Analysis of the GPS-derived Control Point Errors for Quality Assurance of 3D Digital Maps

It is necessary to determine accurate 3-dimensional coordinates of the building corner points that could be control or check points in order to verify the accuracy of 3D digital maps in the near future. The usual process of obtaining the coordinates of the building corner points is to set up the ground control points with a GPS and then to practice terrestrial survey such as distance or angle measurements. However, since an error in the ground control points can be propagated through the terrestrial survey into the final coordinates of the buildings, accurately should be considered as much as possible. The actual effect of the GPS-derived ground control point error on the estimates of the unknowns through the terrestrial survey is mathematically analyzed, and the simulation data is tested numerically. The error of the ground control points is tested in the cases of 1-4 cm for the horizontal components and 2-8 cm for the vertical component. The vertical component error is assigned twice the horizontal ones because of the characteristics of the GPS survey. The distance measurement is assumed for convenience and the precision of the estimated coordinates of the building corner points is almost linearly increased according to the errors of the ground control points. In addition, the final estimates themselves can vary by the simulated random errors depending on the precision of the survey instrument, but the precision of the estimates is almost independent of survey accuracy.

3차원 수치지도 정확도 검증을 위한 GPS 기반 기준점 오차의 영향 분석

향후 구축될 3차원 수치지도의 정확도 검증을 위해서는 기준점 또는 검사점 역할을 할 수 있는 건물 모서리와 같은 대상점에 대한 정확한 3차원 좌표값이 반드시 필요하다. 건물 모서리 점에 대한 좌표는 GPS를 이용하여 결정한 지상기준점으로부터 거리 또는 각을 이용한 지상측량의 방법으로 결정할 수 있는데, 지상기준점의 오차는 지상측량을 통해서 최종적으로 건물 모서리좌표에 영향을 미치므로 이는 반드시 고려되어야 한다. 본 연구에서는 GPS 등으로 결정한 지상기준정의 오차정보가 지상측량을 통해 최종적인 미지수인 건물 모서리 점의 추정값에 미치는 영향에 대해서 수학적으로 분석하고 시뮬레이션 데이터틀 통해 수치적으로 테스트 했다. 지상기준점의 오차는 수평방향 1-4cm 수직방향 2-8cm에 대해서 각각 테스트 했으며 GPS 위치결정의 특성상 수칙방향의 오차가 수평방향의 오차의 두 배가 되도록 했다. 위치결정을 위한 지상측량 방법은 거리측량을 기준으로 테스트했으며, 추정된 건물 모서리점의 정밀도는 지상기준점의 오차에 거의 선형적으로 비례함을 알 수 있었다. 또한 건물 모서리 점의 최종 추정좌표는 관측장비의 정밀도에 따라 부여한 랜덤오차에 따라 달라지지만 추정 정밀도는 거의 일정함을 알 수 있었다.