초록 ▼

○ 기존 2차원 전리층 TEC 기법 분석 및 반송파 기반 TEC 산출 기법 개발
- 기존의 GNSS 의사거리 기반 TEC 산출과 tomography 기법에 대해 분석
- GNSS 반송파 관측치 처리를 위한 오차 모델 및 필터링 기법 분석
- 반송파 이용 실시간 2차원 TEC 및 DCB (Differential Code Bias) 산출 기법 개발 및 기존 TEC 산출값과의 비교를 통한 성능 검증
○ 4차원 TEC 산출 기법 개발 및 성능 평가
- FEM을 이용한 연직방향 전리층 전자밀도 산출 기법의 개발

○ 기존 2차원 전리층 TEC 기법 분석 및 반송파 기반 TEC 산출 기법 개발
- 기존의 GNSS 의사거리 기반 TEC 산출과 tomography 기법에 대해 분석
- GNSS 반송파 관측치 처리를 위한 오차 모델 및 필터링 기법 분석
- 반송파 이용 실시간 2차원 TEC 및 DCB (Differential Code Bias) 산출 기법 개발 및 기존 TEC 산출값과의 비교를 통한 성능 검증
○ 4차원 TEC 산출 기법 개발 및 성능 평가
- FEM을 이용한 연직방향 전리층 전자밀도 산출 기법의 개발 및 검증
- TEC의 시계열 분석 및 least squares 기법을 통한 TEC 예측 기법 개발
- 2차원 TEC과 TEC 예측 기법을 통한 4차원 TEC imaging 기법의 구축
○ 현업화 가능성에 대한 기술적 평가
- 국내 16개 GNSS 관측소를 이용한 4차원 TEC 모델의 성능 평가
- 준실시간 또는 실시간 모드의 4차원 TEC 모델의 현업화 타당성 평가
- 현업 시스템 개념 설계

Abstract ▼

IV. The result of research and development
We analyzed the conventional TEC method that uses dual-frequency pseudorange measurements . As of writing this report the conventional TEC products have an uncertainty of up to 20-30 TECU. This is partly because of the inherent noise of GNSS pseudorange

IV. The result of research and development
We analyzed the conventional TEC method that uses dual-frequency pseudorange measurements . As of writing this report the conventional TEC products have an uncertainty of up to 20-30 TECU. This is partly because of the inherent noise of GNSS pseudorange measurements and also partly because of an insufficient treatment of the DCB (Differential Code Bias) that should be updated at least in a daily basis. We propose a technique to monitor and forecast the ionospheric TEC by use of the GNSS carrier-phase measurements. The Kalman filter formulation is used to estimate the ionospheric TEC and the Differential Code Bias (DCB) of the receiver simultaneously, which renders the monitoring technique to be practically calibration-free (self-calibrated). The TEC values estimated by the Kalman filter is used to feed a TEC predictor to forecast TEC time series based on a least squares harmonic analysis.
Using the real-time carrier-phase based TEC measurements, the vertical profile of electron density can be computed in real-time mode using tomographic techniques and the ionospheric tomography based on the FEM methodology has been developed in the study. The temporal variations of the vertical TEC profile is estimated by another Kalman filter. Finally by combining the TEC forecasting filter and ionospheric tomography filter a four-dimensional TEC model is developed which can be used to predict the vertical profile of the ionosphere based on the forecasted TEC obtained by a set of GNSS stations.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 8
• 목 차 ... 9
• List of Table ... 11
• List of Figure ... 12
• 제 1 장 개요 ... 14
• 1 절 배경 ... 14
• 2 절 연구의 필요성 및 목적 ... 16
• 3 절 연구의 범위 ... 17
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 18
• 제 3 장 연구 개발 수행 내용 및 결과 ... 22
• 1 절 기존 2-D TEC 산출 기법 분석 및 반송파 기반 2-D 기법 개발 ... 22
• 1. 기존 2차원 전리층 TEC 산출 기법에 대한 분석 ... 22
• 2. GNSS 반송파 위상 관측치의 오차 모델 및 필터링 기법 분석 ... 27
• 3. 기존 TEC 기법과 비교를 통한 성능 향상 검증 ... 32
• 2 절 2-D TEC 예측 기법 개발 및 연직 분포 파악을 통한 4차원 TEC 모델의 개발 ... 39
• 1. 2-D TEC forecasting 기법의 개발 ... 39
• 2. FEM을 이용한 ionospheric tomography 기법의 개발 ... 48
• 3. 3차원 전리층 Imaging ... 54
• 4. Multi-element TEC tomography ... 56
• 3 절 4차원 TEC 모델의 성능 평가 및 현업화 타당성 평가 ... 68
• 1. 4-D TEC 모델의 구현 및 성능 평가 ... 68
• 2. 현업화 타당성 평가 및 현업운용 개념 설계 ... 84
• 제 4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 89
• 1절 2012년( 1차년도) 연구목표의 달성도 ... 89
• 2절 2013년( 2차년도) 연구목표의 달성도 ... 89
• 3절 2014년( 3차년도) 연구목표의 달성도 ... 90
• 제 5장 연구개발결과의 활용계획 ... 92
• 제 6 장 참고문헌 ... 96
• 끝페이지 ... 99