통상적인 연구 결과 전리층 오차에 따라 위성 항법 신호의 정확도는 낮아진다. 전리층은 대기의 최상층에서 자유전자가 원자에서 분리되고 분자들이 자유전자 혹은 이온으로 상태변화가 일어나기도 한다. 이 과정에서 전리층은 전자기파의 전달 속도 및 무선파의 굴절 등의 효과를 일으킬 수 있다. 위성 항법 신호는 이러한 전리층의 영향을 받을 수 있으며, 이로 인해 지상에서 사용하는 위성 항법 신호는 오차가 크게 발생할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 전리층 오차를 해소하기위한 도구 중 1단계로써, 국내/외에서 제공하는 전리층 지도와 GPS 신호, KASS 신호를 함께 분석하여 현황을 파악하고 향후 전리층 오차 해소를 위한 연구 수행을 준비한 다. 전리층 지도에 따라 KASS 신호를 수신할 수 있는 최남단 지역과 최북단지역을 비교체로 활용하고, 전리층의 세기에 따른 GPS 정확도와, 수신된 GPS를 보정하는 KASS 신호의 정확도를 함께 비교하였으며, 4계절 기후 변화에 따른 국내 GPS 정확도 및 전리층 통계를 작성한다. 이를 통해 전리층 오차를 해소하기 위한 방안들이 마련될 것이며, 보다 정확한 위성항법신호 및 위성항법보강신호를 수신할 수 있을 것으로 예상된다. 1 단계에서 수집된 데이터는 두번째 단계에서 보다 세부적인 연구를 통해 전리층 오차를 해소할 수 있는 방안을 제시할 수 있을 것으로 기대한다.

Analysis of GPS and KASS Accuracy Considering Ionospheric Errors

Gyehyun Jo

It is commonly known that satellite navigation signal accuracy decreases due to ionospheric errors. The ionosphere, located in the uppermost layer of the atmosphere, is where free electrons separate from atoms and molecules undergo state changes to free electrons or ions. During this process, the ionosphere can affect the propagation speed of electromagnetic waves and cause the refraction of radio waves. Satellite navigation signals can be influenced by these ionospheric effects, resulting in significant errors for signals used on the ground. This paper represents the first step in addressing these ionospheric errors by analyzing ionospheric maps provided domestically and internationally, along with GPS and KASS signals, to assess the current status and prepare for future research aimed at mitigating ionospheric errors. By using the southernmost and northernmost regions where KASS signals can be received according to ionospheric maps as comparative areas, the study compares the accuracy of GPS signals, which are affected by ionospheric intensity, and the accuracy of KASS signals that correct the received GPS signals. Additionally, seasonal statistics on GPS accuracy and ionospheric conditions in Korea are compiled. Through this study, strategies for mitigating ionospheric errors will be developed, allowing for more accurate reception of satellite navigation signals and satellite-based augmentation signals. The data collected in the first phase are expected to contribute to a more detailed study in the second phase, which will propose solutions for mitigating ionospheric errors.

Keywords: GPS, KASS, ionospheric error, accuracy

Speaker 조계현 (주)아이옵스