KR101597640B1 - Ｇｐｓ에 의한 위치 계측 장치 및 위치 계측 방법 - Google Patents

Abstract

기준국(1) 및 관측국(2)에서 얻어진 측거 데이터를 각각 4개의 해 연산부(12)에 입력함과 아울러, 이들 각 해 연산부(12)에서 RTK법을 사용하여 관측국에 있어서의 픽스 해 등의 RTK 해를 연산하고, 이들 RTK 해를 해 취득부(13)에 입력하고, 여기서 픽스 해의 개수가 복수개인지의 여부를 판단함과 아울러, 픽스 해가 복수개라고 판단된 경우에 이들 각 픽스 해끼리의 편차를 구하고, 그리고 모든 편차가 허용값 이하인지의 여부를 판단함과 아울러, 허용값 이하라고 판단된 경우에 이들 픽스 해에 소정의 연산 처리를 시행하여 정상의 픽스 해를 취득하고, 또한 상기 각 해 연산부를 소정 시간 간격으로 어긋나게 해서 순차적으로 재기동시키는 방법이다.

Description

ＧＰＳ에 의한 위치 계측 장치 및 위치 계측 방법{POSITION MEASURING DEVICE AND POSITION MEASURING METHOD BY MEANS OF GPS}

본 발명은 GPS에 의한 위치 계측 장치 및 위치 계측 방법에 관한 것이다.

GPS(Global Positioning System)를 이용하여 계측 대상물(이하, 계측점이라고 함)의 3차원 위치를 리얼 타임으로 구하는 측위 방식으로서 RTK(Real Time kinematic: 리얼 타임 키네마틱)법이 있고, 해양 관측 부이(buoy)에 의한 해일·파랑 관측에도 이용되고 있다.

이 RTK법은 미리 위도, 경도, 높이를 알고 있는 기준점에서의 GPS 위성으로부터의 반송파 위상에 의한 계측값을 참조하면서 계측점에서의 반송파 위상의 계측을 행함과 아울러, 기준점으로부터 계측점을 보았을 때의 기선 벡터를 구하고 계측점의 3차원 위치를 정밀하게 계측하는 방법이다. 여기서, 반송파 위상의 계측값에는 정수값 바이어스가 있고, RTK법에서는 이것을 결정함으로써 고정밀도 측위가 달성된다.

그러나, RTK법에 의해 예를 들면 연속하여 해면 위치, 즉 해면의 변위를 계측하는 경우, 전리층이나 대류권의 영향, 또는 GPS 수신기의 사이클 슬립 등의 요인에 의해 때때로 정수값 바이어스를 잘못 확정해버려 측거(測距) 데이터(GPS 위성과 수신기 사이의 거리에 상당하는 데이터임)가 급격하게 변화되는 도약 현상이 발생하는 경우가 있다. 이와 같이 되면, 측거 데이터의 신뢰성이 없어져 예를 들면 해일의 관측을 행하고 있는 경우에는 잘못된 경보를 발령해버릴 우려가 생긴다.

이러한 문제를 해소하는 것으로서 현재 얻어져 있는 해(解)가 픽스(fix) 해인지 그것보다 이하의 정밀도가 낮은 해인지의 정보에 의거하여 도약 현상에 의한 GPS 측위 데이터(GPS 위성 위치와 측거 데이터에 의거하여 연산된 3차원 위치 데이터임)의 오인식을 판별하도록 한 것이 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 제2008-2975호 공보 참조).

일본 특허 공개 제2008-2975호 공보

그런데, RTK법에 있어서 정수값 바이어스는 GPS 수신기에 있어서 GPS 위성의 포착이 도중에 끊어지지 않는 한 변화되지 않는다. 즉, RTK법의 알고리즘에 있어서 일단 정수값 바이어스가 확정되면 그 정수값 바이어스는 고정된 상태가 되고, 재계산이 행해지지 않는 것이 일반적이고 장시간의 연속 측위를 행하고 있는 도중에 정수값 바이어스에 도약 현상이 발생되면 장시간에 걸쳐 잘못된 측거 데이터가 출력되어 버린다.

따라서, 상기 공개 공보에 기재된 발명의 구성에 의하면, 확실히 얻어진 해에 의거하여 측위 데이터의 오인식을 판별하는 것은 가능하지만, 정수값 바이어스에 도약 현상이 발생되어 픽스 해, 그 자체가 이상값이 되어 있을 경우에는 대처할 수 없다는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은 RTK법에 의한 픽스 해가 이상값이 되어 있는 경우에 그 이상값을 제거할 수 있는 GPS에 의한 위치 계측 장치 및 위치 계측 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 GPS에 의한 위치 계측 장치는 지상에 설치된 기준 GPS 수신기인 기준국에서 얻어진 측거 데이터, 및 위치 계측 대상인 이동 물체에 배치된 관측 GPS 수신기인 관측국에서 얻어진 측거 데이터에 의거하여 이동 물체의 3차원 위치를 계측하는 장치로서,

상기 기준국으로부터의 기준 측거 데이터 및 상기 관측국으로부터의 관측 측거 데이터를 입력하여 리얼 타임 키네마틱(RTK)법에 의해 상기 관측국의 위치 데이터인 픽스 해, 플로트(float) 해 등의 RTK 해를 연산할 수 있는 해 연산부를 복수개 구비함과 아울러, 이들 각 해 연산부를 소정 시간 간격으로 어긋나게 해서 순번대로 재기동시키도록 이루어지고,

또한 상기 각 해 연산부로부터 출력된 RTK 해를 입력하여 정상의 픽스 해를 취득하는 해 취득부를 구비하며,

또한 상기 해 취득부에, 입력된 픽스 해의 개수가 복수개인지의 여부를 판단하는 개수 판단부, 이 개수 판단부에서 픽스 해의 개수가 복수개라고 판단된 경우에 이들 각 픽스 해끼리의 편차를 구하는 편차 연산부, 및 이 편차 연산부에서 연산된 각 편차가 허용값 이하인지의 여부를 판단하는 허용값 판단부를 구비시킴과 아울러, 이 허용값 판단부에서 모든 편차가 허용값 이하라고 판단된 경우에 이들 픽스 해에 의거하여 정상의 픽스 해를 취득하도록 한 것이며,

또한, 상기 위치 계측 장치에 있어서 상기 관측국이 소정 해역에 계류된 관측 부이에 설치되어 있고, 연산되는 위치 데이터를 해면 위치로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 GPS에 의한 위치 계측 방법은 지상에 설치된 기준 GPS 수신기인 기준국에서 얻어진 기준 측거 데이터, 및 위치 계측 대상인 이동 물체에 배치된 관측 GPS 수신기인 관측국에서 얻어진 관측 측거 데이터를 각각 복수개의 해 연산부에 입력함과 아울러, 이들 각 해 연산부에서 리얼 타임 키네마틱(RTK)법을 사용하여 상기 관측국의 위치 데이터인 픽스 해, 플로트 해 등의 RTK 해를 연산하고,

이어서 상기 구해진 픽스 해의 개수가 복수개인지의 여부를 판단함과 아울러, 픽스 해가 복수개라고 판단된 경우에 이들 각 픽스 해끼리의 편차를 구하고,

이어서 상기 구해진 각 편차가 허용값 이하인지의 여부를 판단함과 아울러, 모든 편차가 허용값 이하라고 판단된 경우에 이들 픽스 해에 의거하여 정상의 픽스 해를 취득하고,

또한 상기 각 해 연산부를 소정 시간 간격으로 어긋나게 해서 순차적으로 재기동시키는 방법이며,

또한, 상기 위치 계측 방법에 있어서 상기 관측국이 소정 해역에 계류된 관측 부이에 설치되어 있고, 연산되는 위치 데이터를 해면 위치로 하는 것이다.

<발명의 효과>

상기 위치 계측 장치 및 위치 계측 방법에 의하면, RTK법을 사용한 해 연산부를 복수개 구비시키고 이들 각 해 연산부에서 얻어진 픽스 해끼리의 편차와 허용값을 비교함과 아울러 모든 편차가 허용값 이하인 경우에 이들 픽스 해에 의거하여 정상의 픽스 해를 취득하도록 하였으므로 거의 항상 정상의 픽스 해를 얻을 수 있다. 즉, 이상값의 픽스 해를 보다 확실하게 제거할 수 있다.

또한, 각 해 연산부를 소정 시간 간격으로 어긋나게 해서 재기동시키도록 하고 있으므로 가령 픽스 해가 이상값이 된 경우에도 소정 시간 이내에 이상값이 발생된 해 연산부에서 구해진 정수값 바이어스가 정상으로 돌아오므로 정상의 픽스 해가 얻어진다.

따라서, 종래와 같이, 일단 픽스 해가 이상값이 되면 잘못된 위치 데이터가 계속 출력되는 사태가 방지되므로 이 위치 계측 장치 및 위치 계측 방법을 사용하여 해일 등을 검출할 때에는 정밀도가 좋은 검출을 행할 수 있고, 나아가서는 잘못된 해일 경보의 발령이 방지된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 위치 계측 장치가 사용되는 해면 위치를 계측하기 위한 해면 위치 계측 장치의 설치 환경을 나타내는 개략적인 전체 구성도이다.
도 2는 동 위치 계측 장치가 사용되는 해면 위치 계측 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 동 해면 위치 계측 장치에 사용되는 RTK법을 설명하는 플로우 챠트이다.
도 4는 동 해면 위치 계측 장치의 해 취득부의 개략적인 구성을 나타내는 블록 도이다.
도 5는 동 해면 위치 계측 장치에 의해 해면 위치를 계측하는 순서를 나타내는 플로우 챠트이다.
도 6은 동 해면 위치 계측 장치에 있어서의 해 연산부의 기동 및 재기동의 스케줄을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 해면 위치 계측 장치의 참고예의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 동 참고예에 의한 해면 위치 계측 장치에 있어서의 해 연산부의 기동 및 재기동의 스케줄을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 GPS에 의한 위치 계측 장치 및 위치 계측 방법을 도 1 ~ 도 6에 의거하여 설명한다.

이 위치 계측 장치 및 위치 계측 방법은 GPS(Global Positioning System: 전지구 측위 시스템)를 이용하여 이동 물체의 위치, 구체적으로는 해면 위치를 정밀하게 계측하기 위해서 사용되는 것이며, 리얼 타임 키네마틱[이하, RTK(Real Time Kinematic)라고 함] 방식, 즉 반송파 위상을 사용한 상대 측위 방식(간섭 측위 방식이라고도 함)이 채용되고 있다.

그리고, 본 실시형태에서는 이 위치 계측 장치를 사용한 해면 위치 계측 장치에 대해서 설명함과 아울러, 위치 계측 방법에 대해서도 해면 위치 계측 방법의 주요부로서 설명한다.

우선, 위치 계측 장치를 구비한 해면 위치 계측 장치의 개략적인 구성을 도 1에 의거하여 설명한다.

이 해면 위치 계측 장치는 RTK 방식을 사용한 것이며, 도 1에 나타낸 바와 같이, 지상에 설치된 기준 GPS 수신기(이하, 기준국이라고 함)(1) 및 소정 해역에 계류된 관측 부이(위치 계측 대상인 이동 물체의 일례)(3)에 설치된 관측 GPS 수신기(이하, 관측국이라고 함)(2)에서 얻어진 GPS 위성(S)으로부터의 전파에 의한 측거 데이터에 의거하여 상기 소정 해역에서의 해면 위치를 계측하기 위해서 사용되는 것이다.

즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 이 해면 위치 계측 장치(11)에는 기준국(1)으로부터의 기준 측거 데이터 및 관측국(2)으로부터의 관측 측거 데이터를 입력하여 RTK법에 의해 관측국(2)의 해면 위치 데이터(3차원 위치 데이터이며, 측위 데이터이기도 함)를 구하는 복수개, 예를 들면 4개의 해 연산부(RTK 연산부라고도 할 수 있음)(12)(12A~12D), 이들 각 해 연산부(12)로부터 출력된 각 RTK 해를 입력함과 아울러 소정의 연산 처리를 시행하여 정상의 픽스 해를 취득하고 출력하는 해 취득부(13), 이 해 취득부(13)로부터 출력된 픽스 해, 즉 해면 위치 데이터를 입력하고 해면 변위를 해석하여 파랑·조위(潮位)·해일의 각 성분을 추출하는 데이터 해석부(14), 및 이 데이터 해석부(14)에서 추출된 데이터를 예를 들면 화면 등에 표시하는 데이터 표시 장치(구체적으로는 모니터이며, 프린터이여도 좋음)(15)가 구비된 것이며, 또한 상기 각 해 연산부(12)는 소정 시간 간격으로, 예를 들면 1시간 간격으로 어긋나게 해서 순번대로 기동 및 재기동하도록 구성되어 있다. 즉, 각 해 연산부(12)를 순번대로 기동 및 재기동(초기화 또는 리셋이라 말할 수 있음)시키기 위한 기동 제어부(16)가 구비되어 있다. 또한, 재기동이란 구동용 전원은 단절하지 않고 내부의 연산 처리에 필요한 초기값이 리셋됨과 아울러, 어떤 연산 처리에서 전회의 연산값을 필요로 하는 경우의 이들 연산값에 대해서도 리셋(예를 들면, 제로로)된다. 물론, 해 연산부(12)로 전원을 다시 넣을 수도 있다.

여기서, RTK법을, 즉 해 연산부(12)에서의 연산 순서를 도 3의 플로우 챠트에 의거하여 개략적으로 설명해둔다.

관측국(이하, 수신기라고도 함)(2)에서 얻어진 GPS 위성(S)으로부터 발사된 전파가 입력되면, 우선 포착되어 있는 복수개의 GPS 위성(S)의 위치, 및 각 GPS 위성(S)까지의 의사(擬似) 거리[위성으로부터 수신기까지의 전파 도달 시간 × 전파 속도(광속)]를 각각 계산한다[스텝 1(1A)].

이어서, 전리층이나 대류권의 영향에 의한 오차 및 수신기에서의 시계 오차를 추정한다[스텝 2(2A)].

이어서, 스텝 2(2A)에서 구해진 추정 오차 및 추정 시계 오차를 사용하여 GPS 위성(S)까지의 의사 거리를 보정한다[스텝 3(3A)].

이어서, 스텝 3(3A)에서 구해진 의사 거리를 하기 (1) 식에 의거하여 평활화[스무딩(smoothing)이라고도 함]한다[스텝 4(4A)]. 이 평활화는 의사 거리에는 관측 잡음이 많으므로 관측 잡음이 적은 반송파 위상을 사용하여 관측 잡음의 영향을 줄이기 위한 것이다.

이어서, 스텝 4(4A)에서 구해진 의사 거리를 사용하여 단독 측위를 행한다[스텝 5(5A)].

상기 스텝 1(1A) ~ 스텝 5(5A)까지의 순서가 기준국(2)측에서도 병행하여 행해진다[스텝 1(1B) ~ 스텝 5(5B)].

이어서, 기준국(1)에서 구해진 의사 거리와 상기 기준국(1)에서 미리 구해진 고정밀도의 위치로부터 의사 거리에 중첩되어 있는 오차분을 구함과 아울러, 이 오차분을 관측국(2)에서 구해진 의사 거리로부터 차감하여 정확한 거리, 즉 D-GPS 해를 구한다[디퍼런셜(differential) GPS 측위](스텝 6).

이어서, 하기 (2) 식에 의거하여 GPS 위성(S)으로부터 발사되는 2종류의 주파수 신호(L1, L2)로부터 와이드 레인(wide lane)에서의 정수값 바이어스를 구한다.

L1의 반송파의 파장이 19.0㎝, L2의 반송파의 파장이 24.4㎝인 것에 대해서 와이드 레인에서의 파장은 86.2㎝로 상당히 길어져 있으므로 정수값 바이어스의 후보를 추려내기 쉬워진다. 따라서, 와이드 레인에서의 정수값 바이어스를 결정한 후 L1에서의 정수값 바이어스를 좁히도록 하고 있다.

와이드 레인에서의 정수값 바이어스가 결정되면 와이드 레인에서의 측위의 연산을 행할 수 있다(와이드 레인 측위)(스텝 7).

이어서, 와이드 레인에서의 정수값 바이어스에 의거하여 L1에서의 정수값 바이어스를 결정한다. L1에서의 정수값 바이어스가 결정되면 L1에서의 측위의 연산을 행할 수 있다(L1 측위)(스텝 8).

상기 각 스텝에 의해 RTK 해가 얻어지게 된다.

상기 해 취득부(13)에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 각 해 연산부(12)로부터의 RTK 해를 입력하여 픽스 해를 선택하는 해 선택부(21), 이 해 선택부(21)에서 선택된 픽스 해의 개수가 복수개인지의 여부를 판단하는 개수 판단부(22), 이 개수 판단부(22)에서 픽스 해의 개수가 복수개라고 판단된 경우에 이들 각 픽스 해끼리의 편차(간단히, 「차」라고 말할 수도 있음)를 구하는 편차 연산부(23), 이 편차 연산부(23)에서 연산된 모든 편차가 허용값(역치라고도 함) 이하인지의 여부를 판단하는 허용값 판단부(24), 및 이 허용값 판단부(24)에서 허용값 이하라고 판단된 경우에 이들 픽스 해에 소정의 연산 처리를 시행하여 정상(적정 또는 최적이라고도 할 수 있음)의 픽스해를 구하는 연산 처리부(25)가 구비되어 있다.

이 연산 처리부(25)에서는 예를 들면 복수개의 픽스 해의 평균값이 구해지고 이 평균 픽스 해가 정상의 픽스 해로서 해 취득부(13)로부터 출력된다. 또한, 평균값 대신에 중간값(데이터가 짝수인 경우에는 중앙의 2개의 데이터의 평균값이 사용됨)을 사용하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 데이터 해석부(14)에는 해 취득부(13)에서 취득된 픽스 해, 즉 해면 위치 데이터를 입력하여 파랑을 추출하는 파랑 추출부(31), 조위를 추출하는 조위 추출부(32), 및 해일을 추출하는 해일 추출부(33)가 구비되어 있다.

상기 파랑 추출부(31)에 있어서는 해면 위치 데이터에 하이패스 필터(예를 들면, FIR형 필터가 사용됨) 처리가 시행되어 단주기 성분인 파랑 성분만 추출된다.

또한, 상기 조위 추출부(32)에 있어서는 해면 위치 데이터에 로우패스 필터 처리가 시행되어 파랑 성분 등의 단주기 성분이 제거되어서 장주기 성분인 조위가 추출된다(해일 성분에 대해서는 남아있음). 이 로우패스 필터로서는 FIR형의 것이 사용되어(계산 방법은 편중된 이동 평균에 상당함) 파형을 왜곡시키지 않고 단주기 성분을 제거할 수 있다.

또한, 상기 해일 추출부(33)에는 해면 위치 데이터에 대하여 FIR형 로우패스 필터 처리를 시행하여 파랑 성분 등의 단주기 성분을 제거하고 실제의 조위(이하, 실측 조위라고 함)를 얻는 실측 조위 검출부, 조위 추정식을 사용하여 조위를 추정하는 조위 추정부, 및 상기 실측 조위 검출부에서 얻어진 실측 조위와 조위 추정부에서 얻어진 추정 조위를 입력함과 아울러 실측 조위로부터 추정 조위를 감산하여 해일을 검출하는 해일 검출부가 구비되어 있다. 즉, 실측 조위로부터 추정 조위를 감함으로써 파랑보다 주기가 긴 해일 성분을 추출할 수 있다.

이어서, 상술한 해면 위치 계측 장치(11)에 의해 정상의 픽스 해를 얻는 순서를 포함한 해면 위치 계측 방법을 도 5에 나타낸 플로우 챠트에 의거하여 설명한다.

또한, 상술한 바와 같이 이 해면 위치 계측 장치(11)에는 4개의 해 연산부(12)가 구비되어 있음과 아울러 기동 제어부(16)에 의해 소정 시간 간격, 예를 들면 1시간 간격으로 기동 및 재기동이 행해지고 있다. 도 6에 기동 및 재기동 스케줄을 나타낸다. 또한, 도면에 있어서의 「T」는 최초에 기동된 해 연산부(12)의 기동 시각을 나타내고, 「T+1시간」, 「T+2시간」 및 「T+3시간」은 각각 2번째, 3번째 및 4번째에 기동된 해 연산부(12)의 기동 시각을 나타내고 있다.

즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 기준국(1)과 관측국(2)에서 얻어진 측거 데이터는 각 해 연산부(12)에 입력되어서 RTK법에 의해 정밀도가 높은 픽스 해(FIX 해)가 구해진다. 물론, 픽스 해 이외에 상기 픽스 해보다 정밀도가 낮은 플로트 해, D-GPS 해, 단독 측위 해 등도 구해진다.

그리고, 각 해 연산부(12)에서 얻어진 픽스 해, 플로트 해, D-GPS 해, 단독 측위 해 등의 RTK 해는 해 취득부(14)의 해 선택부(21)에 입력되어 픽스 해가 선택된다.

이어서, 해 선택부(21)에서 선택된 픽스 해가 개수 판단부(22)에 입력되어 픽스 해의 개수가 구해진다.

이어서, 이 개수 판단부(22)에 있어서 픽스 해의 개수가 복수개인 경우에는 각 픽스 해가 편차 연산부(23)에 입력되어서 픽스 해끼리의 차인 편차가 각각 구해진다.

이어서, 각 편차가 허용값 판단부(24)에 입력되고 편차의 절대값과 미리 설정된 설정값이 비교되어서 모든 편차가 허용값 이하인지의 여부가 판단된다.

그리고, 모든 편차가 허용값 이하라고 판단된 경우에는 모든 픽스 해가 정상값이라고 판단됨과 아울러 이들 각 픽스 해가 연산 처리부(25)에 입력되고, 여기서 모든 픽스 해의 평균값이 연산된다. 이 평균값이 해면 위치 데이터로서 출력된다.

그런데, 개수 판단부(22)에 있어서 픽스 해가 1개라고 판단된 경우에는 이 픽스 해가 해 취득부(13)로부터 출력된다.

또한, 허용값 판단부(24)에 있어서 모든 편차가 허용값 이하가 아닌 경우, 즉 어느 하나의 편차가 허용값을 초과하고 있는 경우에는 정수값 바이어스에 도약 현상이 발생하여 픽스 해가 이상값이 되어 있다고 판단되므로 금회 얻어진 픽스 해는 모두 무효가 된다.

이와 같이 하여 얻어진 정상의 픽스 해는 해면 위치 데이터로서 데이터 해석부(14)에 송신되고, 여기서 파랑, 조석, 해일 등으로 분석된 후 데이터 표시 장치(15)로 송신되어 예를 들면 화면에서 표시된다.

또한, 상기 해 연산부(12)의 재기동시에는 예를 들면 평활화 처리에 있어서는 과거에 계측된 의사 거리 및 반송파 위상이 사용되므로 이들이 초기화되게 된다.

상술한 해면 위치 계측 장치 및 해면 위치 계측 방법에 의하면, RTK법을 사용한 해 연산부(12)를 복수개 구비하고, 이들 각 해 연산부(12)에서 얻어진 픽스 해끼리의 편차와 허용값을 비교함과 아울러 모든 편차가 허용값 이하인 경우에 이들 픽스 해에 의거하여 정상의 픽스 해를 취득하도록 하였으므로 거의 항상 정상의 픽스 해를 얻을 수 있다. 즉, 이상값의 픽스 해를 보다 확실하게 제거할 수 있다.

또한, 각 해 연산부(12)를 소정 시간 간격으로 어긋나게 해서 재기동시키도록 하고 있으므로 가령 픽스 해가 이상값이 된 경우에도 소정 시간 이내에 이상값이 발생된 해 연산부(12)에서의 정수값 바이어스가 정상으로 돌아오므로 정상의 픽스 해가 얻어진다.

따라서, 종래와 같이, 일단 픽스 해가 이상값이 되면 잘못된 위치 데이터가 계속 출력되는 사태가 방지되므로 이 해면 위치 계측 장치 및 해면 위치 계측 방법을 사용하여 해일 등을 검출할 때에는 정밀도가 좋은 검출을 행할 수 있고, 나아가서는 잘못된 해일 경보의 발령을 방지할 수 있다.

또한, 상술된 설명에서는 위치 계측 장치를 해면 위치 계측 장치의 주요부로서 설명하였지만, 예를 들면 위치 계측 장치로서 포착한 경우에는 해 연산부(12)와 해 취득부(13)로 구성되게 된다.

그런데, 상술한 실시형태에 있어서는, 해 연산부를 4개 구비시킴과 아울러 소정 시간 간격으로 어긋나게 해서 순번대로 재기동시키는 해면 위치 계측 장치 및 해면 위치 계측 방법에 대해서 설명하였지만, 이들과 동일한 효과를 거둘 수 있는 참고예 로서의 해면 위치 계측 장치 및 해면 위치 계측 방법을 이하 간단히 설명해둔다.

이 해면 위치 계측 장치에 있어서는 2개의 해 연산부가 구비됨과 아울러 한쪽을 주해 연산부(메인)로, 다른쪽을 부해 연산부(서브)로 하고, 또한 부해 연산부를 소정 시간 간격으로 재기동시킴과 아울러 주해 연산부에 대해서는 양 해 연산부에서 얻어진 픽스 해의 편차가 허용값을 초과하고 있는 경우에만 또한 그 시점에서 재기동시키도록 한 것이다.

이 해면 위치 계측 방법을 도 7의 플로우 챠트에 의거하여 간단히 설명해둔다.

즉, 2개의 해 연산부에서 구해진 RTK 해를 해 취득부의 해 선택부에 입력하여 그 중에서 픽스 해를 선택한 후 해 판단부(실시형태에 있어서의 개수 판단부에 대응함)에서 양쪽 모두 픽스 해인지의 여부를 판단함과 아울러, 한쪽만 픽스 해인 경우에는 어느 쪽의 해 연산부로부터의 해가 픽스 해인지를 판단한다.

양쪽 모두 픽스 해라고 판단된 경우에는 편차가 구해진 후 이 편차와 미리 구해져 있는 허용값이 비교되어서 편차가 허용값 이하인지의 여부가 판단된다.

편차가 허용값 이하라고 판단된 경우에는 주해 연산부로부터의 픽스 해가 정상의 픽스 해로서 취득된다. 편차가 허용값을 초과하고 있는 경우에는 양 픽스 해도 무효로 됨과 아울러 주해 연산부만이 재기동된다.

그리고, 상기 해 판단부에 있어서 양쪽 모두 픽스 해가 아니라고 판단된 경우에는, 우선 주해 연산부로부터의 해가 픽스 해인지의 여부가 판단된다. 주해 연산부로부터의 해가 픽스 해라고 판단된 경우에는 이 픽스 해가 정상의 픽스 해로서 취득된다.

이어서, 상기 해 판단부에 있어서 주해 연산부로부터의 해가 픽스 해가 아니라고 판단된 경우에는 부해 연산부로부터의 해가 픽스 해인지의 여부가 판단된다. 부해 연산부로부터의 해가 픽스 해라고 판단된 경우에는 이 픽스 해가 정상의 픽스 해로서 취득되고, 픽스 해가 아니라고 판단된 경우에는 어느 쪽의 해도 픽스 해가 아니므로 픽스 해 없음이라고 판단된다. 이 경우에 있어서의 각 해 연산부의 재기동 스케줄을 도 8에 나타낸다.

상술한 참고예에 있어서의 해면 위치 계측 장치 및 해면 위치 계측 방법에 있어서도 상기 실시형태와 같은 효과가 얻어진다.

즉, 종래와 같이, 해 연산부가 1개인 경우보다 정상의 픽스 해를 얻기 쉬워지므로 이상값인 픽스 해의 제거를 보다 확실하게 행할 수 있다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명의 위치 계측 장치의 적어도 관측 GPS 수신기를 소정 해역에 계류된 관측 부이에 탑재함으로써 해면의 변위를 정확하게 검출할 수 있으므로 본 발명에 의한 위치 계측 장치 및 위치 계측 방법은 예를 들면 해일의 검출에 최적이다.

Claims (4)

1. 지상에 설치된 기준 GPS 수신기인 기준국에서 얻어진 측거 데이터, 및 위치 계측 대상인 이동 물체에 배치된 관측 GPS 수신기인 관측국에서 얻어진 측거 데이터에 의거하여 이동 물체의 3차원 위치를 계측하는 장치로서,
   상기 기준국으로부터의 기준 측거 데이터 및 상기 관측국으로부터의 관측 측거 데이터를 입력하여 리얼 타임 키네마틱(RTK)법에 의해 상기 관측국의 위치 데이터이고 적어도 픽스 해를 포함하는 RTK 해를 연산할 수 있는 해 연산부를 복수개 구비함과 아울러, 이들 각 해 연산부를 소정 시간 간격으로 어긋나게 해서 순번대로 재기동시키도록 이루어지고,
   또한 상기 각 해 연산부로부터 출력된 RTK 해를 입력하여 정상의 픽스 해를 취득하는 해 취득부를 구비하며,
   또한 상기 해 취득부에, 입력된 픽스 해의 개수가 복수개인지의 여부를 판단하는 개수 판단부, 이 개수 판단부에서 픽스 해의 개수가 복수개라고 판단된 경우에 이들 각 픽스 해끼리의 편차를 구하는 편차 연산부, 및 이 편차 연산부에서 연산된 각 편차가 허용값 이하인지의 여부를 판단하는 허용값 판단부를 구비시킴과 아울러, 이 허용값 판단부에서 모든 편차가 허용값 이하라고 판단된 경우에 이들 픽스 해에 의거하여 정상의 픽스 해를 취득하도록 한 것을 특징으로 하는 GPS에 의한 위치 계측 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 관측국이 소정 해역에 계류된 관측 부이에 설치되어 있고, 연산되는 위치 데이터가 해면 위치인 것을 특징으로 하는 GPS에 의한 위치 계측 장치.
3. 지상에 설치된 기준 GPS 수신기인 기준국에서 얻어진 기준 측거 데이터, 및 위치 계측 대상인 이동 물체에 배치된 관측 GPS 수신기인 관측국에서 얻어진 관측 측거 데이터를 각각 복수개의 해 연산부에 입력함과 아울러, 이들 각 해 연산부에서 리얼 타임 키네마틱(RTK)법을 사용하여 상기 관측국의 위치 데이터이고 적어도 픽스 해를 포함하는 RTK 해를 연산하고,
   이어서 상기 구해진 픽스 해의 개수가 복수개인지의 여부를 판단함과 아울러, 픽스 해가 복수개라고 판단된 경우에 이들 각 픽스 해끼리의 편차를 구하고,
   이어서 상기 구해진 각 편차가 허용값 이하인지의 여부를 판단함과 아울러, 모든 편차가 허용값 이하라고 판단된 경우에 이들 픽스 해에 의거하여 정상의 픽스 해를 취득하고,
   또한 상기 각 해 연산부를 소정 시간 간격으로 어긋나게 해서 순차적으로 재기동시키는 것을 특징으로 하는 GPS에 의한 위치 계측 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 관측국이 소정 해역에 계류된 관측 부이에 설치되어 있고, 연산되는 위치 데이터가 해면 위치인 것을 특징으로 하는 GPS에 의한 위치 계측 방법.

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