PRECISE ORBIT DETERMINATION OF GPS SATELLITES USING PHASE OBSERVABLES

위상 관측 자료를 이용한 GPS 위성의 정밀 궤도 결정

  • 지명국 (연세대학교 천문대기과학과) ;
  • 최규홍 (연세대학교 천문대기과학과) ;
  • 박필호 (한국표준과학연구원 천문대)
  • Published : 1997.12.01

Abstract

The accuracy of user position by GPS is heavily dependent upon the accuracy of satellite position which is usually transmitted to GPS users in radio signals. The real-time satellite position information directly obtained from broadcast ephimerides has the accuracy of 3~10 meters which is very unsatisfactory to measure 100km baseline to the accuracy of less than a few mili-meters. There are globally at present seven orbit analysis centers capable of generating precise GPS ephimerides and their orbit quality is of the order of about 10cm. Therefore, precise orbit model and phase processing technique were reviewed and consequently precise GPS ephimerides were produced after processing the phase observables of 28 global GPS stations for 1 day. Initial 6 orbit parameters and 2 solar radiation coefficients were estimated using batch least square algorithm and the final results were compared with the orbit of IGS, the International GPS Service for Goedynamics.

GPS(Global Positioning System)에 있어서 궤도의 정밀도는 응용분야의 결과에 영향을 미치는 매우 중요한 파라미터이다. 따라서 GPS 사용자가 얻는 자료의 정밀도는 기준으로 삼고 있는 위성의 위치 자료를 얼마만큼 신뢰할 수 있느냐에 달려 있는데 이들 위성의 위치 자료는 실시간으로 제공되는 항법메세지에 포함된 방송궤도력에 의존할 경우 실제위치와 약 3~10m의 차이가 난다. 그러나 GPS를 이용하여 100km의 기선거리를 수mm의 오차로 측정하기 위해서는 방송궤도력보다 실제 궤도에 매우 가까운 정밀 궤도력을 사용하여야 하는데 이 정밀 궤도력은 오차가 수cm정도로서 현재 이러한 수준의 정밀 궤도력을 계산할 수 있는 능력을 보유한 곳은 전 세계 약 7개 기관이다. 이번 연구에서는 정밀 궤도 결정에 필요한 궤도 모델링과 위상자료 처리 방법을 연구하였고, 직접 전세계 28개 관측소로부터 관측된 위상 관측 자료들을 최소자추정(Least Square Estimation) 하여 국제 GPS 관측망에서 발표하는 궤도자료에 비길 수 있는 정밀 궤도력을 산출하였다.

Keywords

References

  1. NAVSTAR/Global Positioning System GPS Ⅱ, X-582-76-77 Bauersima, I.
  2. Switzerland and Department of Surveying Engineering Technical Report Beutler, G.;Beutler, G.;Langley, R. B.;Delikaraoglou, D.;Nickerson, B.;Santerre, R.;Vanicek, P.;Wells, D.
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