인공어초 정밀조사는 21세기 신 해양질서를 통해 연안해역정보가 더욱 중요시 대두되고 있는 시점에서 중요성이 강조되고 있으며, 우리나라 연안에 시설된 인공어초 시설구역은 미측심 구간으로 IHO의 수심 측정에 대한 권고를 받은 상태이다. 그렇기 때문에 신기술 장비인 DGPS와, 멀티빔, 사이드스캔소나등을 이용한 인공어초 정밀조사를 통해 효율적이고, 정확한 조사방법을 제시하고 해양측량에서 발생하는 오차의 보정 방법을 알아봄으로서 어초어장도 제작의 질적 향상 효과를 가져올 것으로 기대된다.
국내 동굴의 경우, 학술연구 및 관광사업을 목적으로 동굴에 대한 학술연구가 이루어지고 있으나, 동굴조사의 기초작업이라 할 수 있는 동굴내부의 정밀한 측량은 아직까지 이루어지지 못하였다. 동굴내부에 대해 정밀한 측량을 실시하고 지리정보시스템(GIS)을 구축하는 것은 동굴에 대한 체계적인 관리와 동굴의 변화과정을 추정하는데 효율적인 기초자료가 될 것이다. 이를 위해 최신의 디지털 측량기법들을 복합적으로 실시하는 3차원 동굴측량에 대해 소개하고자 한다.
우리 나라의 독자적인 원점체계에 의한 정밀 측지망성과의 확립을 위하여 1975년에 착수된 정밀 1차 측지망 사업은 1993년에 제1회 관측이 완료되었으며 1994년에는 일부지역에 대한 보충관측이 진행되고 있다. 본 연구에서는 측지망 측량성과의 정확도 및 측지망 강도를 평가하고자 작업구역별, 블럭별 조정계산을 실시하였다. 조정 및 분석결과, 작업규정 전반에 대한 수정, 보완을 위한 체계적인 연구가 필요하며, 정밀측지망의 실용성과 산정에 필수적인 기초자료가 확보되었다.
현재 국내에서 활발히 이루어지고 있는 GPS 정밀측지측량은 획득된 GPS 관측값의 결과값이 GPS 기준점의 기하학적 강도와 분산계수의 상관관계의 연관성과의 분석없이 사용되고 있는 문제점을 파악하고 육지와 해상의 통합지리정보시스템구축을 위한 수치지도와 전자해도의 통합투영의 필요성에 의해서 이루어졌다. 본 연구의 목적은 크게 GPS 관측값의 정밀도를 향상시키는 방법과 수치지도와 전자해도의 통합투영으로 GPS 기준점들을 이용한 수치지도와 전자해도상의 경계선 오차량을 비교검토를 통해 수치지도와 전자해도의 통합관리의 방향을 제시하는데 있다. GPS 관측값의 정밀도 향상을 위한 방법제시를 위하여 GPS 망조정에 사용되는 3점의 기준점에 대한 기하학적인 강도에 따른 정밀도 분석방법과 분산계수의 변화에 따른 GPS 관측값들의 정밀도 분석방법으로 나누어 검토하였다.
GPS 측량에서 방송궤도력 대신에 정밀궤도력을 적용할 경우, 기선결정 정밀도가 어느 정도 향상되는가를 기선의 길이에 따라 정량적으로 분석하였다. 이를 위하여 기선의 길이가 15 km-201 km인 7개의 기선을 선택하여 GPS로 각각 6회 이상 반복하여 측정하였다. 같은 기선에 대해 방송궤도력과 정밀궤도력만을 바꿔 가며 같은 조건으로 각각 두번씩 처리하여 반복측정에 의한 표준편차를 구한 다음 서로 비교하였다. 그 결과, 모든 기선에 대하여 정밀궤도력에 의한 결과가 정밀도와 안정도 및 신뢰도면에서 방송궤도력의 결과에 비해 더 양호하게 나타났다. 특히 정밀궤도력을 적용한 경우 65 km 이상의 모든 기선에서 0.1 ppm 미만의 정밀도가 얻어졌고, 단기선 보다는 65 km 이상의 장기선에서 정밀궤도력의 적용에 의한 정밀도 향상율이 더 크게 나타났다. 이 연구의 결과가 GPS 측량시 요구되는 정밀도와 측정하고자 하는 기선의 길이에 따라 방송궤도력 혹은 정밀궤도력 중에서 어느 것을 적용할 것인가에 대한 정량적 판단 기준이 되리라 본다.
EDM 기계는 1950년대 최초로 소개된 이후 전자 및 광학기술의 발전에 힘입어 소형화, 고정밀화 됨으로써 현재에는 측량뿐만 아니라 정밀 과학 계측 분야에서까지 널리 활용되고 있다. EDM 기계에 대한 원리의 이해 및 표준화된 관측 방법에 대한 이해와 더불어 정밀도에 대한 이해는 측정 결과의 신뢰성 향상 및 산업측량, 시공측량 등의 활용 분야에 있어서 2차적인 생산물의 품질 향상을 위해서 매우 중요하다 할 수 있다. 이러한 EDM 기계의 정밀도 유지를 위해서 규칙적이고 주기적인 점검이 이루어져야 하며, 단순하면서도 정밀한 점검 방법이 요구된다. 본 논문에서는 기선거리 관측 데이터로부터 최소자승법을 이용하여 간단하게 EDM 기계의 보정계수인 영점오차와 축척오차를 동시에 결정하는 방법을 제시하였고 산정된 보정계수를 이용하여 EDM 기계의 정밀도에 따른 검교정을 위한 검정 방법을 제시하였다.
비측정용 카메라를 이용하여 근거리 사진측량을 수행하기 위해서는 카메라 캘리브레이션이 필요하며 근거리 사진측량의 특성상 캘리브레이션은 정밀 기준점의 설치, 다수의 영상획득, 정밀 좌표측정과 더불어 많은 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 실제 캘리브레이션 필드를 대상으로 기준점의 개수, 배치, 사진조합에 따른 오차를 분석하여 효율적인 캘리브레이션 방법을 모색하는 연구를 수행하였다. 기준점의 기복과 사진 조합의 관계가 측량 정확도에 미치는 영향, 그리고 기준점 수와 모델링하고자 하는 내부표정요소 개수에 의한 측량 정확도 등을 분석하여 효율적인 조합을 도출하고자 하였다. 마지막으로, 도출된 조합을 기반으로 한 현장 셀프캘리브레이션에 의한 측량 결과를 실험실 셀프 캘리브레이션 결과와의 측량 정확도와 비교했을 때 반 픽셀의 이내의 차이를 보여 동일한 정확성을 달성할 수 있음을 확인할 수 있었고, 지반변형과 같은 응용분야의 정밀 측정에 충분히 활용 가능함을 알 수 있었다.
현재 국토지리정보원은 전국 44개의 상시관측소를 이용하여 VRS 서비스를 제공하고 있으며 이를 이용하여 짧은 시간 동안 취득된 자료의 처리를 통해 높은 위치정밀도의 획득이 가능하다. 그러나 공공기준점 측량을 위한 VRS 측량의 가용성 분석은 미비한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 다양한 환경에서 데이터를 취득하여 공공기준점 측량에 대해 적용하기 위한 VRS 측량의 정확도를 분석하였다. 그 결과 85%의 데이터가 4cm 이내의 수평오차가 나타남으로써 VRS 측량에 적용할 수 있다고 판단되었고 좌표의 정확도를 판별하는 인자로 GDOP(Geometric Dilution of Precision)보다는 추정된 좌표의 분산을 나타내는 PQ(Position Quality)를 이용하는 것이 효율적임을 알수 있었다. 또한, 현재 대표적인 VRS 장비회사인 TRIMBLE, MAGELLAN, LEICA, TOPCON의 장비의 정밀도를 비교분석한 결과 수평위치의 표준편차가 3cm 미만으로 나타났으며, 회사 장비 별 정밀도는 비슷한 것으로 확인 되었으며, 공공기준점 측량에 VRS 측량을 적용하여도 무방하다고 사료된다.
동경원점을 기준계로 하고 있는 한국의 기설삼각망은 1910~1916년에 설정되었으나 6.25 동란으로 인하여 대부분의 삼각점이 손상되어 복구성과를 관리해 오고 있다. 따라서 실용면에서의 문제점 때문에 국립지리원에서는 EDM에 의해 평균변장 10 Km의 정밀 1차 기준점측량과 평균변장 2.5 Km의 정밀 2차 기준점 측량을 실시하고 있다. 본 연구에서는 기설삼각망의 기준체계를 유지하면서 이들 정밀 1차망과 정밀 2차망을 조합하고 통계적으로 안정된 1, 2등 삼각점에 결합조정을 실시하여 실용성과를 갱신하는 방안을 제시하였다. 또한 독립적인 정밀 1차망 성과의 산정방안과 새로운 한국원점 성과의 구축방향에 대한 체계와 활용방안을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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