특허청구의범위청구항 1 선박의안티재머 (Anti-Jammer) 위성항법시스템으로서, GPS 신호및 DGPS 신호를자함의 INS(Intertial Navigation System) 신호와비교하여기준오차범위초과시수신되는 GPS 신호와 DGPS 신호를재밍 (Jamming)

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보연 종
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(19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) (11) 공개번호 10-2014-0044048 (43) 공개일자 2014년04월14일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) G01S 19/07 (2010.

1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) (11) 공개번호 (43) 공개일자 2014년04월14일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) G01S 19/07 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2012 년 10 월 04 일 심사청구일자 없음 전체청구항수 : 총 4 항 (71) 출원인 대우조선해양주식회사 서울특별시중구남대문로 125 ( 다동 ) (72) 발명자 김재형 경남거제시능포로 2 길 62, 303 동 402 호 ( 능포동, 롯데캐슬아일랜드 ) 김대중 부산남구천제등로 28 번길 50, 101 동 201 호 ( 대연동, 현대아파트 ) 김원기 충남천안시서북구쌍용 11 길 58, 301 동 602 호 ( 쌍용동, 주공 7 단지아파트 ) (74) 대리인 황의만 (54) 발명의명칭선박의안티재머 (Anti-Jammer) 위성항법시스템 (57) 요약 본발명은선박의안티재머 (Anti-Jammer) 위성항법시스템에관한것이다. 현재선박및함정에설치되어있는 GYRO 의 INS(Intertial Navigation System) 을이용하여수신되는 DGPS 신호및 GPS 신호와비교함으로써 DGPS 신호와 GPS 신호의오류를검증하는선박의안티재머 (Anti-Jammer) 위성항법시스템을제공하기위한목적은, DDU, INS, GYRO, GPS DGPS 와 GPS 신호및 DGPS 신호를자함의 INS(Inertial Navigation System) 신호와비교하여기준오차범위초과시수신되는 GPS 신호와 DGPS 신호를재밍 (Jamming) 으로간주하고 INS 자체계산값으로 GPS 신호와 DGPS 신호를대체하는안티재머시스템 (Anti-Jammer System) 에의해달성된다. 대표도 - 1 -

2 특허청구의범위청구항 1 선박의안티재머 (Anti-Jammer) 위성항법시스템으로서, GPS 신호및 DGPS 신호를자함의 INS(Intertial Navigation System) 신호와비교하여기준오차범위초과시수신되는 GPS 신호와 DGPS 신호를재밍 (Jamming) 으로간주하고 INS 자체계산값으로 GPS신호와 DGPS 신호를대체하는안티재머시스템 (Anti-Jammer System); 입력되는다수의항해센서들의정보를수집하여선박운용에필요한시스템으로전달하는역할을하는장비로서각센서와시스템간의복잡하고중복되는연동문제를중간매개체역할을수행하여연동및장비확장용이하도록지원하는 DDU(Data Distribution Unit); 외부도움없이자신의위치를결정할수있는특성으로지형 기상에영향을받지않으며 GPS로구현이곤란한자세정보까지얻을수있어위치및자세정보를필요로하는무기체계에필수적장비이며, 또전파방해없이위치 자세를감지할수있어 GPS보다유용한장점을갖는 INS(Inertial Navigation System); 선체운동에영향을받지않고회전축을중심으로균형을유지해선체가기준좌표계로부터얼마나틀어진방향으로진행하는지알수있는원리를활용하고, 기준좌표를설정, 선체진행방향을계측하고, 진행방향으로의가속도를감지하는가속도계및 GYRO와가속도계에서감지한각가속도 가속도를종합계산, 차체의위치 속도 자세등의정보를제공하는컴퓨터를포함하는 GYRO; 선박등의어느곳에서든지인공위성을이용하여자신의위치를정확히알수있는시스템으로서, 위치정보는 GPS 수신기로 3개이상의위성으로부터정확한시간과거리를측정하여 3개의각각다른거리를삼각방법에따라서현위치를정확히계산할수있는장비인 GPS; 및서로가까운거리에있는두수신기가가지는공통의오차를서로상쇄시킴으로써보다정밀한데이터를얻는 DGPS(Differential GPS) 를포함하는것을특징으로하는선박의안티재머위성항법시스템. 청구항 2 청구항 1에있어서, 상기 DGPS 또는 GPS로부터의데이터가전파방해및교란이없는정상데이터값이면 DGPS 또는 GPS에서 DDU로정상데이터를출력하여선박또는함정에서위성데이터를이용할수있도록하는것을특징으로하는선박의안티재머위성항법시스템. 청구항 3 선박의안티재머위성항법시스템의작동방법으로서, 일정시간간격으로입력된 DGPS(Differential GPS) 의에러비트 ( 체크섬 (Check Sum)) 를소정기준횟수확인하고 DGPS 선택시간이기준시간인지를확인하여 DGPS 선택시간이기준시간이상인경우 INS 정보와비교하여수신된정보의정확성을확인하고 DGPS 신호가 INS 정보와비교하여오차범위이상일경우 GPS 데이터검사루틴으로이동하고, 오차범위이하일경우는 DGPS 데이터를 DDU 출력하는것을특징으로하는선박의안티재머위성항법시스템의작동방법. 청구항 4 청구항 3에있어서, 상기 GPS 데이터검사루틴은일정간격으로입력된 GPS의에러비트 ( 체크섬 (Check Sum)) 를소정기준횟수확인하고, GPS 선택시간이기준시간인인지를확인하여기준시간이상인경우 INS 정보와비교하여수신된정보의 - 2 -

3 정확성을확인하고, GPS 신호가 INS 정보와비교하여오차범위이상일경우 INS 데이터를출력하고오차범위이 하일경우는 GPS 데이터를 DDU 로출력하는것임을특징으로하는선박의안티재머위성항법시스템의작동 방법. 명세서 [0001] 기술분야본발명은선박의안티재머 (Anti-Jammer) 위성항법시스템에관한것으로, 특히현재선박및함정에설치되어있는 GYRO의 INS(Intertial Navigation System) 을이용하여수신되는 DGPS 신호및 GPS 신호와비교함으로써 DGPS신호와 GPS 신호의오류를검증하는선박의안티재머 (Anti-Jammer) 위성항법시스템에관한것이다. [0002] [0003] [0004] 배경기술현재에는선박및함정의주요항법시스템의기준위치정보로 DGPS(Differential GPS) 신호와 GPS 신호를이용하며직접또는 DDU(Data Distribution Unit) 를통해탑재되는항해장비및무장체계에신호를분배한다. DGPS 신호의경우기준주파수가필요한통신시스템에주로운용된다. DGPS 신호및 GPS 신호분배시 DDU를운용할경우두신호는 DDU로전송되고 DDU가필요한시스템에해당신호를분배하며 DGPS 신호장애발생시 GPS 신호로대체한다 DGPS 신호대역과 GPS 신호대역이인접하여재밍 (Jamming) 의발생시두신호대역에동시에전파방해로인한주파수교란이발생할수있다. 현재에는재밍기술의발달로 DGPS 및 GPS 신호에대한전파방해로인해잘못된 GPS 신호가수신되더라도해당신호의오류를검증할수있는수단이별로없는실정이다. DGPS 신호와 GPS 신호오류발생시선박및함정의주요항법시스템의운용이제한되며, 함정의경우최고의정밀도를요구하는무장체계의운용이불가능하여아군에게큰피해를줄수있는문제가있다. 선행기술문헌 [0005] 특허문헌 ( 특허문헌 0001) 선행기술문헌없음 발명의내용 [0006] [0007] 해결하려는과제본발명은상기와같은배경하에서안출된것으로, 본발명의일목적은현재선박및함정에설치되어있는 GYRO의 INS(Intertial Navigation System) 을이용하여수신되는 DGPS 신호및 GPS 신호와비교함으로써 DGPS신호와 GPS 신호의오류를검증하는선박의안티재머 (Anti-Jammer) 위성항법시스템을제공하는데그목적이있다. 본발명의다른목적은외부의도움없이자신의위치를결정할수있는특성으로지형, 기상등에영향을받지않으며 GPS로구현이곤란한자세정보까지제공가능한 INS(Inertial Navigation System) 를이용하여 DGPS 및 GPS를 DDU에연동시켜수신되는정보를 Anti-Jammer System과연동하여 INS 신호와비교후오차범위이상의신호수신시탑재항해장비및무장체계로 DGPS 오류신호와 GPS 오류신호대신 INS 신호를분배하는선박의안티재머 (Anti-Jammer) 위성항법시스템을제공하는데그목적이있다. [0008] 과제의해결수단 상기목적을달성하기위한본발명의일실시예에따른시스템은, 선박의안티재머 (Anti-Jammer) 위성항법시 - 3 -

4 스템으로서, [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] [0014] [0015] [0016] [0017] [0018] GPS 신호및 DGPS 신호를자함의 INS(Inertial Navigation System) 신호와비교하여기준오차범위초과시수신되는 GPS 신호와 DGPS 신호를재밍 (Jamming) 으로간주하고 INS 자체계산값으로 GPS신호와 DGPS 신호를대체하는안티재머시스템 (Anti-Jammer System); 입력되는다수의항해센서들의정보를수집하여선박운용에필요한시스템으로전달하는역할을하는장비로서각센서와시스템간의복잡하고중복되는연동문제를중간매개체역할을수행하여연동및장비확장용이하도록지원하는 DDU(Data Distribution Unit); 외부도움없이자신의위치를결정할수있는특성으로지형 기상에영향을받지않으며 GPS로구현이곤란한자세정보까지얻을수있어위치및자세정보를필요로하는무기체계에필수적장비이며, 또전파방해없이위치 자세를감지할수있어 GPS보다유용한장점을갖는 INS(Inertial Navigation System); 선체운동에영향을받지않고회전축을중심으로균형을유지해선체가기준좌표계로부터얼마나틀어진방향으로진행하는지알수있는원리를활용하고, 기준좌표를설정, 선체진행방향을계측하고, 진행방향으로의가속도를감지하는가속도계및 GYRO와가속도계에서감지한각가속도 가속도를종합계산, 차체의위치 속도 자세등의정보를제공하는컴퓨터를포함하는 GYRO; 선박등의어느곳에서든지인공위성을이용하여자신의위치를정확히알수있는시스템으로서, 위치정보는 GPS 수신기로 3개이상의위성으로부터정확한시간과거리를측정하여 3개의각각다른거리를삼각방법에따라서현위치를정확히계산할수있는장비인 GPS; 및서로가까운거리에있는두수신기가가지는공통의오차를서로상쇄시킴으로써보다정밀한데이터를얻는 DGPS(Differential GPS) 를포함하는것을특징으로하는선박의안티재머위성항법시스템을제공한다. 상기일실시예에있어서, 상기 DGPS 또는 GPS로부터의데이터가전파방해및교란이없는정상데이터값이면 DGPS 또는 GPS에서 DDU로정상데이터를출력하여선박또는함정에서위성데이터를이용할수있도록하는것을특징으로한다. 본발명의다른실시예에따르면, 선박의안티재머위성항법시스템의작동방법으로서, 일정시간간격으로입력된 DGPS(Differential GPS) 의에러비트 ( 체크섬 (Check Sum)) 를소정기준횟수확인하고 DGPS 선택시간이기준시간인지를확인하여 DGPS 선택시간이기준시간이상인경우 INS 정보와비교하여수신된정보의정확성을확인하고 DGPS 신호가 INS 정보와비교하여오차범위이상일경우 GPS 데이터검사루틴으로이동하고, 오차범위이하일경우는 DGPS 데이터를 DDU 출력하는것을특징으로하는선박의안티재머위성항법시스템의작동방법이제공된다. 상기다른실시예에있어서, 상기 GPS 데이터검사루틴은일정간격으로입력된 GPS의에러비트 ( 체크섬 (Check Sum)) 를소정기준횟수확인하고, GPS 선택시간이기준시간인인지를확인하여기준시간이상인경우 INS 정보와비교하여수신된정보의정확성을확인하고, GPS 신호가 INS 정보와비교하여오차범위이상일경우 INS 데이터를출력하고오차범위이하일경우는 GPS 데이터를 DDU로출력하는것임을특징으로한다. [0019] [0020] 발명의효과본발명에의하면포화상태에이르는많은통신망운용으로발생하는전파공해및전파간섭현상과최근자주발생하는북한의전파방해위협으로부터벗어나안전한항해를지원하여선박의안전한운항에기여할수있게된다. 또한, 종래의 DGPS 및 GPS 신호에대한오류검증으로정밀항해가가능하며전파간섭이외 DGPS 및 GPS 장비고장시에도 INS로대처하여지속적인기준위치정보를제공할수있어이중화된장비운영으로안전망을확보할수있게된다. [0021] 도면의간단한설명 도 1 은본발명의일실시예에따른선박의안티재머위성항법시스템의블록도를도시한다

5 도 2 는본발명의선박의안티재머시스템의동작을설명하기위한흐름도를도시한다. [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] [0027] [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] 발명을실시하기위한구체적인내용이하, 본발명의일실시예에따른선박의안티재머위성항법시스템을첨부도면을참조로하여상세히설명하기로한다. 도 1은본발명의일실시예에따른선박의안티재머위성항법시스템의블록도를도시한다. 도면에도시한바와같이, 본발명의시스템은 GPS 신호및 DGPS 신호를자함의 INS(Inertial Navigation System) 신호와비교하여기준오차범위초과시수신되는 GPS 신호와 DGPS 신호를재밍 (Jamming) 으로간주하고 INS 자체계산값으로 GPS신호와 DGPS 신호를대체하는안티재머시스템 (Anti-Jammer System;100), 입력되는다수의항해센서들의정보를수집하여선박운용에필요한시스템으로전달하는역할을하는장비로서각센서와시스템간의복잡하고중복되는연동문제를중간매개체역할을수행하여연동및장비확장용이하도록지원하는 DDU(200), 외부도움없이자신의위치를결정할수있는특성으로지형 기상등에영향을받지않으며 GPS로구현이곤란한자세정보까지얻을수있어위치및자세정보를필요로하는무기체계에필수적장비이며, 또전파방해없이위치 자세를감지할수있어 GPS보다유용하다는장점을갖는 INS(300), 선체운동에영향을받지않고회전축을중심으로균형을유지해선체가기준좌표계로부터얼마나틀어진방향으로진행하는지알수있는원리를활용하고, 기준좌표를설정, 선체진행방향을계측하고, 진행방향으로의가속도를감지하는가속도계및 GYRO와가속도계에서감지한각가속도 가속도등을종합계산, 차체의위치 속도 자세등의정보를제공하는컴퓨터를포함하는 GYRO(400) 를포함하고있다. 본발명의시스템은또한, 선박등의어느곳에서든지인공위성을이용하여자신의위치를정확히알수있는시스템으로서, 위치정보는 GPS 수신기로 3개이상의위성으로부터정확한시간과거리를측정하여 3개의각각다른거리를삼각방법에따라서현위치를정확히계산할수있는장비인 GPS(500), 및서로가까운거리에있는두수신기가가지는공통의오차를서로상쇄시킴으로써보다정밀한데이터를얻는 DGPS(Differential GPS; 600) 를포함한다. 도면을참조하면, 상기 DGPS(600) 또는 GPS(500) 로부터의데이터가전파방해및교란이없는정상데이터값이면 DGPS(600) 또는 GPS(500) 에서 DDU(200) 로정상데이터를출력하여선박또는함정에서위성데이터를이용할수있도록한다. 그러나, 상기 DGPS(600) 과 GPS(500) 로부터에러신호가출력되는경우는수동모드에서는오퍼레이터는 INS(300) 로부터의데이터를상기 DDU(200) 로출력한다. 도 2는본발명의선박의안티재머시스템의동작을설명하기위한흐름도를도시한다. 도면을참조하면, 도 2의흐름은자동모드를도시한것인데, 먼저 DGPS(600) 가메인장치이므로 DGPS(600) 로부터의데이터를체크하는데, 1초간격으로입력된 DGPS(600) 의에러비트 ( 체크섬 (Check Sum)) 를확인한다 (S20, S40). 체크섬이비정상이면에러비트를다시체크하고체크섬에러횟수가기준인 5회이상인지를체크하여이하이면다시체크하고이상이면, GPS 데이터검사루틴으로이동한다 (S60). 이어 DGPS 선택시간이기준시간인 10초이하인지를확인하여 (S80) 이하이면, DGPS 데이터를 DDU(200) 로출력하고, 루틴이종료하여다시단계 S20으로리턴하여 1초간격으로입력된 DGPS(600) 의에러비트를확인한다. 다음으로, DGPS 선택시간이기준시간인 10초이상인경우 INS 정보와비교하여수신된정보의정확성을확인한다 (S100). DGPS 신호가 INS 정보와비교하여오차범위이상일경우 GPS 데이터검사루틴으로이동하고, 오차범위이하일경우는 DGPS 데이터를 DDU(200) 로출력한다 (S120). 전술한바와같이, 체크섬에러횟수가 5회이상이거나 DGPS 신호가오차범위이상일경우는 GPS 데이터검사루틴으로이동한다. 이 GPS 검사루틴은 DGPS 검사루틴과동일하게같은프로세스로데이터체크를실시한다. 즉, GPS(500) 로부터의데이터를체크하는데, 1초간격으로입력된 GPS(500) 의에러비트 ( 체크섬 (Check Sum)) 를확인한다 (S140, S160). 체크섬이비정상이면에러비트를다시체크하고체크섬에러횟수가기준인 5회이상인지를체크하여이하이면 - 5 -

6 다시체크하고이상이면, INS 데이터를출력한다 (S180, S260). [0035] [0036] [0037] [0038] 이어 GPS 선택시간이기준시간인 10초이하인지를확인하여 (S200) 이하이면, GPS 데이터를 DDU(200) 로출력하고, 루틴이종료하여다시단계 S140으로리턴한다. 다음으로, GPS 선택시간이기준시간인 10초이상인경우 INS 정보와비교하여수신된정보의정확성을확인한다 (S220). GPS 신호가 INS 정보와비교하여오차범위이상일경우 INS 데이터를출력하고 (S260) 오차범위이하일경우는 GPS 데이터를 DDU(200) 로출력한다 (S240). 이상기술한바와같은본발명의구성에의하면포화상태에이르는많은통신망운용으로발생하는전파공해및전파간섭현상과최근자주발생하는북한의전파방해위협으로부터벗어나안전한항해를지원하여선박의안전한운항에기여할수있게된다. 또한, 종래의 DGPS 및 GPS 신호에대한오류검증으로정밀항해가가능하며전파간섭이외 DGPS 및 GPS 장비고장시에도 INS로대처하여지속적인기준위치정보를제공할수있어이중화된장비운영으로안전망을확보할수있게된다. 지금까지본발명의일실시예에따른선박의안티재머 (Anti-Jammer) 위성항법시스템을첨부도면을참조로하여상세히설명하였으나이와같은설명은예시목적이지전술한바로본발명을한정하는것이아님을이해해야할것이며, 본발명의범위는전술한상세한설명이라기보다는이하의부속청구범위에의해특정되어지며, 이러한본발명의특허청구범위는그의미및범위그리고그등가개념으로부터도출되는모든변경또는변형형태또한본발명의범위에포함되는것으로해석되어야하며또한, 이러한변형실시들은본발명의기술적사상이나전망으로부터개별적으로이해되지않아야한다. [0039] 부호의설명 100: 안티재머 (Anti-Jammer) 시스템 200: DDU 300: INS 400: GYRO 500: GPS 600: DGPS - 6 -

7 도면 도면 1-7 -

8 도면 2-8 -

특허청구의범위청구항 1 복수의영상검출부로부터출력되는영상의히스토그램 (histogram) 을계산하는단계 ; 상기복수의영상검출부로부터출력되는영상을히스토그램평활화 (histogram equalization) 하는단계 ; 상기복수의영상검출부중하나의영상검출부를선택하는단계 ; 및

특허청구의범위청구항 1 복수의영상검출부로부터출력되는영상의히스토그램 (histogram) 을계산하는단계 ; 상기복수의영상검출부로부터출력되는영상을히스토그램평활화 (histogram equalization) 하는단계 ; 상기복수의영상검출부중하나의영상검출부를선택하는단계 ; 및 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2014년12월18일 (11) 등록번호 10-1473415 (24) 등록일자 2014년12월10일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) G06T 5/40 (2006.01) H04N 5/217 (2011.01) (21) 출원번호 10-2012-0156871 (22) 출원일자 2012