2023년, ㈜피피솔과 인하대학교에서는 Global Navigation Satellite System (GNSS) 위성에 대한 Precise Orbit Determination (POD) 국산화 프로그램인 Kinematic positioning and Precision Orbit determination Program (KPOP) 개발을 발표하였으며, 데이터관리, 수치적분기, 시간계 및 좌표계 정의, 추정필터, 운동모델, 관측모델, 시뮬레이션 및 성능 검증에 대한 개발 전략을 수립하였다. 현재 KPOP은 1차 버전의 개발완료 단계에 근 접해 있으며, GPS-only POD 기술이 탑재될 예정이다. 이 논문에서는 KPOP의 세부기술 중 하나인 GNSS 데이터 전처리 알고리즘에 대해 소개한다. 일반적으로 POD 성능 향상을 위해서는 GNSS 데이터 전처리 과정이 필수적이며, KPOP에서는 시계 점프(Clock Jump)와 사이클슬립(Cycle Slip)에 대한 검출 및 보정(repair) 기술을 채택하고 있다. 이 논문에서는 KPOP에서 적용되고 있는 시계 점프와 사이클슬립 검출 및 보정 기법을 소 개하고 개발된 전처리 알고리즘의 성능을 분석하였다. 성능 분석을 위해 인하대학교 내에 설치된 저가형 GNSS 수신기와 국내 GNSS 상시관측소, 그리고 IGS 상시관측소 등 다양한 샘플데이터를 수집하였으며, G- Nut/Anubis, RINGO 등 해외기관에서 개발한 GNSS 데이터 품질점검 프로그램의 결과와 비교하였다. 그 결과 시계 점프 및 사이클슬립의 검출 성능은 95%, 보정 성능은 각각 100%와 91%로 매우 우수한 성능을 달성할 수 있었다.

Algorithm Development for GNSS Data Pre-processing

Jihyun Ha, Yeong-Guk Kim, Hyung-Jin Rim, Kwan-Dong Park*

In 2023, PP-Solution Inc. and Inha University announced the development of Kinematic positioning and Precision Orbit determination Program (KPOP) as Korean-made Precise Orbit Determination (POD) program for GNSS satellites. Development strategies for database management, numerical integrators, time and coordinate system definitions, estimation filters, dynamic models, observation models, simulations, and performance verification have been established. Currently, the first version of KPOP is nearing the completion stage and will be equipped with GPS-only POD technology. In this paper, we introduced KPOP’s pre-processing algorithms for GNSS data. In general, GNSS data pre-processing technique is required to improve POD performance. KPOP is applied with detection and repair technology for clock jump and cycle slip. In this paper, we introduced the clock jump and cycle slip detection and repair techniques applied to KPOP, and analyzed the results of the developed pre-processing algorithms. For results analysis, GNSS data generated by low-cost GNSS receivers in Inha University, domestic GNSS permanent observatories, and IGS permanent observatories were used, and the results of quality checking programs developed by overseas organizations such as G-Nut/Anubis and RINGO were compared. As a result, the detection performance of clock jump and cycle slip was 95%, and the repair performance was 100% and 91%, respectively.

Keywords: GNSS, POD, KPOP, pre-processing algorithm

Speaker 하지현 인하대학교