Analysis of the GPS Error Effect through Simulation

시뮬레이션을 통한 GPS 오차의 영향 분석

  • 전재한 (국토지리정보원 공간영상과) ;
  • 권재현 (서울시립대학교 공간정보공학과) ;
  • 이지선 (서울시립대학교 공간정보공학과)
  • Published : 2008.08.31

Abstract

The position accuracy is primarily dependent on the satellite position and signal delay caused by several elements. To know the effect of the delay on the estimated positions, we simulated GPS raw data (RINEX) with GPS errors using Bernese ver5.0. GPS errors used in this paper are Ionospheric delay, Cycle slip, Troposphere, DOP and Random error. If the baseline is short, the position error according to TEC is not large, since the ionospheric delay effect can be removed by ion-free combination. However, if the baseline is long, 3 dimensional position error up to 10cm is occurred. The 3D position error of coordinates with cycle slip is hardly ever changed up to 60% of cycle slip. Because the simulated cycle slips are equally distributed on satellites, the positioning was not seriously affected by the cycle slip. Also, if percentage of cycle slip is 60%, three dimensional error is sharply increased over 1m. The position error is calculated by using the observation data (2 hours) which was selected by DOP less than 3. And its accuracy is more improved about $3{\sim}4cm$.

한 지점의 위치에 대한 정확도는 위성의 위치와 몇 가지 요인으로 인하여 발생하는 신호의 지연 등에 주로 의존하게 된다. 이러한 지연의 효과가 3차원 위치 오차에 미치는 영향을 분석하기 위하여 GPS 오차를 포함하는 GPS 관측 파일(RINEX)을 시뮬레이션 하고, 시뮬레이션된 관측 파일을 기선 처리하여 그 효과를 분석하였다. Bernese ver5.0을 이용하여 전리층 지연, 대류권 모델, DOP, 랜덤 오차 등 과 같은 GPS 오차를 시뮬레이션에 적용하였다. 실험결과 기선이 짧다면 무전리층 조합으로 인하여 전리층 지연 효과를 제거할 수 있기 때문에 TEC에 의한 위치오차는 그리 크지는 않았다. 그러나 기선이 길어진다면 3차원 위치오차는 최대 10cm까지 나타났다. 싸이클 슬립은 싸이클 슬립이 증가함에 따라 점차적으로3차원 위치오차가 변화되기 보다는 싸이클 슬립이 60%를 넘었을 때 좌표에 미치는 영향이 커짐을 알 수 있다. 이는 시뮬레이션된 싸이클 슬립이 위성에 골고루 분배되었기 때문에 싸이클 슬립에 의한 영향은 크지 않았으나 60%를 넘을 경우 그 오차는 급격히 증가하였다. 또한 DOP이 3보다 작은 경우, 2시간 선별하여 계산된 3차원 위치오차는 $3{\sim}4cm$ 정도 향상되었다.

Keywords

References

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