Galileo에서는 2023년 1월 24일부터 Galileo High Accuracy Service (HAS) 데이터를 제공하고 있다. HAS 데이터는 Galileo의 E6 시그널과 Ntrip client를 통하여 보정정보를 제공받을 수 있고, 이를 통해 GPS 위성과 Galileo 위성의 궤도(orbit), 시계(clock), 바이어스(bias) 보정 정보를 확인할 수 있다. 하지만 현재 HAS는 Service level 1 단계로 위상 바이어스(phase bias)와 대류권 오차, 전리층 오차 보정정보를 제공하지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 HAS의 측위 성능을 향상시키고자 대류권 오차와 전리층 오차 보정 방법에 따른 측위 성능 비교 분석을 수행하였다. HAS 보정정보 활용을 위하여 코드 의사거리 기반 칼만필터 알고리즘을 구축하고, 유 럽의 BRUX 사이트에 대하여 GPS와 Galileo 다중위성항법 측위를 진행하였다. 대류권 오차 보정은 GPT 모델로 계산한 Zenith Hydrostatic Delay (ZHD)를 활용한 결과와 Zenith Delay Correction (ZDC) 추정을 통하여 보정 한 결과를 비교하였고, 전리층 오차 보정은 Global Ionospheric Map (GIM) 모델을 이용하여 보정한 결과와 무전리층 조합(Ionosphere-Free combinations, IF)을 통해 전리층 오차를 제거하여 보정한 결과를 비교하였다. IF의 경우 GPS 위성은 L1 신호와 L2 신호를, Galileo 위성은 E1신호와 E5a 신호 조합을 이용하였다. 그 결과 IF를 활용한 경우 GIM 모델을 사용한 경우보다 수직에서 0.49 m 향상된 측위 성능을 보였고, ZDC 추정을 통하 여 보정한 경우 ZHD를 활용한 결과보다 수직에서 0.34 m 향상된 측위 성능을 보였다.

A Study on Improving GNSS Positioning Performance Using Code-Pseudorange Based Galileo High Accuracy Service (HAS) Corrections

Han

Since January 24, 2023, Galileo has provided Galileo High Accuracy Service (HAS) data. HAS data can be provided with correction messages through Galileo's E6 signal and Ntrip Client, which can check the orbit, clock, and bias correction messages of GPS and Galileo satellites. However, HAS is currently in Service Level 1, and does not yet provide phase bias, tropospheric and ionospheric correction information. Therefore, this study aimed to improve positioning performance by comparing different correction methods for tropospheric and ionospheric errors in the HAS system. A Kalman filter algorithm based on code pseudorange was developed to utilize the HAS correction, and multi-constellation positioning using both GPS and Galileo satellite systems for positioning were performed at the BRUX site in Europe. For tropospheric correction, results using Zenith Hydrostatic Delay (ZHD) calculated from the GPT model were compared with results using Zenith Delay Correction (ZDC) estimation. For ionospheric correction, the results using the Global Ionospheric Map (GIM) model were compared with those using the ionosphere-free combination method, which removes ionospheric errors. The ionosphere-free combination used L1 and L2 signals for GPS and E1 and E5a signals for Galileo. The results showed that using the IF combination improved vertical positioning performance by 0.49m compared to using the GIM model, and correcting tropospheric errors using ZDC estimation improved vertical performance by 0.34m compared to using ZHD.

Keywords: GPS, Galileo, high accuracy service, zenith delay correction

Speaker 한원석* 인하대학교