Satellite Based Augmentation System (SBAS)는 크게 광역 기준국, 중앙 처리국, 위성 통신국, 정지궤도위성 등으로 구성되어 있다. SBAS 서비스 지역 내에 위치한 광역 기준국은 Global Positioning System (GPS) 신호를 수신하고, 이를 중앙 처리국에 전달한다. 중앙 처리국은 광역 기준국에서 수집된 GPS 신호를 이용하여 GPS 위성 궤도 및 시계 보정정보와 전리층 격자점에서의 수직 전리층 지연량 등 SBAS 보정정보를 생성한다. 중앙 처리국에서 생성하는 GPS 위성 궤도 및 시계 보정정보의 정확도는 위성 궤도오차 및 시계오차를 추정하는 알고리즘의 성능 뿐만 아니라 광역 기준국 분포에 의해서도 결정된다. 즉, 광역 기준국의 분포가 SBAS 서비스 지역 내에 넓고 고르고 분포되어 있을수록 중앙 처리국에서 생성한 위성 관련 보정정보의 정확도가 높아진다. 일본이 구축하여 운영 중인 MTSAT Satellite Based Augmentation System (MSAS)는 지리적 한계로 인해서 광역 기준국의 분포가 매우 협소하기 때문에 광역 기준국이 비교적 넓게 분포되어 있는 미국의 Wide Area Augmentation System (WAAS) 또는 유럽의 European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS)에 비해 위성 관련 보정정보의 성능이 떨어진다. 본 논문에서는 정밀 위성 궤도 및 시계를 이용하여 MSAS가 제공하는 위성 궤도 및 시계 보정정보의 성능을 분석하였다. 이를 위해 International GNSS Service (IGS)의 Analysis Center인 Center for Orbit Determination in Europe (CODE)에서 제공하는 정밀 위성 궤도 및 시계를 GPS 위성 궤도 및 시계의 참값이라 가정하고, 이를 GPS 방송궤도력을 이용하여 계산한 위성 궤도 및 시계와 차분하여 GPS 위성의 궤도 및 시계 보정정보를 생성하였다. 그리고 전리층 지연오차 보정정보는 MSAS가 제공하는 전리층 격자점에서의 수직 전리층 지연오차를 이용하여 계산하였고, 대류층 지연오차 보정정보는 WAAS Model을 사용하여 계산하였다. 기존 MSAS 보정정보(case 1)와 정밀 궤도 및 시계 기반으로 생성된 보정정보(case 2)를 적용하여 SBAS Positioning을 수행한 결과, case 1과 case 2의 수평오차는 각각 0.8481m/0.7490m(RMS), 수직오차는 1.1156m/0.7541m(RMS)로 나타났으며, 이러한 결과를 통해 MSAS가 제공하는 위성 관련 보정정보가 다소 부정확함을 확인하였다. 특히, 위성이 새로이 뜨거나 지는 저앙각 구간에서 보정정보의 정확도가 급격히 떨어지는 현상을 확인하였다.

Keywords: SBAS, precise satellite orbit and clock, SBAS long-term correction

Speaker Cheol-Soon Lim