지구 저궤도위성에서 수신하는 GNSS 의사거리에 포함된 전리층지연값은 지상에서 수신하는 GNSS 의사거리의 전리층지연값과 다르기 때문에 GPS Klobuchar 모델 등 지상 기반 2차원 전리층 모델을 그대로 사용할 수 없다. 반면에 Galileo에서 제공하는 NeQuick 모델은 3차원 전리층지연값을 제공하기 때문에 저궤도위성에서도 사용할 수 있다. 본 연구에서는 GRACE-FO, Swarm 등 다양한 지구저궤 도위성에서 수신한 GNSS 데이터에 NeQuick 모델을 적용하여 전리층보정에 의한 위치 정확도 향상을 분석하였다. Klobuchar에 비해 많은 연산 시간이 소요되는 NeQuick 모델 단점을 보완하기 위해 수정 된 NeQuick 알고리듬 성능도 비교하였다. 지리적 위치, 고도 및 시간에 따른 저궤도 전리층지연 및 위치정확도 변화도 분석하였다.

An Analysis of Positioning Accuracy of Low Earth Orbiting Satellites by using NeQuick Model

Serim Bak, Mingyu Kim, Jeongrae Kim*

Due to the different environmental conditions between LEO satellites and ground receivers, conventional ground-based single-layer ionosphere models such as GPS Klobuchar cannot be used directly for LEO satellites. On the other hand. The Galileo’s NeQuick model is a three-dimensional ionospheric model, so it can be applied for space users to get an ionospheric delay between LEO and GNSS satellite. The performance of NeQuick model for LEO receivers is analyzed based on data from various LEO satellites including GRACE-FO and Swarm. In terms of computational load, NeQuick model requires more efforts than Klobuchar and it leads to longer time to calculate a single STEC in LEO GNSS receivers which has less capable processor than ground. To reduce the computational time Simplified NeQuick model is applied and ionospheric correction accuracies is evaluated. Positioning accuracy analysis of both models is conducted as well.

Keywords: low earth orbit satellite, NeQuick model, ionospheric delay

Speaker 박세림 한국항공대학교