Low Earth Orbit - Position, Navigation, and Timing (LEO-PNT) 시스템에서 LEO 위성이 정확한 PNT 신호를 제공하기 위해서는 Precise Orbit Determination (POD)이 필수적이다. POD를 위한 주요 방법으로 는 위성에 탑재된 Global Navigation Satellite System (GNSS) 수신기, 지상국 추적망, 그리고 Satellite Laser Ranging (SLR) 기술이 활용된다. 최근 지상국 의존도를 줄이기 위해 고정밀 GNSS 수신기를 직접 위성 에 탑재하여 자율적으로 정밀 궤도를 추정하는 방식에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구에서는 GNSS 수신기 기반의 정밀궤도결정 수행 시 성능에 중요하게 영향을 미치는 GNSS 위성의 가용 성에 대해 분석하였다. 이를 위해 총 위성 수, 궤도면 수, 그리고 궤도 고도가 서로 다른 다양한 궤도 구성하여 시뮬레이션을 하였으며, 시뮬레이션 결과를 바탕으로 가시위성 수, 가시지속시간, 그리고 Dilution of Precision (DOP)를 활용하여 가시성 품질 지표를 산출하였다. 이 분석은 향후 LEO-PNT 시스템 설계 시 POD 성능 및 정확도 향상을 위한 기초 자료로 활용될 수 있다.

Analysis of GNSS Availability for Precise Orbit Determination of Low Earth Orbit Satellites

Jung-Tae Bae*, Jun-Hyeok Kim

In Low Earth Orbit - Position, Navigation, and Timing (LEO-PNT) system, Precise Orbit Determination (POD) is essential for ensuring that LEO satellites provide accurate PNT signals. The primary methods employed for POD include onboard Global Navigation Satellite System (GNSS) receivers, ground-based tracking networks, and Satellite Laser Ranging (SLR). Recent researches have focused on reducing burdens on ground stations by equipping satellites with high‑precision GNSS receivers capable of independently determining precise orbits in the satellite. This study analyzes GNSS availability, a critical factor influencing POD performance when utilizing GNSS receiver–based methods. To this end, simulations were conducted using various constellations with differing numbers of satellites, orbital planes, and altitudes. Based on the simulation results, visibility quality indicators were derived from the number of visible satellites, visibility duration, and Dilution of Precision (DOP). This analysis is expected to serve as reference material for enhancing POD performance and accuracy in future LEO‑PNT system designs.

Keywords: LEO-PNT, POD, GNSS

Speaker 배정태* 한화에어로스페이스