KR101486329B1 - 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치 및 그 방법 - Google Patents

지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 성능 등급에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차를 산출하는 잔여 오차 산출부, 지상기반 위성항법 보강 시스템의 VHF 데이터 방송 신호에 포함된 B-value 데이터를 이용하여 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출하는 제1 표준 편차 산출부, GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 CMC(Code-Minus-Carrier) 값을 산출하고, 상기 CMC 값을 이용하여 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 제2 표준 편차 산출부, 및 상기 위성 고도각별 잔여 오차와 상기 B-value 표준 편차 및 상기 CMC 표준 편차를 비교하여 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 요구 성능을 만족하는지 여부를 판단하는 성능 평가부를 포함한다.

Description

지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR EVALUATE GROUND BASED AUGMENTATION SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 의사거리영역의 정확도 성능 평가를 향상시킬 수 있는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
항공기의 정밀 접근 및 착륙을 위하여 계기 착륙 시스템(Instrumental Landing System, ILS) 기술이 사용되고 있다. 계기 착륙 시스템은 항공기의 접근이나 착륙을 위하여 지상에 설치된 시설에서 지향성 전파를 발생시켜 활주로의 진입 방향, 각도, 거리 등을 항공기에 지시하는 기술이다.
계기 착륙 시스템은 활주로 중심선의 지시 정보를 제공하는 로컬라이저(localizer), 착륙 활공각 정보를 제공하는 글라이드 패스(glide path) 및 위치 정보를 제공하는 마커 비콘(maker beacon)을 포함한다.
로컬라이저는 지상에 설치된 발신기와 항공기에 설치된 수신기가 한 쌍이 되어 108~112MHz의 주파수 반송파를 90~150Hz에 변조한 2개의 전파를 내어 그 교점이 중심 착륙 진입로가 되게 하여 활주로에 접근하는 항공기에 활주로 중심선을 제공해 주는 기능을 수행한다.
글라이드 패스는 항공기의 착륙 진입 경로 또는 그 진입 경로를 지시하는 계기이며 활주로에 착륙하기 위하여 접근중인 항공기에게 가장 안전한 활공각 정보를 제공하는 기능을 수행한다.
마커 비콘은 항공기가 항공로 또는 계기 진입 경로 비행 중에 조종사에게 특정 지점의 통과를 알리기 위한 기능을 수행하며 지상의 마커 비콘과 항공기의 수신 장치로 구성된다.
이러한 계기 착륙 시스템의 성능은 뛰어나지만 지상에 각 활주로 별로 로컬라이저, 글라이드 패스 및 마커 비콘 등의 시설이 설치되어 있어야 하는 지상 고착형 시스템이기 때문에 막대한 설치비용이 소요될 뿐만 아니라 넓은 공간을 필요로 한다. 산악 지형이 많은 지역의 소형 공항에서는 계기 착륙 시스템의 설치 및 운용이 곤란한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 GPS(Global Positioning System) 신호를 이용하여 항공기에 정밀 위치 서비스(positioning service) 및 정밀 접근 서비스(approach service)를 제공하는 지상기반 위성항법 보강 시스템(Ground Based Augmentation System, 이하 GBAS)이 개발되어 운용되고 있다.
GBAS 지상시스템은 장비의 설치 이후 주기적으로 지상시험 및 비행시험을 통해 장비의 기능 및 성능을 점검하도록 하고 있다. 의사거리영역(pseudo range domain)의 정확도 성능 평가는 GBAS 지상시스템에 대한 지상시험의 평가 항목 중 하나로서, 주기적인 성능 평가가 요구된다.
의사거리영역의 정확도 성능 평가는 B-value 분석 기법을 이용하여 수행되고 있다. B-value 분석 기법은 GBAS 지상시스템에서 실제 방송되는 B-value 값을 최소 24시간 이상 수집하여 분석 및 평가하는 방법이다. B-value 분석 기법은 별도의 복잡한 데이터 처리 없이 간단한 분석 과정을 통해 평가가 가능하고 GPS의 L1 반송파 신호만을 이용하여 평가가 가능하다는 장점이 있다.
그러나 B-value 분석 기법은 최소 24시간 동안 방송된 B-value 데이터를 수집하고 후처리를 통해서만 평가가 가능하고 의사거리영역의 오차를 발생시키는 특정 오차 요인 및 정확한 오차 값의 크기를 추정하기가 어렵다는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 B-value 분석 기법의 단점을 보완하여 의사거리영역의 정확도 성능 평가를 향상시킬 수 있는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 성능 등급에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차를 산출하는 잔여 오차 산출부, 지상기반 위성항법 보강 시스템의 VHF 데이터 방송 신호에 포함된 B-value 데이터를 이용하여 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출하는 제1 표준 편차 산출부, GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 CMC(Code-Minus-Carrier) 값을 산출하고, 상기 CMC 값을 이용하여 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 제2 표준 편차 산출부, 및 상기 위성 고도각별 잔여 오차와 상기 B-value 표준 편차 및 상기 CMC 표준 편차를 비교하여 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 요구 성능을 만족하는지 여부를 판단하는 성능 평가부를 포함한다.
상기 지상기반 위성항법 보강 시스템의 VHF 데이터 방송 신호를 수신하는 VDB 수신기를 더 포함할 수 있다.
상기 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 수신하는 적어도 하나의 GPS 수신기를 더 포함할 수 있다.
상기 VDB 수신기로부터 상기 VHF 데이터 방송 신호에 포함된 B-value 데이터를 전달받고, 상기 적어도 하나의 GPS 수신기로부터 상기 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 전달받아 저장하는 데이터 수집부를 더 포함할 수 있다.
상기 B-value 데이터, 상기 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 24시간 단위로 구분하고, 24시간 단위로 구분된 B-value 데이터를 상기 제1 표준 편차 산출부에 전달하고, 24시간 단위로 구분된 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 상기 제2 표준 편차 산출부에 전달하는 데이터 분배부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 표준 편차 산출부는 상기 24시간 단위로 구분된 B-value 데이터로부터 B-value 샘플을 추출하고, 상기 B-value 샘플을 위성 고도각에 따라 분류하고, 상기 B-value 샘플을 이용하여 위성 고도각 별로 B-value의 분산값을 산출하여 상기 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출할 수 있다.
상기 제1 표준 편차 산출부는 상기 B-value의 분산값이 일정한 신뢰도를 갖도록 하는 분산의 스케일 팩터를 산출하고, 상기 B-value의 분산값에 상기 스케일 팩터를 곱하여 일정 신뢰도를 갖는 B-value의 분산값을 산출할 수 있다.
상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분을 수행하고, 상기 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 전리층 지연량을 산출하고, 상기 전리층 지연량을 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분에 적용하여 상기 CMC 값을 산출할 수 있다.
상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 적어도 하나의 GPS 수신기 별로 GPS의 L1 반송파 신호의 코드에 대해 스무딩을 수행한 후 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분을 수행할 수 있다.
상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분에서 상기 L1 반송파 신호의 모호정수를 제거할 수 있다.
상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 CMC 값으로부터 CMC 샘플을 추출하고, 상기 CMC 샘플을 위성 고도각에 따라 분류하고, 상기 CMC 샘플을 이용하여 위성 고도각 별로 CMC의 분산값을 산출하여 상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출할 수 있다.
상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 CMC의 분산값이 일정한 신뢰도를 갖도록 하는 분산의 스케일 팩터를 산출하고, 상기 CMC의 분산값에 상기 스케일 팩터를 곱하여 일정 신뢰도를 갖는 상기 CMC의 분산값을 산출할 수 있다.
상기 지상기반 위성항법 보강 시스템의 성능 등급은 Letter A, B, C로 나뉘고, 각 성능 등급에 따라 5개의 파라미터가 결정되며, 상기 위성 고도각 별 잔여 오차는 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템의 GPS 수신기의 개수 및 상기 5개의 파라미터에 의해 결정될 수 있다.
상기 성능 평가부는 상기 B-value 표준 편차가 상기 위성 고도각별 잔여 오차보다 작거나 같은 경우 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 제1 요구 성능을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 성능 평가부는 상기 CMC 표준 편차가 상기 위성 고도각별 잔여 오차보다 작거나 같은 경우 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 제2 요구 성능을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 성능 평가부는 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 상기 제1 요구 성능 및 제2 요구 성능을 모두 만족하는 경우에 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 최종적 요구 성능을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 방법은 지상기반 위성항법 보강 시스템의 성능 등급에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차를 산출하는 단계, 지상기반 위성항법 보강 시스템의 VHF 데이터 방송 신호에 포함된 B-value 데이터를 이용하여 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출하는 단계, GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 CMC 값을 산출하고, 상기 CMC 값을 이용하여 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계, 및 상기 위성 고도각별 잔여 오차와 상기 B-value 표준 편차 및 상기 CMC 표준 편차를 비교하여 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 요구 성능을 만족하는지 여부를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 지상기반 위성항법 보강 시스템의 성능 등급은 Letter A, B, C로 나뉘고, 각 성능 등급에 따라 5개의 파라미터가 결정되며, 상기 위성 고도각 별 잔여 오차는 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템의 GPS 수신기의 개수 및 상기 5개의 파라미터에 의해 결정될 수 있다.
상기 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출하는 단계는, 상기 B-value 데이터를 24시간 단위로 구분하는 단계, 상기 24시간 단위로 구분된 B-value 데이터로부터 B-value 샘플을 추출하는 단계, 상기 B-value 샘플을 위성 고도각에 따라 분류하는 단계, 및 상기 B-value 샘플을 이용하여 위성 고도각 별로 B-value의 분산값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출하는 단계는, 상기 B-value의 분산값이 일정한 신뢰도를 갖도록 하는 분산의 스케일 팩터를 산출하는 단계, 및 상기 B-value의 분산값에 상기 스케일 팩터를 곱하여 일정 신뢰도를 갖는 B-value의 분산값을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계는, 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분을 수행하는 단계, 상기 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 전리층 지연량을 산출하는 단계, 및 상기 전리층 지연량을 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분에 적용하여 상기 CMC 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계는, 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분을 수행하기 이전에 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드에 대해 스무딩을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계는, 상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분에서 상기 L1 반송파 신호의 모호정수를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계는, 상기 CMC 값으로부터 CMC 샘플을 추출하는 단계, 상기 CMC 샘플을 위성 고도각에 따라 분류하는 단계, 및 상기 CMC 샘플을 이용하여 위성 고도각 별로 CMC의 분산값을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계는, 상기 CMC의 분산값이 일정한 신뢰도를 갖도록 하는 분산의 스케일 팩터를 산출하는 단계, 및 상기 CMC의 분산값에 상기 스케일 팩터를 곱하여 일정 신뢰도를 갖는 상기 CMC의 분산값을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 요구 성능을 만족하는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 B-value 표준 편차가 상기 위성 고도각별 잔여 오차보다 작거나 같은 경우 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 제1 요구 성능을 만족하는 것으로 판단하는 단계, 상기 CMC 표준 편차가 상기 위성 고도각별 잔여 오차보다 작거나 같은 경우 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 제2 요구 성능을 만족하는 것으로 판단하는 단계, 및 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 상기 제1 요구 성능 및 제2 요구 성능을 모두 만족하는 경우에 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 최종적 요구 성능을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
GBAS 지상시스템의 의사거리영역의 정확도 성능 평가시에 B-value 분석 기법 이외에 CMC(Code-Minus-Carrier) 분석 기법을 추가함으로써 성능 평가의 정확성을 향상시킬 수 있다.
또한, 단순 1회성의 후처리 평가가 아닌 상시 성능 모니터링 알고리즘을 이용하여 준 실시간 성능 평가가 이루어질 수 있다. 준 실시간 성능 평가 결과는 GBAS 지상시스템을 관리 및 유지 보수하는 관리자 및 관제사들에게 제공될 수 있고, GBAS 지상시스템의 관리 측면에서 매우 유용하게 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 B-value 표준 편차를 산출하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMC 표준 편차를 산출하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, GBAS 평가 장치(100)는 VDB 수신기(101), GPS 수신기(102), 데이터 수집부(103), 데이터 분배부(104), 잔여 오차 산출부(105), 제1 표준 편차 산출부(106), 제2 표준 편차 산출부(107) 및 성능 평가부(108)를 포함한다.
VDB 수신기(101)는 GBAS 지상시스템의 VHF 데이터 방송(VHF Data Broadcast, 이하 VDB) 신호를 수신한다. VDB 수신기(101)는 VDB 신호에 포함된 B-value 데이터를 데이터 수집부(103)에 전달한다.
GPS 수신기(102)는 GPS의 L1 반송파 및 L2 반송파의 이중주파수 신호를 2Hz 간격으로 수신한다. GPS 수신기(102)는 GBAS 지상시스템의 기준국의 GPS 수신기일 수 있다. 또는 GPS 수신기(102)는 GBAS 지상시스템의 기준국의 GPS 수신기와 별도로 마련될 수도 있다. GPS 수신기(102)는 기준국의 수신 안테나로부터 GPS의 L1 반송파 및 L2 반송파의 이중주파수 신호를 수신할 수 있다. GPS 수신기(102)는 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 데이터 수집부(103)에 전달한다. GPS 수신기(102)는 복수개로 마련될 수 있으며, 복수의 GPS 수신기(102) 각각이 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 데이터 수집부(103)에 전달할 수 있다.
데이터 수집부(103)는 VDB 수신기(101)로부터 수신되는 B-value 데이터 및 GPS 수신기(102)로부터 수신되는 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 실시간으로 저장한다. 데이터 수집부(103)는 복수의 GPS 수신기(102) 각각으로부터 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호의 의사거리(pseudo range) 정보 및 반송파(carrier) 정보를 수집할 수 있다.
데이터 분배부(104)는 데이터 수집부(103)에 저장된 B-value 데이터, GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 24시간(1일) 단위로 구분한다. 데이터 분배부(104)는 제1 표준 편차 산출부(106)에 24시간 단위로 구분된 B-value 데이터 또는 L1 반송파 신호를 전달한다. 데이터 분배부(104)는 제2 표준 편차 산출부(107)에 24시간 단위로 구분된 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 전달한다.
잔여 오차 산출부(105)는 GBAS 지상시스템의 성능 등급(Ground Accuracy Designator, 이하 GAD)에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00001
)를 산출한다.
제1 표준 편차 산출부(106)는 24시간 단위로 구분된 B-value 데이터를 이용하여 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출한다.
제2 표준 편차 산출부(107)는 24시간 단위로 구분된 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 CMC(Code-Minus-Carrier) 값을 산출하고, 산출된 CMC 값을 이용하여 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출한다.
성능 평가부(108)는 위성 고도각 별 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00002
)와 B-value 표준 편차 및 CMC 표준 편차를 비교하여 GBAS 지상시스템이 요구 성능을 만족하는지 여부를 판단한다.
먼저, GBAS 지상시스템의 GAD에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00003
)를 산출하는 과정에 대하여 설명한다.
GPS 수신기(102)는 GPS 위성 신호로부터 수신된 신호를 이용하여 의사거리(pseudo range) 정보를 생성한다. 생성된 의사거리 정보에는 위성시계오차(satellite clock offset), 대류층 지연오차(troposphere delay), 전리층 지연오차(ionosphere delay), 수신기 시계오차(receiver clock offset), 다중경로오차(multipath) 및 수신기 열잡음(thermal noise) 등 다양한 오차 성분이 포함된다. 이러한 오차 성분이 포함된 의사거리 정보를 이용하여 계산된 GPS 위치 정보는 오차 성분의 크기에 따라 일정한 위치 오차를 가지게 된다.
GBAS 지상시스템은 지상에서 현재 방송되고 있는 GPS 신호에 포함된 오차 성분(PRC)을 추정하여 항공기에 전송해 준다. 항공기에 장착된 GPS 수신기는 PRC를 수신하여 GPS 오차 성분을 보정함으로써 보다 정확한 위치 정보를 얻을 수 있다. 위치 정보의 정확도 향상을 위해서는 보다 정확한 PRC 값이 추정되어 제공되어야 한다. 잘못된 PRC 값이 제공될 경우, 항공기 위치 정보에 오차가 발생하게 되고, 이는 항공기 안전에 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 따라서, GBAS 시스템은 항상 PRC 정보를 제공할 때 PRC 정보에 포함된 오차 성분도 함께 추정하여 제공하고 있다.
PRC는 GPS 위성과 GPS 수신기 간의 기하학적 거리(geometric range)에 GPS 수신기에서 측정된 GPS 위성과 수신기 간의 의사거리(pseudo range)를 차분한 후 GPS 위성시계오차 및 수신기 시계오차를 보정한 값(PRCsca)으로 산출될 수 있다. 이때, PRC는 전리층 지연오차, 대류층 지연오차, 다중경로오차, 수신기 열잡음 등 다양한 GPS 의사거리 오차 성분, 즉 PRC 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00004
)가 포함하게 된다.
PRC 오차 성분은 GBAS 시스템의 지상국에서 제공하는 PRC 정보에 포함된 오차 성분으로, 결국 GBAS 기준국의 GPS 수신기와 항공기 내에 장착된 GPS 수신기 간에 공통되지 않은 오차 성분을 의미한다. PRC 오차 성분에는 앞서 언급한 GPS 오차 성분들 중에서 다중경로오차, 수신기 열잡음, 수신기 트랙킹 오차 등이 포함될 수 있다.
한편, GBAS 지상시스템은 PRC 값에 포함된 노이즈 성분에 대한 영향을 최소화하기 위해 GPS의 L1 반송파 신호에 포함된 코드(code) 정보와 반송파 정보를 이용하여 스무딩(smoothing)된 PRC 값을 사용할 수 있다.
수학식 1은 GPS 위성시계오차가 보정된 PRC 값(PRCcsc)을 나타낸다.
Figure 112013114925077-pat00005
여기서, R은 GPS 위성과 GPS 수신기 간의 기하학적 거리, Pcsc는 코드 정보와 반송파 정보를 이용하여 스무딩된 PRC 값, Δt는 위성시계오차, c는 광속을 나타낸다.
수학식 2는 코드 정보와 반송파 정보를 이용하여 스무딩된 PRC 값(Pcsc)을 나타낸다.
Figure 112013114925077-pat00006
여기서, Pcscn은 스무딩된 PRC 값, Pcscn-1은 이전에 스무딩된 PRC 값, P는 원시 의사거리보정정보, λ는 L1 반송파의 파장, φn은 반송파, φn-1은 이전 반송파, α는 스무딩 상수에 따른 가중치를 나타낸다.
수학식 3은 GPS 위성시계오차 및 수신기 시계오차가 보정된 PRC 값(PRCsca)을 나타낸다. 이는 GPS 수신기에서 생성된 의사거리보정정보(PRCsca)가 된다.
Figure 112013114925077-pat00007
여기서, i는 위성 인덱스, j는 GBAS 기준국의 GPS 수신기 인덱스, ki는 GPS 위성 고도각에 따른 가중치를 나타낸다.
기준국의 각 GPS 수신기에서 생성된 의사거리보정정보(PRCsca)를 평균함으로써 GBAS 기준국에서 생성하여 항공기로 제공되는 각 GPS 위성 별 의사거리보정정보(PRCTX)가 산출될 수 있다.
수학식 4는 GBAS 기준국에서 생성하여 항공기로 제공되는 각 GPS 위성 별 의사거리보정정보(PRCTX)를 나타낸다.
Figure 112013114925077-pat00008
여기서, i는 위성 인덱스, j는 GBAS 기준국의 GPS 수신기 인덱스, M은 의사거리보정정보(PRCTX) 계산에 사용된 기준국의 GPS 수신기의 총 개수, Si는 i번째 위성에 대한 유효한 의사거리정보를 가진 기준국 GPS 수신기 세트를 나타낸다.
B-value 정보는 각 GPS 위성 별로 산출되며, 특정 GPS 위성에 대해 GBAS 기준국에서 생성된 의사거리보정정보(PRCTX)를 기준으로 각 GPS 수신기에서 생성된 해당 위성의 PRC 정보의 평균을 차분함으로써 산출될 수 있다.
수학식 5는 B-value (B(i,j)) 정보를 나타낸다.
Figure 112013114925077-pat00009
여기서, i는 위성 인덱스, j는 GBAS 기준국의 GPS 수신기 인덱스, M은 의사거리보정정보(PRCTX) 계산에 사용된 기준국의 GPS 수신기의 총 개수, Si는 i번째 위성에 대한 유효한 의사거리 정보를 가진 기준국 GPS 수신기 세트를 나타낸다.
이와 같이, B-value는 GBAS 지상시스템에서 제공하는 의사거리보정정보(PRCTX)에 포함된 오차를 정확히 추정한 것이 아니라, 위와 같이 대략적인 편차를 구하고 그 값이 PRC 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00010
)와 거의 일치할 것이다는 가정하에 구해지고, GAD 평가에 활용된다. 이때, PRC 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00011
)는 GBAS 지상시스템에서 생성된 의사거리보정정보(PRCsca)에 대한 잔여 오차 성분이 된다.
GBAS 기준국에서 생성하여 항공기로 제공되는 각 GPS 위성 별 의사거리보정정보(PRCTX)의 정확도에 따라 GBAS 지상시스템의 GAD가 Letter A, B, C로 나뉘고, 각 GAD에 따라 5개의 파라미터(θ0, θi, a0, a1, a2)값이 결정된다.
표 1은 GAD에 따른 파라미터를 나타낸다.
Figure 112013114925077-pat00012
GAD에 따라 결정되는 5개의 파라미터 정보를 이용하여 GBAS 지상시스템에서 제공하는 위성고도 별 의사거리보정정보(PRCTX)의 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00013
)가 결정될 수 있다.
수학식 6은 위성고도 별 의사거리보정정보(PRCTX)의 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00014
)를 나타낸다.
Figure 112013114925077-pat00015
여기서, M은 GBAS 지상시스템의 기준국의 GPS 수신기의 개수, i는 GPS 위성 인덱스, θi 는 GPS 위성의 고도각을 나타낸다.
이와 같이, 잔여 오차 산출부(105)는 표 1 및 수학식 6을 이용하여 GAD에 따라 위성고도 별 의사거리보정정보(PRCTX)의 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00016
)를 산출할 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 B-value 데이터를 이용하여 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출하는 과정에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 B-value 표준 편차를 산출하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 제1 표준 편차 산출부(106)는 24시간 단위로 구분된 B-value 데이터로부터 B-value 샘플을 추출하고, B-value 샘플을 위성 고도각에 따라 분류한다(S110). 이때, 제1 표준 편차 산출부(106)는 200초 간격으로 독립된 B-value 샘플을 추출할 수 있다.
제1 표준 편차 산출부(106)는 B-value 샘플을 이용하여 위성 고도각 별로 B-value 값의 평균 및 분산을 산출한다(S120).
제1 표준 편차 산출부(106)는 산출된 B-value 분산값이 일정한 신뢰도를 갖도록 하는 분산의 스케일 팩터(scale-factor)를 산출한다(S130). B-value 분산값의 신뢰도는 대략 95%로 정해질 수 있다.
수학식 7은 분산의 스케일 팩터(scale-factor)를 나타낸다.
Figure 112013114925077-pat00017
여기서,
Figure 112013114925077-pat00018
는 각 위성고도각 별 B-value 샘플의 수,
Figure 112013114925077-pat00019
는
Figure 112013114925077-pat00020
의 자유도를 갖는 x2의 α 백분위수(percentile)를 나타낸다.
제1 표준 편차 산출부(106)는 산출된 B-value 분산값에 스케일 팩터를 곱하여 일정 신뢰도의 B-value 분산값을 산출한다(S140). 즉, 대략 95%의 신뢰도를 갖는 B-value 분산값이 산출될 수 있다.
제1 표준 편차 산출부(106)는 B-value 분산값으로부터 각 GPS 수신기 별 위성고도각에 따른 B-value 표준 편차를 산출한다(S150).
수학식 8은 B-value 분산값으로부터 각 GPS 수신기 별 위성고도각에 따른 B-value 표준 편차(RMSpr_gnd)를 산출하는 수식이다.
Figure 112013114925077-pat00021
여기서, M은 GBAS 지상시스템의 기준국의 GPS 수신기의 개수, N은 위성고도각 별 B-value 샘플의 수, σB는 B-value 분산값을 나타낸다.
다음으로, 도 3을 참조하여 CMC 값을 이용하여 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 과정에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CMC 표준 편차를 산출하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, CMC 기법은 GPS의 L1 반송파와 L2 반송파의 이중주파수 정보를 이용하여 직접적으로 각 기준국 수신기에서 발생한 다중경로오차, 수신기 열잡음, 수신기 트래킹 오차 등을 직접 계산하여 실제 PRC 정보에 포함된 잔여 오차값 도출해 내는 기법이다. 즉, 실질적인 PRC 내에 포함된 잔여 오차값을 계산하여 그 값을 GAD에 따른 기준치와 비교하여 성능평가를 하는 방법이다.
CMC 기법은 GPS 수신기가 설치된 지역의 주변 환경 평가를 위해 사용된 기법으로서, 다중경로 오차, 수신기 열잡음, 수신기 트래킹 오차가 직접 추정되는 방식이기 때문에 GPS 신호에 포함된 오차가 직접적으로 도출될 수 있다. 이는 직접적인 GPS 신호 품질을 확인하는 방법이 된다.
PRC 잔여 오차 성분 또한 다중경로 오차, 수신기 열잡음, 수신기 트래킹 오차 등으로 이루어져 있기 때문에 CMC 기법을 사용할 경우 직접적인 값 도출이 가능하다는 장점이 있다.
복수의 GPS 수신기(102)를 통해 GPS의 L1 반송파 및 L2 반송파의 이중주파수 신호가 수신되고, 복수의 GPS 수신기(102) 각각으로부터 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호의 의사거리(pseudo range) 정보 및 반송파(carrier) 정보가 수집된다.
제2 표준 편차 산출부(107)는 GPS 수신기(102) 별로 GPS의 L1 반송파 신호의 코드(P1)에 대해 스무딩을 수행한다(S210). CMC 기법에서 전리층 지연량을 추정하는 방식과 코드(pseudo-range, 의사거리) 성분에 대한 스무딩 여부에 따라 CMC 값의 추정 정확도에 차이가 날 수 있다. GBAS 시스템의 경우 코드 성분에 포함된 노이즈, 즉 오차 성분을 최소화하기 위해 항상 스무딩을 수행하고 있으며, B-value 값 또한 스무딩된 의사거리정보를 이용한 PRC로 산출되고 있다. 따라서, CMC 기법을 사용함에 있어서 코드 성분에 대해 스무딩이 수행되도록 한다. 스무딩은 수학식 2와 같이 수행될 수 있다.
제2 표준 편차 산출부(107)는 GPS 수신기(102) 별로 GPS의 L1 반송파 신호에 대한 코드(P1) 정보와 L1 반송파(L1) 정보 간의 차분을 수행한다(S220).
수학식 9는 GPS의 L1 반송파 신호에 대한 코드(P1) 정보를 나타내고, 수학식 10은 GPS의 L1 반송파(L1) 정보를 나타낸다.
Figure 112013114925077-pat00022
Figure 112013114925077-pat00023
여기서,
Figure 112013114925077-pat00024
는 GPS 위성과 GPS 수신기 간의 기하학적 거리(geometric range),
Figure 112013114925077-pat00025
는 시계오차(time offset),
Figure 112013114925077-pat00026
은 상대오차(relativistic correction), T는 대류층 지연량, I는 전리층 지연량, K는 하드웨어 바이어스, B는 모호정수,
Figure 112013114925077-pat00027
는 다중경로 오차, MEAS는 수신기 트래킹 오차,
Figure 112013114925077-pat00028
는 수신기 열잡음을 나타낸다.
수학식 9에서 수학식 10을 빼면 의사거리와 반송파의 공통오차 요소가 제거되어 수학식 11과 같이 나타내어진다.
Figure 112013114925077-pat00029
수힉식 11에서 반송파의 다중경로 오차(
Figure 112013114925077-pat00030
), 수신기 트래킹 오차(
Figure 112013114925077-pat00031
), 수신기 열잡음 오차(
Figure 112013114925077-pat00032
)는 그 값이 매우 작으므로 소거될 수 있으며, 사이클 슬립(cycle slip)이 발생하지 않는 것으로 가정하면, 수학식 11은 수학식 12와 같이 정리될 수 있다.
Figure 112013114925077-pat00033
제2 표준 편차 산출부(107)는 반송파의 모호정수(ambiguity)를 소거한다(S230). 즉, 수학식 12에서 GPS 위성과 GPS 수신기 간 조합의
Figure 112013114925077-pat00034
의 평균을 통해 반송파의 모호정수가 제거될 수 있다.
수학식 13은 수학식 12에서 GPS 위성과 GPS 수신기 간 조합의
Figure 112013114925077-pat00035
의 평균을 통해 반송파의 모호정수를 제거하여 정리한 것이다.
Figure 112013114925077-pat00036
제2 표준 편차 산출부(107)는 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 전리층 지연량을 산출한다(S240). 전리층 지연량 산출에 있어서, 추정 정확도 향상을 위해 GPS 코드값(P1, P2) 대신 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 전리층 지연량이 산출된다. 이는 GPS 코드값보다 L1 및 L2 반송파 신호를 이용할 경우 전리층 지연량의 추정 정확도가 더욱 좋기 때문이다.
수학식 14는 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 산출된 전리층 지연량을 나타낸다.
Figure 112013114925077-pat00037
여기서, f1은 L1 반송파 신호의 주파수로 1575.42MHz이고, f2는 L2 반송파 신호의 주파수로 1227.6MHz이다.
제2 표준 편차 산출부(107)는 수학식 13에 수학식 14를 대입하여 CMC를 도출한다(S250). CMC에는 다중경로 오차, 수신기 트래킹 오차, 수신기 열잡음 오차 등이 포함된다. 다중경로 오차, 수신기 트래킹 오차, 수신기 열잡음 오차 등을 포함한 CMC가 의사거리보정정보(PRCTX)의 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00038
)이다.
수학식 15는 다중경로 오차, 수신기 트래킹 오차, 수신기 열잡음 오차 등이 포함된 CMC를 나타낸다.
Figure 112013114925077-pat00039
제2 표준 편차 산출부(107)는 도출된 CMC 값으로부터 CMC 샘플을 추출하고, CMC 샘플을 위성 고도각에 따라 분류한다(S260). 이때, CMC 샘플은 200초 간격으로 독립된 CMC 샘플을 추출할 수 있다.
제2 표준 편차 산출부(107)는 CMC 샘플을 이용하여 위성 고도각 별로 CMC 값의 평균 및 분산을 산출한다(S270).
제2 표준 편차 산출부(107)는 산출된 CMC 분산값이 일정한 신뢰도를 갖도록 하는 분산의 스케일 팩터를 산출한다(S280). CMC 분산값의 신뢰도는 대략 95%로 정해질 수 있다. 스케일 팩터는 수학식 16에서와 같이 산출될 수 있다.
Figure 112013114925077-pat00040
여기서,
Figure 112013114925077-pat00041
는 각 위성고도각 별 CMC 샘플의 수,
Figure 112013114925077-pat00042
는
Figure 112013114925077-pat00043
의 자유도를 갖는 x2의 α 백분위수(percentile)를 나타낸다.
제2 표준 편차 산출부(107)는 CMC 분산값으로부터 각 GPS 수신기 별 위성고도각에 따른 CMC 표준 편차를 산출한다(S290). 제2 표준 편차 산출부(107)는 CMC 분산값과 스케일 팩터를 곱하여 CMC 표준 편차를 산출할 수 있다.
수학식 17은 CMC 분산값으로부터 각 GPS 수신기 별 위성고도각에 따른 CMC 표준 편차(RMSpr_gnd')를 산출하는 수식이다.
Figure 112013114925077-pat00044
여기서, M은 GBAS 지상시스템의 기준국의 GPS 수신기의 개수, N은 위성고도각 별 CMC 샘플의 수, σB'는 CMC 분산값을 나타낸다.
상술한 바와 같이, CMC 기법을 적용함에 있어서, 스무딩된 GPS 코드값을 이용하고, L1 및 L2 반송파 신호를 이용하여 전리층 지연량을 추정함으로써 더욱 정확한 CMC 값이 추출될 수 있다.
이제, 성능 평가부(108)에서 GBAS 지상시스템이 요구 성능을 만족하는지 여부를 평가하는 방법에 대하여 설명한다.
성능 평가부(108)는 잔여 오차 산출부(105)에서 GAD에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00045
)를 전달받고, 제1 표준 편차 산출부(106)에서 각 GPS 수신기 별 위성고도각에 따른 B-value 표준 편차(RMSpr_gnd)를 전달받고, 제2 표준 편차 산출부(107)에서 각 GPS 수신기 별 위성고도각에 따른 CMC 표준 편차(RMSpr_gnd')를 전달받는다.
성능 평가부(108)는 B-value 표준 편차(RMSpr_gnd)와 GAD에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00046
)를 비교하여 B-value 표준 편차(RMSpr_gnd)가 GAD에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00047
)보다 작거나 같은 경우 GBAS 지상시스템이 제1 요구 성능을 만족하는 것으로 판단한다.
그리고 성능 평가부(108)는 CMC 표준 편차(RMSpr_gnd')와 GAD에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00048
)를 비교하여 CMC 표준 편차(RMSpr_gnd')가 GAD에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차(
Figure 112013114925077-pat00049
)보다 작거나 같은 경우 GBAS 지상시스템이 제2 요구 성능을 만족하는 것으로 판단한다.
성능 평가부(108)는 GBAS 지상시스템이 제1 요구 성능 및 제2 요구 성능을 모두 만족하는 경우에 GBAS 지상시스템이 최종적 요구 성능을 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 즉, 성능 평가부(108)는 GBAS 지상시스템이 적합한 의사거리보정정보를 제공하고 있는 것으로 판단할 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
101 : VDB 수신기
102 : GPS 수신기
103 : 데이터 수집부
104 : 데이터 분배부
105 : GPS 오차 성분 산출부
106 : 제1 표준 편차 산출부
107 : 제2 표준 편차 산출부
108 : 성능 평가부

Claims (26)

  1. 지상기반 위성항법 보강 시스템의 성능 등급에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차를 산출하는 잔여 오차 산출부;
    지상기반 위성항법 보강 시스템의 VHF 데이터 방송 신호에 포함된 B-value 데이터를 이용하여 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출하는 제1 표준 편차 산출부;
    GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 CMC(Code-Minus-Carrier) 값을 산출하고, 상기 CMC 값을 이용하여 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 제2 표준 편차 산출부; 및
    상기 위성 고도각별 잔여 오차와 상기 B-value 표준 편차 및 상기 CMC 표준 편차를 비교하여 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 요구 성능을 만족하는지 여부를 판단하는 성능 평가부를 포함하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지상기반 위성항법 보강 시스템의 VHF 데이터 방송 신호를 수신하는 VDB 수신기를 더 포함하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 수신하는 적어도 하나의 GPS 수신기를 더 포함하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 VDB 수신기로부터 상기 VHF 데이터 방송 신호에 포함된 B-value 데이터를 전달받고, 상기 적어도 하나의 GPS 수신기로부터 상기 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 전달받아 저장하는 데이터 수집부를 더 포함하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 B-value 데이터, 상기 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 24시간 단위로 구분하고, 24시간 단위로 구분된 B-value 데이터를 상기 제1 표준 편차 산출부에 전달하고, 24시간 단위로 구분된 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 상기 제2 표준 편차 산출부에 전달하는 데이터 분배부를 더 포함하는 지상기반 위성 항법 보강 시스템의 평가 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 표준 편차 산출부는 상기 24시간 단위로 구분된 B-value 데이터로부터 B-value 샘플을 추출하고, 상기 B-value 샘플을 위성 고도각에 따라 분류하고, 상기 B-value 샘플을 이용하여 위성 고도각 별로 B-value의 분산값을 산출하여 상기 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출하는 지상기반 위성 항법 보강 시스템의 평가 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 표준 편차 산출부는 상기 B-value의 분산값이 일정한 신뢰도를 갖도록 하는 분산의 스케일 팩터를 산출하고, 상기 B-value의 분산값에 상기 스케일 팩터를 곱하여 일정 신뢰도를 갖는 B-value의 분산값을 산출하는 지상기반 위성 항법 보강 시스템의 평가 장치.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분을 수행하고, 상기 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 전리층 지연량을 산출하고, 상기 전리층 지연량을 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분에 적용하여 상기 CMC 값을 산출하는 지상기반 위성 항법 보강 시스템의 평가 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 적어도 하나의 GPS 수신기 별로 GPS의 L1 반송파 신호의 코드에 대해 스무딩을 수행한 후 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분을 수행하는 항법 보강 시스템의 평가 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분에서 상기 L1 반송파 신호의 모호정수를 제거하는 항법 보강 시스템의 평가 장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 CMC 값으로부터 CMC 샘플을 추출하고, 상기 CMC 샘플을 위성 고도각에 따라 분류하고, 상기 CMC 샘플을 이용하여 위성 고도각 별로 CMC의 분산값을 산출하여 상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 지상기반 위성 항법 보강 시스템의 평가 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 CMC의 분산값이 일정한 신뢰도를 갖도록 하는 분산의 스케일 팩터를 산출하고, 상기 CMC의 분산값에 상기 스케일 팩터를 곱하여 일정 신뢰도를 갖는 상기 CMC의 분산값을 산출하는 지상기반 위성 항법 보강 시스템의 평가 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 지상기반 위성항법 보강 시스템의 성능 등급은 Letter A, B, C로 나뉘고, 각 성능 등급에 따라 5개의 파라미터가 결정되며, 상기 위성 고도각 별 잔여 오차는 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템의 GPS 수신기의 개수 및 상기 5개의 파라미터에 의해 결정되는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 성능 평가부는 상기 B-value 표준 편차가 상기 위성 고도각별 잔여 오차보다 작거나 같은 경우 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 제1 요구 성능을 만족하는 것으로 판단하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 성능 평가부는 상기 CMC 표준 편차가 상기 위성 고도각별 잔여 오차보다 작거나 같은 경우 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 제2 요구 성능을 만족하는 것으로 판단하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 성능 평가부는 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 상기 제1 요구 성능 및 제2 요구 성능을 모두 만족하는 경우에 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 최종적 요구 성능을 만족하는 것으로 판단하는 보강 시스템의 평가 장치.
  17. 지상기반 위성항법 보강 시스템의 성능 등급에 따른 위성 고도각 별 잔여 오차를 산출하는 단계;
    지상기반 위성항법 보강 시스템의 VHF 데이터 방송 신호에 포함된 B-value 데이터를 이용하여 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출하는 단계;
    GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 CMC 값을 산출하고, 상기 CMC 값을 이용하여 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계; 및
    상기 위성 고도각별 잔여 오차와 상기 B-value 표준 편차 및 상기 CMC 표준 편차를 비교하여 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 요구 성능을 만족하는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 지상기반 위성항법 보강 시스템의 성능 등급은 Letter A, B, C로 나뉘고, 각 성능 등급에 따라 5개의 파라미터가 결정되며, 상기 위성 고도각 별 잔여 오차는 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템의 GPS 수신기의 개수 및 상기 5개의 파라미터에 의해 결정되는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출하는 단계는,
    상기 B-value 데이터를 24시간 단위로 구분하는 단계;
    상기 24시간 단위로 구분된 B-value 데이터로부터 B-value 샘플을 추출하는 단계;
    상기 B-value 샘플을 위성 고도각에 따라 분류하는 단계; 및
    상기 B-value 샘플을 이용하여 위성 고도각 별로 B-value의 분산값을 산출하는 단계를 포함하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 위성 고도각 별 B-value 표준 편차를 산출하는 단계는,
    상기 B-value의 분산값이 일정한 신뢰도를 갖도록 하는 분산의 스케일 팩터를 산출하는 단계; 및
    상기 B-value의 분산값에 상기 스케일 팩터를 곱하여 일정 신뢰도를 갖는 B-value의 분산값을 산출하는 단계를 더 포함하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 방법.
  21. 제17 항에 있어서,
    상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계는,
    상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분을 수행하는 단계;
    상기 GPS의 L1 반송파 신호 및 L2 반송파 신호를 이용하여 전리층 지연량을 산출하는 단계; 및
    상기 전리층 지연량을 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분에 적용하여 상기 CMC 값을 산출하는 단계를 포함하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계는,
    상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분을 수행하기 이전에 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드에 대해 스무딩을 수행하는 단계를 더 포함하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 방법.
  23. 제21 항에 있어서,
    상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계는,
    상기 제2 표준 편차 산출부는 상기 GPS의 L1 반송파 신호의 코드 정보와 상기 L1 반송파 정보 간의 차분에서 상기 L1 반송파 신호의 모호정수를 제거하는 단계를 더 포함하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 방법.
  24. 제21 항에 있어서,
    상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계는,
    상기 CMC 값으로부터 CMC 샘플을 추출하는 단계;
    상기 CMC 샘플을 위성 고도각에 따라 분류하는 단계; 및
    상기 CMC 샘플을 이용하여 위성 고도각 별로 CMC의 분산값을 산출하는 단계를 더 포함하는 지상기반 위성항법 보강 시스템의 평가 방법.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 위성 고도각 별 CMC 표준 편차를 산출하는 단계는,
    상기 CMC의 분산값이 일정한 신뢰도를 갖도록 하는 분산의 스케일 팩터를 산출하는 단계; 및
    상기 CMC의 분산값에 상기 스케일 팩터를 곱하여 일정 신뢰도를 갖는 상기 CMC의 분산값을 산출하는 단계를 더 포함하는 지상기반 위성 항법 보강 시스템의 평가 방법.
  26. 제17 항에 있어서,
    상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 요구 성능을 만족하는지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 B-value 표준 편차가 상기 위성 고도각별 잔여 오차보다 작거나 같은 경우 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 제1 요구 성능을 만족하는 것으로 판단하는 단계;
    상기 CMC 표준 편차가 상기 위성 고도각별 잔여 오차보다 작거나 같은 경우 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 제2 요구 성능을 만족하는 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 상기 제1 요구 성능 및 제2 요구 성능을 모두 만족하는 경우에 상기 지상기반 위성항법 보강 시스템이 최종적 요구 성능을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 지상기반 위성 항법 보강 시스템의 평가 방법.
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