한국형 독자 위성 위치추정 시스템 적용을 위한 전리층 격자의 공간 해상도에 따른 성능 분석 = Performance Analysis Based on the Spatial Resolution of Ionosphere Grids for Application to the Korean Independent Satellite Positioning System

국문 초록 (Abstract)

한국형 독자 위성 위치추정 시스템 적용을 위한 전리층 격자의 공간 해상도에 따른 성능 분석 본 논문은 국내 10개 기준국에서 수집한 GPS 관측 데이터를 활용하여 서로 다른 공간 해상도(5°×5°, 2.5°×5°, 1°×5°)를 갖는 전리층 격자 모델을 생성하고, 이를 실제 GPS+KASS 수신 데이터에 적용하여 사용자 전리층 보정 및 위치 정확도에 미치는 영향 을 분석하였다. 전리층 격자 모델은 IDW(Inverse Distance Weighting) 기반의 공간 보간 기법을 사용하여 생성하였으며, 사용자 전리층 보정 단계에서는 SBAS 표준 방식의 4점 보간을 적용하였다. 결과 분석은 전리층 격자의 공간 해상도가 사용자 위치추정 정확도 및 전리층 격자 데이터 생성 시간에 미치는 상반된 영향을 분석하고, 실용적인 최적 공간 해상도를 도출하는 것을 목적으로 한다. 실험 결과, 5°×5° 대비 2.5°×5° 격자를 적용할 경우 RMS는 약 6.37%, R95는 약 16.83% 개선되어 전리층의 공간 변동성을 보다 세밀하게 반영할 수 있음을 확인하였다. 반면, 공 간 해상도를 1°×5°까지 증가시킬 경우 기존 5°×5° 대비 RMS 약 4.96%, R95 약 13.11% 개선으로 정확도 향상은 나타났으나, 5°×5°, 2.5°×5°, 1°×5° 해상도를 통합 비교했을 때 사 용자 위치 추정 정확도는 일정 수준의 공간 해상도에서 수렴했다. 이는 기준국 수가 10개 로 고정된 환경에서 에포크당 생성되는 IPP 수가 약 80개 수준에 머물러, 1°×5° 격자에서 급증한 IGP에서의 전리층 데이터를 정밀하게 생성하기에는 제한되는 것으로 판단된다. 연산 시간 분석 결과, 5°×5° 대비 2.5°×5° 격자 적용 시 평균 연산 시간은 약 17.20% 증 가하였으며, 1°×5° 격자에서는 약 247.68% 증가하여 연산 시간이 2.48배 증가함을 확인하 였다. 이는 공간 해상도 증가에 따라 동일 에포크 내에서 처리해야 하는 IGP 수가 크게 증가했기 때문이다. 주제어 : 전리층 격자 모델, 공간 해상도, 전리층 보정, 역거리 가중법, 위성항법시스템

목차 (Table of Contents)

• 표 목 차
• 그림목차
• 국문초록
• 제 1 장 서 론
• 1.1 연구 배경 및 목적
• 1.2 논문의 구성
• 제 2 장 위성항법시스템
• 2.1 위성항법시스템 개요 및 운용 현황
• 2.1.1 GPS
• 2.1.2 Galileo
• 2.1.3 BDS
• 2.1.4 GLONASS
• 2.1.5 QZSS
• 2.2 KASS
• 2.2.1 KASS 메시지
• 2.2.2 KASS 전리층 보정 메시지
• 제 3 장 전리층 모델
• 3.1 전리층 지연
• 3.2 IPP 기하구조
• 3.3 전리층 지연 보간
• 3.4 공간 해상도별 전리층 모델 생성
• 3.4.1 RINEX 데이터
• 3.4.2 전리층 격자 모델 생성
• 제 4 장 실험 및 성능 분석
• 4.1 실험 구성
• 4.2 실험 결과
• 4.2.1 사용자 위치 추정 정확도
• 4.2.2 연산 시간
• 제 5 장 결론
• 참고문헌
• ABSTRACT