KR101700860B1 - 해상 선박용 dgnss/dmb 내비게이션 시스템 - Google Patents

해상 선박용 dgnss/dmb 내비게이션 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해상 이용자에게 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 데이터 채널을 통해 DGNSS 보정정보와 선박 안전통항을 위한 실시간 교통정보를 제공하고 해상 이용자는 그 정보를 출력함으로써 안전한 해상 운항을 실현할 수 있는 해상 선박용 DGNSS/DMB 통합 내비게이션 시스템에 관한 것이다.
이와 같은 해상 선박용 DGNSS/DMB 통합 내비게이션 시스템은 DGNSS 보정정보를 포함하는 해상교통 안전정보를 실은 DMB 데이터를 방송하는 DGNSS/DMB 통합운영 시스템(80)과; 상기 DMB 데이터를 수신하여 변조 및 RF 채널로 변환하여 해당 권역에 전달하는 DMB 중계기(40)와; GNSS 신호와, 상기 DMB 중계기(40)로부터 DMB 데이터를 수신하고, 상기 GNSS 신호와 상기 DMB 데이터에 실린 DGNSS 보정정보를 이용하여 보정 위치를 계산하고, 항법신호 신뢰성 정보, 해상교통 안전정보를 전자해도(ENC)에 출력하는 선박 단말기(30);를 포함한다.

Description

해상 선박용 DGNSS/DMB 내비게이션 시스템{DGNSS / DMB navigation system for ship}
본 발명은 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 중계국을 통해 방송되는 GNSS 보정정보와 항법신호의 신뢰성 정보, 선박 안전통항을 위한 실시간 교통정보를 해상 선박 단말기에서 수신 및 처리하여 그 정보를 출력함으로써 안전한 해상 운항을 지원할 수 있는 해상 선박용 DGNSS/DMB 통합 내비게이션 시스템에 관한 것이다.
디지피에스(DGPS; Differential GPS)는 GPS의 오차정보를 주변의 다른 GPS이용자 단말기에게 알려주면, 이용자 단말기는 그 오차정보를 이용하여 보다 정확한 위치를 계산할 수 있는 시스템이다.
미국의 GPS, 러시아의 GLONASS, 유럽연합의 Galileo, 중국의 COMPASS 등의 위성 전파 항법시스템(GNSS; Global Navigation Satellite Systems)의 위치 정확도를 개선하고 무결성 기능을 강화하기 위한 시스템을 총칭하여 위성전파 항법 보정시스템(DGNSS;(Differential Global Navigation Satellite Systems)이라 한다.
일반적으로 DGNSS시스템은 기준국(RS; Reference Station), 무결성 감시국(IM; Integrity Monitor), 제어국(CS; Control Station)으로 되어 있다. 기준국은 위성 오차정보를 생성하여 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 국제 표준 포맷으로 변환하여 MSK변조를 통해 방송한다. 무결성 감시국은 기준국에서 방송하는 위성 오차정보를 수신하여 복조한 다음 RTCM 위성 오차정보를 해석하여 무결성 여부를 감시하는 역할을 수행한다. 그리고 제어국은 RTCM메시지를 이용하여 기준국과 무결성 감시국을 제어하고 모니터링 하는 역할을 수행한다.
한편, 현재 선박의 위치식별을 위해 이용되는 시스템 및 그 방식은 선박자동식별시스템(Automatic Identification System, AIS), 레이더 스캔을 이용한 위치식별, VHF 및 SSB 통신을 이용한 선박위치보고, 해상 RF 모뎀을 이용한 자동 위치식별, GPS가 내장된 모바일 통신 단말(TRS, CDMA)을 이용한 위치식별 등이 있다.
선박자동식별시스템은 선박의 항해안전 및 보안강화를 위하여 국제해사기구(IMO)에서 채택한 시스템으로서, 선박의 제원?운항정보를 선박과 선박, 선박과 육상간 자동으로 송수신하여 연안 해역관제, 수색구조(SAR) 및 선박통항관제(VTS) 수단을 제공하며, 연안해역의 선박운항 모니터링에 활용될 수 있도록 개발된 시스템이다. AIS는 디지털 VHF 무선 트랜스폰더 시스템으로 선박이 어느 해역을 항해 중이든 지속적인 모드로 작동되도록 되어 있다. 데이터 통신을 위해 해사 이동주파수대역 내의 VHF 주파수 채널(87B, 88B)이 사용되고, 각 채널은 9,600bps의 전송률과 분당 200개의 정보전송이 가능하다. 현재 AIS시스템에 선박식별 및 식별정보 전송을 위한 수단으로 가장 많이 이용되고 있다.
해상교통관제서비스를 위한 VTS 센터에서는 선박식별 및 모니터링을 위하여 레이더 시스템, AIS, VHF 통신 등을 활용하고 있다. 특히 우리나라 전국 연안에 설치되어 있는 AIS 네트워크를 이용하여 선박으로부터 선박의 위치 및 운항정보를 전송받아 육상의 관제 시스템에서 모니터링하고 있다.
현재 항만이나 연근해를 운항하는 선박은 AIS가 탑재된 선박만을 식별할 수 있으므로 AIS가 탑재되지 않은 선박의 식별은 어려운 실정이다. 즉, 국제항해에 종사하는 300톤 이상의 선박, 국내 항해에 종사하는 500톤 이상의 화물선과 여객선에 의무적으로 장착하도록 규정되어 있어 대형선박이 아닌 연근해 조업을 하는 100톤 이하의 중소형 어선은 경제적인 어려움으로 고가인 선박자동식별장치를 탑재하고 있지 않아 선박 식별이 어려운 것이다.
따라서, 대형선박은 중소형 어선의 위치 정보를 실시간으로 제공받지 못하여, 대형선박과 중소형 어선간의 해양 충돌사고가 우려되는 실정이다.
등록특허공보 제10-1250858호(공고일자 2013년04월05일)
본 발명의 목적은 해상 이용자에게 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 데이터 채널을 통해 DGNSS 보정정보와 해상 항법신호의 신뢰성 정보, 선박 안전통항을 위한 실시간 교통정보를 제공하고 해상 이용자는 그 정보를 수신 및 처리하고, 출력함으로써 안전한 해상 운항을 실현할 수 있는 해상 선박용 DGNSS/DMB 통합 내비게이션 시스템을 제공하려는데 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 DGNSS 보정정보를 포함하는 해상교통 안전정보를 실은 DMB 데이터를 방송하는 DGNSS/DMB 통합운영 시스템(80)과; 상기 DMB 데이터를 수신하여 변조 및 RF 채널로 변환하여 해당 권역에 전달하는 DMB 중계기(40)와; GNSS 신호와, 상기 DMB 중계기(40)로부터 DMB 데이터를 수신하고, 상기 GNSS 신호와 상기 DMB 데이터에 실린 DGNSS 정보를 이용하여 보정 위치를 계산하고, 항법신호 신뢰성 정보, 해상교통 안전정보를 전자해도(ENC)에 출력하는 선박 단말기(30);를 포함하는 해상 선박용 DGNSS/DMB 내비게이션 시스템 및 이하에서 기재되는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 의해 달성된다.
- 디지털 정보 수신에 취약한 소형선박 및 어선 등의 안전정보 제공으로 해상활동 안전성 증대.
- 지상파 DMB를 통한 위성항법보정서비스 및 해상교통 안전정보 제공으로 해양수산부 인프라인 DGNSS 기준국 서비스의 다원화 및 그에 따른 활용도 증대.
- 해상교통사고의 대부분을 차지하고 있는 소형선박/어선의 사고율 감소에 기여.
도 1은 본 발명에 따른 해상 선박용 DGNSS/DMB 내비게이션 시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 해상 선박용 DGNSS/DMB 내비게이션 시스템의 주요부인 선박 단말기를 나타낸 도면.
본 발명은 DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 중계국을 통해 방송되는 GNSS 보정정보와 항법신호의 신뢰성 정보, 선박 안전통항을 위한 실시간 교통정보를 해상 선박 단말기에서 수신 및 처리하여 그 정보를 출력함으로써 안전한 해상 운항을 지원할 수 있는 해상 선박용 DGNSS/DMB 통합 내비게이션 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 해상 선박용 DGNSS/DMB 내비게이션 시스템은 DGNSS 보정정보를 포함하는 해상교통 안전정보를 실은 DMB 데이터를 방송하는 DGNSS/DMB 통합운영 시스템(80)과; 상기 DMB 데이터를 수신하여 변조 및 RF 채널로 변환하여 해당 권역에 전달하는 DMB 중계기(40)와; GNSS 신호와, 상기 DMB 중계기(40)로부터 DMB 데이터를 수신하고, 상기 GNSS 신호와 상기 DMB 데이터에 실린 DGNSS 보정정보를 이용하여 보정 위치를 계산하고 전자해도(ENC)에 출력하는 선박 단말기(30);를 포함한다.
여기서, 상기 해상교통 안전정보는 AIS 메시지가 포함될 수 있고, 이 경우 상기 선박 단말기(30)는 상기 AIS 메시지를 기초로 AIS 탑재 선박의 정보가 출력된다.
또한, 상기 해상교통 안전정보는 DMB 방송신호가 포함될 수 있는데, 이 경우 상기 선박 단말기(30)는 상기 DMB 방송신호에 포함되는 영상정보 또는 음성정보가 출력된다.
또한, 상기 해상교통 안전정보는 상기 선박 단말기(30)의 위치 신뢰도를 안내하기 위한 GNSS 신뢰성 정보가 포함될 수 있는데, 이 경우 상기 선박 단말기(30)는 상기 GNSS 신뢰성 정보를 기초로 선박 단말기가 설치된 선박의 상기 보정 위치에 대한 오차 수준이 표시된다.
한편, 상기 해상교통 안전정보는 기상, 파랑, 조류, 수온, 염분, 조석, 탁도, 유의파고를 포함하는 해상 정보가 포함된다.
이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면 해상 선박용 DGNSS/DMB 내비게이션 시스템은 DGPS 센터(50)와 재난 및 정보 방송시스템(60)과 DMB 방송시스템(70)을 포함하는 DGNSS/DMB 통합운영 시스템(80)과, DMB 중계기(40)와, 선박 단말기(30)를 포함한다.
DGNSS/DMB 통합운영 시스템(80)은 해안 인근 등에 설치되어 DGNSS 보정정보를 포함하는 해상교통 안전정보를 실은 DMB 데이터를 방송한다.
DMB 중계기(40)는 상기 DMB 데이터를 수신하여 변조 및 RF 채널로 변환하여 해당 권역에 전달한다. DMB 중계기(40)는 섬 등에 설치될 수 있다.
선박 단말기(30)는 상기 DMB 중계기(40)의 송신 권역 내에 위치한 것을 전제로, 상기 DMB 중계기(40)로부터 해상교통 안전정보가 실린 DMB 데이터를 수신한다.
또한 이와는 별도로 GNSS 수신기(12)를 갖추고 있어 GNSS 신호를 수신하여 상기 선박 단말기(30)가 설치된 선박의 위치를 알 수 있다. 그리고 선박 단말기(30)가 설치된 선박의 위치의 오차 수준을 최소화하기 위하여 상기 GNSS 신호와 상기 DMB 데이터에 실린 DGNSS 보정정보를 이용하여 위치를 보정하고 이를 통해 획득된 선박의 보정위치를 전자해도(ENC)에 출력한다.
상기 해상교통 안전정보는 DGNSS 보정정보 외에도 AIS 메시지(DGNSS/DMB 통합운영 시스템(80)이 AIS 기지국과 연결됨으로 가능), DMB 방송신호, GNSS 신뢰성 정보, 해상 정보(기상, 파랑, 조류, 수온, 염분, 조석, 탁도, 유의파고를 포함함)가 포함된다.
여기서, 상기 해상교통 안전정보는 AIS 메시지가 포함될 경우 선박 단말기(30)는 상기 AIS 메시지를 기초로 AIS 탑재 선박의 정보를 출력할 수 있고, 이에 따라 선박 단말기(30)는 AIS 탑재 선박의 운항정보를 실시간으로 획득함에 따라 타 선박과의 위치를 비교할 수 있어 안전 운항에 도움이 된다. 여기서 운항정보는 일반적으로 정적정보, 동적정보, 항해정보 및 안전정보가 포함된다. 정적정보는 IMO번호, 호출부호, 선명, 선체길이, 폭, 선박 종류에 관한 정보이고, 동적정보는 협정시계시(UTC: Universal Time Coordinated), 선박의 방위, 속도, 회전률 등에 관한 정보이며, 항해정보는 목적지와 도착예정시간, 위험물에 관한 정보이고, 안전정보는 항해경고, 기상경고에 관한 정보를 말한다.
또한 상기 해상교통 안전정보에 DMB 방송신호가 포함되는 경우 상기 선박 단말기(30)는 상기 DMB 방송신호에 포함되는 영상정보 또는 음성정보가 출력할 수 있고, 이에 따라 선박 단말기(30)의 장착 선박에서는 지상에서 방송하는 DMB 방송을 시청할 수 있다.
또한 상기 해상교통 안전정보에 상기 선박 단말기(30)의 위치 신뢰도를 안내하기 위한 GNSS 신뢰성 정보가 포함되는 경우 상기 선박 단말기(30)는 상기 GNSS 신뢰성 정보를 기초로 선박 단말기(30)가 설치된 선박의 상기 보정 위치에 대한 오차 수준을 표시할 수 있다. GNSS 신뢰성 정보에 대하여는 본 출원인이 선 출원한 출원번호 제10-2014-0102134호(출원일자 2014.08.08, 명칭: 해상 전파항법신호 감시 및 그 신뢰도 제공 시스템)에 개시되어 있다.
이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
30: 선박 단말기
40: DMB 중계기
80: DGNSS/DMB 통합운영 시스템

Claims (7)

  1. DGNSS 보정정보를 포함하는 해상교통 안전정보를 실은 DMB 데이터를 방송하는 DGNSS/DMB 통합운영 시스템(80)과;
    상기 DMB 데이터를 수신하여 변조 및 RF 채널로 변환하여 해당 권역에 전달하는 DMB 중계기(40)와;
    GNSS 신호와, 상기 DMB 중계기(40)로부터 DMB 데이터를 수신하고, 상기 GNSS 신호와 상기 DMB 데이터에 실린 DGNSS 보정정보를 이용하여 보정 위치를 계산하고 전자해도(ENC)에 출력하는 선박 단말기(30);를 포함하고,
    상기 해상교통 안전정보는 AIS 메시지가 포함되고,
    상기 선박 단말기(30)는 상기 AIS 메시지를 기초로 AIS 탑재 선박의 정보가 출력되며,
    상기 해상교통 안전정보는 DMB 방송신호가 포함되고,
    상기 선박 단말기(30)는 상기 DMB 방송신호에 포함되는 영상정보 또는 음성정보가 출력되고,
    상기 해상교통 안전정보는 상기 선박 단말기(30)의 위치 신뢰도를 안내하기 위한 GNSS 신뢰성 정보가 포함되고,
    상기 선박 단말기(30)는 상기 GNSS 신뢰성 정보를 기초로 선박 단말기가 설치된 선박의 상기 보정 위치에 대한 오차 수준이 표시되며,
    상기 해상교통 안전정보는 기상, 파랑, 조류, 수온, 염분, 조석, 탁도, 유의파고를 포함하는 해상 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 해상 선박용 DGNSS/DMB 내비게이션 시스템.
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