전지구 위성항법 시스템 (Global Navigation Satellite System, GNSS)은 대류권의 수증기에 의한 위성신호 지연량을 추정하는 효과적인 도구이다. GNSS는 미국의 GPS, 러시아의 GLONASS, 중국의 BeiDou, 유럽연합의 Galileo 등 의 위성군으로 형성되어 있다. 여러 위성군의 신호를 복합적으로 사용하면 대류권에 분포하고 있는 가강수량 (Precipitable water vapor, PWV)에 대한 추정 정확도를 향상시킬 수 있다. 이와 더불어 GNSS 위성신호를 수신하는 지 상 관측소가 대부분 육지에 분포하고, 해양에서의 관측지점이 상대적으로 부족한 상황이어서 해상에서 PWV 관측이 이루어지면 기상예보의 정확도를 향상시킬 수 있다. 이에 이 연구에서는 태평양을 운항하는 해양과학 연구선 에서 획득한 GPS 및 GLONASS 위성자료를 이용하여 해양 상공에서의 PWV를 추정한다. 관측실험은 한국해양과학기술원이 운영하는 약 6,000톤급 해양과학 연구선 이사부호 (ISABU)를 이용하여 북서태평양 지역에서 약 한 달간 진행되었다. GPS/GLONASS 자료처리는 한국천문연구원에서 개발한 운동학적 정밀단독측위 (Precise Point Positioning) 솔루션을 사용하여 수행된다. 산출된 선박기반 PWV는 이사부호에서 이루어진 라디오존데 관측의 측정결 과와 정지궤도 천리안위성 2A호에 관측한 결과와 상호 비교한다.

Precipitable Water Vapor Estimation Over the Ocean Using Ship-borne GPS/GLONASS Measurements

Dong-Hyo Sohn*, Byung-Kyu Choi, Yosup Park, Byung-Il Lee

The Global Navigation Satellite System (GNSS) is an effective tool for estimating the amount of satellite signal delays caused by water vapor in the troposphere. GNSS consists of satellites such as GPS in the United States, GLONASS in Russia, BeiDou in China, and Galileo in the European Union. The combined use of signals from multiple satellite groups can improve the estimation accuracy of the Precipitable Water Vapor (PWV) distributed in the troposphere. In addition, most stations that receive GNSS satellite signals are distributed on land, and observation sites in the ocean are relatively insufficient, so the accuracy of weather forecasts can be improved if PWV observations are made at sea. Therefore, in this study, PWV is estimated over the ocean using GPS and GLONASS satellite data obtained from a research vessel operating in the Pacific Ocean. The campaign was conducted for about a month in the northwest Pacific region using the ISABU, a 6,000-ton research vessel operated by the Korea Institute of Ocean Science and Technology. GPS/GLONASS data processing is performed using a kinematic precise point positioning solution developed by the Korea Astronomy and Space Science Institute. The calculated ship-based PWV is compared with the radiosonde measurement observed on the ISABU and the total precipitable water vapor followed by the geostationary orbit satellites, the meteorological GEO-KOMPSAT-2A.

Keywords: GPS, GLONASS, shipborne, precipitable water vapor, precise point positioning

Speaker 손동효* 한국천문연구원