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Modeling of GPS measurement noise for estimating smoothed pseudorange and ionospheric delay

평활화 된 의사거리 및 전리층 지연 추정을 위한 GPS 측정치 잡음 모델링

  • Han, Deok-Hwa (Mechanical and Aerospace Engineering and the Institute of Advanced Aerospace Technology, Seoul National University) ;
  • Yoon, Ho (Mechanical and Aerospace Engineering and the Institute of Advanced Aerospace Technology, Seoul National University) ;
  • Kee, Chang-Don (Mechanical and Aerospace Engineering and the Institute of Advanced Aerospace Technology, Seoul National University)
  • 한덕화 (서울대학교 기계항공공학부, 서울대학교 항공우주신기술연구소) ;
  • 윤호 (서울대학교 기계항공공학부, 서울대학교 항공우주신기술연구소) ;
  • 기창돈 (서울대학교 기계항공공학부, 서울대학교 항공우주신기술연구소)
  • Published : 2012.08.31

Abstract

Ionospheric delay error, one of main error sources in GPS signal, varies with signal frequency. Dual-frequency user uses L1, L2 frequency pseudorange to estimate the ionospheric delay, and there are errors caused by pseudorange measurement noise. So, filter is usually used to smooth the measurement. Weighted hatch filter can estimate optimal smoothed pseudorange measurement. But measurement noise model is needed to use this filter. In this paper, measurement noise modeling is conducted for NDGPS reference station. Using noise modeling result, weighted hatch filter estimate smoothed pseudorange measurement and ionospheric delay. Standard deviation of ionospheric dealy error drops to one-twenty fifth of non-filtered result.

GPS 신호의 주요 오차 요인 중 전리층 지연 오차는 신호 주파수에 따라 지연량이 달라지는 특성을 가진다. 이중 주파수 사용자는 L1, L2 주파수의 의사거리 측정치의 차이 값을 이용하여 보정하게 되는데, 이렇게 추정된 전리층 지연 추정치에는 의사거리 잡음에 의한 오차가 포함되게 되므로 일반적으로 필터를 통해 의사거리 측정치를 평활화 시킨 후 전리층 지연을 계산하게 된다. Weighted hatch filter는 측정치의 잡음 수준을 고려하여 최적의 평활화 된 의사거리 측정치를 계산해 낼 수 있으나, 이를 이용하기 위해서는 측정치 잡음에 대한 모델링이 필요하다. 본 논문에서는 NDGPS 기준국들에 대하여 측정치 잡음 모델링을 수행하였다. 그리고 모델링 결과를 바탕으로 weighted hatch filter를 구성하여 평활화 된 의사거리 측정치 및 전리층 지연을 추정한 결과 필터를 적용하지 않은 것에 비하여 전리층 지연 오차의 표준편차가 1/25 가량으로 줄어드는 것을 확인하였다.

Keywords

References

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