Global Navigation Satellite System (GNSS) 위성 신호는 전리층을 통과하며 지연되기 때문에 수신기가 전리층 모델을 사용하여 신호 경로 내 총전자량(Total Electron Content, TEC)을 추정하고, 전리층 지연을 보정한다. 저궤도 위성은 전리층이 분포한 고도 안에 위치하므로, 위성 신호가 GNSS와 다르게 전리층의 일부 구간만 통과한다. 따라서 고도에 따른 전자밀도를 제공하는 NeQuick 모델이 저궤도 PNT에 적용 가능한 모델로 고려되고 있다. 본 연구에서는 저궤도 Positioning, Navigation, and Timing (PNT)에서 NeQuick 모델의 유효성과 성능을 평가하기 위해 NeQuick 보정 정보의 잔류오차를 분석하였다. 저궤도 위성이 지상 수신기와 Global Positioning System (GPS) 위성 사이에 위치하는 경우의 이중 주파수 측정치를 사용하여 저궤도 위성 하부 전리층에 대한 NeQuick 모델의 잔류오차를 분석하였다. NeQuick 모델은 2024년 1분기 동안 수직 총전자량 (Vertical TEC, VTEC) 기준 평균 2.59 TECU, 표준편차 5.59 TECU의 잔류오차를 보였다.

Analysis of Residual Ionospheric Delay in LEO Using the NeQuick Correction Model

Ji-Min Do, Gihun Nam, Jiyun Lee*

Because signals transmitted from Global Navigation Satellite System (GNSS) satellites are delayed as they pass through the ionosphere, receivers estimate Total Electron Content (TEC) along the signal path using ionosphere models to remove ionospheric delay. However, since Low Earth Orbit (LEO) satellites are located within the ionosphere, their signals traverse only the bottom-side ionosphere below the LEO satellite. The NeQuick model, which provides electron density as a function of altitude, is considered as a suitable model for LEO Positioning, Navigation, and Timing (PNT). To evaluate the validity and performance of the NeQuick model for LEO PNT, the analysis of residual ionospheric delay is necessary. In this study, we analyze the residual errors of the NeQuick model for the bottom-side ionosphere using dual-frequency measurements from cases where the line-of-sight vectors of LEO and Global Positioning System (GPS) satellites are co-located. For the first quarter of 2024, vertical TEC residual of NeQuick model has a mean of 2.59 TECU and a standard deviation of 5.59 TECU.

Keywords: LEO, ionospheric delay, PNT, NeQuick

Speaker 도지민 한국과학기술원