대류권 지연이 이중차분법을 이용한 GPS 측위에 미치는 영향 (Impact of Tropospheric Delays on the GPS Positioning with Double-difference Observables)

서지정보

· 발행기관 : 한국측량학회
· 수록지 정보 : 한국측량학회지 / 31권 / 5호 / 421 ~ 427페이지
· 저자명 : 홍창기

초록

일반적으로 GPS 데이터를 이용하여 단기선 처리를 하는 경우 대류권 지연 효과는 이중차분법에 의해 충분히 제거된다고 가정을 한다. 따라서 조정계산 모델식에서 대류권 지연 효과에 대한 미지수를 설정하지 않아도 되기 때문에 계산이 용이하다는 장점과 각종 오차요인의 제거로 인해 상대적으로 높은 측위정확도의 확보가 가능하다. 즉,변위 모니터링 등 정밀측위가 요구되는 응용분야에서는 단기선 처리를 기반으로 하는 경우가 일반적이다. 하지만기준국과 이동국의 높이 차이가 존재하는 경우 이중차분법을 사용하더라도 대류권 지연 효과가 충분히 제거되지않기 때문에 측위정확도의 저하를 가져올 수 있다.
본 연구에서는 대류권 지연 효과가 기선의 방향에 따라 측위정확도에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 대류권 지연 효과가 포함된 GPS 관측값을 시뮬레이션(simulation)을 통해 생성한 후 이중차분법을 이용한 단기선 처리로 이동국의 좌표를 계산하였다. 계산된 이동국의 좌표잔차의 분석을 통해 기선 방향에 따른 대류권 지연 영향을분석하였다. 분석 결과, 기준국과 이동국의 높이 차이가 증가함에 따라 좌표잔차에 편이가 발생하는 것으로 나타났으며 기선의 길이가 1m 증가함에 따라 0.07cm의 편이량이 계산되었다. 따라서 정밀측위를 위해서는 단기선일지라도 수직방향의 기선에 대해서는 대류권 지연 효과에 대한 충분한 고려가 있어야 한다.

영어초록

In general, it can be assumed that the tropospheric effect are removed through double-differencing technique in short-baseline GPS data processing. This means that the high-accuracy positioning can be obtained because various error sources can be eliminated and the number of unknown can be decreased in the adjustment computation procedure. As a consequence, short-baseline data processing is widely used in the fields such as deformation monitoring which require precise positioning. However, short-baseline data processing is limited to achieve high positioning accuracy when the height difference between the reference and the rover station is significant.
In this study, the effects of tropospheric delays on the determination of short-baseline is analyzed, which depends on the orientation of baseline. The GPS measurements which include tropospheric effect and measurement noises are generated by simulation, and then rover coordinates are computed by short-baseline data processing technique. The residuals of rover coordinates are analyzed to interpret the tropospheric effect on the positioning. The results show that the magnitudes of the biases in the coordinate residuals increase as the baseline length gets longer. The increasing rate is computed as 0.07cm per meter in baseline length. Therefore,the tropospheric effects should be carefully considered in short-baseline data processing when the significant height difference between the reference and rover is observed.

참고자료

· 없음