Journal of Advanced Navigation Technology (한국항행학회논문지)

The Korean Navigation Institute (한국항행학회)
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An Analysis on the Long-Term Variation of the GPS Broadcast Ephemeris Errors

GPS 방송궤도력 오차의 장기간 변화 분석

  • Kim, Mingyu (School of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ;
  • Kim, Jeongrae (School of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University)
  • 김민규 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부) ;
  • 김정래 (한국항공대학교 항공우주 및 기계공학부)
  • Received : 2014.09.08
  • Accepted : 2014.10.07
  • Published : 2014.10.30
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Abstract

GPS satellite positions can be obtained from the navigation message transmitted from the GPS satellite. In this paper, the accuracy of broadcast orbit and clock are analyzed by comparing with the NGA precise ephemeris. For analyzing global and local orbit errors in 2004 to 2013, GPS satellite visibilities are calculated in Korea. Local RMS of 3D orbit error and SISRE are 4 cm and 3 cm less than global RMS of 3D orbit errors and SISRE. Orbit and clock errors are calculated for each GPS satellite Block for 10 years. SISRE of Block IIA satellites are 2.8 times greater than Block IIF satellites. The correlation between orbit errors and shadow condition is analyzed. The orbit errors in shadow is 2.1% higher than that in sunlight. Correlation analysis between the orbit errors and solar/geomagnetic index shows that orbit errors has a high correlation with from 2004 to 2008. However, the correlation became low since 2009.

GPS 위성의 궤도는 GPS에서 송신하는 항법메시지를 이용하여 계산할 수 있는데, 본 논문에서는 미국 NGA 정밀궤도력을 실제 궤도로 가정하고 방송궤도력으로 계산한 위성궤도 및 시계와의 차이를 계산하였다. 2004년부터 2013년까지 전 세계와 한반도에서의 궤도오차를 파악하기 위해 한반도에서 관측되는 위성을 별도로 계산하였다. 그 결과 한반도에서 궤도오차가 4 cm, 의사거리 오차가 3 cm 더 작았다. 10년간 GPS 위성의 종류별 궤도오차를 계산하였는데, Block IIA와 IIF의 SISRE 오차가 2.8배 차이가 나는 것을 확인하였다. 위성의 궤도오차와 그림자조건의 상관관계를 분석하였으며 그림자 내부에 있을 때 궤도오차가 2.1% 더 크게 나타났다. 태양활동 및 지자기활동과의 상관관계 분석도 수행하였는데, 2004년부터 2008년까지는 F10.7과 궤도오차가 큰 상관관계를 가지고 있지만 2009년부터 상관관계가 낮아지는 것으로 나타났다.

Keywords

References

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