GPS상시관측소를 이용한 지적측량활용방안

소개글

GPS상시관측소를 이용한 지적측량활용방안에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 개 요
2. GPS 상시관측소 구성요소
2.1 GPS 지역관측국
2.2 지역관측국의 이상점검
2.3 GPS 자료처리센터
3. GPS 관측자료처리
3.1 자료처리전략
3.2 기선의 정의
3.3 관측국 위치변화 표시
4. 향후 과제
참고문헌

본문내용

utlier를 점검하여 표시함.
CODSPP
코드자료를 통해 단일 수신기의 위치 및 시각변수 등을 계산함.
SNGDIF
영차분(Zero-difference) 파일로부터 단일차분을 형성함.
IONEST
하나 이상의 2주파 수신기의 관측자료를 이용하여 이온층
모델값을 추정.
MAUPRP
단일차분 파일에 대한 cycle slip을 포착하여 수정.
GPSEST
GPS의 반송파 위상 또는 코드자료로부터 좌표결정을 위한
매개변수값들을 추정.
ADDNEQ
자료처리과정에서 생성된 파일로부터 정규방정식을 모두 통합
하여 최종적으로 모든 매개변수를 추정.
그림 3에서 Transfer Part는 계산상의 편의를 위해 RINEX로부터 Bernese GPS S/W에서 정의한 고유양식으로 전환하는 부분이며, Orbit Part(I)에서는 방송궤도력과 정밀궤도력을 점검하고 이를 이용할 수 있도록 해 주는 부분이다. Bernese GPS S/W의 구조에서 가장 핵심이 되는 부분은 Processing Part이며 이 모듈에서는 관측지점의 좌표 및 속도, 수신기 시각, 특정기점에서의 관측소 좌표, 모호정수(ambiguities), GPS 위성의 궤도요소, 안테나의 위상중심변화, 안테나의 초기값, 태양복사압 변수, 통계적인 궤도변수, 지구의 회전변수, 위성의 안테나 초기값, 지구의 질량중심, 특정 관측소의 대류층, 지역적인 대류층 모델, 이온층 모델, 이온층 변수 등을 추정하며 기선에 따른 추정기법도 선택할 수 있다.
▶ GARDⅡ (GPS Automatic Remote Data processing system)
GARDⅡ는 GPS를 이용한 상시관측시스템의 운영을 위한 소프트웨어 시스템이다. 통신라인을 통해 원격지에서 수신된 GPS 위성신호를 수집하고, 이를 Bernese 정밀데이터 분석 소프트웨어를 이용하여 계산된 위치좌표를 저장, 표시한다. 또한 GPS 위성신호의 수집과 저장, 처리 등의 기능을 정해진 시간에 따라 자동적으로 실행하게 한다.
3. GPS 관측자료처리
3.1 자료처리전략
자료처리는 정해진 전략(Strategies)에 의해 일괄적으로 처리된다. 처리 방법에는 크게 예보력(Predicted ephemeris)을 이용한 것과 정밀력(Precise ephemeris)을 이용한 것으로 구분할 수 있다. 모두 괴산을 고정국(Fixed station)으로 사용하였으며, 두 프로세싱의 차이는 궤도(Orbit)와 극축 정보(Pole information)가 다르다는 것이다. 이는 IGS에서 제공하는 정밀궤도력으로써, 예보력은 실시각으로 예측한 결과이며, 정밀력은 2주간의 데이터를 처리하여 구한 Final 결과이다. IGS 정밀궤도력의 정밀도에 대한 내용을 표 2에 정리하였다. 참고로 Rapid 방법은 이틀 간의 데이터로 구한 결과이다.
Final
Rapid
Predicted
Ephemeris
5cm
10cm
50cm
Clock
0.3ns
0.5ns
150ns
Pole
0.1mas
0.2mas
-
Pole Rates
0.2mas/day
0.4mas/day
-
UT1 - UTC
50μs
300μs
-
Length of Day
30μs/day
60μs/day
3.2 기선의 정의
기선의 정의는 연결되는 관측국간의 거리가 가장 짧은 기선이 될 수 있도록 정의하였다. 그림 5는 지역관측국을 동시에 기선으로 연결한 그림이고, 그림 6은 개별 관측국별로 연결된 관계이다.
3.3 관측국 위치변화 표시
그림 7 , 8은 IGS 정밀력(Precise ephemeris)을 이용하여 2000. 4.1일부터 8.1일까지 4개월에 걸쳐 관측한 자료를 처리한 결과를 나타낸 그림이다. 처리방식은 IGS Final을 이용하였다. 부산의 경우 동서방향으로 평균 7mm, 남북방향으로 평균 5mm의 편차를 보이고 있으며, 인천의 동서방향으로 평균 5mm, 남북방향으로 평균 5mm의 편차를 보이고 있으며, 높이의 경우 각 두 지점모두 4-5cm 정도의 편차를 나타내었다. 참고로 IGS 관측국으로 지정된 수원(그림 9)과 대전(그림 10)의 자료를 비교해 봤을 때 편차의 크기가 유사함을 확인하였다.(http://lox.ucsd.edu)
4. 향후 과제
현재 가동중인 행정자치부 GPS 상시관측시스템은 시험 가동상태가 유지되고 있으며, 본 연구에서 보여준 관측소의 좌표변화상태와 해석 전략 등의 설정은 초기 시스템 설치 상태를 유지하고 있는 상황이다. 앞으로 우리 나라 현실에 맞는 파라메터의 설정, 전략 방법의 개발, 기준타원체의 결정 등 해결해야 할 과제들이 남아 있다. 또한, 향후 GPS 자료처리 및 좌표결정에 있어 자료의 품질의 향상을 도모하고 기준좌표계의 정립을 위하여 국제 GPS 관측망(IGS: International GPS Service for geodynamics)에 가입을 추진해야 하겠다. 이에 대한 측지 및 GPS를 포함한 우주천문 등에 대한 연구와 학습이 요구된다.
참고문헌
[1] 국방과학연구소, GPS 측량원점확립에 관한 연구, 한국천문연구원, 1999. 9.
[2] 한국천문연구원, GPS 응용연구 및 운영, 1999. 12.
[3] H. van der Marel, Virtual GPS Reference Stations in the Netherlands, Proceedings of ION GPS 1998, pp. 49-58, 1998.
[4] H. van der Marel, Active GPS Control Stations Theory, Implementation and Application, GPS for Geodesy 2nd, pp. 389-433.
[5] Astronomical Institute University of Berne, "Bernese GPS Software version 4.0 user's manual", 1996. 9.
[6] Hitachi, "GARD II GPS Automatic Remote Data Processing System user's manual", 1998.
[7] Gunter Seeber, “Satellite Geodesy”, Walter de Gruyter, 1993.

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