Usability of pseudo-range correction modeling in order to prevent degrading DGNSS accuracy
Dong-Hyo Sohn*, Kwan-Dong Park
이 논문은 PRC (Pseudo-Range Correction) 보정정보를 수신할 수 없는 지역에서 DGNSS (Differential GNSS) 위치정확도의 저하를 방지하기 위해 개발한 PRC 모델링의 효용성에 관한 내용이다. PRC 모델링은 GNSS 위성들의 궤적 반복주기와 과거의 PRC 데이터를 기반으로 개발되었다. 개발된 PRC 모델링을 이용하여 하루 동안 GPS와 BeiDou 위성들의 PRC 값을 추정하고 실제 기준국 수신기에서 생성된 관측값과 상호비교하며 정확도를 분석하였다. GPS의 경우에는 평균 -0.4m의 편향오차와 1.0m의 표준편차를 보였고, BeiDou도 GPS 결과와 유사하게 평균 -0.3 m의 편향오차와 1.4m의 표준편차를 보였다. 일부 위성들이 20° 미만의 저고도각 영역에서 ±4.0 m 이상의 차이를 보였지만 전체적으로 두 값의 차이는 크지 않았다. 이런 결과를 기반으로 PRC 모델링의 효용성을 확인하기 위해 GPS와 BeiDou를 대상으로 세 가지 방법을 이용하여 좌표를 각각 산출하고 정확도를 비교하였다. 이때 세 가지 방법은 PRC를 보정하지 않은 단독측위 방법, 모델링을 통해 추정된 PRC를 적용한 DGNSS, 그리고 기준국 수신기에서 실제 생성된 PRC를 이용한 DGNSS이다. GPS의 경우 수평성분 RMSE가 단독측위 1.80 m, PRC 추정값을 이용한 결과 1.39 m, 그리고 PRC 관측값을 이용한 결과 1.00 m로 각각 나타났다. 수직성분의 경우 PRC를 사용하지 않았을 때 RMSE 값이 9.70 m로 나타났고 추정값과 관측값을 사용할 때는 각각 1.80 m와 1.23 m로 나타났다. BeiDou의 경우 PRC 관측값과 추정값을 이용하였을 때 수평성분 RMSE가 각각 1.14 m, 1.40 m로 나타났고, PRC를 사용하지 않았을 때는 2.01 m로 나타났다. 그리고 수직성분의 경우 PRC를 사용하지 않을 때는 11.46 m의 RMSE를 보였고 추정값과 관측값을 사용할 때는 상대적으로 작은 3.05 m와 2.80 m의 RMSE를 보였다. 결과적으로 모델링 추정값을 이용한 측위 결과가 사용하지 않았을 때의 결과보다 향상되었고 관측값을 이용한 결과와 큰 차이를 보이지 않았다. 이런 결과들은 모델링을 통해 산출한 PRC 추정값이 보정정보를 수신할 수 없는 환경에서도 사용자의 위치정확도를 유지하는데 유효하게 사용될 수 있음을 보여준다.
Keywords: DGNSS, GPS, BeiDou, pseudorange correction
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