Global navigation satellite system (GNSS)은 지표 변위를 고정밀로 관측할 수 있는 도구로서, 판 운동의 시간적 변화를 분석하는 데 매우 유용한 수단으로 인정받고 있다. 1990년대 중반 이후 GNSS는 지 각 운동 연구에 본격적으로 활용되기 시작하였으며, ITRF, GTRF, BDCS와 같은 세계측지좌표계는 물론, 각 위성항법시스템의 고유 좌표계 구축에도 핵심적인 역할을 수행해 왔다. 이 논문에서는 GNSS 기 반 판 운동 특성 분석을 위해 전 세계를 54개 클러스터로 구성된 총 144개의 GNSS 관측소를 선정하였다. 2014년부터 2023년까지 10년간의 International GNSS Service (IGS) Daily RINEX 데이터를 GipsyX v2.3 소프트웨어를 이용해 GPS 궤도와 관측소 위치를 함께 추정하는 방식으로 처리하였다. 전 기간에 걸친 각 관측소의 10년간의 일간해를 이용하여 2019년 1월 1일을 기준 시점으로 좌표와 속도를 산출하고 산출된 좌표와 속도 값들은 최신 글로벌 참조 좌표계인 IGS20과 비교하였다. 그 결과, 북, 동, 수직 성분의 좌표 차이는 각각 5.3 mm, 7.3 mm, 8.9 mm였으며, 속도 차이는 각각 0.47 mm/yr, 0.19 mm/yr, 0.95 mm/yr로 나타났다. 일부 관측소에서는 IGS20과의 의미 있는 차이를 보였고, 이에 대한 상세한 분석을 수행하였다.

GPS-Based Global Plate Motion and Comparison with IGS20 Reference Frame

Joonseong Gim, Jihyun Ha, Kwan-Dong Park*

The Global Positioning System (GPS) is widely recognized as a high-precision tool for monitoring ground displacement and has proven extremely valuable in analyzing the temporal evolution of plate motions. Since the mid-1990s, Global Navigation Satellite Systems (GNSS) have been actively employed in crustal movement studies, playing a crucial role not only in establishing global geodetic reference frames such as the ITRF, GTRF, and BDCS, but also in developing proprietary coordinate systems for individual satellite navigation constellations. In this study, 144 GNSS stations were selected worldwide and grouped into 54 clusters to investigate plate motion characteristics using GNSS data. Daily RINEX data from the International GNSS Service (IGS), spanning a 10-year period from 2014 to 2023, were processed using GipsyX v2.3 software, with simultaneous estimation of GPS satellite orbits and station positions. Daily position solutions over the entire period were used to compute station coordinates and velocities, referenced to January 1, 2019. The computed values were compared with those from the latest global reference frame, IGS20. The coordinate differences in the north, east, and vertical components were 5.3 mm, 7.3 mm, and 8.9 mm, respectively, while the velocity differences were 0.47 mm/yr, 0.19 mm/yr, and 0.95 mm/yr, respectively. Some stations exhibited statistically significant deviations from IGS20, warranting further detailed analysis.

Keywords: GPS, GipsyX, precise orbit determination, velocity field, IGS20

Speaker 김준성 인하대학교