KR101693389B1 - 소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 장치 및 방법에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 위성항법신호 생성 방법은, 라이넥스(RINEX) 데이터에서 항법 메시지를 생성하는데 필요한 변수들인 항법 데이터를 추출하고, 수신기 위치와 항법 데이터를 통해 계산한 위성들의 위치를 이용해서 현재 수신기의 위치에서의 가시위성들을 판단하고, 가시위성들 각각의 의사거리와 가시위성들 각각의 도플러를 계산하고, 수신기에서 처리 가능한 도플러 변이 만큼의 시간을 도플러 주기로 계산하고, 항법데이터와 TOW(Time of Week)를 이용해서 위성항법 신호를 생성하기 위한 항법메시지 프레임을 생성하고 도플러 주기 동안에 항법메시지 프레임, 가시 위성 별 의사거리 및 가시 위성 별 도플러를 이용하여 가시위성 별로 디지털 중간주파수의 위성항법신호 생성할 수 있다.

Description

소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 장치 및 방법{Apparatus and Method for generating satellite navigation signal based on software}
본 발명은 위성 항법 시스템에서의 신호 생성 시뮬레이터에 관한 것으로, 특히 위성 항법 시스템에서 소프트웨어를 기반으로 하여 위성 항법을 위한 신호를 발생하는 위성항법신호 생성 장치에 관한 것이다.
최근 스마트폰의 시장이 확대되고 이에 따른 다양한 위치서비스가 제공되고 있다. 스마트폰에 내장된 GPS 수신칩셋 때문에 휴대용 모바일 위치서비스가 가능하게 된 것이다. 이러한 스마트폰용 GPS 수신칩셋은 시장에 나오기 전에 실제환경과 유사한 환경에서 시험을 수행하여 검증을 필요하게 된다. 현재 이러한 시험환경 구축은 일반적으로 하나의 GPS 안테나로부터 수신된 신호를 실내의 시험환경에 게필러를 통하여 단순히 릴레이 시키는 방식으로 진행되고 있다. 이러한 환경에서는 다양한 실제환경과 유사한 시험검증을 수행할 수 없는 단점이 있다.
일반적으로 위성항법신호의 생성을 위한 시뮬레이터의 개발은 하드웨어적인 요소인 무선 주파수(Radio Frequence; RF) 신호 처리부가 필요 없이 디지털 중간 주파수(Intermediate Frequence; IF) 신호를 생성함으로써 소프트웨어 항법 수신기의 효과적인 검증을 위하여 구현되었다.
이와 같이 하드웨어를 기반으로 하여 구현한 것이 아니라 소프트웨어를 기반으로 하여 구현을 추구함으로써, 유연성 및 비용에 있어서의 절감을 가져올 수 있다. 그러나 소프트웨어를 기반으로 하는 시뮬레이터에 의해 신호를 생성하는 경우에는 하드웨어를 기반으로 하는 신호 생성기에 의해 신호를 생성하는 경우에 비하여 많은 시간이 소요된다.
따라서 유연성 및 비용에 있어서의 절감뿐만 아니라 신호를 생성하는 시간을 줄일 수 있는 소프트웨어를 기반으로 하여 신호를 생성하기 위한 시뮬레이터의 구현이 요구된다.
본 발명의 실시예는 소프트웨어 기반의 위성항법 신호생성기에서 실시간 신호생성을 위한 방법에 대한 것으로 신호생성에 필요한 도플러 갱신주기를 도플러 변화에 맞게 차별적으로 결정하여 도플러 갱신 시간을 줄이며 또한 생성신호(digitized IF data)를 도플러 갱신주기에 맞춰 신호를 생성함으로써 신호생성 성능을 향상하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 장치는, 라이넥스(RINEX) 데이터를 이용하여 항법데이터 및 신호생성에 필요한 가시 위성 정보, 가시 위성 별 의사거리, 상기 가시 위성 별 도플러 및 도플러 주기를 계산하는 궤도 데이터 처리부와, 상기 항법데이터를 이용하여 위성항법 신호를 생성하기 위한 항법메시지 프레임을 상기 가시 위성 별로 생성하는 항법 메시지 처리부 및 상기 도플러 주기 동안에 상기 가시 위성 별 항법메시지 프레임, 상기 가시 위성 별 의사거리 및 상기 가시 위성 별 도플러를 이용하여 상기 가시위성 별로 디지털 중간주파수의 위성항법신호를 생성하는 신호 생성부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 방법은, 라이넥스(RINEX) 데이터를 이용하여 항법데이터 및 신호생성에 필요한 가시 위성 정보, 가시 위성 별 의사거리, 상기 가시 위성 별 도플러 및 도플러 주기를 계산하는 궤도 데이터 처리 단계와, 상기 항법데이터를 이용하여 위성항법 신호를 생성하기 위한 항법메시지 프레임을 상기 가시 위성 별로 생성하는 항법 메시지 처리 단계 및 상기 도플러 주기 동안에 상기 가시 위성 별 항법메시지 프레임, 상기 가시 위성 별 의사거리 및 상기 가시 위성 별 도플러를 이용하여 상기 가시위성 별로 디지털 중간주파수의 위성항법신호를 생성하는 신호 생성 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 방법은, 라이넥스(RINEX) 데이터에서 항법 메시지를 생성하는데 필요한 변수들인 항법 데이터를 추출하는 단계와, 수신기 위치와 상기 항법 데이터를 통해 계산한 위성들의 위치를 이용해서 현재 수신기의 위치에서의 가시위성들을 판단하는 단계와, 상기 가시위성들 각각의 의사거리와 상기 가시위성들 각각의 도플러를 계산하는 단계와, 상기 수신기에서 처리 가능한 도플러 변이 만큼의 시간을 도플러 주기로 계산하는 단계와, 상기 항법데이터와 TOW(Time of Week)를 이용해서 위성항법 신호를 생성하기 위한 항법메시지 프레임을 생성하는 단계 및 상기 도플러 주기 동안에 상기 항법메시지 프레임, 상기 가시 위성 별 의사거리 및 상기 가시 위성 별 도플러를 이용하여 상기 가시위성 별로 디지털 중간주파수의 위성항법신호 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 소프트웨어 기반의 위성항법신호 생성 장치 및 방법에 관한 것으로 수신기에서 추적 가능한 도플러 변이를 유지하면서 도플러 주기를 도플러 변이에 따라 차등적으로 적용함으로써 도플러 계산에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호 생성 장치의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호 생성 장치에서 궤도 데이터 처리부의 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호 생성 장치에서 항법 메시지 처리부의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호 생성 장치에서 신호 생성부의 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호를 생성하기 위한 도플러 주기를 결정하는 것에 대한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호 생성 장치에서 위성항법신호를 생성하는 과정을 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호 생성 장치의 구성을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 위성항법신호 생성 장치(100)는 궤도 데이터 처리부(110), 항법 메시지 처리부(120) 및 신호 생성부(130)를 포함한다.
궤도 데이터 처리부(110)는 수신하는 라이넥스(RINEX: Receiver Independent EXchange Format) 데이터를 이용하여 항법데이터 및 신호생성에 필요한 가시 위성 정보, 가시 위성 별 의사거리, 가시 위성 별 도플러 및 도플러 주기를 계산한다.
항법 메시지 처리부(120)는 궤도 데이터 처리부(110)로부터 수신하는 항법데이터를 이용하여 위성항법 신호를 생성하기 위한 항법메시지 프레임을 가시 위성 별로 생성한다.
신호 생성부(130)는 도플러 주기 동안에 항법메시지 프레임, 가시 위성 별 의사거리 및 가시 위성 별 도플러를 이용하여 각 가시위성 별로 디지털 중간주파수의 위성항법신호 생성한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호 생성 장치에서 궤도 데이터 처리부의 구성을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 궤도 데이터 처리부(110)는 라이넥스 변환부(210), 위성 위치 계산부(220), 가시위성 판단부(230), 수신기 정보 저장부(240), 의사거리 계산부(250), 도플러 계산부(260) 및 도플러 주기 계산부(270)를 포함할 수 있다.
라이넥스 변환부(210)는 라이넥스 데이터를 수신하고, 수신한 라이넥스 데이터에서 항법 메시지를 생성하는데 필요한 변수들인 항법 데이터를 추출한다.
위성 위치 계산부(220)는 라이넥스 변환부(210)에서 추출한 항법 데이터를 이용해서 위성들의 위치를 계산한다.
가시위성 판단부(230)는 현재 수신기 위치와 위성 위치 계산부(220)를 통해 계산된 위성들의 위치를 이용해서 현재 수신기의 위치에서의 가시위성들을 판단한다. 이때, 가시위성 판단부(230)는 일정 주기로 가시위성을 판단한다. 그리고, 가시위성의 판단은 사용자가 위치에서 앙각이 기설정된 각도(예 10도) 이상인 위성으로 결정할 수 있다.
수신기 정보 저장부(240)는 시뮬레이션을 위해 위성 항법 신호를 수신하는 수신기의 위치 등의 수신기 정보를 저장한다.
의사거리 계산부(250)는 가시위성들 각각의 의사거리를 계산한다.
도플러 계산부(260)는 가시위성들 각각의 도플러를 계산한다.
도플러 주기 계산부(270)는 수신기에서 처리 가능한 도플러 변이 만큼의 시간을 도플러 주기로 계산한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호 생성 장치에서 항법 메시지 처리부의 구성을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 항법 메시지 처리부(120)는 정보 추출부(310), TOW(Time of Week) 계산부(320), 인코딩부(330) 및 프레임 생성부(340)를 포함할 수 있다.
정보 추출부(310)는 궤도 데이터 처리부(110)으로부터 수신하는 항법 데이터에서 항법 메시지 생성에 필요한 궤도 정보 및 오차 정보를 가시 위성 별로 추출한다.
TOW 계산부(320)는 항법 메시지를 구성하는 서브 프레임들 각각이 전송되는 시간을 나타내는 TOW를 초기 사용자가 결정한 신호생성 시간을 기준으로 계산한다.
인코딩부(330)는 TOW, 추출된 궤도 정보 및 오차 정보를 이용하여 가시 위성 별로 항법메시지 프레임을 생성하기 위한 인코딩을 수행한다. 이때, 인코딩은 위성항법 시스템(GPS)에서 정의된 프레임 포맷으로 해당 데이터를 비트 변환하는 작업을 의미하며 TOW 계산부(320)에서 계산된 TOW 서브프레임마다 삽입 하게 된다.
인코딩부(330)는 서브프레임을 구성하는 워드단위로 인코딩 데이터를 생성한다.
프레임 생성부(340)는 인코딩부(330)를 통해 생성되는 인코딩 데이터를 이용하여 서브 프레임들로 구성된 항법 메시지 프레임을 가시 위성 별로 생성한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호 생성 장치에서 신호 생성부의 구성을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 신호 생성부(130)는 DCO(Digital Controlled Oscillator) 갱신부(410), 위치 결정부(420), 코드 데이터 저장부(430), 신호 변환부(440) 및 IF 항법 신호 생성부(450)를 포함할 수 있다.
DCO 갱신부(410)는 궤도 데이터 처리부(110)로부터 수신하는 가시 위성 별 도플러들을 이용해서 가시 위성 별로 코드 DCO 및 반송파 DCO를 갱신한다.
위치 결정부(420)는 가시 위성 별로 의사거리를 신호에 반영하기 위한 코드 데이터 및 항법 메시지 프레임의 위치를 결정한다.
코드 데이터 저장부(430)는 위성 별로 기설정된 코드 데이터를 저장한다.
신호 변환부(440)는 위치 결정부(420)를 통해 결정된 코드 데이터의 위치와 항법 메시지 프레임의 위치에 해당하는 값을 코드 데이터 저장부(430)에 저장된 대응하는 코드 데이터와 항법 메시지 처리부(120)로부터 수신하는 가시 위성 별 항법 메시지 프레임에서 읽어와 각 값을 곱해서 가시 위성 별로 위성항법 신호를 생성한다.
IF 항법 신호 생성부(450)는 기설정된 중간주파수 반송파를 가시 위성 별 위성항법 신호에 곱하여 가시 위성 별로 디지털 중간 주파수의 위성항법 신호를 생성한다.
신호 생성부(130)에서 신호생성을 위한 코드 DCO 및 반송파 DCO는 주기적으로 계산된 위성의 도플러 성분에 의해 결정된다. 즉, 신호생성부(130)는 주기적으로 궤도 데이터 처리부(110)에서 계산되는 도플러 성분을 코드 DCO 및 반송파 DCO에 반영하여 갱신한다. 이때, 주기 결정은 신호의 특성을 결정짓는 중요한 요소로 너무 짧으면 계산량이 많아져 시간이 많이 소요되며 주기가 너무 길면 신호특성을 제대로 반영하지 못하여 수신기에서 해당신호를 처리할 수 없게 된다. 따라서 신호생성부(130)에서 수신기에서 처리 가능한 도플러 변이를 적용한 적절한 DCO 갱신주기가 필요하다.
또한 신호생성 시간의 성능을 향상하기 위해 중요한 것은 신호생성채널에서 샘플단위로 호출할 경우 함수 호출에 따른 시간이 많이 소요 된다.
샘플단위로 호출로 인한 시간 소요를 극복하기 위해 DCO 갱신주기인 도플러 주기만큼의 샘플데이터를 블록단위로 처리하는 것이 바람직 하다.
샘플데이터를 블록단위로 처리하면 신호생성 함수가 한번 호출되면 도플러 주기만큼의 샘플데이터를 처리할 수 있게 된다. 코드 및 반송파 생성에 영향을 주는 DCO 파라메터 값은 생성시간 동안 동일한 값을 유지하게 된다. 따라서 DOC 파라메터가 동일한 값을 유지하는 동안 샘플 데이터를 처리하여 신호생성 처리속도를 높일 수 있다.
수신기에서 처리 가능한 도플러 변이는 초당 수 Hz 이다. 따라서 위성항법신호 생성 장치(100)에서 위성 움직임에 대한 도플러를 반영하여 위성 항법 신호를 생성할 경우 도플러를 계산하는 주기인 도플러 주기를 도플러 변이를 반영하여 결정하면 도플러 계산에 다른 처리 부하를 줄 일 수 있다. 이때, 도플러 변이는 수신기에서 처리 가능한 도플러의 변이 정도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호를 생성하기 위한 도플러 주기를 결정하는 것에 대한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 신호생성 시점 T1(510)에서 현재 위성과 수신기간 도플러를 계산하기 위해 일정 시간 후의 시점 T1’(520)에서의 도플러 값을 이용하여 현재 T1시점의 도플러가 유지되는 시간인 도플러 주기 b(560)을 결정할 수 있다.
T1과 T1’에서 결정된 도플러 값이 유지되는 시간 b(560)은 수신기에서 처리 가능한 도플러 변이가 유지되는 시간 a(550)이 만족되는 시점 T2(530)까지 동일한 도플러 값을 반영할 수 있다. 도플러가 유지되는 시간인 도플러 주기는 b(560)은 아래 <수학식 1>과 같이 결정할 수 있다.
[수학식 1]
b = a / (T1’_doppler - T1_doppler)
여기서, b는 도플러 주기이고, a는 기설정된 도플러 변이이고, T1_doppler는 T1에서의 도플러 값이고, T1’_doppler는 T1에서 기설정된 시간 경과 후인 T1’에서의 도플러 값이다.
신호생성 시점이 T2(530)에서는 위와 동일한 방법으로 T2에서의 도플러 값이 유지되는 시간 b’(570)을 결정할 수 있다.
이렇게 도플러가 유지되는 시간 b(560), b’(570)은 위성항법신호 생성 장치(100)에서 신호생성을 위한 도플러 계산을 도플러 변이에 따라 차등적으로 적용할 수 있으므로 도플러 계산을 위한 처리부하를 감소시키면서 보다 정밀하고 안정적인 신호를 생성할 수 있게 된다. 따라서 소프트웨어 기반으로 실시간 신호를 생성하기 위해 계산부하를 감소시켜야 하는데 적합하게 적용될 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 소프트웨어 기반의 위성항법 신호 생성 방법을 아래에서 도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 위성항법신호 생성 장치에서 위성항법신호를 생성하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 위성항법신호 생성 장치(100)는 610단계에서 라이넥스 데이터를 수신하면, 620단계에서 수신한 라이넥스 데이터에서 항법 메시지를 생성하는데 필요한 변수들인 항법 데이터를 추출한다.
그리고, 위성항법신호 생성 장치(100)는 630단계에서 현재 수신기 위치와 항법 데이터를 통해 계산한 위성들의 위치를 이용해서 현재 수신기의 위치에서의 가시위성들을 판단한다.
그리고, 위성항법신호 생성 장치(100)는 640단계에서 가시위성들 각각의 의사거리와 가시위성들 각각의 도플러를 계산한다.
그리고, 위성항법신호 생성 장치(100)는 650단계에서 수신기에서 처리 가능한 도플러 변이 만큼의 시간을 도플러 주기로 계산한다.
그리고, 위성항법신호 생성 장치(100)는 660단계에서 항법데이터와 TOW를 이용해서 위성항법 신호를 생성하기 위한 항법메시지 프레임을 생성한다.
그리고, 위성항법신호 생성 장치(100)는 670단계에서 도플러 주기 동안에 항법메시지 프레임, 가시 위성 별 의사거리 및 가시 위성 별 도플러를 이용하여 각 가시위성 별로 디지털 중간주파수의 위성항법신호 생성한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 라이넥스(RINEX) 데이터를 이용하여 항법데이터 및 신호생성에 필요한 가시 위성 정보, 가시 위성 별 의사거리, 상기 가시 위성 별 도플러 및 도플러 주기를 계산하는 궤도 데이터 처리부;
    상기 항법데이터를 이용하여 위성항법 신호를 생성하기 위한 항법메시지 프레임을 상기 가시 위성 별로 생성하는 항법 메시지 처리부; 및
    상기 도플러 주기 동안에 상기 가시 위성 별 항법메시지 프레임, 상기 가시 위성 별 의사거리 및 상기 가시 위성 별 도플러를 이용하여 상기 가시위성 별로 디지털 중간주파수의 위성항법신호를 생성하는 신호 생성부를 포함하는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 궤도 데이터 처리부는,
    상기 라이넥스 데이터에서 항법 메시지를 생성하는데 필요한 변수들인 상기 항법 데이터를 추출하는 라이넥스 변환부;
    상기 항법 데이터를 이용해서 위성들의 위치를 계산하는 위성 위치 계산부;
    수신기 위치와 상기 위성 위치 계산부를 통해 계산된 위성들의 위치를 이용해서 상기 수신기의 위치에서의 가시위성들을 판단하는 가시위성 판단부;
    수신기 정보를 이용해서 상기 가시위성들 각각과의 의사거리를 계산하는 의사거리 계산부;
    상기 수신기 정보를 이용해서 상기 가시위성들 각각과의 도플러를 계산하는 도플러 계산부; 및
    상기 수신기에서 처리 가능한 도플러 변이 만큼의 시간을 도플러 주기로 계산하는 도플러 주기 계산부를 포함하는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도플러 주기 계산부는,
    아래 <수학식 2>를 이용해서 상기 도플러 주기를 계산하는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 장치.
    [수학식 2]
    b = a / (T1’_doppler - T1_doppler)
    (여기서, b는 도플러 주기이고, a는 기설정된 도플러 변이이고, T1_doppler는 T1에서의 도플러 값이고, T1’_doppler는 T1에서 기설정된 시간 경과 후인 T1’에서의 도플러 값이다.)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 항법 메시지 처리부는,
    상기 항법 데이터에서 궤도 정보 및 오차 정보를 가시 위성 별로 추출하는 정보 추출부;
    전송되는 시간을 나타내는 TOW(Time of Week)를 계산하는 TOW 계산부;
    상기 TOW, 상기 궤도 정보 및 상기 오차 정보를 이용하여 상기 가시 위성 별로 상기 항법메시지 프레임을 생성하기 위한 인코딩을 수행하는 인코딩부; 및
    상기 인코딩부를 통해 생성된 인코딩 데이터를 이용해서 서브 프레임들로 구성된 상기 항법 메시지 프레임을 가시 위성 별로 생성하는 프레임 생성부를 포함하는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 생성부는,
    상기 가시 위성 별 도플러들을 이용해서 상기 가시 위성 별로 코드 DCO(Digital Controlled Oscillator) 및 반송파 DCO를 갱신하는 DCO 갱신부;
    상기 가시 위성 별로 의사거리를 신호에 반영하기 위한 코드 데이터 및 상기 항법 메시지 프레임의 위치를 결정하는 위치 결정부;
    상기 코드 데이터의 위치와 상기 항법 메시지 프레임의 위치에 해당하는 값을 상기 가시 위성에 대응하는 코드 데이터와, 상기 가시 위성 별 항법 메시지 프레임에서 읽어와 각 값을 곱해서 상이 가시 위성 별로 위성항법 신호를 생성하는 신호 변환부; 및
    기설정된 중간주파수 반송파를 상기 가시 위성 별 위성항법 신호에 곱하여 상기 가시 위성 별로 디지털 중간 주파수의 위성항법 신호를 생성하는 중간 주파수 항법신호 생성부를 포함하는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 장치.
  6. 라이넥스(RINEX) 데이터를 이용하여 항법데이터 및 신호생성에 필요한 가시 위성 정보, 가시 위성 별 의사거리, 상기 가시 위성 별 도플러 및 도플러 주기를 계산하는 궤도 데이터 처리 단계;
    상기 항법데이터를 이용하여 위성항법 신호를 생성하기 위한 항법메시지 프레임을 상기 가시 위성 별로 생성하는 항법 메시지 처리 단계; 및
    상기 도플러 주기 동안에 상기 가시 위성 별 항법메시지 프레임, 상기 가시 위성 별 의사거리 및 상기 가시 위성 별 도플러를 이용하여 상기 가시위성 별로 디지털 중간주파수의 위성항법신호를 생성하는 신호 생성 단계를 포함하는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 궤도 데이터 처리 단계는,
    상기 라이넥스 데이터에서 항법 메시지를 생성하는데 필요한 변수들인 상기 항법 데이터를 추출하는 단계;
    상기 항법 데이터를 이용해서 위성들의 위치를 계산하는 단계;
    수신기 위치와 위성 위치 계산부를 통해 계산된 위성들의 위치를 이용해서 상기 수신기의 위치에서의 가시위성들을 판단하는 단계;
    수신기 정보를 이용해서 상기 가시위성들 각각과의 의사거리를 계산하는 단계;
    상기 수신기 정보를 이용해서 상기 가시위성들 각각과의 도플러를 계산하는 단계; 및
    상기 수신기에서 처리 가능한 도플러 변이 만큼의 시간을 도플러 주기로 계산하는 단계를 포함하는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 도플러 주기는,
    아래 <수학식 3>를 이용해서 계산되는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 방법.
    [수학식 3]
    b = a / (T1’_doppler - T1_doppler)
    (여기서, b는 도플러 주기이고, a는 기설정된 도플러 변이이고, T1_doppler는 T1에서의 도플러 값이고, T1’_doppler는 T1에서 기설정된 시간 경과 후인 T1’에서의 도플러 값이다.)
  9. 제6항에 있어서,
    상기 항법 메시지 처리 단계는,
    상기 항법 데이터에서 궤도 정보 및 오차 정보를 가시 위성 별로 추출하는 단계;
    전송되는 시간을 나타내는 TOW(Time of Week)를 계산하는 단계;
    상기 TOW, 상기 궤도 정보 및 상기 오차 정보를 이용하여 상기 가시 위성 별로 상기 항법메시지 프레임을 생성하기 위한 인코딩을 수행해서 인코딩 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 인코딩 데이터를 이용해서 서브 프레임들로 구성된 상기 항법 메시지 프레임을 가시 위성 별로 생성하는 단계를 포함하는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 신호 생성 단계는,
    상기 가시 위성 별 도플러들을 이용해서 상기 가시 위성 별로 코드 DCO(Digital Controlled Oscillator) 및 반송파 DCO를 갱신하는 단계;
    상기 가시 위성 별로 의사거리를 신호에 반영하기 위한 코드 데이터 및 상기 항법 메시지 프레임의 위치를 결정하는 단계;
    상기 코드 데이터의 위치와 상기 항법 메시지 프레임의 위치에 해당하는 값을 상기 가시 위성에 대응하는 코드 데이터와, 상기 가시 위성 별 항법 메시지 프레임에서 읽어와 각 값을 곱해서 상이 가시 위성 별로 위성항법 신호를 생성하는 단계; 및
    기설정된 중간주파수 반송파를 상기 가시 위성 별 위성항법 신호에 곱하여 상기 가시 위성 별로 디지털 중간 주파수의 위성항법 신호를 생성하는 단계를 포함하는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 방법.

  11. 라이넥스(RINEX) 데이터에서 항법 메시지를 생성하는데 필요한 변수들인 항법 데이터를 추출하는 단계;
    수신기 위치와 상기 항법 데이터를 통해 계산한 위성들의 위치를 이용해서 현재 수신기의 위치에서의 가시위성들을 판단하는 단계;
    상기 가시위성들 각각의 의사거리와 상기 가시위성들 각각의 도플러를 계산하는 단계;
    상기 수신기에서 처리 가능한 도플러 변이 만큼의 시간을 도플러 주기로 계산하는 단계;
    상기 항법데이터와 TOW(Time of Week)를 이용해서 위성항법 신호를 생성하기 위한 항법메시지 프레임을 생성하는 단계; 및
    상기 도플러 주기 동안에 상기 항법메시지 프레임, 상기 가시 위성 별 의사거리 및 상기 가시 위성 별 도플러를 이용하여 상기 가시위성 별로 디지털 중간주파수의 위성항법신호 생성하는 단계를 포함하는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도플러 주기는,
    아래 <수학식 4>를 이용해서 계산되는
    소프트웨어 기반 위성항법신호 생성 방법.
    [수학식 4]
    b = a / (T1’_doppler - T1_doppler)
    (여기서, b는 도플러 주기이고, a는 기설정된 도플러 변이이고, T1_doppler는 T1에서의 도플러 값이고, T1’_doppler는 T1에서 기설정된 시간 경과 후인 T1’에서의 도플러 값이다.)
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