Ionospheric disturbances are short-term deviation in the ionospheric electron density of an unusual range, which can occur on a local or global scale. Ionospheric disturbances cause large errors in calculating the position of users of Global Navigation Satellite System (GNSS), and pose a threat to the user's safety. Therefore, identifying ionospheric disturbances is an important research task to ensure the safety of users of GNSS. Among ionospheric disturbances, Medium-scale Traveling Ionospheric Disturbances (MSTID) occur frequently in mid-latitudes, so studies on their characteristics and effects on GNSS are needed. MSTID are being studied using GNSS Continuously Operating Reference Stations (CORS). However, existing MSTID studies do not show robust results for all situations, and the MSTID impact on users has not been analyzed.
In this thesis, an algorithm that can robustly detect MSTID without being limited to specific situations was developed, and the characteristics of MSTID were identified and modeled in order to analyze the possible impact on GNSS users. In addition, positioning errors of GNSS users were analyzed in all ranges of modeled MSTID. This study is expected to be helpful in analyzing the effects of ionospheric disturbances on GNSS users.
전리층 교란은 비정상적인 범주의 전리층 전자 밀도 변화로, 국소적이거나 전지구적인 범위에서 발생할 수 있다. 전리층 교란은 위성 항법 시스템 사용자의 위치 산출에 큰 오차를 초래하며, 사용자의 안전에 위협이 될 수 있다. 따라서 전리층 교란을 파악하는 것은 위성 항법 시스템 사용자의 안전 보장을 위한 중요한 연구과제이다. 전리층 교란 중에서도 중위도 지방에서 일어나는 중규모 이동성 전리층 교란은 발생 빈도가 높기 때문에, 특성과 위성 항법 시스템에 미치는 영향에 대한 연구가 필요하다. 중규모 이동성 전리층 교란은 지상의 위성 항법 시스템 관측소를 이용하여 연구되고 있다. 하지만, 기존의 중규모 이동성 전리층 교란 연구는 모든 시간대에 대하여 일관된 결과를 보이고 있지 않으며, 사용자에게 미치는 영향 또한 분석되지 못한 상황이다.
본 학위논문에서는 중규모 이동성 전리층 교란을 특정 상황에 국한되지 않고 강건하게 검출할 수 있는 알고리즘을 개발하고, 위성 항법 시스템 사용자에게 미칠 수 있는 영향을 분석하기 위하여 교란의 특성을 규명하고 모델링하였다. 또한, 모델링한 중규모 이동성 전리층 교란의 모든 범위에서 전방위적인 위성 항법 시스템 사용자의 측위 오차를 분석하였다. 본 연구는 향후 전리층 교란이 위성 항법 시스템에 미치는 영향을 분석하는 것에 도움이 될 것으로 기대된다.
