GPS 데이터를 이용한 저궤도 위성의 정밀궤도결정 시스템을 개발하였으며, 그 성능을 검증하였다. 정밀궤도결정 시스템은 저궤도 위성 및 GPS 위성의 동역학모델, GPS 관측 모델, 파라미터 추정 이론에 기초한 필터로 구성된다. GPS 관측 데이터에 포함된 GPS 위성 및 수신기의 시계 오차를 제거하기 위하여, 저궤도 위성에 탑재된 GPS 수신기로부터 획득된 데이터와 ...
GPS 데이터를 이용한 저궤도 위성의 정밀궤도결정 시스템을 개발하였으며, 그 성능을 검증하였다. 정밀궤도결정 시스템은 저궤도 위성 및 GPS 위성의 동역학모델, GPS 관측 모델, 파라미터 추정 이론에 기초한 필터로 구성된다. GPS 관측 데이터에 포함된 GPS 위성 및 수신기의 시계 오차를 제거하기 위하여, 저궤도 위성에 탑재된 GPS 수신기로부터 획득된 데이터와 IGS 지상국들으로 부터 측정된 GPS 데이터를 결합하여 이중 차분을 수행하는 DGPS 기법을 적용하였다. 이온층에 의한 지연 효과를 보정하기 위한 방법들은 저궤도 위성에서 추적된 GPS 데이터의 종류에 따라서 서로 다르게 모델링하였다. 이중 주파수 L1/L2 반송파 위상 데이터를 사용할 경우, 이온층 제거 조합을 적용하였다. 단일 주파수 L1 반송파 위상 및 코드 데이터를 이용할 경우, GRAPHIC 방법을 적용하였으며, L1 반송파 위상 데이터만을 이용한다면, 본 논문에서 새롭게 개발한 이온층 총 전자 수의 비례 계수 추정 방법을 적용하였다.
본 논문에서 개발된 정밀궤도결정 소프트웨어의 성능을 검증하기 위하여, TOPEX/POSEIDON 위성과 CHAMP 위성의 실제 GPS 데이터를 이용하여 궤도를 결정하였다. TOPEX/POSEIDON 위성의 이중 주파수 반송파 위상 데이터를 이용한 결과를 통해서 미국 텍사스 오스틴 대학의 MSODP1과 JPL의 GOA II 소프트웨어와 거의 동일한 성능을 가진다는 것이 검증되었으며, CHAMP 위성의 단일 주파수데이터를 이용한 결과는 고도 500 km 이하의 저궤도 위성 경우에도 1 m RMS 이내의 위치 정밀도를 얻을 수 있다는 것을 보여준다. 특히 본 연구에서 개발된 이온층 총 전자 수의 비례 계수 추정 방법은 향후 저궤도 위성 시스템의 정밀궤도 결정에 있어서 적은 비용으로 최적의 효율을 보장할 수 있는 기술적 근거를 제시할 수 있을 것으로 사료된다. 무엇보다도 본 논문의 큰 의미는 독자적인 정밀궤도 결정 시스템이 확보되었다는 것이며, 고 정밀 지구 관측 위성의 운용 및 정밀 영상 처리 기술의 발전에 크게 이바지 할 것으로 기대된다.
GPS 데이터를 이용한 저궤도 위성의 정밀궤도결정 시스템을 개발하였으며, 그 성능을 검증하였다. 정밀궤도결정 시스템은 저궤도 위성 및 GPS 위성의 동역학모델, GPS 관측 모델, 파라미터 추정 이론에 기초한 필터로 구성된다. GPS 관측 데이터에 포함된 GPS 위성 및 수신기의 시계 오차를 제거하기 위하여, 저궤도 위성에 탑재된 GPS 수신기로부터 획득된 데이터와 IGS 지상국들으로 부터 측정된 GPS 데이터를 결합하여 이중 차분을 수행하는 DGPS 기법을 적용하였다. 이온층에 의한 지연 효과를 보정하기 위한 방법들은 저궤도 위성에서 추적된 GPS 데이터의 종류에 따라서 서로 다르게 모델링하였다. 이중 주파수 L1/L2 반송파 위상 데이터를 사용할 경우, 이온층 제거 조합을 적용하였다. 단일 주파수 L1 반송파 위상 및 코드 데이터를 이용할 경우, GRAPHIC 방법을 적용하였으며, L1 반송파 위상 데이터만을 이용한다면, 본 논문에서 새롭게 개발한 이온층 총 전자 수의 비례 계수 추정 방법을 적용하였다.
본 논문에서 개발된 정밀궤도결정 소프트웨어의 성능을 검증하기 위하여, TOPEX/POSEIDON 위성과 CHAMP 위성의 실제 GPS 데이터를 이용하여 궤도를 결정하였다. TOPEX/POSEIDON 위성의 이중 주파수 반송파 위상 데이터를 이용한 결과를 통해서 미국 텍사스 오스틴 대학의 MSODP1과 JPL의 GOA II 소프트웨어와 거의 동일한 성능을 가진다는 것이 검증되었으며, CHAMP 위성의 단일 주파수데이터를 이용한 결과는 고도 500 km 이하의 저궤도 위성 경우에도 1 m RMS 이내의 위치 정밀도를 얻을 수 있다는 것을 보여준다. 특히 본 연구에서 개발된 이온층 총 전자 수의 비례 계수 추정 방법은 향후 저궤도 위성 시스템의 정밀궤도 결정에 있어서 적은 비용으로 최적의 효율을 보장할 수 있는 기술적 근거를 제시할 수 있을 것으로 사료된다. 무엇보다도 본 논문의 큰 의미는 독자적인 정밀궤도 결정 시스템이 확보되었다는 것이며, 고 정밀 지구 관측 위성의 운용 및 정밀 영상 처리 기술의 발전에 크게 이바지 할 것으로 기대된다.
A precision orbit determination system using the GPS measurement has been developed, and its performance was verified. The precision orbit determination system consists of dynamic models for the low Earth orbiter and the GPS satellites, GPS measurement models, and parameters estimation filter.
The ...
A precision orbit determination system using the GPS measurement has been developed, and its performance was verified. The precision orbit determination system consists of dynamic models for the low Earth orbiter and the GPS satellites, GPS measurement models, and parameters estimation filter.
The DGPS technique was implemented in order to eliminate clock errors of both the GPS satellites and receivers. The DGPS technique is a method which double differences the measurements from two GPS satellites, one ground station, and a low Earth orbiting satellite at the same time. The models for correcting the error due to the ionospheric path delay were constructed according to the types of GPS data tracked from a low Earth orbiter. The ionosphere free combination method was applied for the case of using the L1/L2 carrier phase data. The GRAPHIC method was modeled for using both L1 carrier phase and code pseudo-range. The TEC scale factor estimation method, which has been developed in this research, was applied for L1 carrier phase.
The orbits of the TOPEX/POSEIDON and the CHAMP were estimated using the GPS tracking measurement from the two satellites in order to verify the performance of precision orbit determination system. The results using L1/L2 carrier phase of the TOPEX/POSEIDON satellite show that the performance of this research is of the same as that of the MSODP1 and the GOA II software. It is verified that 1 meter RMS level position accuracy for low Earth orbit below 500 km altitudes could be achieved using the single frequency GPS data of the CHAMP satellite. In particular, the TEC scale factor estimation method will be able to provide the technical base which guarantees the low cost and high performance of satellite system design in the future. The peculiar precision orbit determination system of this research will contribute to the growth of the operation for the high accuracy Earth survey satellite and of the precise image processing technique.
A precision orbit determination system using the GPS measurement has been developed, and its performance was verified. The precision orbit determination system consists of dynamic models for the low Earth orbiter and the GPS satellites, GPS measurement models, and parameters estimation filter.
The DGPS technique was implemented in order to eliminate clock errors of both the GPS satellites and receivers. The DGPS technique is a method which double differences the measurements from two GPS satellites, one ground station, and a low Earth orbiting satellite at the same time. The models for correcting the error due to the ionospheric path delay were constructed according to the types of GPS data tracked from a low Earth orbiter. The ionosphere free combination method was applied for the case of using the L1/L2 carrier phase data. The GRAPHIC method was modeled for using both L1 carrier phase and code pseudo-range. The TEC scale factor estimation method, which has been developed in this research, was applied for L1 carrier phase.
The orbits of the TOPEX/POSEIDON and the CHAMP were estimated using the GPS tracking measurement from the two satellites in order to verify the performance of precision orbit determination system. The results using L1/L2 carrier phase of the TOPEX/POSEIDON satellite show that the performance of this research is of the same as that of the MSODP1 and the GOA II software. It is verified that 1 meter RMS level position accuracy for low Earth orbit below 500 km altitudes could be achieved using the single frequency GPS data of the CHAMP satellite. In particular, the TEC scale factor estimation method will be able to provide the technical base which guarantees the low cost and high performance of satellite system design in the future. The peculiar precision orbit determination system of this research will contribute to the growth of the operation for the high accuracy Earth survey satellite and of the precise image processing technique.
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