일본의 Quasi-Zenith Satellite System (QZSS)는 L6 밴드를 이용하여 센티미터급 보강 서비스인 Centimeter Level Augmentation Service (CLAS)를 제공하고 있으며, CLAS 보정정보를 사용할 시 Precise Point Positioning - Real-Time Kinematic (PPP-RTK), 즉 실시간으로 Ambiguity Resolution을 적용한 정밀측위가 가능하다. 본 연구에서는 대마도에 서비스되는 CLAS 보정정보를 활용하여 국내에서 사용 했을 시, 거제 등 남부 지방을 비롯하여 우리나라 전국적으로 정밀측위가 가능한지 여부 및 대마도에서부터 국내 GNSS 관측소 간의 거리와 측위 성능 간의 상관 관계를 확인하였다. 또한, CLAS에서 제 공되는 대류권 및 전리층 지연 보정정보를 그대로 사용하지 않고 대류권 지연량 및 Slant Total Electron Content (STEC) 참값을 함께 추정하는 모델을 수립 및 적용하여, 수직 방향으로 측위 성능이 크게 개선되는 결과를 도출하였다. 거제에 위치한 GNSS 상시 관측소에서 대마도의 CLAS 보정정보를 사용하여 수신기 좌표 및 시계오차만 추정했을 때 수평오차 0.3 m, 수직오차 1.2 m라는 측위 정확도를 확 보하였고, 대류권 지연량과 STEC을 함께 추정하여 측위한 결과 수평오차 0.3 m, 수직오차 0.5 m로 수직 방향 오차가 58% 추가로 감소하였다. 이러한 결과는 대마도를 대상으로 모델링된 CLAS 대류권 및 전리층 오차 보정정보를 그대로 사용하지 않고, 함께 추정하여 측위에 사용할 시 일본을 대상으로 서비스하는 CLAS가 국내에서도 활용 가능하다는 것을 증명하며, CLAS를 기반으로 한 개선된 측위 알고리즘의 적용 가능성을 제시한다.

Development of Code-Based PPP Algorithm for QZSS CLAS Implementation within South Korea

Seong-Yeop Shin, Jeong-Min Han, Kwan-Dong Park*

Japan’s Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) provides Centimeter Level Augmentation Service (CLAS) using the L6 band, enabling precise positioning at the centimeter level. By using CLAS correction data, it allows for Precise Point Positioning - Real-Time Kinematic (PPP-RTK), enabling real-time Ambiguity Resolution. In this research, we aim to assess the feasibility of achieving precise positioning not only in southern regions like Geoje but also nationwide in South Korea by using CLAS correction data provided for the Tsushima Island. We also confirm the correlation between the distance between Tsushima Island and GNSS observation stations in South Korea and positioning performance. In addition, a model is established and applied to estimate true value of tropospheric delay and Slant Total Electron Content (STEC) together. That is, we do not use the tropospheric and ionospheric delay correction information from CLAS as it is. The results of that model demonstrate significant improvements in vertical positioning accuracy. When using CLAS correction data from the Tsushima Island at a Continuously Operating Reference Station (CORS) located in Geoje to estimate just receiver coordinates and clock errors, a horizontal accuracy of 0.3 meters and vertical accuracy of 1.2 meters are achieved. By jointly estimating tropospheric delay and STEC, the vertical accuracy is further improved to 0.5 meters, resulting in a 58% additional reduction in vertical positioning error. These results prove that CLAS, which serves Japan, can be used in Korea when estimated and used for positioning without using CLAS troposphere and ionosphere error correction information modeled on Tsushima Island, and suggest the possibility of applying an improved positioning algorithm based on CLAS.

Keywords: GNSS, CLAS, SSR, PPP

Speaker 신성엽 인하대학교