Global Navigation Satellite System (GNSS) 수신기의 성능을 검증하기 위한 시험 환경 구성 시, 실 환경과 유사한 위성신호 조건을 재현하는 것이 중요하다. 특히 Receiver Independent Exchange Format (RINEX)는 다양한 수신기에서 수집된 위성항법 원시 데이터를 표준화된 포맷으로 제공함으로써, 실제 측정 환경을 시뮬레이터에 적용할 수 있는 강력한 수단이 된다. 본 연구에서는 이러한 RINEX 데이 터를 기반으로 위성신호를 시뮬레이터에 장입 하여 수신기의 항법 성능을 시험하고, 그 정밀도를 분석하였다. 시험은 특정 기준 시각으로부터 24시간 동안 Global Positioning System (GPS) 및 Global Navigation Satellite System (GLONASS)의 하루치 RINEX 관측 및 항법 데이터를 활용하여 수행되었으며, 위성 Ephemeris는 동일한 날짜 기준으로 적용하였다. 위성 고도각은 5도 이상으로 설정하였고 Satellite- Based Augmentation System (SBAS) 시퀀스는 실시간 로그 데이터를 활용하여 구성하였으며 Ionospheric mask는 표준 모델에 따라 반영하였다. 시험 결과 초기시간 동안은 항법이 정상적으로 수행되었으나 이 후 (Root Mean Square) RMS 오차가 급격하게 변하였다. 이러한 결과는 시뮬레이터에 RINEX와 Ephemeris 정보만을 입력하고 해당시간대의 YUMA/Almanac과 같은 위성의 궤도 데이터를 포함하지 않았기 때문 으로 판단된다. 이로 인해 수신기 내부에서 위성 또는 궤도 계산에 오류가 발생하였음을 확인하였다. 본 연구는 RINEX 기반 위성신호 시뮬레이션을 통해 실제 환경을 모사할 수 있음을 확인하는 한편, 시 뮬 레이션의 정확성과 정상 항법의 연속성을 위해서는 추가적인 위성 정보의 반영이 필요하다. 향후 연구에서는 YUMA/Almanac 데이터를 포함한 시뮬레이션을 수행하여 그 효과를 정량적으로 비교·분석할 계 획이다.

Accuracy Analysis and Test Application of RINEX-based Satellite Signal Simulation

Tae-Oh Kim*, Yong-Jun Park

In constructing a test environment for Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver evaluation, accurately reproducing satellite signal conditions similar to real-world environments is essential. Receiver Independent Exchange Format (RINEX) provides standardized observation and navigation data collected from various GNSS receivers, enabling the realistic simulation of satellite signals using actual environmental conditions. This study investigates the feasibility and accuracy of satellite signal simulation based on RINEX data and its applicability in performance testing. The test was conducted over a 24- hour period using RINEX observation and navigation data for Global Positioning System (GPS) and Global Navigation Satellite System (GLONASS) corresponding to a specific simulation date. Satellite ephemeris data were applied for the same date, with a minimum elevation angle of 5 degrees. Satellite-Based Augmentation System (SBAS) Sequences were incorporated using live logged data, and an ionospheric mask was configured according to standard models. During the initial period, the GNSS receiver successfully maintained navigation solutions. However leading to a loss of navigation fix and a failure to apply SBAS corrections. A noticeable increase in RMS errors was also observed during this period. These anomalies are presumed to have resulted from the absence of supplementary satellite prediction data-such as YUMA or Almanac files-in the simulation setup. Without this additional data, the receiver may have utilized outdated or incorrect satellite information, causing navigation degradation. This study demonstrates the utility of RINEX-based satellite signal simulation for GNSS receiver testing and highlights the limitations when auxiliary satellite prediction data is excluded. Future work will involve incorporating YUMA and Almanac data into the simulation to evaluate their impact on navigation accuracy and continuity in a quantifiable manner.

Keywords: RINEX, YUMA, almanac

Speaker 김태오* 단암시스템즈