• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.203-208
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• 2006

The main research conducted previously on GPS ionosphere in China is first introduced. Besides, the current investigations include as follows: (1) GPS-based spatial environmental, especially the ionosphere, monitoring, modeling and analysis, including ground/space-based GPS ionosphere electron density (IED) through occultation/tomography technologies with GPS data from global/regional network, development of a GNSS-based platform for imaging ionosphere and atmosphere (GPFIIA), and preliminary test results through performing the first 3D imaging for the IED over China, (2) The atmospheric and ionospheric modeling for GPS-based surveying, navigation and orbit determination, involving high precisely ionospheric TEC modeling for phase-based long/median range network RTK system for achieving CM-level real time positioning, next generation GNSS broadcast ionospheric time-delay algorithm required for higher correction accuracy, and orbit determination for Low-Earth-orbiter satellites using single frequency GPS receivers, and (3) Research products in applications for national significant projects: GPS-based ionospheric effects modeling for precise positioning and orbit determination applied to China's manned space-engineering, including spatial robot navigation and control and international space station intersection and docking required for related national significant projects.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.49-56
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• 2018

지진, 쓰나미 등에 의해 지상에서 생성된 에너지는 대기를 통해 전파되어 전리층 전자밀도를 교란시키므로, 위성신호의 전리층 지연을 이용하면 충격파에 의한 교란을 관측할 수 있다. 전리층의 전자밀도는 지상의 교란원인 이외에도 태양활동, 위도, 계절, 지방시 등 다양한 요인들에 의해 영향을 받는데, 지진 및 쓰나미와 같은 이상상황을 구분하기 위해서는 정상상황에서의 전리층 경향분석이 필요하다. 또한 전리층 교란은 지상의 교란원인으로부터 거리가 멀어질수록 크기가 감소하므로, 원거리 전리층 교란을 효과적으로 검출하기 위한 적절한 기법이 필요하다. 본 논문에서는, 정상상황에서의 전리층 경향분석을 위해 ionosphere exchange(IONEX) 데이터를 이용하여 태양극대기 및 극소기, 위도, 계절 등에 의한 전리층 경향을 분석해보았다. 분석한 정상상황 전리층을 바탕으로 경향성이 제거된 감시값을 설정하고, 전리층 교란의 지속성을 이용한 원거리 교란검출 기법을 설계해 이에 대한 오경보율을 분석하였다. 결과적으로 전리층 지연의 2차 미분 값이 감시값으로 선정되었으며, 오경보율은 1.4e-6수준으로 나타났다. 설계한 기법을 2011 도호쿠 대지진 발생 시 수집된 데이터에 적용하여 교란 검출을 확인하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제8권4호
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• pp.225-232
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• 2019

The satellite-based ionospheric model consists of local first-order plane function parameters for individual satellites and provides excellent accuracy in the flat ionospheric environment of the Korean Peninsula. This paper analyzes the performance of such model under the rapid changes in the ionosphere. Rapid changes in the ionosphere were observed in Korea from September to October 2014, and a satellite-based ionosphere model was applied to Wide Area Differential GPS (WADGPS) to analyze the navigation performance and the performance of estimating ionospheric delay errors. After processing the test data, it was confirmed that there was a deterioration in navigation performance and extrapolation performance in low-latitude areas and analyzed the cause.

• 한국항행학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.479-484
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• 2017

독일 DLR (Deutsches Zentrum $f{\ddot{u}}r$ Luft- und Raumfahrt)에서 개발한 NTCM (Neustrelitz TEC model) 전리층 모델은 전리층 지연값을 예측함에 있어서 Klobuchar 모델보다 높은 정확도를 가진다. NTCM 모델은 Galileo의 NeQuick 모델보다 계산 시간이 빠르며, 정확도가 비슷하다. NTCM 모델은 태양 활동 함수의 파라미터로 F10.7을 사용하지만, NTCM-BC (NTCM-Broadcast) 모델은 Klobuchar 모델의 전리층 지연 값을 사용한다. 이러한 이유로 NTCM-BC 모델은 실시간 전리층 지연 보정 모델로 사용할 수 있다. 본 논문에서는 2009년부터 2014년까지 한반도 내에서 NTCM-BC 모델을 적용하였을 때 수직 전리층 지연 오차 및 사용자 위치 오차를 분석하고 Klobuchar 모델의 결과와 비교하였다. 6년간의 통계에서 Klobuchar 모델 사용 대비 NTCM-BC 모델 적용 시 수직 전리층 지연 오차는 17.7 % 감소하였으며, 수평 위치 정확도는 25.6 %, 수직 위치 정확도는 6.7 % 더 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제2권1호
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• pp.59-65
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• 2013

The signal broadcast from a GPS satellite experiences code delay and carrier phase advance while passing through the ionosphere, which causes a signal error. Many ionosphere models have been studied to correct this ionospheric delay error. In this paper, the ionosphere modeling for the Korean Peninsula was carried out using a spherical harmonics based model. In contrast to the previous studies, we considered a real-time ionospheric delay correction model using fewer number of basis functions. The modeling performance was evaluated by comparing with a grid model. Total number of basis functions was set to be identical to the number of grid points in the grid model. The performance test was conducted using the GPS measurements collected from 5 reference stations during 24 hours. In the test result, the modeling residual error was smaller than that of the existing grid model. However, when the number of measurements was small and the measurements were not evenly distributed, the overall trend was found to be problematic. For improving this problem, we implemented the modeling with additional virtual measurements.

• 한국측량학회지
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• 제30권5호
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• pp.459-466
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• 2012

전리층에 의한 신호지연은 SA 해제이후 GPS 측위에 가장 큰 오차 요인이다. 전리층 오차는 이중주파수 수신기를 이용할 경우 무전리층 조합으로 쉽게 제거할 수 있지만 단일주파수 수신기는 무전리층 조합을 수행할 수 없기 때문에 전리층 오차를 쉽게 제거할 수 없다는 단점이 존재한다. 따라서 이 연구에서는 단일주파수 사용자를 위한 격자형 지역 전리층 모델을 개발하였다. 개발된 지역 전리층 모델을 평가하기 위해 IGS의 전지구 모델과 비교하였으며 그 결과 열흘 평균 3.8 TECU의 RMSE를 나타내었다. 그리고 측위 정확도에 미치는 영향을 평가하기 위해 생성된 지역 전리층 모델을 적용하여 L1 관측치만을 이용한 중 장기선 상대측위를 수행하였다. 전리층과 대류권 오차를 보정한 결과 두 오차를 보정하기 전의 측위 결과와 비교하여 평균 46.7%의 측위 정확도가 향상되었으며 대류권 오차만 보정한 측위 결과와 비교하여 전리층 오차 보정 후에는 평균 14.5%의 측위 정확도가 향상되었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.616-622
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• 2018

규모가 큰 지진에 의해 발생한 에너지는 전리층까지 도달하여 교란을 발생시킨다. GNSS (global navigation satellite system) 위성의 신호의 전리층 지연을 분석하면 해당 교란을 검출할 수 있다. 지진에 의한 교란 검출에는 주로 band-pass filter가 사용되는데, 교란의 주파수에 맞는 주파수 대역 설정이 중요하다. 따라서 본 논문에선 GNSS 신호를 통해 지진에 의한 전리층 교란의 주파수를 분석하였다. 전리층 교란의 주파수 분석은 반송파의 geometry free combination으로 산출한 전리층 지연을 1 mHz high-pass filter로 처리한 후, fast Fourier transform을 통해 수행했다. 교란의 주파수 분석결과 초기 교란의 주파수는 4.5 mHz~11 mHz의 범위를 가지며, 5.7 mHz가 대표 주파수이다. 후속 교란의 경우 6 mHz~10 mHz의 주파수 대역을 가지며, 7.3 mHz가 대표 주파수로 관찰되었다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제12권4호
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• pp.359-367
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• 2023

In order to ensure the high-integrity of reference stations of satellite navigation system, cycle slip should be precisely monitored and compensated. In this paper, we proposed a cycle slip algorithm for the integrity monitoring of the reference stations. Unlike the legacy method using the Melbourne-Wübbena (MW) combination and ionosphere combination, the proposed algorithm is based on ionosphere combination only, which uses high precision carrier phase observations without pseudorange observations. Two independent and complementary ionosphere combinations, Ionospheric Negative (IN) and Ionospheric Positive (IP), were adopted to avoid insensitive cycle slip pairs. In addition, a second-order time difference was applied to the IN and IP combinations to minimize the influence of ionospheric and tropospheric delay even under severe atmosphere conditions. Then, the cycle slip was detected by the thresholds determined based on error propagation rules, and the cycle slip was identified through weighted least square method. The performance of the proposed cycle slip algorithm was validated with the 1 Hz dual-frequency carrier phase data collected under the difference levels of ionospheric activities. For this experiment, 15 insensitive cycle slip pairs were intentionally inserted into the raw carrier phase observations, which is difficult to be detected with the traditional cycle slip approach. The results indicate that the proposed approach can successfully detect and compensate all of the inserted cycle slip pairs regardless of ionospheric activity. As a consequence, the proposed cycle slip algorithm is confirmed to be suitable for the reference station where real time high-integrity monitoring is crucial.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.425-433
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• 2002

After the removal of SA (Selective Availability), horizontal accuracy of 25m(2dRMS) is easily obtained using GPS (Global Positioning System). In this paper, the error characteristics without SA are analyzed and a navigation algorithm concerns this error characteristics is proposed to further improve the accuracy. The proposed method utilizes the relationship between elevation angle and errors that are remained after ionospheric and troposheric delay compensation. The relationship is derived from real measurements and used as a weighting matrix of weighted least squares estimator. Furthermore, a RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) technique is included to remove abnormal measurements affected by multi-path or low SNR (Signal-to-Noise Ratio). It is shown that using the proposed method, more than 4 times accurate result, which is comparable with DGPS (Differential GPS), can be obtained from experiments with real data. Besides accuracy and reliability, the proposed method reduces large jumps in position and maintains better performance than a method using mask angle to completely remove satellites below this mask angle. Thus it is expected that the proposed method can be efficiently applied to land navigation where some satellites are blocked by building or forest.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제9권1호
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• pp.69-88
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• 1992

전파 전파에 있어서 전리층의 영향은 산란, 감쇄, 각오차, 위치오차, 및 시간 지연등이다. 적당한 전리층 조건 아래서 하전입자는 전파로 부터 에너지르 뺏어 전파 감쇄의 원인이 되게 한다. 또한 전자밀도가 균일하지 않은 경로를 따라 전파가 전파되는 경우, 전파 방향, 위치, 전파 시간등에 변화가 생기게 된다. 본 논문에서는 1985년 1월 부터 1989년 10월까지 전파연구소에서 관측된 국내 전리층 관측자료를 토대로 Chapman법칙에 따른 전리층 모델을 정립 하였으며, 이로부터 전파 전파에 있어서 각 오차, 위치 오차, 시간 지연, 및 감쇄등을 주파수와 위성의 고도에 따라 고찰하여 보았다.