되고, 추정된 실제 PRC값의 정밀도는 PRC 데이터로서 픽업된 먼저 변화 비율이 실제 변화 비율과 일치하는 정밀 범위 함수이다.According to the initially cited standard, the correction data 7 (for GPS satellites 1,2,3,4, respectively) generated in the reference GPS receiving and processing unit 50 are useful pseudo range correction values for the calculation moment ( PRC data as identified below). In addition, the correction data formed in the reference GPS receiving and processing unit includes a value for the rate of change of the PRC data. In the following context, these rate of change values are identified as PRC data. From the PRC data, the actual PRC value is inferred from the actual moment that comes after the calculation moment of the PRC data, and the precision of the estimated actual PRC value is a precise range function in which the rate of change first picked up as the PRC data coincides with the rate of actual change.
수정 데이터(7)의 전송을 위하여, 본 발명은 FM 또는 AM 라디오에 대한 라디오 데이터 시스템(RDS)이 사용되는 것을 제공하고, 여기에서 RDS 데이터 스트림은 예를들어 57 ㎑의 보조 반송파로 변조되고, 이것은 청취하지 못하도록 FM 또는 AM 라디오 스테이션의 프로그램 신호 기저대에 삽입된다. RDS 데이터 스트림의 데이터 포맷은 도 4에 도시된 바와같이 RDS 사이클을 가지는 주기적으로 전송된 데이터 블록 시퀀스로 구성되고, 보다 짧은 검사 워드(10a, 20a, 30a, 40a)에 의해 서로 분리된 보다 긴 데이터 블록(10, 20, 30 및 40)을 포함한다. 각각의 경우에, 4개의 데이터 블록(10. 20, 30, 40)은 37 비트의 자유 데이터 용량을 가지는 RDS 그룹을 형성한다. 도 4에 도시된 예에서, 보다 긴 데이터 블록(10 및 20)은 유럽 RDS 표준(CENELEC) EN 50067에 따른 프로그램 식별 코드(PI) 및 프로그램 형태 코드(PTY)를 포함한다. RDS 그룹의 자유 데이터 용량은 GPS 위성에 대한 수정 데이터를 통합하기 위하여 사용되고, PRC 데이터는 각 GPS 위성의 식별표시(위성 번호), 시간 플래그(시간 스위치), 스케일 인자 및 IOD 플래그(IOD 스위치)와 함께 블록(40)에 삽입된다.For the transmission of the correction data 7, the present invention provides that a radio data system (RDS) for FM or AM radio is used, wherein the RDS data stream is modulated with a secondary carrier of, for example, 57 kHz, It is inserted into the program signal base of the FM or AM radio station to prevent listening. The data format of the RDS data stream consists of a sequence of periodically transmitted data blocks with RDS cycles, as shown in FIG. 4, and longer data separated from each other by shorter check words 10a, 20a, 30a, 40a. Blocks 10, 20, 30, and 40. In each case, the four data blocks 10. 20, 30, 40 form an RDS group with 37 bits of free data capacity. In the example shown in FIG. 4, the longer data blocks 10 and 20 comprise a program identification code (PI) and a program type code (PTY) according to the European RDS standard (CENELEC) EN 50067. The free data capacity of the RDS group is used to integrate the correction data for the GPS satellites, and the PRC data is used to identify each GPS satellite's identification (satellite number), time flag (time switch), scale factor and IOD flag (IOD switch). It is inserted into the block 40 together.
RDS 신호 사이클의 그룹 데이터 용량, 즉, 37 비트에 대한 각 위성용 PRC 데이터 및 RRC 데이터의 데이터 체적을 줄이기 위하여, GPS 수정 값의 표준화된 데이터 포맷(처음에 논의된 차동 GPS 서비스에 대한 표준)은 헤더 및 검사 워드(페리티)를 전송하지 않는다. RTCM 표준의 검사 워드(페리티)는 RDS 데이터 포맷이 각각 두 개의 긴 데이터 블록으로 인해 보다 짧은 데이터 블록에 이미 포맷 특성 검사 워드를 포함하기 때문에 쉽게 생략된다. 그러나 헤더의 포기는 모든 GPS 위성에 대한 수정 값의 계산 모멘트를 고려한 정보(변형된 Z 카운트)의 연속적인 전송 포기를 포함한다. 이런 포기에도 불구하고 시간에 관하여 수정 값을 할당하기 위하여, 본 발명은 PRC 데이터가 RRC 데이터의 도움으로 각각 마지막 수분에 컴퓨터(60)(도 2)에서 다시 계산된다. 이것은 다음 예에 의해 설명된다:In order to reduce the group data capacity of the RDS signal cycle, i.e. the data volume of each satellite's PRC data and RRC data for 37 bits, the standardized data format of the GPS correction value (the standard for the differential GPS service discussed earlier) is a header. And does not transmit a check word (ferity). The check word (ferity) of the RTCM standard is easily omitted because the RDS data format each contains a format characteristic check word in a shorter data block due to two long data blocks. However, the abandonment of the header includes abandonment of successive transmissions of information (modified Z counts) taking into account the calculation moments of the correction values for all GPS satellites. In order to assign a correction value with respect to time in spite of this abandonment, the present invention recalculates the PRC data in the computer 60 (FIG. 2) in the last few minutes with the aid of the RRC data. This is illustrated by the following example:
모멘트 12:01:11에서, Z 카운트는 값(71)(모멘트 12:00:00 이후 60초 더하기 11 초)을 가지며, PRC값은 +10.32 m으로 추정되고, RRC 값은 +0.98 m/s로 추정된다.At moment 12:01:11, the Z count has a value 71 (60 seconds plus 11 seconds after moment 12:00:00), the PRC value is estimated to be +10.32 m, and the RRC value is +0.98 m / s Is estimated.
+0.98 m/s의 변화 비율(RRC 값)에서, 모멘트 12:01:00에 대한 역 계산(값 60을 가지는 Z 카운트)은 -0.46 m(+10.32 m 빼기 0.98 m/s x 11s)의 PRC 값을 유발한다.At a rate of change (RRC value) of +0.98 m / s, the inverse calculation (Z count with value 60) for moment 12:01:00 is a PRC value of -0.46 m (+10.32 m minus 0.98 m / sx 11s). Cause.
계산된 백 PRC 데이터는 처리된 수정 데이터(8)로서 RRC와 함께 전송된다. 수신기 단부 컴퓨터(110)는 관련된 RRC 데이터 및 순간적인 실제 값에 대한 컴퓨터 내부 Z 카운터의 도움으로 계산된 백 PRC 데이터를 외삽한다. 이것은 다음 실시예에 의해 설명된다.The calculated back PRC data is transmitted with the RRC as processed correction data 8. The receiver end computer 110 extrapolates the back PRC data calculated with the aid of the computer internal Z counter for the relevant RRC data and the instantaneous actual values. This is illustrated by the following example.
+0.98 m/s의 변화 비율(RRC 값)에서, 모멘트 12:01:12(값 72를 가진 Z카운트)에 대한 외삽법은 +11.30 m(-O.46m 더하기 O.98m/s x 12s)의 PRC 값을 유발한다).At a rate of change (RRC value) of +0.98 m / s, the extrapolation for moment 12:01:12 (Z count with value 72) is +11.30 m (-O.46m plus O.98m / sx 12s). Cause PRC values).
충분히 세밀하게 수신되고 계산된 PRC 값이 효과적일 것을 의심할 여지없이 컴퓨터(110)가 항상 인식하는 것을 보장하기 위하여, 상기된 시간 플래그(0 = 우수 분; 1 = 기수 분)는 블록(40)에 전송된다. 게다가, 컴퓨터 내부 Z 카운트는 이따금, 예를들어 분당 1 내지 2번 시간 정보(변형된 Z 카운트)에 의해 동기화되고, 상기 시간 정보는 도 5에 따라, 도 4에 따른 선점대신 블록(30 및 40)에서 스테이션 식별표시(스테이션 ID)와 함께 때때로 방출된다. 게다가, 식별 표시(IOD)( 데이터 식별)는 컴퓨터가 RDS 데이터 스트림에 도착하는 부분적인 정보로부터 표준화된 RTCM 수정 신호를 다시 구성하기 위하여 필요한 컴퓨터(110)에 모든 데이터 및 식별 표시를 다른 주파수로 전송하도록 블록(30 및 40)에 때때로 방출된다. 컴퓨터(110)는 표준에 따른 신호와 관계하고 상기 신호를 삽입하는 페리티 규칙에 따라 수신된 부분 정보로부터의 표준에 일치하는 RTCM 수정 신호의 페리티 검사 워드를 유도한다.To ensure that the computer 110 always recognizes that the PRC value received and calculated sufficiently finely will be effective, the above-described time flag (0 = even minute; 1 = odd minute) is added to block 40. Is sent to. In addition, the computer internal Z counts are occasionally synchronized by time information (modified Z counts), for example 1-2 times per minute, the time information being in accordance with FIG. 5 instead of preemption blocks 30 and 40 according to FIG. 4. Is sometimes emitted along with the station identification (station ID). In addition, Identification Marking (IOD) (Data Identification) sends all data and identification markings at different frequencies to the computer 110, which is necessary for the computer to reconstruct a standardized RTCM correction signal from the partial information arriving at the RDS data stream. To blocks 30 and 40 from time to time. The computer 110 derives a parity check word of the RTCM modified signal that matches the standard from the partial information received in accordance with the parity rules for embedding the signal and relating to the signal according to the standard.
37 비트에 대하여 위성당 수정 데이터를 감소시키기 위하여, 9개의 위성이 680 비트로부터 333 비트(9x37)로 감소하는 단일 RDS 그룹(37 비트 용량)에서 위성의 모든 수정 데이터를 전송하는 것이 가능하고, RDS 포맷을 RTCM 데이터 포맷으로 명백한, 재생 가능 할당이 달성된다. 그러므로, 전송 혼란의 경우 RDS 그룹의 손실은 상기 기술 상태에서 처럼 모두 9개의 위성에 대한 수정 데이터가 손실되는 것을 더 이상 의미하지 않지만, 혼란된 RDS 그룹과 관련된 한 위성에 대한 수정 데이터가 손실되는 것을 의미한다.In order to reduce the correction data per satellite for 37 bits, it is possible for 9 satellites to transmit all of the satellite's correction data in a single RDS group (37 bit capacity), decreasing from 680 bits to 333 bits (9x37), and RDS A playable assignment is achieved, in which the format is explicit in the RTCM data format. Therefore, in the case of transmission confusion, the loss of the RDS group no longer means that the correction data for all nine satellites is lost, as in the above state of the art, but the correction data for one satellite associated with the confused RDS group is lost. it means.
이런 방식으로, 본 발명에 따른 시스템은 전송 혼란에 대해 상당히 개선된 특전을 달성할 수 있다.In this way, the system according to the invention can achieve significantly improved perks for transmission disruption.
전송된 수정 데이터의 흐름을 개선하기 위하여, 나머지 위성과 관련된 PRC 및 RRC 데이터는 모든 PRC 및 RRC 데이터를 RDS 그룹에 삽입후 컴퓨터(110)에서 갱신한다. 이런 방식으로, 수정 데이터의 평균 수명은 종래 기술 상태와 비교하여 1/2 이상 감소되고, 여기에서 수정 데이터는 공통 모멘트로 모든 위성에 대하여 계산되어야 하고 RDS 데이터 스트림에 부분적인 삽입으로 인해 갱신 가능성없이 전송되어야 한다.In order to improve the flow of transmitted correction data, the PRC and RRC data associated with the remaining satellites are updated in the computer 110 after inserting all PRC and RRC data into the RDS group. In this way, the average lifespan of the modified data is reduced by more than half compared to the state of the art, where the modified data must be calculated for all satellites at a common moment and without updateability due to partial insertion into the RDS data stream. Must be sent.
데이터의 흐름을 개선하기 위한 추가 선택사항은 PRC 데이터를 삽입하는 것이고, 상기 데이터의 변화 비율(RRC)은 변화 비율(RRC)이 급격하게 변화하는 PRC 데이터보다 작은 우선권을 가지는 RDS 데이터 스트림에 동일하거나 거의 동일하게 남겨진다. 보다 갱신된 RRC 값에 의해 보다 빈약하게 예측된 RRC 값의 보다 빠른 재생은 위치 수정 예측을 더 증가시킨다. 위성 선택을 위한 상기 우선 제어를 개선하기 위하여, 적어도 두 개의 예측이 예를들어 20 초의 시간 기간동안 각 위성에 대하여 계산된다. 하나의 예측은 실제 PRC 및 RRC 값을 바탕으로 하고, 다른 예측은 이미 보내진 PRC 및 RRC 값을 바탕으로 한다. 몇몇 예측속의 편차는 이런 에러 크기가 우선권을 고려한 결정에 대한 기준으로서 사용되도록 각 위성에 대해 다른 크기일 수 있는 에러를 나타낸다.An additional option for improving the flow of data is to insert PRC data, where the rate of change (RRC) is equal to or equal to an RDS data stream with a lower priority than the rapidly changing PRC data. It remains almost the same. Faster replay of poorly predicted RRC values by more updated RRC values further increases position correction prediction. In order to improve the above priority control for satellite selection, at least two predictions are calculated for each satellite, for example for a period of 20 seconds. One prediction is based on the actual PRC and RRC values, and the other prediction is based on the PRC and RRC values already sent. Some deviations in the predictions indicate errors that may be of different magnitude for each satellite so that this magnitude of error is used as a reference for prioritized decisions.
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