사용자의 대류층 지연오차는 사용자 위치에서의 수직 지연오차와 위성 앙각에 따른 mapping function을 적용하여 계산할 수 있다. 그러나 이러한 방식은 대류층의 수평 대칭성을 가정하기 때문에, 대류층이 특정 방향으로 발달한 환경에서는 정확도가 떨어진다. 이러한 이유로 기상 현상으로 인해 대류층의 비대칭성이 강한 환경에서는 대류층 지연오차 기울기 성분을 추가로 고려할 필요가 있다. 기울기 성분은 ray tracing 혹은 Precise Point Positioning (PPP)를 통해 추정할 수 있다. 그러나 두 방식 모두 데이터를 장시간 수집해야 하기 때문에 추정된 기울기 성분을 활용하는데 한계가 있다. 이때 기울기 성분은 수직 지연오차의 수평 방향 변화율임으로 수직 지연오차의 분포를 통해 추정할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 수직 지연오차를 사용하여 기울기 성분을 추정하는 것을 제안한다. 수직 지연오차에 대한 grid 지도를 생성한 후 grid 내부의 기울기 성분은 평면 모델을 활용하여 계산한다. 성능 검증 은 기준국이 밀집된 지역에서 PPP를 통해 추정된 데이터를 활용하여 기울기 성분을 추정하고 이를 PPP에서 제공된 것과 비교하여 수행한다. 분석 결과 제안한 기법을 통해 기울기 성분을 RMS 1 mm 정확도로 추정할 수 있는 것 을 확인하였다.

Estimation of Tropospheric Delay Gradient by Using Vertical Tropospheric Delay

Bu-Gyeom Kim, Changdon Kee*

The tropospheric delay of users can be calculated by using vertical delay error at the user’s location and mapping function. However, since this method assumes the horizontal symmetry of the troposphere, the accuracy decreases in an environment with severer asymmetry due to the development of the troposphere in a specific direction. For this reason, it is necessary to additionally consider tropospheric delay error gradient in an environment with the severe troposphere asymmetry due to meteorological phenomena. The tropospheric delay gradient can be estimated through ray tracing or Precise Point Positioning (PPP). However, both methods have limitations in using the estimated tropospheric delay gradient because data must be collected for a long time. Since the tropospheric delay gradient is the rate of change in the horizontal direction of the vertical tropospheric delay error, it can be estimated through the distribution of the vertical delay error in space. Therefore, in this study, we propose to estimate the tropospheric delay gradient using the vertical delay error. After generating a grid map for the vertical tropospheric delay error, the tropospheric delay gradient inside the grid is calculated using a planar model. The performance verification is performed by estimating the tropospheric delay gradient through the vertical delay error using data estimated through PPP in the area where the reference stations are dense, and comparing it with the tropospheric delay gradient from PPP. As a result of the analysis, it was confirmed that the tropospheric delay gradient could be estimated with an RMS 1mm accuracy through the proposed method.

Keywords: GNSS, tropospheric delay, tropospheric delay gradient

Speaker 김부겸 서울대학교