THE MEASUREMENT OF THE IONOSPHERIC TOTAL ELECTRON CONTENT USING P-CODE OF GPS

GPS의 P 코드를 이용한 이온층의 총전자수 측정

It is generally known that the measurement of the ionospheric total electron content(TEC) by GPS can more accurately monitor the broader area of the ionosphere than other current methods. \Ve measured the TEC along a slant path considering the arrival time differences of P-code which is transmitted from GPS satellites with the modulation on two L-band carrier frequencies, L1 (1574.42MHz) and L2 (1227.60MHz). Under the assumptions that the ionosphere is uniformly distributed and its average height is 350km, we transformed the slant TEC to the vertical TEC at the point that the line-of-sight direction to GPS satellite cut across the average height of the ionosphere. Because there is no dual frequency P-code GPS receiver in Korea, we used the data observed at the TAIW GPS station ($N25^{\circ},E121.5^{\circ}$) in Taiwan which is one of the core stations in International GPS and Geodynamics Services (IGS). The TEC values obtained in this work showed a typical daily variation of the ionosphere which is high in the daytime and low in the nighttime. Our results are found to be consistent with the SOLAR-DAILY data of NOAA and the Klobuchar's model for the ionospheric correction of GPS. In addition, in the cornparision with SOLAR-DAILY data, we estimated the precision of our TEC measurement as 2 TEC.

GPS를 이용하여 이온층의 총전자수를 측정하는 방법은 기존의 다른 방법에 비하여 넓은 지역에 대한 이온층의 변화를 보다 정확하게 조사할 수 있다고 알려져 있다. 이 연구에서는 GPS위성으로부터 두 개의 L-band 주파수, L1(1574.42MHz)과 L2(1227.60MHz)에 실려 전송되는 P 코드의 이온층에 의한 전파 도달 시각차이를 이용하여 각각의 위성에 대한 시선방향의 충전자수를 측정하였다. 그리고 이온층이 균질하여 평균높이가 350km라고 가정했을 때, 시선방향이 평균 높이와 교차하는 지점에서의 수직방향 총전자수로 각각 변환하여 이를 평균하는 방법을 택하였다. 국내에서는 이중주파수용 P 코드 수신기가 없는 관계로 국제 공동 GPS 관측망의 핵심 관측소 중 하나인 Taiwan의 TAIW GPS 관측소(N25도, E121.5)에서 관측된 GPS 자료를 이용하였다. 측정된 총전자수의 1일 변화 양상을 NOAA의 SOLAR-DAILY 자료 및 GPS의 이온층 보정 모델 (Klobuchar 1987)과 비교한 결과, 거의 같은 양상이 나타났다. 즉, 총전자소의 값이 낮에슨 높아지고 밤에는 낮아지는 전형적인 1일 변화 곡선을 보였다. 그리고 이 연구방법에 의한 총전자수 측정 정밀도는 SOLAR-DAILY 자료와 비교한 결과, 약 2 TEC인 것으로 추정되었다.