격자형 지역 전리층 및 대류권 모델을 이용한 장기선 GPS L1 상대측위 정확도 향상
저자
발행사항
인천 : 인하대학교 대학원, 2013
학위논문사항
학위논문(석사)-- 인하대학교 대학원 : 지리정보공학과 2013. 2
발행연도
2013
작성언어
한국어
DDC
623.893 판사항(21)
발행국(도시)
인천
형태사항
66p. ; 26cm
일반주기명
지도교수:박관동
인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
참고문헌 : p.60-64
소장기관
전리층과 대류권 오차는 여러 가지 GPS 측위 오차 요인중에서 비교적 큰 오차로 분류된다. 따라서 정밀한 GPS 측위 결과를 산출하기 위해서는 전리층과 대류권 오차는 반드시 보정해야한다. 이 중 전리층 오차는 이중주파수 수신기를 사용할 경우 무전리층 조합으로 쉽게 제거할 수 있지만 가격이 매우 비싸 일반 사용자가 사용하기 어렵다는 단점이 존재하며 대류권 오차도 쉽게 제거할 수 없다.
이 연구에서는 단일주파수 사용자를 위한 격자형 지역 전리층 모델과 대류권 모델을 개발하였다. 격자형 지역 모델은 모두 1° x 1° 간격 1시간 단위로 만들어졌으며 전리층 모델의 경우 위도 18.5° ∼ 47.5°, 경도 108.5° ∼ 145.5° 범위 지역을 대상으로 구면조화함수를 이용하여 격자점의 값을 산출하였고 대류권 모델의 경우 위도 32.5° ∼ 39.5°, 경도 123° ∼ 131°로 역거리 가중치법을 이용하여 격자점의 값을 산출하였다. 그리고 생성한 지역 대류권 모델은 자동기상관측장비로부터 보간한 값을 이용하여 모델의 정확도를 평가하였다. 정확도 평가 결과 건조지연 모델은 RMSE 평균 0.6mm로 정밀한 값이 산출되었으나 습윤지연의 경우 RMSE 평균 7.0mm로 다소 오차가 큰 모델이 생성되었다.
또한, L1 반송파 위상 관측치를 이용한 장기선 상대측위에 적용하여 측위 정확도를 산출하고 향상율을 분석하였다. 측위 정확도 산출은 이동측위 모드와 정지측위 모드로 나누어 수행하였으며 측위 정확도 분석과 함께 지역 전리층 모델은 전지구 전리층 모델과 측위 정확도를 비교하여 지역 모델의 정확도를 평가하였다. 지역 전리층 모델은 전지구 전리층 모델보다 장기선에서 더 향상된 측위 정확도와 향상율을 나타내었다.
지역 전리층 모델만 상대측위에 적용하여 이동측위 모드 측위 결과 모든 관측소에서 평균 8.6%의 측위 정확도가 저하되었으며 지역 대류권 모델만 적용했을 경우 서울기상청과 대전 관측소에서는 평균 14.2%의 측위 정확도가 저하되었고 그 이외의 관측소는 평균 36.1%의 측위 정확도가 향상되었다. 지역 전리층과 대류권 모델 모두를 상대측위에 적용한 이동측위 모드 측위 결과 지역 대류권 모델만 적용한 경우와 유사한 측위 결과가 산출되었다. 그리고 정지측위 모드 측위 결과 이동측위 모드 보다 더 높은 측위 정확도와 향상율이 산출되었으나 이동측위 모드와 동일하게 지역 전리층 모델만을 적용했을 경우 모든 관측소에서 측위 정확도가 저하되었고 지역 대류권 모델을 적용한 측위에서는 서울 기상청과 대전 관측소에서 측위 정확도가 저하되었다.
이 논문에서 개발한 지역 모델은 단일주파수 사용자에게 유용한 정보가 될 것으로 판단된다. 또한, 지역 모델이 실시간으로 전송되고 생성한 모델보다 정확도가 향상되어 cm 수준의 측위 정확도를 산출할 수 있을 경우에는 정확도에 따라 다양한 분야에 GPS를 활용할 수 있으며 GPS 시장이 더욱 활성화될 것으로 판단된다.
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