• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제37권3호
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• pp.199-208
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• 2020

This paper presents a kinematic ephemeris generator for Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) and its performance test results. The kinematic ephemeris generator consists of a ground ephemeris compressor and an onboard ephemeris calculator. The ground ephemeris compressor has to compress desired orbit propagation data by using an interpolation method in a ground system. The onboard ephemeris calculator can generate spacecraft ephemeris and the Sun/Moon ephemeris in onboard computer of the KPLO. Among many interpolation methods, polynomial interpolation with uniform node, Chebyshev interpolation, Hermite interpolation are tested for their performances. As a result of the test, it is shown that all the methods have some cases that meet requirements but there are some performance differences. It is also confirmed that, the Chebyshev interpolation shows better performance than other methods for spacecraft ephemeris generation, and the polynomial interpolation with uniform nodes yields good performance for the Sun/Moon ephemeris generation. Based on these results, a Kinematic ephemeris generator is developed for the KPLO mission. Then, the developed ephemeris generator can find an approximating function using interpolation method considering the size and accuracy of the data to be transmitted.

• 한국측량학회지
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• 제27권2호
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• pp.149-157
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• 2009

GPS측량에 있어서 GPS위성의 궤도정보는 측량정확도에 영향을 미치는 요소중의 하나이며, GPS측량을 위해 제공되는 위성궤도정보에는 방송력과 정밀력, IGS신속력과 IGS초신속력이 있다. 본 연구에서는 경상북도 울진지역에 연구대상지역을 선정하고 GPS관측을 실시하였으며, 74개의 기선에 대하여 TGO를 이용하여 방송력과 정밀력을 사용하여 기선해석을 실시하고 그 결과를 비교하였다. 비교결과 방송력과 정밀력에 의한 차이는 거의 없는 것으로 나타났으며, 기선길이의 상대정밀도에 있어서 방송력의 경우 0.708ppm, 정밀력의 경우 0.706ppm으로 나타나 정밀력을 사용한 결과가 약간 우수한 것으로 나타났다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제35권4호
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• pp.227-233
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• 2018

This study presents the generation and accuracy assessment of predicted orbital ephemeris based on satellite laser ranging (SLR) for geostationary Earth orbit (GEO) satellites. Two GEO satellites are considered: GEO-Korea Multi-Purpose Satellite (KOMPSAT)-2B (GK-2B) for simulational validation and Compass-G1 for real-world quality assessment. SLR-based orbit determination (OD) is proactively performed to generate orbital ephemeris. The length and the gap of the predicted orbital ephemeris were set by considering the consolidated prediction format (CPF). The resultant predicted ephemeris of GK-2B is directly compared with a pre-specified true orbit to show 17.461 m and 23.978 m, in 3D root-mean-square (RMS) position error and maximum position error for one day, respectively. The predicted ephemeris of Compass-G1 is overlapped with the Global Navigation Satellite System (GNSS) final orbit from the GeoForschungsZentrum (GFZ) analysis center (AC) to yield 36.760 m in 3D RMS position differences. It is also compared with the CPF orbit from the International Laser Ranging Service (ILRS) to present 109.888 m in 3D RMS position differences. These results imply that SLR-based orbital ephemeris can be an alternative candidate for improving the accuracy of commonly used radar-based orbital ephemeris for GEO satellites.

• 한국측량학회지
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• 제14권2호
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• pp.199-207
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• 1996

GPS 측량에서 방송궤도력 대신에 정밀궤도력을 적용할 경우, 기선결정 정밀도가 어느 정도 향상되는가를 기선의 길이에 따라 정량적으로 분석하였다. 이를 위하여 기선의 길이가 15 km-201 km인 7개의 기선을 선택하여 GPS로 각각 6회 이상 반복하여 측정하였다. 같은 기선에 대해 방송궤도력과 정밀궤도력만을 바꿔 가며 같은 조건으로 각각 두번씩 처리하여 반복측정에 의한 표준편차를 구한 다음 서로 비교하였다. 그 결과, 모든 기선에 대하여 정밀궤도력에 의한 결과가 정밀도와 안정도 및 신뢰도면에서 방송궤도력의 결과에 비해 더 양호하게 나타났다. 특히 정밀궤도력을 적용한 경우 65 km 이상의 모든 기선에서 0.1 ppm 미만의 정밀도가 얻어졌고, 단기선 보다는 65 km 이상의 장기선에서 정밀궤도력의 적용에 의한 정밀도 향상율이 더 크게 나타났다. 이 연구의 결과가 GPS 측량시 요구되는 정밀도와 측정하고자 하는 기선의 길이에 따라 방송궤도력 혹은 정밀궤도력 중에서 어느 것을 적용할 것인가에 대한 정량적 판단 기준이 되리라 본다.

• ETRI Journal
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• 제26권3호
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• pp.218-228
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• 2004

Using stereo images with ephemeris data from the Korea Multi-Purpose Satellite-1 electro-optical camera (KOMPSAT-1 EOC), we performed geometric modeling for three-dimensional (3-D) positioning and evaluated its accuracy. In the geometric modeling procedures, we used ephemeris data included in the image header file to calculate the orbital parameters, sensor attitudes, and satellite position. An inconsistency between the time information of the ephemeris data and that of the center of the image frame was found, which caused a significant offset in satellite position. This time inconsistency was successfully adjusted. We modeled the actual satellite positions of the left and right images using only two ground control points and then achieved 3-D positioning using the KOMPSAT-1 EOC stereo images. The results show that the positioning accuracy was about 12-17 m root mean square error (RMSE) when 6.6 m resolution EOC stereo images were used along with the ephemeris data and only two ground control points (GCPs). If more accurate ephemeris data are provided in the near future, then a more accurate 3-D positioning will also be realized using only the EOC stereo images with ephemeris data and without the need for any GCPs.

• 대한공간정보학회지
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• 제10권2호
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• pp.57-66
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• 2002

본 연구에서는 광주에 위치한 삼각점을 중심으로 전라남도 4점과 전라북도 5점을 연결하는 평균 기선길이 75km로 GPS관측망을 구성하고 각 측점에서 관측한 데이터를 방송궤도력과 정밀궤도력으로 각각 기선 해석을 실시하여 기선거리별 동계학적 해석 결과인 분산비, 기준분산, 평균제곱근 오차 등을 산정 한 후 진라 남,북도에 이르는 GPS관측망의 각 기선에 대해 신뢰도를 상호 비교 분석한 결과 정밀궤도력에 의한 기선해석이 방송궤도력에 의한 기선해석 보다 전반적으로 신뢰도가 양호하게 나타났고, 특히 정밀궤도력을 이용한 기선해석은 기준 공분산 값이 모두 1 미만으로 나타나, 측점간의 거리가 길어지고, 지역적 변환계수와 지구중심절대좌표를 선정함에 있어 정밀궤도력을 이용할 때가 기선해석의 신뢰도가 향상됨을 알 수 있었다.

• 대한공간정보학회지
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• 제5권2호
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• pp.153-167
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• 1997

GPS의 장거리 기선 측정정밀도를 분석하기 위해 한국에 2지점과 일본에 9지점을 선정하고 GPS 관측을 방송력과 정밀력을 이용하여 동시에 실시하여 정밀도를 비교 분석하였다. 그 결과 기선장이 100km이하인 경우 방송력과 정밀력의 정밀도는 0.1ppm보다 작게 나타났다 그러나 100km 이상의 경우에서는 정밀력의 정밀도가 방송력보다 우수하게 나타났으며, VLBI점과 비교해 볼 때 방송력을 이용할 경우 0.13ppm, 정밀력을 이용할 경우 0.04ppm으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 앞으로 장거리 기선측정을 위한 GPS측량에 있어서 방송력과 정밀력의 이용에 대한 기본자료로 이용될 것으로 기대된다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제13권2호
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• pp.189-197
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• 2024

Galileo is a European Global Navigation Satellite System (GNSS) that has offered the Galileo Open Service since 2016. Consequently, the standardization of GNSS augmentation systems, such as Satellite Based Augmentation System (SBAS), Ground Based Augmentation System (GBAS), and Aircraft Based Augmentation System (ABAS) for Galileo signals, is ongoing. In 2023, the European Union Space Programme Agency (EUSPA) released prior probabilities of a satellite fault and a constellation fault for Galileo, which are 3×10^-5 and 2×10^-4 per hour, respectively. In particular, the prior probability of a Galileo constellation fault is significantly higher than that for the GPS constellation fault, which is defined as 1×10^-8 per hour. This raised concerns about its potential impact on GBAS integrity monitoring. According to the Global Positioning System (GPS) Standard Positioning Service Performance Standard (SPS PS), a constellation fault is classified as a wide fault. A wide fault refers to a fault that affects more than two satellites due to a common cause. Such a fault can be caused by a failure in the Earth Orientation Parameter (EOP). The EOP is used when transforming the inertial axis, on which the orbit determination is based, to Earth Centered Earth Fixed (ECEF) axis, accounting for the irregularities in the rotation of the Earth. Therefore, a faulty EOP can introduce errors when computing a satellite position with respect to the ECEF axis. In GNSS, the ephemeris parameters are estimated based on the positions of satellites and are transmitted to navigation satellites. Subsequently, these ephemeris parameters are broadcasted via the navigation message to users. Therefore, a faulty EOP results in erroneous broadcast ephemeris data. In this paper, we assess the conventional ephemeris fault detection monitor currently employed in GBAS for wide faults, as current GBAS considers only single failure cases. In addition to the existing requirements defined in the standards on the Probability of Missed Detection (PMD), we derive a new PMD requirement tailored for a wide fault. The compliance of the current ephemeris monitor to the derived requirement is evaluated through a simulation. Our findings confirm that the conventional monitor meets the requirement even for wide fault scenarios.

• 한국항행학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.610-617
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• 2010

본 논문에서는 GPS 위성의 방송 궤도력 이상의 특성에 관하여 위성의 위치오차와 위성과 수신기 간 거리오차의 비교를 통해 분석하였다. 방송 궤도력 이상이 수신기의 위치 추정치에 미치는 영향은 위치오차에 의해 유발되는 거리오차와 밀접한 관련을 갖는다. 또한 거리오차는 위성 위치오차의 방향과 시선각 벡터의 방향에 의해 결정된다. 따라서 방송 궤도력 이상의 특성을 분석하기 위하여 방송 궤도력 각 변수를 위성 궤도의 크기와 모양을 결정하는 변수, 위성 궤도의 기울기를 결정하는 변수, 궤도에서의 위성의 위치를 결정하는 변수들로 분류하였다. 분류된 변수들의 특징을 바탕으로 위치변화가 수신기 위치 추정치에 미치는 영향을 분석하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권1호
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• pp.89-101
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• 2015

To satisfy civil aviation requirements using the Global Navigation Satellite System (GNSS), it is important to guarantee system integrity. In this work, we propose a fault detection algorithm for GNSS ephemeris anomalies. The basic principle concerns baseline length estimation with GNSS measurements (pseudorange, broadcasted ephemerides). The estimated baseline length is subtracted from the true baseline length, computed using the exact surveyed ground antenna positions. If this subtracted value differs by more than a given threshold, this indicates that an ephemeris anomaly has been detected. This algorithm is suitable for detecting Type A ephemeris failure, and more advantageous for use with multiple stations with various long baseline vectors. The principles of the algorithm, sensitivity analysis, minimum detectable error (MDE), and protection level derivation are described and we verify the sensitivity analysis and algorithm availability based on real GPS data in Korea. Consequently, this algorithm is appropriate for GNSS regional implementation.