차세대 위성기반 보강 시스템인 Dual-Frequency Multi-Constellation (DFMC) Satellite-Based Augmentation System (SBAS)는 전리층 보정정보를 제공하는 L1 SBAS 대비 L1/L5 이중 주파수의 Ionosphere- Free (IF) 선형 조합을 통해 전리층 지연 오차를 자체적으로 제거할 수 있다. 하지만 이 방식은 사용 가능한 측정치의 수를 절반으로 줄여 측위 모델의 여유 자유도(redundancy)를 낮추고, 잡음(noise)이 증가 하는 한계를 가진다. 본 연구에서는 이러한 IF 조합의 한계를 극복하기 위한 방안으로, PPP-RTK에서 활용되는 Ionosphere-Weighted (IW) 모델을 한국의 위성기반 보강 시스템(Korea Augmentation Satellite System, KASS)에 적용하여 성능 향상을 분석하고자 한다. IW 모델은 전리층 지연 오차를 직접 추정하고, 전리층 보정정보를 가상 측정치(pseudo-observable)로 활용한다. 이를 통해 측위 모델의 강도(strength)를 높 여 위치 정확도와 보호 수준을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 다중 위성군 보정정보 생성의 기존 연구들을 활용하여 L1 KASS 기반 DFMC 보정정보를 생성하고, KASS의 L1 전리층 보정정보를 IW 기법 에 적용함으로써, 향후 개발될 KASS DFMC 시스템의 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 보였다.

Study on Positioning Models to Enhance the Performance of DFMC KASS

Jina Lee, Yongrae Jo, Donguk Kim, Cheolsoon Lim, Byungwoon Park*

The next-generation Dual-Frequency Multi-Constellation (DFMC) Satellite-Based Augmentation System (SBAS) can inherently eliminate ionospheric delay errors through the Ionosphere-Free (IF) linear combination of L1/L5 dual-frequency signals, unlike the L1 SBAS which provides ionospheric correction. However, this method has its limitations: it reduces the number of available measurements by half, which lowers the redundancy of the positioning model, and it increases measurement noise. To overcome these limitations of the IF combination, this study analyzes the performance improvement achieved by applying the Ionosphere-Weighted (IW) model, commonly used in PPP-RTK, to the Korea Augmentation Satellite System (KASS). The IW model directly estimates the ionospheric delay error and utilizes the ionospheric correction as a pseudo-observable. This strengthens the positioning model, leading to improved positioning accuracy and protection levels. Accordingly, this study generates L1 KASS-based DFMC corrections based on previous studies, applies them to the IW model along with KASS’s L1 ionospheric corrections, and shows that this method can effectively enhance the performance of the KASS DFMC system to be developed.

Keywords: L1 SBAS, DFMC SBAS, ionosphere-weighted model, pseudo-observable

Speaker 이진아 세종대학교