JPNT 9(2), 79-88 (2020) https://doi.org/10.11003/JPNT.2020.9.2.79 Copyright © The Institute of Positioning, Navigation, and Timing JPNT Journal of Positioning, Navigation, and Timing http://www.ipnt.or.kr Print ISSN: 2288-8187 Online ISSN: 2289-0866 1. INTRODUCTION 미국의 위성항법시스템인 Global Positioning System (GPS)를 이용한 위치 결정 방법은 측량 및 다양한 항법시스템에서 중요한 역할로 수행하고 있다. 이 때 Dilution of Precision (DOP)는 일반 적으로 위성항법시스템의 측위 정확도를 평가하기 위한 중요한 인자로 사용된다. DOP는 가시위성의 기하적 배치가 좋을수록 감 소하고, 낮은 DOP는 측위정확도가 높아지는 것을 의미한다. 따 라서 사용자는 낮은 DOP를 확보하기 위해 가능한 많은 위성수 를 확보해야 한다. 하지만 신호수신이 제한적인 극한 환경에서 는 충분한 가시위성 확보에 어려움이 있다. 예를 들어, 발사체를 추적하기 위해 사용되는 GPS 장비는 탑재체의 둥근 원통형 기체 와 빠른 자세 변화로 인해 특정 방향으로 위성 신호가 차폐된다 Analysis on GPS PDOP Peaks in Signal-Blockage Simulations Yeong-Guk Kim 1 , Kwan-Dong Park 1,2† , Mi-So Kim 2 , Chang Seok Yoo 3 , Joon Sung Bae 3 , Jun O Kim 3 1 Department of Geoinformatic Engineering, Inha University, Incheon 22212, Korea 2 PP-Solution Inc., Seoul 08504, Korea 3 Agency for Defense Development, Daejeon 34186, Korea ABSTRACT We determined Global Positioning System (GPS) satellite visibilities in signal-blockage simulations and then analyzed Position Dilution of Precision (PDOP) fluctuations obtained from those simulated satellite geometries. PDOP values under harsh signal-blockage simulation conditions become very high compared to those calculated with real observations. Especially when the number of observed satellites is four, which is the minimum requirement for GPS positioning, PDOP values instantaneously reached several hundreds or even several tens of thousands. It was also found that the volume of the tetrahedron composed with four satellites decreases significantly. When the correlation of the tetrahedron volume and PDOP was analyzed, we reached the following conclusions: PDOP values less than 4 can be acquired when the volume is larger than 103.2 × 10 19 m 3 , and PDOP values increase beyond 50 when the volume is less than 6.0 × 10 19 m 3 . Keywords: GPS, DOP chimney, volume, simulation (Kwon et al. 2003). 또한 대표적인 고층건물 밀집지역인 강남 테 헤란로에서는 최소 0기에서 최대 4기까지 GPS 위성이 관측된다 (Kim 2009). 이와 같이 불가피하게 적은 가시위성만으로 측위를 수행하는 경우에 대한 사전 연구가 필요하다. 특정방향으로의 차폐환경은 가시위성수의 감소와 가시위성의 기하적 배치에 영향을 미치며, 이는 일반적으로 DOP의 증가와 측위 정확도의 저하를 의미하기도 한다. 이와 같이 차폐 환경을 대상으로 일부 위성만을 사용하여 DOP 및 측위 정확도 분석을 수행한 연구사례에 대해 살펴보면 다음과 같다. Dutt et al. (2009) 은 매 시각 인도지역에서 관측된 모든 GPS 위성 중 기하적으로 최적 배치된 4기의 위성만을 선택하여 Geometric DOP (GDOP) 를 계산하고 분석하였다. 그 결과, 최적의 위성 4기만을 사용한 경우의 GDOP는 모든 위성을 사용했을 때 계산되는 GDOP보다 높았지만 2~4 정도의 수준을 보였다. 또한 매 시각 최적의 4기의 위성으로 구성된 사면체의 부피를 계산하고, 매 시각 계산된 사 면체의 부피가 4기의 위성으로 계산된 GDOP와 반비례함을 확 인하였다. 그러나 위 선행연구의 DOP 분석은 관측된 모든 위성 중 최적의 기하적 배치를 이루는 위성 4기를 선택, 사용하는 경우 에 대해 수행되었으며, 이와 같이 임의의 위성 4기를 선택하는 경 우는 고층 건물이나 발사체 등과 같이 4기 위성이 관측될 수 있 는 실제 환경과 다르다는 한계점이 있다. Lee et al. (2012)은 동 쪽, 서쪽, 남쪽 방향으로 고층건물에 의해 신호차폐가 발생하는 Received Mar 29, 2020 Revised Apr 12, 2020 Accepted Apr 17, 2020 † Corresponding Author E-mail: kdpark@inha.ac.kr Tel: +82-32-873-4310 Fax: +82-32-863-1506 Yeong-Guk Kim https://orcid.org/0000-0003-4770-813X Kwan-Dong Park https://orcid.org/0000-0003-1538-8768 Mi-So Kim https://orcid.org/0000-0002-6959-1991 Chang Seok Yoo http://orcid.org/0000-0003-3879-8022 Joon Sung Bae https://orcid.org/0000-0003-1980-5135 Jun O Kim https://orcid.org/0000-0002-9519-0542