준 실시간 GPS 가강수량 생성을 위한 자료처리 전략

Abstract

GPS 신호로부터 획득한 가강수량 정보를 실제 수치예보에 활용하기 위해서는 1시간 이내 대기시간, 3mm 이내 수준의 정확도를 갖는 결과가 연속적으로 산출되어야 한다. 최근까지 국내에서는 IGS(International GNSS Service) 최종궤도력(final ephemeris)과 하루단위 GPS 자료를 처리하여 기존의 기상관측장비 측정결과와 비교 검증하는 연구가 주로 수행되어왔다. 최종궤도력을 사용할 경우 GPS 관측 후 3주 이후 이용 가능하며 하루 단위로 결과가 생성되므로 준 실시간 자료처리에는 부적합하다. 이 논문은 수치예보모델 자료동화가 가능하도록 1시간 이내 3mm 이내 수준 정밀도의 GPS 가강수량 결과를 산출할 수 있는 기술을 개발하는데 초점을 맞추고 있다. 이를 위해 IGS 초신속궤도력(ultra-rapid ephemeris)과 Sliding Window 기법을 이용하여 준 실시간 GPS 자료처리 전략을 수립하고 결과를 검증하였다. 사계절을 대표해서 2006년 1월, 4월, 7월, 10월의 1일부터 10일까지의 자료를 처리하였으며, GPS 상시관측과 라디오존데 관측이 동시에 이루어지는 속초의 결과를 비교하였다. 비교결과 평균바이어스는 0.8mm, 표준편차는 1.7mm로 자료동화에 필요한 정확도인 3mm 수준의 이내의 결과와 평균 자료처리시간이 3분 43초로서 이 연구에서 수립한 준 실시간 GPS 자료처리전략의 타당성을 확인하였다. For the application to the numerical weather prediction (NWP) in active service, it is necessary to ensure that the GPS precipitable water vapor (PWV) data has less than one hour latency and three millimeter accuracy. The comparison and the verification between the daily products from GPS measurement by using the IGS final ephemeris and the conventional meteorological observation has been done in domestic researches. In case of using IGS final ephemeris, GPS measurements can be only post processed in daily basis in three weeks after the observation. Thus this method cannot be applied to any near real-time data processing. In this paper, a GPS data processing method to produce the PWV output with three mm accuracy and one hour latency for the data assimilation in NWP has been planned. For our new data processing strategy, IGS ultra-rapid ephemeris and the sliding window technique are applied. And the results from the new strategy has been verified. The GPS measurements during the first 10 days of January, April, July and October were processed. The results from the observations at Sokcho, where the GPS and radiosonde were collocated, were compared. As the results, a data processing strategy with 0.8 mm of mean bias and 1.7 mm of standard deviation in three minutes forty-three seconds has been established.