A Study on Status of Multi-GNSS Constellation and Its Positioning Performance on SPP mode

다중 GNSS 구축현황 및 표준절대측위 성능에 관한 연구

This paper investigates the most recent status of multi-GNSS, including technical features, types of ranging signals provided, and satellite constellation. Furthermore, a series of multi-GNSS positioning experiments in SPP mode were carried out to assess the achievable accuracy and continuity with an application to various positioning scenarios. A week of GNSS measurements each in 2018 and 2019 was acquired from the national geographical information institute and processed. The results show that a single GNSS-based scenario often encounters positioning blockage in the harsh operational environment, while multi-constellation cases are able to remedy this situation. The accuracy of multi-GNSS with a combination of GPS and Galileo is superior to that of other GNSS compositions due to the larger SISRE (Signal In Space Ranging Errors) of GLONASS and Beidou. Due to the different characteristics of GNSS SISRE, an issue has been raised to optimally integrate satellite measurements to maximize accuracy of multi-GNSS positioning.

본 연구는 다양한 운용기관의 위성시스템 구축과 고도화에 따라 급변하는 위성 기반 측위환경이 표준절대측위 성능에 미치는 영향을 분석하고자 수행하였다. 이를 위해 각 위성시스템의 주파수와 운용 위성 수 등 그 특징을 파악하였고, 조사한 최신현황을 바탕으로 국토지리정보원 상시관측소 관측데이터를 이용한 표준절대측위 실험을 실시하였다. 실험은 위성시스템 데이터의 조합과 절사각에 따라 경우를 구분하여 처리한 후 측위 연속성과 정확도를 중심으로 그 성능을 분석하였다. 분석결과 절사각의 상승에 의한 가관측 위성 수의 감소로 측위의 불연속이 구간이 빈번하게 발생했으나, 이는 위성 시스템 관측데이터 조합을 통해 극복할 수 있었다. 특히, GPS와 BeiDou 혹은 GPS를 포함한 세 개 이상의 시스템 데이터 조합 시 연속성을 90% 이상으로 향상시킬 수 있었다. 정확도는 위성 유발 오차의 종합 지표인 SISRE의 영향으로 GPS와 Galileo 데이터 포함 시 상대적으로 높게 계산되었다. 측위실험 결과를 고려할 때, 도심지 등 신호차폐가 심한 지역에서 측위의 높은 연속성과 정확도를 유지하기 위해서는 다중 GNSS 데이터를 조합한 처리가 필요한 것으로 사료된다.