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KR101941132B1 - Apparatus and method for extending available area of regional ionosphere map - Google Patents

Apparatus and method for extending available area of regional ionosphere map Download PDF

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KR101941132B1
KR101941132B1 KR1020170056059A KR20170056059A KR101941132B1 KR 101941132 B1 KR101941132 B1 KR 101941132B1 KR 1020170056059 A KR1020170056059 A KR 1020170056059A KR 20170056059 A KR20170056059 A KR 20170056059A KR 101941132 B1 KR101941132 B1 KR 101941132B1
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ionospheric delay
ionospheric
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한국항공대학교산학협력단
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Abstract

국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법에 관한 것이며, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법은, (a) 복수의 과거 시간정보 및 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 전리층 지연값을 포함하는 입력 데이터를 결정하고, 확장 시점에서 비가용영역의 확장 지점에 대한 타겟 데이터를 결정하여 모델을 생성하는 단계; 및 (b) 상기 모델을 이용한 학습을 수행하여, 상기 확장 시점에서 상기 확장 지점에 대하여 외삽된 확장 전리층 지연값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to a method of expanding a usable area of a local ionospheric map, and a method of expanding a usable area of a local ionospheric map includes: (a) inputting input data including a plurality of past time information and a past ionospheric delay value associated with the plurality of past time information; Determining a target data for an extension point of the unavailable region at an expansion time point to generate a model; And (b) performing learning using the model, and calculating an extrapolated expanded ionospheric delay value with respect to the extension point at the expansion time.

Description

국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR EXTENDING AVAILABLE AREA OF REGIONAL IONOSPHERE MAP}FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus and method for expanding available area of ionospheric map,

본원은 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for expanding a usable area of a local ionospheric map.

사용자의 위치 추정시 GNSS(global navigation satellite system)를 이용한 추정 방법이 많이 사용되는데, 단일 주파수 수신기를 사용하는 경우에는 위성에서 전송된 신호가 전리층을 통과하면서 신호지연이 발생한다. 상공 70~1000 km에 분포하는 전리층에 의한 오차는 사용자의 위치 추정오차를 증가시키는 요인으로 작용한다.In case of using a single frequency receiver, the signal transmitted from the satellite passes through the ionosphere and a signal delay occurs. Errors due to the ionosphere distributed over 70 ~ 1000 km in the sky will increase the user 's estimation error.

전리층 지연에 대한 보정정보를 생성하는 방법으로는 관측값을 바탕으로 사용자의 위치에 따라 전리층 지연값을 함수로 모델링하는 함수 방법 및 격자점을 설정하고 각 격자점의 수직 전리층 지연값을 생성하는 격자점 방법이 있다. 함수 방법은 관측소에서 이중주파수를 이용하여 추정된 전리층 지연값을 시간, 위도, 경도 등의 함수로 나타내어, 최소자승법 등을 이용하여 모델링된 함수의 계수를 생성하는 방법으로, 사용자 위치를 입력하면 전리층 지연값을 바로 획득할 수 있는 장점이 있지만 실제값과 차이가 존재한다는 단점이 있다. 반면, 격자점 방법은 각 관측소에서 추정된 전리층 지연값으로 내삽을 이용하여 격자점에서의 전리층 지연값을 추정하는 방법으로, 관측소의 분포가 넓고 그 수가 많을수록 정확하며 실제값과 유사한 값을 획득할 수 있는 장점이 있지만, 격자점의 가장자리로 갈수록 정확도가 떨어진다는 단점이 있다.As a method of generating correction information for the ionospheric delay, there is a method of modeling the ionospheric delay value as a function according to the user's position based on the observation value, a method of setting a lattice point and a lattice point generating a vertical ionospheric delay value of each lattice point There is a point method. The function method is a method of generating the coefficient of the modeled function by expressing the ionospheric delay value estimated using the dual frequency at the observatory as a function of time, latitude and longitude, and by using the least squares method, There is a disadvantage in that there is a difference from the actual value. On the other hand, the lattice point method is a method of estimating the ionospheric delay value at the lattice point by interpolation with the estimated ionospheric delay value at each observatory. Obtaining a similar value as the actual value However, there is a disadvantage in that the accuracy is lowered toward the edge of the lattice point.

전리층 오차를 보정하는 방법으로는 항법메시지에서 전송되는 전리층 보정정보를 사용할 수 있다. GNSS 위성에서 전송되는 Klobuchar 모델은 함수 방법으로, 사용자 수신기의 IPP(ionospheric pierce point)와 전송된 Klobuchar 모델의 계수를 사용하여 전리층 오차를 보정할 수 있다. 이 방법은 실시간으로 전리층 오차를 보정할 수 있으며, 사용자의 위치에 관계없이 어디에서든 전리층 오차를 보정할 수 있는 장점이 있지만 실제 전리층 지연값과 비교할 때 RMS(root mean square)오차가 2 m 가량 나타나, 보정 효과가 미비하다는 단점이 있다.As a method of correcting the ionospheric error, ionospheric correction information transmitted in the navigation message can be used. The Klobuchar model transmitted from GNSS satellites is a function method and can be used to correct ionospheric error using the ionospheric pierce point (IPP) of the user receiver and the coefficients of the transmitted Klobuchar model. This method has the advantage of correcting the ionospheric error in real time and correcting the ionospheric error anywhere, irrespective of the user's location. However, compared to the actual ionospheric delay, the root mean square (RMS) error is about 2 m , There is a disadvantage that the correction effect is insufficient.

다른 전리층 지연 보정 방법으로는 차분위성항법 시스템(Differential GNSS: DGNSS)을 이용하는 방법이 있다. 상기 방법은 격자점 방법으로, 격자점 형태로 제공되는 전리층 지연값을 사용자가 수치 보간하여 보정에 이용할 수 있는 형태이다. 상기 방법으로는 전리층 오차를 50 cm 이내의 정확도로 보정할 수 있지만 차분위성항법 시스템을 이용하기 위해서는 기준국과의 거리가 약 100 km 이내에 사용자가 존재해야 한다는 제약이 있다. 이는 사용자와 기준국 간 거리가 멀어지게 되면 기준국에서 생성된 보정정보와 사용자의 위치에서 발생한 오차와의 상관성이 떨어지기 때문이다.Another ionospheric delay correction method is to use differential GNSS (Differential GNSS: DGNSS). The above method is a lattice point method in which a user can numerically interpolate an ionospheric delay value provided in a lattice point form and use it for correction. In this method, the ionospheric error can be corrected to within 50 cm. However, in order to use the differential satellite navigation system, there is a restriction that the user must exist within about 100 km from the reference station. This is because, when the distance between the user and the reference station becomes long, the correlation between the correction information generated at the reference station and the error generated at the user's position becomes poor.

또 다른 전리층 지연 보정 방법으로는 IGS(international GNSS service)에서 제공하는 전 세계 전리층지도를 사용하여 보정하는 방법이 있다. 전 세계 전리층 지도는 전 세계의 관측소에서 수집된 데이터를 사용하여 전 세계 범위의 격자점에 대하여 전리층 지연값을 제공하는 형태로, 위도 2.5°, 경도 5° 간격으로 전리층 지연값이 제공된다. IGS 전 세계 전리층 지도는 전 지구적인 범위에서 전리층 지연 보정정보를 생성하기 때문에 어느 위치에서든 0.3~1.2 m 범위 내의 정확도로 전리층 오차를 보정할 수 있는 장점이 있지만, 후처리를 수행한 데이터로, 수집된 전리층 지도를 조합하는데 10~12일 정도의 시간이 소요되어 실시간으로 사용할 수 없는 단점이 있다. Another ionospheric delay correction method is to calibrate using the global ionospheric map provided by IGS (International GNSS service). Global ionospheric maps provide ionospheric delay values for global grid points using data collected from global observatories and provide ionospheric delay values at 2.5 ° latitude and 5 ° longitude. IGS global ionospheric maps generate ionospheric delay correction information across the globe, so they have the advantage of correcting ionospheric errors with accuracy within the range of 0.3 to 1.2 m at any location, It takes about 10 ~ 12 days to combine the ionospheric map and it can not be used in real time.

다른 방법으로는 국지적 전리층지도를 생성하고 이를 외삽하여 국지적 전리층지도를 확장하는 방법이 있다. 국지적 전리층지도는 존재하는 관측소에 대하여 그 주변에 격자점 형태로 전리층지도를 생성하고, 국지적 전리층지도 외부의 사용자에 대해서 외삽 방법으로 전리층 지연값을 획득하는 방법이다. 외삽에 대한 일예로 biharmonic spline 외삽 방법을 사용하여 전리층지도의 가용영역을 확장하는 방법이 있다. 상기 방법으로는 태양활동이 활발한 시점에서 전리층지도 가용영역으로부터 위도/경도로 5°떨어진 비가용지역 전리층 지연값 외삽시 평균 30 cm의 오차를 가지는 정확도를 보였다. 다만, 전리층 지연값이 증가하는 봄과 가을에는 외삽의 오차가 최대 1 m까지 증가하는 단점이 있다.Another method is to create a local ionospheric map and extrapolate it to extend the local ionospheric map. The local ionospheric map is a method of generating an ionospheric map in the form of a lattice point around an existing observatory and acquiring an ionospheric delay value by extrapolating it to a user outside the local ionospheric map. For extrapolations, for example, there is a method of expanding the usable area of the ionospheric map using the biharmonic spline extrapolation method. In this method, the accuracy of an average of 30 cm error in extrapolation of unavailable ionospheric delay values at 5 ° latitude / longitude from the ionospheric map availability area at active solar activity was shown. However, there is a disadvantage that the extrapolation error increases up to 1 m in spring and autumn when the ionospheric delay value increases.

또 다른 외삽 방법으로는 인공신경망을 사용하는 방법이 있다. 이는 지상관측소에서 측정된 태양 및 지자기활동 지수, 시간정보, 그리고 외삽할 지역의 위치정보를 인공신경망의 입력으로 사용하며, 상기 방법으로는 가장 가까운 지상관측소로부터 위도/경도로 5° 떨어진 비가용지역의 전리층 지연값 외삽시 평균 40 cm의 오차를 가지는 정확도를 보였다. 이는 상기의 biharmonic spline 외삽 방법의 정확도와 유사한 정도로 나타났다.Another extrapolation method is to use an artificial neural network. This uses the solar and geomagnetic activity index, time information, and extrapolated location information measured at the ground station as the inputs to the artificial neural network. In this method, the non-available area 5 ° away from the nearest ground station at latitude / longitude The accuracy of extrapolation of ionospheric delay values was 40 cm. This was similar to the accuracy of the biharmonic spline extrapolation method described above.

한편, 상기와 같은 종래의 전리층지도 외삽 방법들은 대부분 외삽이 수행되는 외삽 시점(현재 시점)의 태양활동과 지자기 활동 정보를 이용하여 외삽을 수행하기 때문에, 외삽 시점에서 태양 및 지자기 활동 지수가 측정되지 않은 경우에는 현재 시점에서 외삽을 수행할 수 없는 문제가 있다. 즉, 종래에는 외삽이 외삽 시점에서의 태양 및 지자기 활동 지수의 측정이 이루어진 후에 후처리로만 수행될 수 있었다.Meanwhile, since the extrapolation methods of the conventional ionospheric map extrapolation methods are performed using the solar activity and the geomagnetic activity information of the extrapolated point (present time) at which the extrapolation is performed, the solar and geomagnetic activity indexes are not measured There is a problem that extrapolation can not be performed at the present time point. That is, in the past, extrapolation could only be performed as post-processing after measurement of the sun and geomagnetic activity index at the extrapolation time point.

한편, 본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-1607082호에 개시되어 있다. 상기 한국등록특허공보는 차분위성항법의 서비스 영역에서의 확장만을 개시하고 있어 외삽 범위가 제한적이며 전 세계 전리층지도에서의 전리층 가용영역의 확장에 사용하지 못하는 한계가 있다. 또한, 상기 한국등록특허공보는 기준국에서 생성된 전리층 지연값만을 이용하여 공간외삽 형태로의 영역확장을 수행하며 외삽시 선형외삽을 수행하기 때문에, 전리층 지연에 영향을 미치는 다수의 변수 요소를 전혀 고려하고 있지 않아 외삽 성능이 떨어지는 단점이 있다.On the other hand, the background technology of the present application is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1607082. The Korean Patent Publication discloses only extension of the service area of differential satellite navigation, which has a limited range of extrapolation and can not be used to expand the ionospheric usable region in the world ionospheric map. In addition, since the Korean Registered Patent Bulletin performs extrapolation in the form of a spatial extrapolation using only the ionospheric delay value generated in the reference station and extrapolates the linear extrapolation, a large number of variable elements affecting the ionospheric delay There is a disadvantage in that the extrapolation performance is poor.

또한, 국지적 전리층지도의 영역확장과 관련된 연구가 몇몇 공지된바 있다. 일예로, ["외삽기법을 이용한 전리층 보정정보 영역 확장", 한국항공운항학회지, pp. 74-81, 2014. 김정래, 김민규] 논문에서는 Kriging, Biharmonic spline 등의 외삽 기법을 이용한 국지적 전리층지도 확장 연구에 대해 개시하고 있다. 상기의 논문은 외삽에 사용된 입력으로 전리층지도 가용영역에서의 전리층 지연값만을 사용하고 있어, 전리층 지연에 영향을 미치는 다수의 변수 요소를 전혀 고려하고 있지 않아 외삽 성능이 떨어지는 단점이 있다.There have also been some studies related to the extension of the local ionospheric map. For example, ["Expansion of Ionospheric Compensation Information Area Using Extrapolation Technique", Journal of Korean Aircraft Operation, pp. 74-81, 2014. Kim, Jung-Rae, Kim, Min-gyu] This paper describes a study on local ionospheric map expansion using extrapolation techniques such as Kriging and Biharmonic spline. The above paper uses only the ionospheric delay value in the ionospheric map area as the input used for extrapolation and does not take into consideration a number of variable factors affecting the ionospheric delay, resulting in poor extrapolation performance.

또한, 인공신경망을 사용하는 국지적 전리층지도의 영역확장과 관련된 연구로서, ["Extending ionospheric correction coverage area by using a neural network method", International Journal of Aeronautical and Space Science, pp. 64-72, 2016, Kim Mingyu, Kim Jeongrae] 논문과 ["Regional GPS TEC Modeling; Attempted spatial and temporal extrapolation of TEC using neural networks", Journal of Geophysical Research, 2011, pp. 1-14, John Bosco Habarulema, Lee-Anne McKinnell, and Ben D. L. Opperman] 논문이 개시된바 있다. 상기의 두 논문은 태양 및 지자기 활동 지수의 측정이 이루어진 후에 외삽이 수행되는 구조로서, 태양 및 지자기 활동 지수의 측정의 수행되지 않으면 외삽을 수행할 수 없다. 따라서 상기의 두 논문은 전리층 지연값의 변화를 실시간으로 반영하는 실시간 외삽이 불가능한 단점이 있다.In addition, a study on the expansion of the local ionospheric map using artificial neural networks has been carried out [[Extend ionospheric correction coverage area by using a neural network method], International Journal of Aeronautical and Space Science, pp. 64-72, 2016, Kim, Mingyu, Kim Jeongrae] and ["Regional GPS TEC Modeling: Attempted spatial and temporal extrapolation of TEC using neural networks", Journal of Geophysical Research, 2011, pp. 1-14, John Bosco Habarulema, Lee-Anne McKinnell, and Ben D. L. Opperman. The two papers above are extrapolation structures after the measurement of the sun and geomagnetic activity indexes are performed, and extrapolation can not be performed unless measurements of sun and geomagnetic activity indexes are performed. Therefore, the above two papers have a disadvantage in that it is impossible to extrapolate in real time the change of the ionospheric delay value in real time.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기존의 격자점 방법을 통한 전리층 오차 적용 방법이 갖는 시간적, 공간적 한계를 극복하여, 관측소가 존재하지 않아 격자점 형태의 전리층 오차 보정정보를 사용할 수 없는 사용자에게 전리층 지연값에 대한 정확한 보정정보를 제공하는 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to overcome the above-described problems of the conventional art, and it is an object of the present invention to overcome the temporal and spatial limitations of the ionospheric error application method using the existing lattice point method and to use the lattice point type ionospheric error correction information It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for expanding the available region of ionospheric map which provides accurate correction information to the ionospheric delay value to a user who can not.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전리층 지연에 영향을 미치는 다수의 변수 요소를 고려하여 외삽을 수행함으로써 보다 향상된 외삽 성능을 제공하는 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.The present invention provides an apparatus and method for expanding a usable area of a local ionospheric map that provides improved extrapolation performance by extrapolating a plurality of variable factors affecting ionospheric delay The purpose is to do.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 현재 시점에서의 태양 및 지자기 활동 지수가 측정되지 않아도 실시간 외삽이 가능한 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치 및 방법을 제공하려는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and method for expanding a usable area of a local ionospheric map capable of real-time extrapolation without measuring sun and geomagnetic activity indexes at the present time.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.It is to be understood, however, that the technical scope of the embodiments of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법은, (a) 복수의 과거 시간정보 및 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 전리층 지연값을 포함하는 입력 데이터를 결정하고, 확장 시점에서 비가용영역의 확장 지점에 대한 타겟 데이터를 결정하여 모델을 생성하는 단계; 및 (b) 상기 모델을 이용한 학습을 수행하여, 상기 확장 시점에서 상기 확장 지점에 대하여 외삽된 확장 전리층 지연값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for expanding an available area of a local ionospheric map according to an embodiment of the present invention, including: (a) obtaining a plurality of past time information and a past ionospheric delay Determining a target data for an extension point of the unavailable area at an expansion time and generating a model; And (b) performing learning using the model, and calculating an extrapolated expanded ionospheric delay value with respect to the extension point at the expansion time.

또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 입력 데이터는 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보를 더 포함하고, 상기 (b) 단계는, 상기 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보를 획득할 수 없는 경우, 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보 중 가장 최근 시점의 태양/지자기 활동 정보를 상기 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보로 사용하여 외삽을 수행할 수 있다.In addition, in the step (a), the input data may further include past sun / geomagnetic activity information associated with the plurality of past time information, and the step (b) It is possible to perform extrapolation using solar / geomagnetic activity information of the most recent point in the past solar / geomagnetic activity information associated with the plurality of past time information as solar / geomagnetic activity information at the expansion point .

또한, 상기 확장 시점은 현재 시점이고, 상기 (b) 단계에서의 외삽은 실시간 외삽일 수 있다.Also, the extension time may be the current time, and the extrapolation in step (b) may be real-time extrapolation.

또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 과거 전리층 지연값은, 가용영역에 대한 과거 전리층 지연값 및 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값을 포함할 수 있다.Also, in the step (a), the past ionospheric delay value may include past ionospheric delay values for the available region and past ionospheric delay values for unavailable regions.

또한, 상기 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값은, 상기 복수의 과거 시간정보 중 어느 하나에 대응하는 과거 시점에서의 과거 관측 값에 기반하여 후처리를 통해 산출되는 후처리 전리층 지연값 또는 상기 과거 시점을 확장 시점으로 하여 상기 (b) 단계를 통해 산출된 확장 전리층 지연값을 포함할 수 있다.The past ionospheric delay value for the unavailable region may be a postprocess ionosphere delay value or a past ionospheric delay value calculated through post-processing based on a past observation value at a past time point corresponding to any one of the plurality of past time information, And may include the extended ionospheric delay value calculated through the step (b) with the time point being an extension time point.

또한, 상기 후처리 전리층 지연값은, IGS에서 후처리를 통해 비실시간으로 제공하는 전 세계 전리층 지도로부터 획득되는 전리층 지연값을 포함할 수 있다.Also, the post-treatment ionospheric delay value may include an ionospheric delay value obtained from the global ionospheric map provided in non-real-time through post-processing in IGS.

또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 복수의 과거 시간정보는 상기 확장 시점을 기준으로 하여 미리 설정된 과거 기간에 대응하고, 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계의 제1 수행 이후 상기 제1 수행의 시점으로부터 소정의 시간이 경과된 다음, 상기 경과된 소정의 시간 이후를 확장 시점으로 하는 제2 수행이 이루어지는 경우, 상기 (a) 단계의 입력 데이터는 상기 경과된 소정의 시간 이후의 확장 시점을 기준으로 미리 설정된 과거 기간에 대응하는 복수의 과거 시간정보로 갱신될 수 있다.In addition, in the step (a), the plurality of past time information corresponds to a predetermined past period based on the expansion time, and the first time period after the first execution of the steps (a) and (b) Wherein when the second execution is performed after a predetermined time elapses from the execution time point and after the elapse of the predetermined time, the input data of step (a) The past time information may be updated to a plurality of past time information corresponding to a preset past period on the basis of the past time information.

또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 모델은 SVM(Support Vector Machine)에 대한 입력 데이터와 타겟 데이터를 포함하는 모델이고, 상기 (b) 단계에서, 상기 학습은 SVM(Support Vector Machine) 기반으로 수행될 수 있다.In the step (a), the model is a model including input data for a SVM (Support Vector Machine) and target data. In the step (b), the learning is performed based on a SVM .

한편, 본원의 일 실시예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치는, 복수의 과거 시간정보 및 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 전리층 지연값을 포함하는 입력 데이터를 결정하고, 확장 시점에서 비가용영역의 확장 지점에 대한 타겟 데이터를 결정하여 모델을 생성하는 모델 생성부; 및 상기 모델을 이용한 학습을 수행하여, 상기 확장 시점에서 상기 확장 지점에 대하여 외삽된 확장 전리층 지연값을 산출하는 산출부를 포함할 수 있다.Meanwhile, the available area expansion apparatus of the local ionospheric map according to an embodiment of the present invention determines input data including a plurality of past time information and a past ionospheric delay value associated with the plurality of past time information, A model generation unit for generating a model by determining target data for an extension point of a non-available area; And a calculator performing learning using the model and calculating an extrapolated expanded ionospheric delay value with respect to the expansion point at the expansion time.

또한, 상기 모델 생성부에서의, 상기 입력 데이터는 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보를 더 포함하고, 상기 산출부는, 상기 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보를 획득할 수 없는 경우, 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보 중 가장 최근 시점의 태양/지자기 활동 정보를 상기 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보로 사용하여 외삽을 수행할 수 있다.The input data in the model generating unit may further include past sun / geomagnetic activity information related to the plurality of past time information, and the calculating unit may acquire solar / geomagnetic activity information at the expansion time Extrapolation can be performed using solar / geomagnetic activity information of the most recent point among the past solar / geomagnetic activity information associated with the plurality of past time information as solar / geomagnetic activity information at the expansion point.

또한, 상기 확장 시점은 현재 시점이고, 상기 산출부에서 수행되는 외삽은 실시간 외삽일 수 있다.Also, the extension time may be the current time, and the extrapolation performed by the calculation unit may be real-time extrapolation.

또한, 상기 모델 생성부에서의, 상기 과거 전리층 지연값은, 가용영역에 대한 과거 전리층 지연값 및 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값을 포함할 수 있다.Also, the past ionospheric delay value in the model generator may include past ionospheric delay values for the available region and past ionospheric delay values for unavailable regions.

또한, 상기 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값은, 상기 복수의 과거 시간정보 중 어느 하나에 대응하는 과거 시점에서의 과거 관측 값에 기반하여 후처리를 통해 산출되는 후처리 전리층 지연값 또는 상기 과거 시점을 확장 시점으로 하여 상기 산출부를 통해 산출된 확장 전리층 지연값을 포함할 수 있다.The past ionospheric delay value for the unavailable region may be a postprocess ionosphere delay value or a past ionospheric delay value calculated through post-processing based on a past observation value at a past time point corresponding to any one of the plurality of past time information, And may include an extended ionospheric delay value calculated through the calculation unit with the time point as an expansion time point.

또한, 상기 후처리 전리층 지연값은, IGS에서 후처리를 통해 비실시간으로 제공하는 전 세계 전리층 지도로부터 획득되는 전리층 지연값을 포함할 수 있다.Also, the post-treatment ionospheric delay value may include an ionospheric delay value obtained from the global ionospheric map provided in non-real-time through post-processing in IGS.

또한, 상기 모델 생성부에서의, 상기 복수의 과거 시간정보는 상기 확장 시점을 기준으로 하여 미리 설정된 과거 기간에 대응하고, 상기 모델 생성부 및 상기 산출부에 의한 제1 수행 이후 상기 제1 수행의 시점으로부터 소정의 시간이 경과된 다음, 상기 경과된 소정의 시간 이후를 확장 시점으로 하는 제2 수행이 이루어지는 경우, 상기 모델 생성부에서의 입력 데이터는 상기 경과된 소정의 시간 이후의 확장 시점을 기준으로 미리 설정된 과거 기간에 대응하는 복수의 과거 시간정보로 갱신될 수 있다.It is preferable that the plurality of past time information in the model generation unit corresponds to a predetermined past period based on the extension time point, and the plurality of past time information corresponds to a predetermined period of time after the first execution by the model generation unit and the calculation unit. When the second execution is performed after the predetermined time elapses from the time point and after the predetermined time elapsed after the elapse of the predetermined time, The past time information may be updated to a plurality of past time information corresponding to a past predetermined period.

또한, 상기 모델 생성부에서, 상기 모델은 SVM(Support Vector Machine)에 대한 입력 데이터와 타겟 데이터를 포함하는 모델이고, 상기 산출부에서, 상기 학습은 SVM(Support Vector Machine) 기반으로 수행될 수 있다.Also, in the model generation unit, the model is a model including input data and target data for SVM (Support Vector Machine), and in the calculation unit, the learning may be performed based on SVM (Support Vector Machine) .

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described task solution is merely exemplary and should not be construed as limiting the present disclosure. In addition to the exemplary embodiments described above, there may be additional embodiments in the drawings and the detailed description of the invention.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 전리층 지연에 영향을 미치는 다수의 변수 요소(예를 들어, 시간정보, 가용영역과 비가용영역에 대한 전리층 지연값, 태양/지자기 활동 정보)를 고려하여 외삽을 수행함으로써, 보다 향상된 외삽 성능을 제공할 수 있다. According to the above-mentioned problem solving means of the present invention, extrapolation is performed in consideration of a plurality of variable factors (for example, time information, ionospheric delay value for available and unavailable regions, solar / geomagnetic activity information) , It is possible to provide a more improved extrapolation performance.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보를 획득할 수 없는 경우, 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보 중 가장 최근 시점의 태양/지자기 활동 정보를 상기 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보로 사용하여 외삽을 수행함으로써, 실시간 외삽을 수행할 수 있다.According to the above-mentioned problem solving means of the present invention, when the solar / geomagnetic activity information at the expansion time can not be obtained, the solar / geomagnetic activity information of the most recent point among the past solar / May be used to perform extrapolation by performing extrapolation using solar / geomagnetic activity information at the extension time.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 다수의 변수 요소를 이용하여 입력 데이터의 변화에 따른 비가용영역의 전리층 지연값을 학습하고, 비가용영역의 전리층 지연값이 존재하지 않는 시점에 대하여 미리 학습된 정보에 기반하여 외삽을 수행할 수 있는바, 외삽 범위를 증가시킴과 더불어 전리층의 변화를 정확히 반영할 수 있다.According to the above-mentioned problem solving means of the present invention, it is possible to learn the ionospheric delay value of the unavailable region according to the change of the input data by using a plurality of variable elements, and to learn the ionospheric delay value at the time when the ionospheric delay value of the non- Extrapolation can be performed on the basis of the information, which can be used to increase the extent of extrapolation and accurately reflect changes in the ionosphere.

본원은 상시관측소의 측정 정보만을 이용하여 생성되는 격자점 형태의 국지적 전리층지도에 대해 해양 지역과 같은 기준국의 설치가 불가능하거나 여러 가지 요인으로 인해 기준국이 설치되지 않아 전리층 보정정보를 제공받을 수 없는 지역에 실시간으로 전리층 보정정보를 제공할 수 있다.We are unable to install reference stations such as marine areas on a local ionospheric map of lattice points generated using only the measurement information of a regular observation station, or the ionosphere correction information can be provided because a reference station is not installed due to various factors It is possible to provide ionospheric correction information in real time in an area where there is no ionospheric correction.

종래에 함수 방법으로 제공되는 전리층 보정정보는 위치와 시간정보만 입력으로 사용하여 정확도가 떨어지거나 태양/지자기 활동과 같이 실시간으로 측정하기 어려운 입력이 존재하여 후처리로만 외삽이 가능했던 반면, 본원은 외삽이 수행되는 시점 이전의 과거 데이터를 이용하여 외삽을 수행함으로써 실시간으로 외삽을 통해 비가용영역의 전리층 지연값을 추정할 수 있다.Conventionally, the ionospheric correction information provided by the function method was extrapolated only to the post-processing due to the presence of input that is difficult to measure in real time, such as accuracy or inaccuracy of the solar / geomagnetic activity, By extrapolating the past data before the extrapolation is performed, it is possible to estimate the ionospheric delay value of the unavailable region by extrapolating in real time.

본원은 경제성이 떨어지는 지역이나 설치가 어려운 지역이나 국가에 대해 전리층 지연값 추정을 위한 상시관측소를 추가로 설치할 필요 없이 국지적 전리층지도의 확장을 통해 전리층 지연값을 추정할 수 있음에 따라, 상시관측소의 추가 설치를 위한 비용을 절감할 수 있다. Since we can estimate the ionospheric delay value by expanding the local ionospheric map without needing to install additional observation stations for estimating the ionospheric delay value for the low economic or difficult to install regions or countries, The cost for additional installation can be reduced.

본원은 위성항법시스템을 사용하는 모든 분야에서 관측소가 없는 지역에 대해 전리층 보정정보를 생성할 수 있다. 일예로, 본원은 차분위성항법시스템의 전리층 가용영역을 확장하거나 국내 관측소에서 생성된 국지적 전리층지도의 영역을 확장할 수 있다.We can generate ionospheric calibration information for an area where there is no observatories in all areas using the satellite navigation system. For example, the present invention can extend the ionospheric availability area of a differential satellite navigation system or extend the area of local ionospheric maps generated at domestic stations.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable here are not limited to the effects as described above, and other effects may exist.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치의 성능 평가를 위한 가용영역과 비가용영역의 설정 예를 나타낸다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치에 의한 외삽된 확장 전리층 지연값과 IGS 전 세계 전리층지도에서 추출한 전리층 지연값을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에서의 두 전리층 지연값 간의 차이를 나타낸 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법에 대한 개략적인 동작 흐름도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an available area expansion device of a local ionospheric map according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 shows an example of setting a usable area and a non-usable area for performance evaluation of a usable area expanding device of a local ionospheric map according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an extrapolated expanded ionospheric delay value by the available area expansion device of the local ionospheric map according to an embodiment of the present invention and an ionospheric delay value extracted from the IGS global ionospheric map.
4 is a graph showing the difference between the two ionospheric delay values in FIG.
5 is a schematic flowchart illustrating a method of expanding a usable area of a local ionospheric map according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when an element is referred to as being "connected" to another element, it is intended to be understood that it is not only "directly connected" but also "electrically connected" or "indirectly connected" "Is included.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.It will be appreciated that throughout the specification it will be understood that when a member is located on another member "top", "top", "under", "bottom" But also the case where there is another member between the two members as well as the case where they are in contact with each other.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치(이하 '본 확장 장치'라 함)에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the available area expansion device (hereinafter referred to as 'the expansion device') of the local ionospheric map according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an available area expansion apparatus 100 of a local ionospheric map according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 확장 장치(100)는 모델 생성부(110) 및 산출부(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the expansion apparatus 100 may include a model generation unit 110 and a calculation unit 120.

모델 생성부(110)는 복수의 과거 시간정보(1) 및 복수의 과거 시간정보(1)와 연관되는 과거 전리층 지연값(2)을 포함하는 입력 데이터를 결정(S11)하고, 확장 시점에서 비가용영역의 확장 지점에 대한 타겟 데이터를 결정(S12)하여 모델을 생성할 수 있다. 여기서, 확장 시점은 외삽 시점으로서 비가용영역의 확장 지점에 대한 외삽이 수행되는 시점을 의미할 수 있다. 예를 들어, 실시간 외삽이 수행되는 경우, 확장 시점은 현재 시점(즉, 현재의 외삽 시점)을 의미할 수 있다. 또한, 모델 생성부(110)는 입력 데이터를 결정(S11)할 때 복수의 과거 시간정보(1)와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보(3)를 입력 데이터로 결정할 수 있다.The model generation unit 110 determines input data including a past ionospheric delay value 2 associated with a plurality of past time information 1 and a plurality of past time information 1 The target data for the expansion point of the application area can be determined (S12) to generate the model. Here, the expansion time may refer to a time point at which extrapolation to the expansion point of the unavailable area is performed as the extrapolation time point. For example, when real-time extrapolation is performed, the expansion time may refer to the current time (i.e., the current extrapolation time). The model generating unit 110 may determine the past sun / geomagnetic activity information 3 associated with a plurality of past time information 1 as input data when determining the input data (S11).

모델 생성부(110)에 의하여 생성되는 모델은 SVM(Support Vector Machine)에 대한 입력 데이터와 타겟 데이터를 포함하는 모델일 수 있다. 또한, 후술할 산출부(120)를 통해 이루어지는 학습은 SVM(Support Vector Machine) 기반으로 수행될 수 있다. 즉, 모델 생성부(110)에 의하여 결정되는 입력 데이터는 SVM 기반의 지도학습을 수행하기 위한 입력 데이터로서 'SVM의 입력'으로 달리 표현될 수 있다.The model generated by the model generation unit 110 may be a model including input data for SVM (Support Vector Machine) and target data. In addition, the learning through the calculating unit 120, which will be described later, can be performed based on SVM (Support Vector Machine). That is, the input data determined by the model generating unit 110 may be expressed as 'input of SVM' as input data for performing SVM-based map learning.

구체적으로, 모델 생성부(110)는 입력 데이터 결정 과정(S11)을 통해, SVM 기반의 지도학습을 수행할 입력을 결정할 수 있다. 본 확장 장치(100)는 함수 방법을 사용하여 전리층지도의 가용영역을 확장할 수 있으며, 이를 위해 전리층 지연과 상관성이 높은 구성요소를 입력 데이터로 결정할 수 있다. Specifically, the model generation unit 110 may determine an input for performing SVM-based map learning through an input data determination process (S11). The expansion device 100 can expand the usable area of the ionospheric map by using the functional method. For this purpose, a component having a high correlation with the ionospheric delay can be determined as the input data.

자세히 말해, 전리층 지연은 하루 중 낮에 지연값이 크며 밤에는 지연값이 작다. 또한 계절에 따라 전리층 지연값이 변화하는데, 봄과 가을에는 전리층 지연값이 크고 여름과 겨울에 지연값이 작다. 뿐만 아니라 전리층 지연은 태양활동 및 지자기활동과 큰 상관관계가 있는데, 태양 활동과 지자기 활동이 활발할 때에는 전리층 지연값이 크다. 또한, 전리층 지역은 공간적으로도 상관관계가 존재하는데, 위도에 따라 전리층 지연값의 변화가 크고 가까운 지역 간에는 전리층 지연값의 차이가 크지 않다. 따라서, 상기와 같은 특징을 모두 반영하는 경우에는 관측소가 존재하지 않는 사용자 위치의 전리층 지연값을 외삽을 통해 추정 가능한바, 본 확장 장치(100)는 입력 데이터로서 시간정보, 태양/지자기 활동 정보 및 전리층 지연값의 변수 요소를 이용할 수 있다.More specifically, the ionospheric delay has a large delay value during the day and a low delay value at night. In addition, the ionosphere delay varies with the season, but spring and autumn have large ionospheric delay values and small latency values in summer and winter. In addition, ionospheric delay is highly correlated with solar activity and geomagnetic activity, and ionospheric delay is large when solar activity and geomagnetic activity are active. In addition, there is a spatial correlation in the ionosphere, but the ionospheric delay value varies greatly depending on the latitude and the ionospheric delay value does not vary widely in the near region. Accordingly, when the above characteristics are all reflected, the ionospheric delay value of the user location where no observing station is present can be estimated by extrapolating. Thus, the expansion device 100 can acquire time information, solar / geomagnetic activity information, Variable elements of the ionosphere delay value can be used.

이때, 입력 데이터인 과거 태양/지자기 활동 정보(3)는 태양/지자기 활동 정보로서 태양과 지자기 각각의 활동을 나타내는 지수가 이용될 수 있다. 일예로, 태양/지자기 활동 정보로는 태양활동을 나타내는 지수인 F10.7과 흑점 개수가 이용될 수 있고, 지자기 활동을 나타내는 지수인 Kp(또는 Ap)가 이용될 수 있다. 즉, 모델 생성부(110)는 과거 태양/지자기 활동 정보로서 과거의 F10.7, 흑점 개수, Kp 등의 값을 입력 데이터(즉, SVM의 입력)로 결정할 수 있다.In this case, the past sun / geomagnetic activity information (3), which is input data, can be used as the solar / geomagnetic activity information and an index indicating the activity of each of the sun and the geomagnetism. For example, the sun / geomagnetic activity information may be F10.7, an index representing sun activity, and the number of sunspots, and Kp (or Ap), an index representing geomagnetic activity. That is, the model generation unit 110 may determine the past values of F10.7, the number of black spots, and Kp as input data (that is, input of the SVM) as past solar / geomagnetic activity information.

또한, 입력 데이터인 과거 전리층 지연값(2)은 가용영역에 대한 과거 전리층 지연값 및 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값을 포함할 수 있다.Also, the past ionospheric delay value 2, which is input data, may include the past ionospheric delay value for the available area and the past ionospheric delay value for the unavailable area.

여기서, 가용영역에 대한 과거 전리층 지연값은 상시관측소에서 측정되는 가용영역에 대한 전리층 지연값이 이용될 수 있다. 또는 가용영역에 대한 과거 전리층 지연값은 IGS에서 제공되는 전 세계 전리층지도의 전리층 지연값이 이용될 수 있다. 본 확장 장치(100)는 비가용영역의 전리층 지연값의 학습을 위한 입력 데이터(즉, SVM의 입력)로서 가용영역의 전리층 지연값을 고려함으로써 비가용영역에 대한 외삽 성능을 높일 수 있다. 달리 표현하여, 가용영역의 전리층 지연값을 외삽에 포함시키면 전리층의 외삽 성능을 높일 수 있기 때문에 본 확장 장치(100)는 바람직하게 입력 데이터로 가용영역의 전리층 지연값을 포함시킬 수 있다.Here, the past ionospheric delay value for the usable region may be the ionospheric delay value for the usable region measured at the normal observing station. Or past ionospheric delay values for the available area can be used for the ionospheric delay value of the global ionospheric map provided by the IGS. The expansion device 100 can increase the extrapolation performance to the unavailable area by considering the ionospheric delay value of the available area as the input data (i.e., the input of the SVM) for learning of the ionospheric delay value of the unavailable area. In other words, if the ionospheric delay value of the usable region is included in the extrapolation, extrapolation performance of the ionospheric layer can be enhanced, so that the expansion device 100 can preferably include the ionospheric delay value of the usable region as input data.

한편, 모델 생성부(110)에 의하면, 타겟 데이터를 결정(S12)하는 과정에서 외삽된 확장 전리층 지연값을 산출하고자 하는 비가용영역 내의 확장 지점이 타겟으로 설정될 수 있다. 그리고, 모델 생성부(110)는 상기 타겟과 관련하여 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값을 입력 데이터로 결정할 수 있다. 달리 표현하여, 모델 생성부(110)는 학습을 위한 타겟 데이터(즉, SVM의 타겟)로서 비가용영역의 전리층 지연값을 이용할 수 있다. 이때, 본 확장 장치(100)는 전리층 지연값의 변화가 시간, 공간, 태양 활동, 지자기 활동과 상관성이 높다는 점을 고려하여, 각각의 입력(예를 들어, 시간 정보, 가용영역에 대한 전리층 지연값, 태양/지자기 활동 정보)의 변화에 따라 비가용영역의 전리층 지연값을 학습하기 위해, 입력 데이터로서 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값을 고려할 수 있다. 이러한 본 확장 장치(100)는 비가용영역의 전리층 지연값이 존재하지 않는 시점부터는 학습된 정보에 기반하여 전리층 지연과 상관관계가 큰 입력을 사용한 외삽을 통해 확장 지점에 대한 비가용영역의 전리층 지연값을 추정(즉, 외삽된 확장 전리층 지연값을 산출)할 수 있다.Meanwhile, according to the model generating unit 110, an extension point within the unavailable area where the extrapolated expanded ionospheric delay value is to be calculated in the process of determining target data (S12) can be set as a target. The model generating unit 110 may determine the past ionospheric delay value for the unavailable region as input data with respect to the target. Alternatively, the model generating unit 110 may use the ionospheric delay value of the unavailable region as the target data for learning (that is, the SVM target). In this case, considering that the variation of the ionospheric delay value is highly correlated with the time, space, solar activity, and geomagnetic activity, the expansion device 100 may calculate the input of each input (for example, time information, Value, and sun / geomagnetic activity information), it is possible to consider past ionospheric delay values for unavailable regions as input data to learn ionospheric delay values for unavailable regions. The present expansion device 100 can estimate the ionospheric delay of the unavailable region for the expansion point by extrapolating the ionospheric delay based on the learned information from the time when the ionospheric delay value of the unavailable region does not exist, (I. E., Extrapolate the extended ionosphere delay value). ≪ / RTI >

이러한, 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값은, 복수의 과거 시간정보(1) 중 어느 하나에 대응하는 과거 시점에서의 과거 관측 값에 기반하여 후처리를 통해 산출되는 후처리 전리층 지연값 또는 상기 과거 시점을 확장 시점으로 하여 산출부(120)를 통해 산출된 확장 전리층 지연값을 포함할 수 있다.The past ionospheric delay value for the unavailable region may be a post-treatment ionospheric delay value calculated through post-processing based on past observation values at a past time point corresponding to any one of a plurality of past time information (1) And may include the extended ionospheric delay value calculated through the calculation unit 120 with the past time point as the expansion time point.

일예로, 후처리된 전리층 지연값이 존재하는 경우에는 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값으로 후처리된 전리층 지연값을 이용할 수 있다. 한편, 후처리 전리층 지연값에 대한 갱신이 최근에 이루어져(달리 말해, 갱신이 이루어지고 나서 소정의 기간만 경과하여) 최근의 소정 기간에 대한 후처리 전리층 지연값이 존재하지 않는 경우에는, 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값으로 산출부를 통해 산출된 확장 전리층 지연값을 이용할 수 있다.For example, if there is a post-processed ionospheric delay value, then the post-processed ionospheric delay value may be used as the past ionospheric delay value for the unavailable region. On the other hand, when there is no post-processing ionospheric delay value for a recent predetermined period since an update to the post-treatment ionospheric delay value has been recently made (in other words, a predetermined period has elapsed since the update was made) The extended ionospheric delay value calculated through the calculation unit can be used as the past ionospheric delay value for the region.

또한, 후처리 전리층 지연값이라 함은 과거 관측 값에 기반하여 후처리를 통해 보정, 보간 및 추정 중 적어도 하나를 이용하여 산출된 값이라 할 수 있다. 후처리 전리층 지연값은 IGS에서 후처리를 통해 비실시간으로 제공하는 전 세계 전리층 지도로부터 획득되는 전리층 지연값을 포함할 수 있다. 달리 말해, 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값은 IGS에서 제공되는 전 세계 전리층지도를 보간하여 사용될 수 있다. 또한, 후처리 전리층 지연값은 가용영역의 전리층 지연값의 후처리를 통해 획득되는 전리층 지연값(예를 들어, 가용영역의 전리층 지연값을 내/외삽하여 도출된 격자점 기반의 전리층 지연값) 등을 포함할 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. Also, the post-treatment ionospheric delay value may be a value calculated using at least one of correction, interpolation and estimation through post-processing based on past observation values. Postprocessed ionospheric delay values may include ionospheric delay values obtained from non-real-time global ionospheric maps provided by post-processing in IGS. In other words, past ionospheric delay values for unavailable areas can be used to interpolate the global ionospheric map provided by the IGS. Also, the post-treatment ionospheric delay value may be calculated from an ionospheric delay value obtained through post-processing of the ionospheric delay value of the available region (for example, a lattice point-based ionospheric delay value derived by inserting / extrapolating the ionospheric delay value of the available region) And the like, but the present invention is not limited thereto.

산출부(120)는 모델 생성부(110)에서 생성된 모델을 이용한 학습을 수행하여, 확장 시점에서 비가용영역의 확장 지점에 대하여 외삽된 확장 전리층 지연값을 산출할 수 있다. 즉, 산출부(120)는 모델 생성부(110)를 통해 생성된 입력 데이터와 타겟 데이터 기반의 모델을 이용하여 학습을 수행(S13)할 수 있다. 또한 산출부(120)는 학습에 기초하여 확장 지점에 대하여 외삽을 수행(S14)함으로써 확장 지점에 대한 외삽된 확장 전리층 지연값을 산출할 수 있다. 여기서, 확장 지점에 대하여 외삽이 수행(S14)되는 시점(즉, 외삽된 확장 전리층 지연값이 산출되는 시점인 외삽 시점)은 현재 시점 또는 확장 시점과 그 의미가 상응하다고 할 수 있다. 또한, 산출부(120)에서 수행되는 외삽은 실시간 외삽일 수 있다.The calculating unit 120 may perform learning using the model generated by the model generating unit 110 to calculate an extrapolated extended ionospheric delay value with respect to an extension point of the unavailable region at the time of expansion. That is, the calculating unit 120 may perform the learning using the input data generated through the model generating unit 110 and the target data based model (S13). Also, the calculating unit 120 may extrapolate the extended ionospheric delay value to the extension point by extrapolating the extension point based on learning (S14). Here, the time point at which the extrapolation is performed (S14) (i.e., the extrapolation time point at which the extrapolated expanded ionospheric delay value is calculated) may be considered to correspond to the current time point or the expansion time point. The extrapolation performed in the calculation unit 120 may be a real-time extrapolation.

또한, 모델 생성부(110)에서 입력 데이터로 결정되는 복수의 과거 시간정보(1)는 확장 시점을 기준으로 하여 미리 설정된 과거 기간에 대응하는 정보일 수 있다. 일예로, 미리 설정된 과거 기간은 확장 시점을 기준으로 한 과거 1년 기간 등으로 설정될 수 있으며, 이러한 경우 복수의 과거 시간 정보(1)는 외삽 시점 이전의 과거 1년 기간 동안의 시간정보를 의미할 수 있다. 여기서, 일예로 기간의 설정 단위를 1년, 2년 등의 '년' 단위로만 예시하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니고, 개월, 주, 일 등의 단위로 설정될 수 있다. 또한, 복수의 과거 시간정보(1) 외에 그와 연관되는 과거 전리층 지연값(2) 및 과거 태양/지자기 활동 정보도 미리 설정된 과거 기간에 대응하는 정보일 수 있다. In addition, the plurality of past time information (1) determined as input data in the model generation unit 110 may be information corresponding to a preset past period based on the extended time point. For example, the preset past period may be set to a past one year period based on the extension time point, etc. In this case, the plurality of past time information (1) means time information for the past one year period before the extrapolation time point can do. Here, for example, the setting unit of the period is exemplified as a 'year' unit such as a year, two years, and the like, but the present invention is not limited thereto, and may be set in units of months, weeks, and days. In addition to the plurality of past time information (1), past past ionosphere delay value (2) and past sun / geomagnetic activity information may be information corresponding to a preset past period.

즉, 모델 생성부(110)를 통해 결정되는 입력 데이터(SVM 입력)는 3가지의 입력(즉, 시간 정보, 전리층 지연값, 태양/지자기 활동 정보)이 과거부터 외삽 시점(확장 시점) 이전까지의 모든 데이터를 포함하는 시계열적 데이터일 수 있다. 후술할 본 확장 장치(100)의 성능을 평가하기 위해 수행된 일 실험예에서는 외삽 시점 이전의 1년간의 데이터를 입력 데이터로 이용한다.In other words, the input data (SVM input) determined through the model generation unit 110 is input from the past to the extrapolation point (expansion point) before three inputs (i.e., time information, ionospheric delay value, Lt; RTI ID = 0.0 > time-series < / RTI > In an experimental example performed to evaluate the performance of the expansion device 100 to be described later, one year of data before the extrapolation point is used as input data.

한편, 산출부(120)에 의하여 최초 1회의 학습이 수행됨에 있어서, 1회의 학습시 이용되는 입력 데이터(SVM의 입력)인 태양/지자기 활동 지수는 타겟으로 사용되는 비가용영역의 전리층 지연값과 시점이 동일하도록 설정될 수 있다. 일반적으로 외삽을 수행할 때에는 외삽 시점(확장 시점)의 태양/지자기 활동 지수를 사용하는데, 만약 외삽 시점에서 태양/지자기 활동 지수가 측정되지 않은 경우에는 외삽이 수행될 수 없는 문제가 있다. 그러나 본 확장 장치(100)는 후술할 갱신(S15)하는 과정에 의하면 태양/지자기 활동 정보와 비가용영역의 과거 전리층 지연값을 외삽 시점의 바로 이전 시점의 값으로 갱신함으로써, 갱신된 정보에 기반하여 외삽 시점 이전의 데이터에 기반하여 외삽을 수행함에 따라 실시간 외삽이 가능하다.On the other hand, when the learning is performed for the first time by the calculating unit 120, the sun / geomagnetic activity index, which is the input data (input of the SVM) used for one learning, is calculated as the ionospheric delay value of the non- The viewpoints can be set to be the same. Generally, extrapolation uses the solar / geomagnetic activity index at the extrapolation point (expansion point), and extrapolation can not be performed if the solar / geomagnetic activity index is not measured at the extrapolation point. However, according to the process of updating (S15) described later, the expansion apparatus 100 updates the past ionospheric delay value of the sun / geomagnetic activity information and the unavailable region to a value immediately before the extrapolation time point, And extrapolation is performed based on the data before the extrapolation time point so that real-time extrapolation is possible.

즉, 산출부(120)는 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보를 획득할 수 없는 경우, 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보(2) 중 가장 최근 시점의 태양/지자기 활동 정보를 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보로 사용하여 외삽을 수행할 수 있다. 따라서 본 확장 장치(100)는 외삽을 수행할 때 해당 외삽이 수행되는 시점(즉, 확장 시점, 현재 시점)의 태양/지자기 활동 정보를 알지 못하더라도, 외삽이 수행되기 이전의 태양/지자기 활동 정보(즉, 과거의 태양/지자기 활동 정보 중 가장 최근 시점의 정보)를 이용하여 외삽을 수행함에 따라 실시간 외삽을 수행할 수 있다.That is, when the solar / geomagnetic activity information at the expansion time can not be obtained, the calculating unit 120 calculates the solar / geomagnetic activity information of the most recent solar / geomagnetic activity information 2 related to the plurality of past time information Extrapolation can be performed using information as solar / geomagnetic activity information at the time of expansion. Therefore, even if the extension device 100 does not know the solar / geomagnetic activity information at the time when the extrapolation is performed (that is, the expansion point, the current point) when performing the extrapolation, (I. E., Information of the most recent point in the past sun / geomagnetic activity information) to perform extrapolation in real time.

산출부(120)를 통한 학습의 구체적인 과정은 다음과 같다. 산출부(120)는 모델 생성부(110)에서 입력 데이터와 타겟 데이터의 결정이 이루어진 후 학습 수행(S13) 과정과 외삽 수행(S14) 과정을 수행할 수 있다.The concrete process of learning through the calculation unit 120 is as follows. After the input data and the target data are determined in the model generation unit 110, the calculation unit 120 may perform the learning process (S13) and the extrapolation process (S14).

산출부(120)는 모델 생성부(110)에서 결정된 입력 데이터(SVM의 입력)와 타겟 데이터(SVM의 타겟)를 이용하여 SVM 기반으로 함수의 계수를 추정할 수 있다. 본 확장 장치(100)는 인공 신경망 대신 일반화 성능이 좋은 SVM을 사용함으로써 전리층 지연값의 측정(예측) 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 본 확장 장치(100)는 SVM에 기반하여 라그랑지 승수(Lagrange multiplier)를 사용해 구속 조건에서의 2차 최적화 문제를 해결함으로써 유일하고 최적의 초평면(hyperplane)을 계산할 수 있다.The calculating unit 120 may estimate the coefficient of the function based on the SVM using the input data (input of the SVM) and the target data (the target of the SVM) determined by the model generating unit 110. The expansion device 100 can improve the measurement (prediction) performance of the ionospheric delay value by using the SVM having good generalization performance instead of the artificial neural network. In addition, the expansion device 100 can calculate a unique and optimal hyperplane by solving the second optimization problem in the constraint using a Lagrange multiplier based on the SVM.

비선형 문제를 해결할 때 SVM의 입력을 고차원으로 사상하여 사용하는 것이 일반적이며, 본 확장 장치(100)는 커널 트릭을 사용하여 SVM의 입력을 고차원으로 사상할 수 있다. 본 확장 장치(100)는 커널 함수로서 가우시안 (Gaussian) 함수, 고차 다항식(polynomial) 및 탄젠트-시그모이드(tangent sigmoid) 함수 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 다만, 이에만 한정되는 것은 아니고 기 알려진 다양한 커널 함수가 이용될 수 있다. 일예로 본 확장 장치(100)에서는 커널 함수로 가우시안 함수를 사용할 수 있다. 또한 본 확장 장치(100)에 적용되는 커널 함수는 N X N 크기를 가질 수 있다.In solving the nonlinear problem, it is common to use a high-level mapping of the SVM input, and the expansion device 100 can use the kernel trick to map the input of the SVM to a higher dimension. The expansion device 100 may use any one of a Gaussian function, a higher order polynomial function, and a tangent sigmoid function as a kernel function. However, the present invention is not limited thereto, and various known kernel functions can be used. For example, the expansion device 100 can use a Gaussian function as a kernel function. Also, the kernel function applied to the expansion device 100 may have a size of N X N.

학습 수행 과정(S13)에서 사용되는 입력으로는 일예로 하기 수학식 1과 같은 입력이 사용될 수 있다.As an input used in the learning process S13, for example, an input as shown in Equation 1 may be used.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112017042590596-pat00001
Figure 112017042590596-pat00001

여기서,

Figure 112017042590596-pat00002
는 시간과 관련된 입력으로서 입력 데이터 중 과거 시간정보(1)에 대한 입력 값일 수 있으며, 사인 함수 또는 코사인 함수로 표현되는 시간 정보와 일 등의 정보가 포함될 수 있다.
Figure 112017042590596-pat00003
는 환경적인 요소와 관련된 입력으로서 입력 데이터 중 과거 태양/지자기 활동 정보(3)에 대한 입력 값일 수 있으며, F10.7, Kp(또는 Ap), 태양흑점 개수 등의 정보가 포함될 수 있다.
Figure 112017042590596-pat00004
는 전리층과 관련된 입력으로서 입력 데이터 중 과거 전리층 지연값(1)에 대한 입력 값일 수 있으며, 가용영역에 대한 과거 전리층 지연값으로서 가용영역의 총전자수(TEC, Total Electron Content) 정보가 포함될 수 있다.here,
Figure 112017042590596-pat00002
May be an input to the past time information (1) of the input data as an input related to time, and may include information such as time information represented by a sine function or a cosine function.
Figure 112017042590596-pat00003
May be input to the past sun / geomagnetic activity information (3) as input related to the environmental factor, and may include information such as F10.7, Kp (or Ap), sunspot number, and the like.
Figure 112017042590596-pat00004
May be an input to the ionospheric delay value 1 of the input data as input related to the ionosphere and may include total electron content (TEC) information of the available area as the past ionospheric delay value for the usable region .

산출부(120)는 입력 데이터(SVM의 입력)의 커널 함수를 계산한 후 하기 수학식 2와 같이 2차 최적화 문제를 정의할 수 있다.The calculating unit 120 may calculate the kernel function of the input data (SVM input) and then define the secondary optimization problem as shown in Equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112017042590596-pat00005
Figure 112017042590596-pat00005

여기서,

Figure 112017042590596-pat00006
는 입력 데이터 중
Figure 112017042590596-pat00007
번째 시점과
Figure 112017042590596-pat00008
번째 시점의 입력 데이터로 계산된 커널 함수를 나타낸다.
Figure 112017042590596-pat00009
는 라그랑지 승수를 나타내고,
Figure 112017042590596-pat00010
는 무감도(insensitivity)를 나타낸다.
Figure 112017042590596-pat00011
는 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값으로서 비가용영역의 총전자수(TEC, Total Electron Content) 정보가 포함될 수 있다. 달리 표현하여,
Figure 112017042590596-pat00012
는 외삽 지역(비가용영역의 확장 지점)의 과거 TEC 정보를 포함할 수 있다.here,
Figure 112017042590596-pat00006
Of the input data
Figure 112017042590596-pat00007
And
Figure 112017042590596-pat00008
And the kernel function calculated by the input data at the i-th point.
Figure 112017042590596-pat00009
Represents the Lagrangian multiplier,
Figure 112017042590596-pat00010
Indicates insensitivity.
Figure 112017042590596-pat00011
May include the total electron number (TEC) information of the unavailable area as a past ionospheric delay value for the unavailable area. In other words,
Figure 112017042590596-pat00012
May include past TEC information of an extrapolated region (an extension point of the unavailable region).

산출부(120)는 상기 수학식 2에 대하여 QP(quadratic programming) 알고리즘을 통해 최적의

Figure 112017042590596-pat00013
값을 계산할 수 있다. 여기서, QP 알고리즘을 구현하는 구체적인 방법으로는 이미 기 알려진 방법들이 적용될 수 있으며, 자세한 설명은 생략하기로 한다.The calculating unit 120 calculates the optimum (k) by using a quadratic programming
Figure 112017042590596-pat00013
The value can be calculated. As a concrete method of implementing the QP algorithm, known methods already known can be applied, and a detailed description will be omitted.

산출부(120)는 학습 수행 과정(S13)을 통해 최적의

Figure 112017042590596-pat00014
값인
Figure 112017042590596-pat00015
값을 계산할 수 있다. 산출부(120)는 최적의 함수 계수를 계산(또는 추정)하는 학습 과정이 완료된 이후 외삽 수행 과정(S14)을 통해 비가용영역의 전리층 지연값에 대한 외삽을 수행할 수 있다. 이러한 외삽 수행 과정(S14)을 통해 SVM을 기반으로 한 국지적 전리층지도의 가용영역 확장이 이루어질 수 있다. 이때의 외삽식은 하기 수학식 3과 같을 수 있다.The calculating unit 120 calculates the optimal
Figure 112017042590596-pat00014
Value
Figure 112017042590596-pat00015
The value can be calculated. The calculating unit 120 may perform extrapolation on the ionospheric delay value of the unavailable region through the extrapolation process S14 after the learning process for calculating (or estimating) the optimal function coefficient is completed. Through the extrapolation process (S14), the available area of the local ionospheric map based on the SVM can be expanded. The extrapolation equation at this time may be expressed by the following equation (3).

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112017042590596-pat00016
Figure 112017042590596-pat00016

여기서,

Figure 112017042590596-pat00017
는 비가용영역의 확장 지점에 대한 외삽된 전리층 지연값(즉, 외삽된 확장 전리층 지연값)을 의미한다.here,
Figure 112017042590596-pat00017
Refers to the extrapolated ionospheric delay value (i. E. Extrapolated expanded ionospheric delay value) to the extension point of the unavailable region.

본 확장 장치(100)는 최초의 학습 수행 과정(S13) 및 최초의 외삽 수행 과정(S14)이 수행된 이후부터 갱신(또는 재구성)하는 과정(S15), 학습 수행 과정(S13) 및 외삽 수행 과정(S14)을 반복적으로 수행할 수 있으며, 이를 통해 최근의 전리층 지연 변화를 반영할 수 있다. The expansion device 100 performs a process of updating (or reconfiguring) S15, a learning process S13, and an extrapolation process S13 after the first learning process S13 and the first extrapolation process S14 are performed (S14) can be repeatedly performed to reflect recent ionospheric delay variation.

달리 표현하여, 본 확장 장치(100)는 입력 데이터 결정과 타겟 데이터 결정을 통해 모델이 생성된 이후 학습 과정(S13)과 외삽 과정(S14)을 수행할 수 있다. 이때 본 확장 장치(100)는 최초의 학습 과정(S13)과 최초의 외삽 과정(S14)이 이루어진 이후 학습 과정(S13)과 외삽 과정(S14)을 반복적으로 수행하여 실시간 외삽을 수행할 수 있다. 다만 이때 본 확장 장치(100)는 실시간 외삽을 수행함에 있어서 최초의 학습 과정(S13)과 외삽 과정(S14)이 수행된 이후 모델을 다시 생성할 필요없이 갱신(S15) 과정을 통해 기존 데이터 중 적어도 일부를 업데이트(또는 재구성)하는 과정을 수행할 수 있다.In other words, the expansion apparatus 100 can perform the learning process (S13) and the extrapolation process (S14) after the model is generated through the input data determination and the target data determination. At this time, the expansion device 100 can perform the real-time extrapolation by repeatedly performing the learning process S13 and the extrapolation process S14 after the initial learning process S13 and the first extrapolation process S14 are performed. At this time, however, the expansion apparatus 100 does not need to generate the model again after performing the first learning process (S13) and the extrapolation process (S14) in performing the real-time extrapolation, (Or reconfiguring) some of them.

또한, 모델 생성부(110) 및 산출부(120)에 의한 제1 수행 이후 제1 수행의 시점으로부터 소정의 시간이 경과된 다음, 경과된 소정의 시간 이후를 확장 시점으로 하는 제2 수행이 이루어지는 경우, 모델 생성부(110)에서의 입력 데이터는 상기 경과된 소정의 시간 이후의 확장 시점을 기준으로 미리 설정된 과거 기간에 대응하는 복수의 과거 시간정보로 갱신(또는 재구성)될 수 있다. After the first execution by the model generation unit 110 and the calculation unit 120, a predetermined time elapses from the first execution time, and a second execution is performed after the elapsed predetermined time as the expansion time The input data in the model generation unit 110 may be updated (or reconfigured) with a plurality of past time information corresponding to a preset past period based on the extension time after the elapsed predetermined time.

일예로, 실시간 외삽이 수행됨에 있어서, 모델 생성부(110) 및 산출부(120)에 의한 제1 수행을 통해 모델 생성 과정(즉, 입력 데이터와 타겟 데이터를 결정하는 과정), 학습 과정(S13) 및 외삽 과정(S14)이 최초로 1회 수행되었다고 가정하자. 이때, 본 확장 장치(100)는 최초의 1회 수행 이후 갱신 과정(S15)을 수행할 때 입력 데이터와 타겟 데이터를 새롭게 다시 결정할 필요없이, 최초의 학습 과정(S13)이 수행되기 이전에 결정된 입력 데이터와 타겟 데이터에서 가장 오래된 시점의 입력 데이터와 타겟 데이터를 제거(또는 삭제)하고, 최근의 입력 데이터와 타겟 데이터를 추가(또는 업데이트)할 수 있다. 이는 본 확장 장치(100)에서 이용되는 SVM의 커널 함수의 크기가 N X N일 때, 오래된 데이터를 삭제하지 않으면 데이터의 개수가 증가하게 되어 메모리 사용량과 계산 시간이 증가하여 비효율적이기 때문이다. 따라서, 본 확장 장치(100)는 실시간 외삽을 수행함에 있어서 메모리 사용량과 계산 시간의 효율성을 높이기 위해, 갱신 과정(S15)에서 최근의 입력 데이터와 타겟 데이터 추가시 오래된 시점에서의 입력 데이터와 타겟 데이터를 제거할 수 있다.For example, when real-time extrapolation is performed, a model generation process (that is, a process of determining input data and target data) through a first process performed by the model generation unit 110 and the calculation unit 120, a learning process S13 ) And the extrapolation process (S14) are performed once for the first time. At this time, the expansion apparatus 100 does not need to newly determine the input data and the target data again when performing the update process S15 after the first execution, The input data and the target data at the oldest point in the data and the target data can be removed (or deleted), and the latest input data and the target data can be added (or updated). This is because, when the size of the kernel function of the SVM used in the expansion device 100 is N X N , if the old data is not deleted, the number of data increases and memory usage and calculation time increase, which is inefficient. Therefore, in order to increase the efficiency of the memory usage and the calculation time in performing the real-time extrapolation, the expansion device 100 performs a process of updating the input data at the old time point and the target data Can be removed.

여기서, 최근의 입력 데이터와 타겟 데이터는 외삽이 수행된 확장 시점(현재 시점)에서 발생(또는 측정, 획득)된 데이터가 아니라 확장 시점 이전의 시점(이전 시점)에 대응하는 데이터일 수 있다. 예를 들어, 최근의 입력데이터와 타겟 데이터는, 확장 시점인 t 시점에 대응하는 데이터가 아닌 확장 시점의 이전 시점인 t-1 시점에 대응하는 데이터일 수 있다. 이에 따라, 본 확장 장치(100)는 현재 시점인 t 시점에서의 외삽 수행시 t 시점에서의 태양/지자기 활동 정보를 알지 못하더라도 t 시점 이전의 태양/지자기 활동 정보를 이용하여 외삽을 수행함으로써 외삽된 확장 전리층 지연값을 산출할 수 있어, 실시간 외삽이 가능하다.Here, recent input data and target data may not be data generated (or measured, acquired) at the extension time (current time) at which the extrapolation is performed, but may be data corresponding to the time point before the expansion time (previous time). For example, the recent input data and target data may be data corresponding to the time point t-1, which is the previous time point of the expansion time, instead of the data corresponding to the time point t. Accordingly, the extender 100 can perform extrapolation by performing extrapolation using the sun / geomagnetic activity information before the t point even if the solar / geomagnetic activity information at the time t is not known at the time t when the extrapolation is performed at the current time t, The extended ionosphere delay value can be calculated, and real-time extrapolation is possible.

일예로 본 확장 장치(100)는 최초의 외삽 수행 이후 갱신 과정(S15)을 통해 입력 데이터에 포함된 과거 태양/지자기 활동 정보 중 가장 오래된 시점의 태양/지자기 활동 정보를 삭제하고, 외삽 시점(확장 시점) 이전의 가장 최근 시점의 태양/지자기 활동 정보를 추가할 수 있다. 이는 태양/지자기 활동 정보 외에도 시간 정보와 과거 전리층 지연값(가용영역에 대한 전리층 지연값 및 비가용영역에 대한 전리층 지연값 포함)에 대하여도 동일한 논리로 적용 가능하며, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다. For example, the expansion device 100 deletes the sun / geomagnetic activity information of the oldest solar / geomagnetic activity information included in the input data through the update process S15 after the first extrapolation, Time of the sun / geomagnetic activity at the most recent time point prior to the time point. In addition to the solar / geomagnetic activity information, the same logic can be applied to the time information and the past ionospheric delay values (including the ionospheric delay value for the available area and the ionospheric delay value for the unavailable area). .

이러한 본 확장 장치(100)는 입력 데이터와 타겟 데이터를 이용하여 SVM 기반으로 학습을 수행할 수 있으며, 이후 비가용영역의 전리층 지연값을 외삽할 수 있다. 또한 본 확장 장치(100)는 최초의 학습 및 외삽 과정 이후 갱신 과정(S15)을 통해 실시간 외삽에 사용될 입력 데이터(SVM의 입력)를 업데이트할 수 있다. 본 확장 장치(100)는 외삽 수행 과정(S14)과 갱신 과정(S15)의 순차적인 반복을 통해 국지적 전리층지도의 가용영역을 실시간으로 확장할 수 있다.The present expansion device 100 can perform learning based on the SVM using the input data and the target data, and then can extrapolate the ionospheric delay value of the unavailable region. Also, the expansion device 100 can update the input data (input of the SVM) to be used for the real-time extrapolation through the initial learning and extrapolation process (S15). The expansion device 100 can expand the available area of the local ionospheric map in real time through the sequential repetition of the extrapolation process S14 and the update process S15.

이하에서는 본 확장 장치(100)의 성능을 평가하기 위해 수행된 실험예를 도 2 내지 도 4를 참고하여 설명한다.Hereinafter, an experiment performed to evaluate the performance of the expansion device 100 will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG.

본원의 일 실험예에 따르면, 본원은 본 확장 장치(100)에 의한 국지적 전리층지도의 확장 효과를 평가하기 위해 2013년 10월 1일부터 2014년 9월 30일까지의 1년간의 데이터를 이용하여 모델 생성부(110)를 통해 입력 데이터와 타겟 데이터를 결정(또는 SVM의 입력과 타겟을 결정)하였다. 해당 기간은 태양/지자기 활동이 큰 기간으로서, 전리층 지연의 변화가 큰 기간에 대해 국지적 전리층지도의 외삽 성능을 평가하기 위함이다.According to one experimental example of the present application, we use one year's data from October 1, 2013 to September 30, 2014 to evaluate the extension effect of the local ionospheric map by the expansion device 100 The input data and the target data are determined (or input and target of the SVM are determined) through the model generation unit 110. [ The period is for a large period of solar / geomagnetic activity and to evaluate the extrapolation performance of the local ionospheric map for large periods of ionospheric delay variation.

도 2는 본원의 일 실시예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치(100)의 성능 평가를 위한 가용영역과 비가용영역의 설정 예를 나타낸다. FIG. 2 shows an example of setting a usable area and a non-usable area for performance evaluation of the available area expansion apparatus 100 of the local ionospheric map according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본원의 일 실험예에서 가용영역은 대전을 중심으로 반경 2,650 km 지역으로 설정하고, 비가용영역은 대전을 중심으로 반경 4,500 km 지역으로 설정하였다. 외삽 지역(즉, 확장 지점)은 외삽 방향과 외삽 거리에 따른 외삽 성능을 평가하기 위하여 동서남북 4개의 방향에 대하여 각각, 가장 인접한 가용 지역으로부터 위도와 경도가 5°, 10°, 15° 떨어진 지역으로 설정하였다.Referring to FIG. 2, in the experimental example of the present application, the available area is set to a radius of 2,650 km around Daejeon, and the unavailable area is set to a radius of 4,500 km around Daejeon. Extrapolated regions (ie, extension points) are extrapolated to extrapolation and extrapolation distances by 5 °, 10 °, and 15 ° away from the closest available region for each of the four directions Respectively.

본원의 일 실험예에서는 앞서 결정된 입력 데이터와 타겟 데이터로 SVM 기반의 학습을 수행하였다. 이때, 학습시 사용된 커널 함수는 가우시안 커널 함수이고, 커널 함수의 총 크기는 N X N 이며, N 은 4380이다.In the example of the present invention, SVM-based learning was performed on the input data and the target data determined above. In this case, the kernel function used in learning is Gaussian kernel function, and the total size of kernel function is N X N , and N is 4380.

본원의 일 실험예에서는 최초의 학습을 수행하고, 외삽 수행 과정과 갱신(또는 재구성) 과정을 반복하여 2014년 10월의 1개월간 앞서 설정된 외삽 지역(즉, 확장 지점)에 대하여 비가용지역의 전리층 지연값을 외삽하고, 성능 평가를 위해 IGS 전 세계 전리층지도의 참값과 비교하였다. 외삽 오차는 IGS 전 세계 전리층지도의 참값과 본 확장 장치(100)에 의하여 외삽된 값(즉, 외삽된 확장 전리층 지연값) 간의 차이로 계산하였다. In the experiment example of the present invention, the first learning is performed, and the extrapolation process and the update (or reconstruction) process are repeated, so that the extrapolated region (that is, the extension point) set one month before October 2014, Delay values were extrapolated and compared to the true values of the IGS global ionospheric map for performance evaluation. The extrapolation error was calculated as the difference between the true value of the IGS global ionospheric map and the extrapolated value (ie, the extrapolated extended ionospheric delay value) by this expansion device (100).

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치(100)에 의한 외삽된 확장 전리층 지연값('SVM 외삽'에 대응하는 그래프)과 IGS 전 세계 전리층지도에서 추출한 전리층 지연값('IGS 전리층지도'에 대응하는 그래프)을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 3은 도 2의 도면상에서 기 설정된 북쪽 15° 지역에 대하여, 일 실험예로 10월 6일부터 7일까지 2일간의 IGS 전 세계 전리층지도에서 추출한 전리층 지연값과 본 확장 장치(100)에 의하여 SVM으로 외삽된 전리층 지연값을 나타낸다.FIG. 3 is a graph illustrating an ionospheric delay value extracted from an IGS global ionospheric map by an extrapolated expanded ionospheric delay value (a graph corresponding to 'SVM extrapolation') by the available area expansion device 100 of a local ionospheric map according to an embodiment of the present invention; (A graph corresponding to 'IGS ionospheric map'). Specifically, FIG. 3 shows the ionospheric delay values and IGS extracted from the IGS global ionospheric map for two days from October 6 to 7, for a predetermined 15 ° North region on the diagram of FIG. 2 100), which is extrapolated to the SVM.

도 4는 도 3에서의 두 전리층 지연값(즉, 본 확장 장치에 의하여 산출된 전리층 지연값과 IGS 전 세계 전리층지도로부터 추출된 전리층 지연값) 간의 차이를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a diagram showing the difference between the two ionospheric delay values in FIG. 3 (i.e., the ionospheric delay value calculated by the present expansion device and the ionospheric delay value extracted from the IGS global ionospheric map).

이들 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 확장 장치(100)에 의하여 산출된 전리층 지연값과 IGS 전 세계 전리층지도로부터 추출된 전리층 지연값 간의 최대 외삽오차는 0.97 m이며, 오차의 평균은 0.03 m, 표준편차는 0.40 m로 나타났다. 상기와 같은 정확도는 기존의 외삽 기법의 정확도와 동일한 수준이라 할 수 있겠으나, 기존 외삽 기법의 외삽 지역이 가장 가까운 관측소로부터 5° 떨어진 지역임을 감안하면, 본 확장 장치(100)는 15° 떨어진 지역에서의 측정 결과로서 외삽의 공간적 거리가 기존 외삽 기법에 비해 증가(즉, 외삽 범위가 증가)했다고 할 수 있다. 본 확장 장치(100)는 기존의 외삽 기술 대비 보다 넓은 범위에 대하여 정확도가 높은 외삽 결과를 획득할 수 있다.3 and 4, the maximum extrapolation error between the ionospheric delay value calculated by the expansion device 100 and the ionospheric delay value extracted from the IGS global ionospheric map is 0.97 m and the average of the errors is 0.03 m , And the standard deviation was 0.40 m. However, considering that the extrapolation region of the existing extrapolation technique is 5 ° from the nearest observatory, the present expansion device 100 is located at a distance of 15 ° , The spatial distance of the extrapolation is increased (ie, the extrapolation range is increased) as compared with the conventional extrapolation technique. The expansion device 100 can obtain highly accurate extrapolation results for a wider range than the existing extrapolation technique.

하기 표 1은 2014년 10월의 1개월에 대하여 도 2의 도면상에서 기 설정된 외삽 지역에 대한 외삽 오차의 RMS(Root Mean Square) 값을 계산한 결과를 나타낸다.Table 1 below shows the results of calculating the root mean square (RMS) value of the extrapolation error for a predetermined extrapolated region on the drawing of FIG. 2 for one month of October 2014.

[표 1][Table 1]

Figure 112017042590596-pat00018
Figure 112017042590596-pat00018

표 1을 참조하면, 10° 외삽지역까지는 모두 오차가 0.30 m 이하인 것을 확인할 수 있다. 15° 외삽지역의 경우 남쪽 지역을 제외하고는 모두 오차가 0.40 m 이하인 것으로 관찰되었다. 이를 통해, 본 확장 장치(100)를 통해서는 앞서 말한 바와 같이 기존의 외삽 기술 대비 보다 넓은 범위에 대하여 높은 정확도의 외삽 결과를 획득할 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that all errors up to a 10 ° extrapolation area are less than 0.30 m. For the extrapolated area of 15 °, all except for the southern area, the error was observed to be less than 0.40 m. As a result, extrapolation results with high accuracy over a wider range than the existing extrapolation technique can be obtained through the expansion device 100 as described above.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the operation flow of the present invention will be briefly described based on the details described above.

도 5는 본원의 일 실시예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법에 대한 개략적인 동작 흐름도이다.5 is a schematic flowchart illustrating a method of expanding a usable area of a local ionospheric map according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법은 앞서 설명된 본 확장 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 본 확장 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The method of expanding the available area of the local ionospheric map shown in FIG. 5 may be performed by the expansion device 100 described above. Therefore, even if omitted in the following description, the contents described with respect to the expansion device 100 can be similarly applied to a description of a method of expanding the available area of the local ionospheric map.

도 5를 참조하면, 단계S51에서는 복수의 과거 시간정보 및 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 전리층 지연값을 포함하는 입력 데이터를 결정하고, 확장 시점에서 비가용영역의 확장 지점에 대한 타겟 데이터를 결정하여 모델을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 5, in step S51, input data including a plurality of past time information and a past ionospheric delay value associated with the plurality of past time information is determined, and target data for an extension point of a non- Can be determined and a model can be generated.

이때, 단계S51에서 입력 데이터는 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보를 포함할 수 있다.At this time, in step S51, the input data may include past sun / geomagnetic activity information associated with a plurality of past time information.

또한, 단계S51에서 상기 과거 전리층 지연값은, 가용영역에 대한 과거 전리층 지연값 및 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값을 포함할 수 있다.Also, in step S51, the past ionospheric delay value may include a past ionospheric delay value for the available area and a past ionospheric delay value for the unavailable area.

또한, 상기 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값은, 상기 복수의 과거 시간정보 중 어느 하나에 대응하는 과거 시점에서의 과거 관측 값에 기반하여 후처리를 통해 산출되는 후처리 전리층 지연값 또는 상기 과거 시점을 확장 시점으로 하여 산출부를 통해 산출된 확장 전리층 지연값을 포함할 수 있다.The past ionospheric delay value for the unavailable region may be a postprocess ionosphere delay value or a past ionospheric delay value calculated through post-processing based on a past observation value at a past time point corresponding to any one of the plurality of past time information, And may include an extended ionospheric delay value calculated through a calculator with a time point as an extension time point.

일예로, 후처리된 전리층 지연값이 존재하는 경우에는 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값으로 후처리된 전리층 지연값을 이용할 수 있다. 한편, 후처리 전리층 지연값에 대한 갱신이 최근에 이루어져(달리 말해, 갱신이 이루어지고 나서 소정의 기간만 경과하여) 최근의 소정 기간에 대한 후처리 전리층 지연값이 존재하지 않는 경우에는, 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값으로 산출부를 통해 산출된 확장 전리층 지연값을 이용할 수 있다.For example, if there is a post-processed ionospheric delay value, then the post-processed ionospheric delay value may be used as the past ionospheric delay value for the unavailable region. On the other hand, when there is no post-processing ionospheric delay value for a recent predetermined period since an update to the post-treatment ionospheric delay value has been recently made (in other words, a predetermined period has elapsed since the update was made) The extended ionospheric delay value calculated through the calculation unit can be used as the past ionospheric delay value for the region.

또한, 후처리 전리층 지연값은 IGS에서 후처리를 통해 비실시간으로 제공하는 전 세계 전리층 지도로부터 획득되는 전리층 지연값을 포함할 수 있다. 또한, 후처리 전리층 지연값은 가용영역의 전리층 지연값의 후처리를 통해 획득되는 전리층 지연값(예를 들어, 가용영역의 전리층 지연값을 내/외삽하여 도출된 격자점 기반의 전리층 지연값) 등을 포함할 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. Also, post-treatment ionosphere delay values may include ionospheric delay values obtained from non-real-time global ionospheric maps provided by post-processing in IGS. Also, the post-treatment ionospheric delay value may be calculated from an ionospheric delay value obtained through post-processing of the ionospheric delay value of the available region (for example, a lattice point-based ionospheric delay value derived by inserting / extrapolating the ionospheric delay value of the available region) And the like, but the present invention is not limited thereto.

또한, 단계S51에서 모델은 SVM(Support Vector Machine)에 대한 입력 데이터와 타겟 데이터를 포함하는 모델일 수 있다.Also, in step S51, the model may be a model including input data for SVM (Support Vector Machine) and target data.

다음으로, 단계S52에서는 단계S51에서 생성된 모델을 이용한 학습을 수행하여, 상기 확장 시점에서 상기 확장 지점에 대하여 외삽된 확장 전리층 지연값을 산출할 수 있다.Next, in step S52, learning using the model generated in step S51 may be performed to calculate an extrapolated expanded ionospheric delay value with respect to the extension point at the extension time.

이때, 단계S52에서 상기 학습은 SVM(Support Vector Machine) 기반으로 수행될 수 있다.At this time, in step S52, the learning may be performed based on SVM (Support Vector Machine).

또한, 단계S52에서는, 상기 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보를 획득할 수 없는 경우, 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보 중 가장 최근 시점의 태양/지자기 활동 정보를 상기 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보로 사용하여 외삽을 수행할 수 있다.If the solar / geomagnetic activity information at the expansion time can not be obtained, the solar / geomagnetic activity information of the most recent one of the past solar / geomagnetic activity information associated with the plurality of the past time information is stored in step S52. Extrapolation can be performed using the solar / geomagnetic activity information at the expansion point.

또한, 상기에서 확장 시점은 현재 시점이고, 단계S52에서의 외삽은 실시간 외삽일 수 있다.In addition, the extension time is the current time, and the extrapolation in step S52 may be a real-time extrapolation.

한편, 단계S51에서, 복수의 과거 시간정보는 상기 확장 시점을 기준으로 하여 미리 설정된 과거 기간에 대응할 수 있다. 또한, 단계S51 및 단계 S52의 제1 수행 이후 상기 제1 수행의 시점으로부터 소정의 시간이 경과된 다음, 상기 경과된 소정의 시간 이후를 확장 시점으로 하는 제2 수행이 이루어지는 경우, 단계S51에서의 입력 데이터는 상기 경과된 소정의 시간 이후의 확장 시점을 기준으로 미리 설정된 과거 기간에 대응하는 복수의 과거 시간정보로 갱신될 수 있다.On the other hand, in step S51, a plurality of past time information may correspond to a preset past period based on the extension time point. If the second execution is performed after the predetermined time elapses from the time point of the first execution after the first execution of the steps S51 and S52 and after the elapse of the elapsed predetermined time, The input data may be updated to a plurality of past time information corresponding to a preset past period based on the extension time after the elapsed predetermined time.

상술한 설명에서, 단계 S51 내지 S52는 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S51 to S52 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, according to embodiments of the present disclosure. Also, some of the steps may be omitted as necessary, and the order between the steps may be changed.

본원의 일 실시 예에 따른 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법은 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. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method for expanding the available area of the local ionospheric map according to one embodiment of the present invention may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치
110: 모델 생성부
120: 산출부
100: Expandable area of local ionosphere map
110:
120:

Claims (17)

국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법에 있어서,
(a) 복수의 과거 시간정보 및 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 전리층 지연값을 포함하는 입력 데이터를 결정하고, 확장 시점에서 비가용영역의 확장 지점에 대한 타겟 데이터를 결정하여 모델을 생성하는 단계; 및
(b) 상기 모델을 이용한 학습을 수행하여, 상기 확장 시점에서 상기 확장 지점에 대하여 외삽된 확장 전리층 지연값을 산출하는 단계를 포함하고,
상기 (a) 단계에서, 상기 입력 데이터는 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보를 더 포함하고,
상기 (b) 단계는, 상기 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보를 획득할 수 없는 경우, 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보 중 가장 최근 시점의 태양/지자기 활동 정보를 상기 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보로 사용하여 외삽을 수행하는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법.
In the method of expanding the available area of the local ionospheric map,
(a) determining input data including a plurality of past time information and a past ionospheric delay value associated with the plurality of past time information, and determining a target data for an extension point of the unavailable region at an expansion time point to generate a model ; And
(b) performing learning using the model, and calculating an extrapolated extended ionospheric delay value with respect to the extension point at the extension time point,
In the step (a), the input data may further include past sun / geomagnetic activity information associated with the plurality of past time information,
The method of claim 1, wherein if the solar / geomagnetic activity information at the extension time can not be obtained, the step (b) further comprises: Wherein the extrapolation is performed using the solar / geomagnetic activity information at the extension time point.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 확장 시점은 현재 시점이고,
상기 (b) 단계에서의 외삽은 실시간 외삽인 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법.
The method according to claim 1,
The expansion point is the current point,
Wherein the extrapolation in the step (b) is extrapolated in real time.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 상기 과거 전리층 지연값은, 가용영역에 대한 과거 전리층 지연값 및 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값을 포함하는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법.
The method according to claim 1,
Wherein, in the step (a), the past ionospheric delay value includes a past ionospheric delay value for a usable area and a past ionospheric delay value for a non-usable area.
제4항에 있어서,
상기 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값은, 상기 복수의 과거 시간정보 중 어느 하나에 대응하는 과거 시점에서의 과거 관측 값에 기반하여 후처리를 통해 산출되는 후처리 전리층 지연값 또는 상기 과거 시점을 확장 시점으로 하여 상기 (b) 단계를 통해 산출된 확장 전리층 지연값을 포함하는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the past ionospheric delay value for the unavailable region is calculated by multiplying the posterior processing ionospheric delay value or the past time point calculated through post-processing based on the past observation value at the past time point corresponding to any one of the plurality of past time information And an extended ionospheric delay value calculated through the step (b) as an extension time point.
제5항에 있어서,
상기 후처리 전리층 지연값은, IGS에서 후처리를 통해 비실시간으로 제공하는 전 세계 전리층 지도로부터 획득되는 전리층 지연값을 포함하는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the post-treatment ionospheric delay value comprises an ionospheric delay value obtained from a global ionospheric map provided in non-real time through post-processing in the IGS.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 상기 복수의 과거 시간정보는 상기 확장 시점을 기준으로 하여 미리 설정된 과거 기간에 대응하고,
상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계의 제1 수행 이후 상기 제1 수행의 시점으로부터 소정의 시간이 경과된 다음, 상기 경과된 소정의 시간 이후를 확장 시점으로 하는 제2 수행이 이루어지는 경우, 상기 (a) 단계의 입력 데이터는 상기 경과된 소정의 시간 이후의 확장 시점을 기준으로 미리 설정된 과거 기간에 대응하는 복수의 과거 시간정보로 갱신되는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법.
The method according to claim 1,
Wherein, in the step (a), the plurality of past time information corresponds to a preset past period based on the expansion time point,
If a second execution is performed after a predetermined time has elapsed since the first execution of the steps (a) and (b) and after the elapsed predetermined time as an extension time, Wherein the input data of step (a) is updated with a plurality of past time information corresponding to a predetermined past time period based on the extension time after the elapsed predetermined time.
제1항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 상기 모델은 SVM(Support Vector Machine)에 대한 입력 데이터와 타겟 데이터를 포함하는 모델이고,
상기 (b) 단계에서, 상기 학습은 SVM(Support Vector Machine) 기반으로 수행되는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 방법.
The method according to claim 1,
In the step (a), the model is a model including input data and target data for SVM (Support Vector Machine)
Wherein, in the step (b), the learning is performed based on a SVM (Support Vector Machine).
국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치에 있어서,
복수의 과거 시간정보 및 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 전리층 지연값을 포함하는 입력 데이터를 결정하고, 확장 시점에서 비가용영역의 확장 지점에 대한 타겟 데이터를 결정하여 모델을 생성하는 모델 생성부; 및
상기 모델을 이용한 학습을 수행하여, 상기 확장 시점에서 상기 확장 지점에 대하여 외삽된 확장 전리층 지연값을 산출하는 산출부를 포함하고,
상기 모델 생성부에서의, 상기 입력 데이터는 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보를 더 포함하고,
상기 산출부는, 상기 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보를 획득할 수 없는 경우, 상기 복수의 과거 시간정보와 연관되는 과거 태양/지자기 활동 정보 중 가장 최근 시점의 태양/지자기 활동 정보를 상기 확장 시점에서의 태양/지자기 활동 정보로 사용하여 외삽을 수행하는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치.
In an area expansion device of a local ionospheric map,
Generating a model that determines input data including a plurality of past time information and a past ionospheric delay value associated with the plurality of past time information, determines a target data for an extension point of the unavailable region at an expansion time, part; And
And a calculation unit that performs learning using the model and calculates an extrapolated expanded ionospheric delay value with respect to the expansion point at the expansion time,
Wherein the input data in the model generator further comprises past sun / geomagnetic activity information associated with the plurality of past time information,
Wherein when the solar / geomagnetic activity information at the expansion time can not be obtained, the calculating unit calculates solar / geomagnetic activity information of the most recent one of the past solar / geomagnetic activity information associated with the plurality of past time information, To be used for solar / geomagnetic activity information in the local ionosphere map.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 확장 시점은 현재 시점이고,
상기 산출부에서 수행되는 외삽은 실시간 외삽인 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치.
10. The method of claim 9,
The expansion point is the current point,
Wherein the extrapolations performed in the calculator are real-time extrapolations.
제9항에 있어서,
상기 모델 생성부에서의, 상기 과거 전리층 지연값은, 가용영역에 대한 과거 전리층 지연값 및 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값을 포함하는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the past ionospheric delay value in the model generator includes a past ionospheric delay value for the usable region and a past ionospheric delay value for the unavailable region.
제12항에 있어서,
상기 비가용영역에 대한 과거 전리층 지연값은, 상기 복수의 과거 시간정보 중 어느 하나에 대응하는 과거 시점에서의 과거 관측 값에 기반하여 후처리를 통해 산출되는 후처리 전리층 지연값 또는 상기 과거 시점을 확장 시점으로 하여 상기 산출부를 통해 산출된 확장 전리층 지연값을 포함하는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the past ionospheric delay value for the unavailable region is calculated by multiplying the posterior processing ionospheric delay value or the past time point calculated through post-processing based on the past observation value at the past time point corresponding to any one of the plurality of past time information And an extended ionospheric delay value calculated through the calculation unit as an extension time point.
제13항에 있어서,
상기 후처리 전리층 지연값은, IGS에서 후처리를 통해 비실시간으로 제공하는 전 세계 전리층 지도로부터 획득되는 전리층 지연값을 포함하는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the post-treatment ionospheric delay value comprises an ionospheric delay value obtained from a global ionospheric map provided in non-real time through post-processing in IGS.
제9항에 있어서,
상기 모델 생성부에서의, 상기 복수의 과거 시간정보는 상기 확장 시점을 기준으로 하여 미리 설정된 과거 기간에 대응하고,
상기 모델 생성부 및 상기 산출부에 의한 제1 수행 이후 상기 제1 수행의 시점으로부터 소정의 시간이 경과된 다음, 상기 경과된 소정의 시간 이후를 확장 시점으로 하는 제2 수행이 이루어지는 경우, 상기 모델 생성부에서의 입력 데이터는 상기 경과된 소정의 시간 이후의 확장 시점을 기준으로 미리 설정된 과거 기간에 대응하는 복수의 과거 시간정보로 갱신되는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the plurality of past time information in the model generation unit corresponds to a preset past period based on the extension time point,
When a second execution is performed after a predetermined time elapses from the time of the first execution after the first execution by the model generation unit and the calculation unit and after the predetermined time elapsed after the elapse of the predetermined time, Wherein the input data in the generation unit is updated with a plurality of past time information corresponding to a predetermined past time period based on the extension time point after the elapsed predetermined time.
제9항에 있어서,
상기 모델 생성부에서, 상기 모델은 SVM(Support Vector Machine)에 대한 입력 데이터와 타겟 데이터를 포함하는 모델이고,
상기 산출부에서, 상기 학습은 SVM(Support Vector Machine) 기반으로 수행되는 것인, 국지적 전리층지도의 가용영역 확장 장치.
10. The method of claim 9,
In the model generation unit, the model is a model including input data and target data for SVM (Support Vector Machine)
Wherein the learning is performed on a Support Vector Machine (SVM) basis in the calculation unit.
제1항 및 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체.9. A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method according to any one of claims 1 to 8 on a computer.
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