SBAS(Satellite Based Augmentation System)는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위성 궤도오차 및 시계오차, 전리층 지연오차를 효과적으로 제거하기 위한 보정정보(Differential Correction)과 보호수준(Protection Level) 계산에 필요한 무결성(Integrity) 정보를 정지궤도위성을 통해 제공하는 시스템이다.
미국의 WAAS(Wide Area Augmentation System), 유럽의 EGNOS(European Geostationary Navigation Overlay Service), 일본의 MSAS(MTSAT Satellite Augmentation System), 인도의 GAGAN(GPS-Aided Geo Augmented Navigation) 등이 현재 구축이 완료되어 운영 중이며 최근 러시아의 SDCM(System for Differential Correction and Monitoring)은 시험 방송을 시작하였다. 또한 우리나라도 2014년 10월부터 한국형 위성항법보강시스템인 KASS(Korea Augmentation Satellite System) 개발 및 구축 사업에 착수하였다.
현재 운영 중인 모든 SBAS가 적용하고 있는 L1 SBAS MOPS (Minimum Operational Performance Standards)는 GPS(Global Positioning System)만을 완벽하게 지원하고 GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)는 부분적으로 지원한다. 그리고 SBAS 메시지 구조 상 타 위성군의 보정정보 및 무결성 정보를 제공하는 것이 쉽지 않다. 이러한 단점을 보완하고 SBAS의 성능을 향상시키고자 SBAS IWG(Interoperability Working Group)를 통해 L1/L5 DFMC(Dual-Frequency, Multi-Constellation) SBAS 개발이 진행되고 있다. 하지만 이는 L1/L5 이중 주파수 신호를 이용한 SBAS이므로 GNSS 수신기 시장 점유율의 대부분을 차지하고 있는 단일 주파수 수신기는 L1/L5 DFMC SBAS를 활용할 수 없다.
따라서 본 논문에서는 L1 단일 주파수 수신기 사용자에 초점을 맞추어 L1-only SBAS 성능을 향상시킬 수 있는 SFMC(Single-Frequency, Multi-Constellation) SBAS를 위한 L1 SBAS MOPS 설계 변경을 제안하였다.
제안 내용으로는 첫째, 고의 잡음(SA, Selective Availability) 제거와 위성의 원자시계 안정성 향상 등으로 인해 필요성이 점차 감소하고 있는 PRC(Pseudo-Range Correction)를 포함하고 있는 Fast Correction MT(Message Type) 2~5를 제거하는 것이다. 둘째, Fast Correction MT 2~5를 제거함으로써 확보된 SBAS 메시지 Bandwidth를 L1 SFMC SBAS를 위한 타 위성군 보정정보 및 무결성 정보에 활용하는 것이다.
본 논문의 연구과정에서는 Fast Correction MT 2~5 제거에 따른 SBAS 성능을 기존 WAAS의 성능과 비교하는 실험을 통해 제안의 타당성을 검증하였다. 그리고 GLONASS 보정정보 및 무결성 정보 제공을 위해 정밀 궤도력 및 기존 SBAS 전리층 보정정보를 이용하여 SBAS형 GLONASS 보정정보 및 무결성 정보를 생성하고 실제 GLONASS 측정치에 적용하여 성능 검증을 수행하였다. 그리고 기존 WAAS 메시지 중 Fast Correction MT 2~5을 제거하여 확보된 Bandwidth에 SBAS형 GLONASS 보정정보 삽입하고 GPS/GLONASS 다중위성군 SBAS 검증을 위한 후처리용 WAAS 데이터를 생성하였다. 생성된 WAAS 데이터를 활용하여 기존 L1 GPS-only SBAS 대비 GPS/GLONASS 다중위성군 SBAS 성능을 검증하였다.

SBAS(Satellite-Based Augmentation System) provides differential corrections for removing GNSS error such as satellite orbit error and clock error, and ionospheric error. Also, SBAS provides integrity information that is need to compute protection level.
WAAS in the United States, EGNOS in Europe, MSAS in Japan and GAGAN in India are now in operation. Recently, SDCM in Russia started trial broadcasting, and Korea also started KASS development and construction project, which is a Korean Augmentation Satellite System, since October, 2014. The L1 SBAS MOPS(Minimum Operational Performance Standards), which is applied to all currently operating SBAS, fully supports only GPS and partially supports GLONASS. In addition, it is not easy to provide differential correction and integrity information of other GNSS such as Galileo, BeiDou. In order to overcome these shortcomings and improve the performance of the SBAS, the development of L1/L5 Dual-Frequency, Multi-Constellation SBAS is underway through the SBAS IWG(Interoperability Working Group). However, because this system is using L1/L5 dual frequency, L1 single frequency GNSS receiver occupying most of GNSS receiver market share can not utilize L1/L5 DFMC SBAS.
Therefore, in this paper, we proposed a change of L1 SBAS MOPS for SFMC(Single-Frequency, Multi-Constellation) SBAS, which can improve L1-only SBAS performance.
First, we proposed that removing of Fast Correction MT(Message Type) 2~5 which includes PRC(Pseudo-Range Correction) that is currently in decreasing need because of SA(Selective Availability) and stability improvement of atomic clock of satellite. Second, the bandwidth of SBAS secured by eliminating Fast Correction MT 2~5 is utilized for differential correction and integrity information of other GNSS for L1 SFMC SBAS.
In this paper, we proved the validity of the proposal by comparing the performance of SBAS with the performance of WAAS by removing Fast Correction MT 2~5. In order to provide differential correction and integrity information of GLONASS, SBAS-type GLONASS differential correction and integrity information were generated using precise ephemeris and the existing SBAS ionospheric correction, and the performance was verified by applying it to the actual GLONASS measurement. SBAS-type GLONASS correction information was inserted into the secured bandwidth of the existing WAAS message by removing Fast Correction MT 2~5 and WAAS message for post processing was generated for verification of GPS/GLONASS multi-constellation SBAS. We verified the performance of GPS/GLONASS multi-constellation SBAS compared to L1 GPS-only SBAS.