정밀력(Precise Ephemeris)

1. 정밀력

정밀력(Precise Ephemeris)은 실제 위성의 궤적으로서 지상추적국에서 위성전파를 수신하여 계산된 정밀한 궤도정보로서 후처리 방식의 정밀 기준점 측량시 적용된다.

1) 궤도력의 종류

GPS 위성의 궤도정보(Ephemeris, 위성력)는 GPS측위의 정확도를 좌우하는 중요한 사항으로서 방송력과 정밀력으로 구분된다. 

① 방송궤도력

방송력은 사전에 계산되어 위성에 입력한 예보궤도로서 실제 운행궤도보다 정확도가 낮다. 방송력은 위성전파를 수신하지 않고도 획득가능하다. GPS 위성에서는 주관제국에서 제공하는 예측치의 궤도력을 사용자에게 전달하는데(방송 궤도력, Broadcast Ephemeris) 여기에는 약 3m의 오차가 있는 것으로 평가되고 있다. 이 때문에 방송 궤도력을 이용할 경우에는 0.1 ppm에 이르는 정밀도의 확보가 어려워 기선벡터의 정밀 결정에는 부적합한 면이 있다.

② 정밀궤도력

정밀력은 GPS 위성의 항법메시지 중 궤도정보로서 정밀도가 부족한 때에는 별도 지상 추적망에 의하여 GPS 위성의 고정도 궤도추적을 말한다. 이를 바탕으로 양질의 궤도 요소를 계산한다. 이를 정밀 궤도력이라 한다.

 

 

IGS에서 가장 빠르게 제공하는 초신속 궤도력(Ultra-Rapid)은 3~9시간이 지난뒤 파일이 생성되며 파일이 생성된 시간을 기준으로 과거 24시간과 미래 24시간에 대한 위성정보가 포함된다. 미래 시간에 대한 위성정보는 예측된 값이기 때문에 정확도가 10cm 수준이며, 예측 시간이 길어질수록 정확도가 저하되는 특징이 있다.

IGS는 보다 신속하고 정확한 위성 정보를 생성하기 위해 2001년 “IGS Real-Time Working Group”을 발족하였으며, 전 세계에 분포된 IGS 관측소에서 실시간으로 데이터를 수집 및 분석할 수 있는 환경을 구축하였다. 이를 바탕으로 각 GPS 분석 센터에서는 전지구에서 수집된 실시간 관측 데이터를 이용하여 보다 신속하고 정확하게 위성 관련 정보를 결정할 수 있는 다양한 연구를 진행할 수 있게 되었다. 실시간 위성궤도 및 시계오차를 결정하기 위한 다양한 연구가 진행되면서 모호정수를 실시간으로 결정할 수 있는 자료처리 기술이 발달하게 되 었으며, 이와 더불어 SSR 개념의 보정정보가 등장하고 RTCM 표준화 작업이 진행됨으로써 IGS는 표준화된 SSR 보정정보를 실시간 제공하는 서비스를 시작하게 되었다.

 

2) 정밀궤도력의 이용방법

정밀 궤도력(Precise Ephemeris)을 IGS(International GPS service for Geodynamics)가 전 세계에 산재한 약 110개소에서 취득한 관측자료를 후처리하여 발표하고 있다. 이 때문에 정밀 궤도력은 별도의 컴퓨터 네트워크를 통하여 IGS로부터 제공받아야 하고, 약 11일 정도를 기다려야 하는 불편이 있다. 따라서 GPS 관측 자료의 처리에 있어, 방송 궤도력과 정밀 궤도력 중에서 어떤 한 것을 사용할 것인가에 대해서는 기선장과 요구정밀도, 그리고 성과산출의 시급성에 따라 적절한 판단을 내려야 한다.

 

① 정밀궤도력 파일 구조

OLD Product 명명규칙:  IGS14481.SP3

AAA	정밀궤도력 분석 센터
WWWW	GPS week
D	day of week (0:일, 1:월, 2:화, 3:수, 4:목, 5:금, 6:토)
TYP	정밀궤도력 파일의 확장명
.Z	Compressed file

New Product 명명규칙:  AAAVPPPTTT_YYYYDDDHHMM_LEN_SMP_[SSSSMRCCC_]CNT.FMT[.gz]

AAA	정밀궤도력 분석 센터 (COD, EMR, ESA, GFZ, GRG, IGS, JAX, JPL, MIT, NGS, SIO, SHA, WUH)
V	Version/Solution indentifier (0-9)
PPP	Campaign/Project specification
TTT	Solution type identifier
YYYYDDDHHMM	Product intended nominal start epoch
LEN	intended(nominal) product period.
SMP	Temporal product sampling resolution
CNT	Content type
[SSSSMRCCC]	Station identifier, optional
FMT	File format
[.gz]	Compression method extension

 

② 정밀 궤도력 사이트

IGS 사이트 접속(https://igs.org)