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SDCM의 국내 적용 및 성능 평가를 통한 다중 위성군 SBAS의 효과 예측
임철순 ( Cheol-soon Lim ),석효정 ( Hyo-jeong Seok ),황호연 ( Ho-yon Hwang ),박병운 ( Byungwoon Park ) 한국항행학회 2016 韓國航行學會論文誌 Vol.20 No.5
러시아는 자국 내 위성기반 보강시스템의 서비스 제공을 위하여 최근 정지궤도 위성을 통하여 SDCM 신호를 송출하기 시작하였다. SDCM용 정지궤도 위성인 LUCH-5A와 LUCH-5B의 영향권에 포함되어 있는 한반도에서도 현재 테스트 중인 PRN (pseudo random number) 140번 메시지가 수신되고 있어 국내 SDCM의 적용 및 그 성능 분석이 가능하다. 본 논문에서는 수신된 SDCM 메시지를 남한 지역의 최북단에 위치한 국토지리정보원 철원 기준국에 적용하였고, 이를 통해 수평 0.8749 m, 수직 0.9589 m (RMS)으로 그 성능이 크게 향상됨을 확인하였다. 또한 GPS와 GLONASS를 동시에 보강하는 SDCM의 특성을 반영하여 분석한 결과, 다중 위성군의 SBAS가 GPS 단독 SBAS에 비해 보호수준은 약 30 % 감소시킴으로써, APV-I 가용성 증대에 기여함을 확인하였다. 이를 통해 다중 위성군의 SBAS가 국내 개발될 KASS 시스템의 성능 향상에 기여할 수 있음을 예측할 수 있다. Russia recently began broadcasting the SDCM signal in order to provide SBAS service for the civil aviation in the Russian territory using its own geostationary satellites. The service coverage of the SDCM geostationary satellite, LUCH-5A and LUCH-5B, includes Korea peninsula, where the test signal from the pseudo random number (PRN) 140 is received. This paper shows that the position accuracy at the Chulwon GNSS site is improved to 0.8749 m (horizontal) and 0.9589 mm (vertical) by applying the received SDCM message to the RINEX data. Considering that the SDCM augments both GPS and GLONASS, the performance of multi-constellation SBAS was compared to that of GPS-only SBAS, and APV-I availability was improved by decreasing the protection level about 30 %. From the results, we can expect that the mult-constellation SBAS can contribute to the performance enhancement of the future KASS.
Network RTK 품질 분석 방법론별 성능 지표와 사용자 항법 정확도의 상관성
임철순 ( Cheol-soon Lim ),박병운 ( Byung-woon Park ),허문범 ( Moon-beom Heo ) 한국항행학회 2018 韓國航行學會論文誌 Vol.22 No.5
정지한 객체의 측위에 사용되던 Network RTK (real time kinematics) 기술을 이동형 항체의 항법에 적용하기 위해서는 보정정보와 함께 사용자의 성능을 대표할 수 있는 지표가 함께 제공되어야 한다. 이를 위하여 본 논문에서는 I95 (ionospheric index 95) / G95(geodetic index 95), SBI (semivariance based index), RIU (residual interpolation uncertainty) 등의 지표 도출 알고리즘을 분석하고 이를 국토지리정보원의 기준국 원시 데이터와 VRS (virtual reference station) 사용자에 적용함으로써 정밀 항법 성능 지표로의 활용 가능성을 타진하였다. 24시간 데이터를 처리한 결과 보정정보의 비선형성을 나타낼 수 있는 RIU 지표와 Network RTK 사용자의 위치 정확도와의 상관성이 0.52로 타 지표에 비해 훨씬 높은 것으로 나타났으므로 향후 이동 항체의 항법 성능 지표로 사용이 가능할 것으로 예상된다. In order to apply the Network RTK (real time kinematics) technology, which has been used for positioning of stationary points, to the navigation of vehicles, its infrastructure should provide correction data with a quality indicator that can show the expected accuracy in real time. In this paper, we analyzed various indicator generation algorithms such as I95 (ionospheric index 95) / G95 (geodetic index 95), SBI (semivariance based index) and RIU (residual interpolation uncertainty). We also applied them to the raw observables from the reference stations of National Geographic Information Institute and VRS (virtual reference station) users, and then examined its feasibility to be used as a real-time performance index of the Network RTK rover. 24 hour data analysis shows that the RIU index, which can represent the non-linearty of the correction, has the strongest correlation with the Network RTK rover accuracy. Therefore, RIU index is expected to be used as a real-time performance index of the Network RTK rover.
임철순 ( Cheol-soon Lim ),박병운 ( Byung-woon Park ) 한국항행학회 2017 韓國航行學會論文誌 Vol.21 No.3
2001년 국제해사기구(IMO)는 IMO 결의안 A.915(22)를 통해 미래 해양항법을 위한 성능 요구조건을 규정하였다. 현재 DGPS 서비스를 제공 중인 다수의 DGPS 시스템은 IMO 결의안 A.915(22)에서 규정한 성능요구조건을 충족하지 못한다. 이러한 요구성능 증가에 대처하고 안전한 측위서비스 제공을 위한 DGPS 대체 및 보완 기술 중 하나로 SBAS의 활용이 고려되고 있다. 특히, 기존에 설치된 DGPS 기준국을 재정비하기 위해서는 매우 많은 예산이 소요되므로, SBAS 메시지를 활용하여 보정정보를 생성하여 전송하는 방법이 제안된 바 있다. 본 논문에서는 해양 사용자에 대해서 해양수산부 국립해양측위정보원에서 운영하고 있는 NDGPS와 일본의 MSAS의 성능을 비교분석 하였다. 또한, DGNSS 시스템의 보완 및 대체 시스템으로써 SBAS가 IMO 결의안 A.915(22)에서 규정한 요구조건을 충족하는지 검증하였다. The international maritime organization(IMO) has defined performance requirements for future maritime navigation through IMO resolution A.915(22) in 2001. Many DGPS systems currently providing DGPS services do not meet the performance requirements specified in IMO resolution A.915(22). The use of SBAS is considered as one of the DGPS replacement and supplementary system for coping with the increase in demand performance and providing safe positioning service. In particular, since a large amount of budget is required to rearrange the existing DGPS reference stations, a method which transmits differential corrections generated by using SBAS message has been proposed. In this paper, we compare and analyze the performance of NDGPS which is operated by the National Maritime PNT Office of the ministry of oceans and fisheries(MOF) in Korea and MSAS in Japan. Also, we verify that SBAS, as alternative and complementary system, meets the performance requirement specified in IMO resolution A.915(22).
신동현 ( Dong-hyun Shin ),임철순 ( Cheol-soon Lim ),석효정 ( Hyo-jeong Seok ),윤동환 ( Dong-hwan Yoon ),박병운 ( Byungwoon Park ) 한국항행학회 2016 韓國航行學會論文誌 Vol.20 No.5
저가형 GNSS (global navigation satellite system) 수신 모듈에 DGNSS (differential GNSS) 서비스를 적용하기 위한 방안으로 거리 영역의 보정정보를 위치 영역으로 투영한 후, stand-alone으로 산출한 위치에 적용하는 DGNSS-CP 방식이 제안된 바 있다. DGNSS-CP 를 상용 수신기 또는 휴대폰에 적용하기 위해서는 항법 방정식의 관측행렬을 이용하여 위치영역 투영 방정식을 구성하므로, 각 위성의 시선벡터를 산출하여야 한다. GNSS 항법 메시지, 배치 정보 등이 시선벡터 산출을 위하여 사용되는데, 각 방법에 따라 정확도와 연산량 등의 성능에 차이가 발생한다. 본 연구에서는 제시된 두 가지 시선벡터 산출 방식에 따라 DGNSS-CP 의 성능에 어떠한 영향을 끼치는지 확인하기 위하여, Septentrio PolaRx4 Pro 수신기에서 stand-alone mode 로 저장된 데이터에 해당 알고리즘을 적용하였고, 배치 정보를 사용하는 방법이 궤도정보를 사용하는 방법에 비해 정확도 면에서는 그 성능이 RMS (root mean square) 0.1 m 가량 저하되는 반면, 연산량은 약 1/15수준으로 줄일 수 있음을 확인하였다. Several low-cost global navigation satellite system (GNSS) receivers do not support general range-domain correction, and DGNSS-CP (differential GNSS) method had been suggested to solve this problem. It improves its position accuracy by projecting range-domain corrections to the position-domain and then differentiating the stand-alone position by the projected correction. To project the range-domain correction, line-of-sight vectors from the receiver to each satellite should be calculated. The line-of-sight vectors can be obtained from GNSS broadcast ephemeris data or satellite direction information, and this paper shows positioning performance for the two methods. Stand-alone positioning result provided from Septentrio PolaRx4 Pro receiver was used to show the difference. The satellite direction information can reduce the computing load for the DGNSS-CP by 1/15, even though its root mean square(RMS) of position error is bigger than that of ephemeris data by 0.1m.
GNSS 안테나 위상 중심 오차 보정을 이용한 저가형 수신기 RTK 성능 분석
조용래(Jo Yong Rae),임철순(Lim Cheol Soon),이승호(Lee Seung Ho),박두경(Park Doo Kyung),박병운(Park Byung Woon) 한국통신학회 2022 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.2
본 논문은 IGS 에서 제공하는 ANTEX 로부터 GNSS 안테나의 위상 중심 오차 및 변동 값을 취득하여 GNSS 안테나 반송파 측정치 오차 보정 기법이 적용된 저가형 수신기 RTK 성능 분석을 위해 정밀 후처리 소프트웨어 Trimble Business Center 로부터 획득한 정밀 좌표와 비교 분석하였다.