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2024-11-08 10:40-11:00 [E6-1] 항법응용
기하 광학법 기반 중성 대기 굴절각 추정을 위한 GNSS-RO 데이터 처리 알고리즘 설계 박지혁, 장재희, 선기영, 이지윤* GNSS Radio Occultation (GNSS-RO)은 지구 대기를 통과하며 굴절 및 지연되는 GNSS 신호를 저궤도 (Low Earth Orbit, LEO) 위성에서 수신하여 대기 물리량을 측정하는 위성 기반 원격 탐사 기법이다. GNSS-RO는 굴 절각 관측치를 활용하여 중성 대기의 온도, 습도, 기압 등을 추정하며, 굴절각은 GNSS 신호가 단일 경로로 굴절된다는 가정 하에 기하 광학 근사를 이용하여 계산할 수 있다. 본 연구에서는 통합적인 GNSS-RO 자료 처 리 시스템 구축을 목표로, 기하 광학 기반 굴절각 산출 알고리즘을 개발하였다. 이 알고리즘은 측정치의 잡음 특성에 따라 최적의 전처리 필터를 적용하여, 다양한 위성 데이터를 효과적으로 처리할 수 있도록 설계되었 다. 개발된 알고리즘을 COSMIC-1 위성 데이터에 적용하고 COSMIC Data Analysis and Archive Center (CDAAC)에서 제공하는 산출물과 비교 검증한 결과, 30 - 60 km 고도 구간에서 두 결과의 평균 차이가 1.82\times{10}^{-7} (rad)로, CDAAC의 굴절각 정확도 요구조건인 2\times{10}^{-6} (rad)에 비해 충분히 낮은 수준임을 확인하였다. GNSS-RO Data Processing Algorithm for Neutral Atmospheric Bending Angle Estimation Based on Geometric Optics Jihyeok Park, Jaehee Chang, Kiyoung Sun, and Jiyun Lee*
GNSS Radio Occultation (GNSS-RO) is a satellite-based remote sensing technique utilized for measuring atmospheric physical quantities. This method involves the reception of GNSS signals at Low Earth Orbit (LEO)
satellites, which are refracted and delayed as they traverse the Earth's atmosphere. The bending angle of the signal must be accurately calculated to derive neutral atmospheric parameters including temperature, humidity,
and pressure. The bending angle can be estimated using the geometric optics approximation, under the assumption that the GNSS signal follows a single refracted path. In this study, a geometric optics-based bending
angle retrieval algorithm is presented with integrated pre-processing filters optimized for different noise levels in various satellite data, aiming to build a comprehensive GNSS-RO data processing system. The algorithm
was applied to COSMIC-1 data, and the bending angle results were validated against those provided by the COSMIC Data Analysis and Archive Center (CDAAC). The comparison showed that the mean difference
between the two results is 1.82×{10}^{-7}(rad) in the 30–60 km altitude range, where the geometric optics approximation is valid due to negligible water vapor effects. This difference is significantly lower than CDAAC's
bending angle accuracy requirement of 2×10⁻⁶ (rad), confirming the validity of the developed algorithm.
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