컴퓨터와 정보통신의 발달로 토지정보의 필요성이 날로 증가됨에 따라, 신속하고 정확하게 지적.지형정보를 갱신할 수 있는 위성측량 시스템에 많은 관심이 모아지고 있다. 지적기준점들은 1910년대 측량기술의 한계 및 6.25 동란 등으로 대부분이 망실되었으며 재설치 과정에서 많은 문제점이 발생되어, 기준점의 재 정비 및 일필지 측량 등에서 신속하고 정확한 측량 방법이 요구되고 있다. 본 연구는 지적분야에서 GPS 측량의 효율성을 높이기 위해, GPS를 지적에 적용할 경우 제기될 수 있는 제반 문제점들을 파악.분석하여 GPS 측량 방향을 제시하고, 이동측량을 지적분야에 효율적으로 적용하기 위해 GPS 이동측량 프로그램을 개발하고자 한다. 연구결과, 상시관측소와 삼각점을 기준으로 광주지역 지적기준점들의 정도를 확인할 수 있었고, 지적기술연구소의 좌표변환 프로그램을 이용하여 기존의 지적측량성과와 유사한 결과를 얻을 수 있었으나, 가우스상사이중투영 방법에 따라 기존성과와 수십cm의 차이가 날 수 있기 때문에 평면좌표로 변환시 주의가 요망됨을 알 수 있었다. 그리고, 상용프로그램과 비교하여 개발된 GPS 이동측량 프로그램의 실용성을 확인할 수 있었으며. 이는 수치지적측량과 지적도 갱신에 활용될 것으로 기대된다.
우리나라에 GPS 위성측량이 도입되기 시작한 것은 최근에 이루어 졌으며 많은 발전을 해오고 있지만 해결해야 할 많은 문제점을 가지고 있다. 현재 우리나라의 GPS 위성측량의 사용에 있어서 여러 가지 문제점 중 현재 지구 주위를 운항하고 있는 24개의 GPS 위성으로 지상 어느 곳에서나 24시간 동안 위성신호를 수신할 수 있게 되었지만 고층 빌딩과 같은 도심 계곡, 복잡한 한국지형, 산악지역 등에서의 위성 장애물에 의한 신호의 차단으로 한계가 발생하고 있다. NAVSYNC의 CW25 GPS 수신기는 -156dBm이하의 신호강도에서도 확실한 위치 fix가 가능하고, 이러한 능력은 도심지나, 울창한 숲과 심지어는 건물 안과 같이 신호가 미약한 지역에서도 사용될 수 있다. 이에 본 연구에서는 Indoor GPS 수신기를 이용하여 측지분야에서 검증된 GPS측량방법을 통해 수신데이터를 비교 분석하고 수신기의 정밀도 향상에 관한 연구를 하고자 한다.
지오이드는 수직기준면으로서의 큰 의미를 지니며, GPS측량이 활성화되고 있는 현시점에서 GPS를 이용한 표고측정을 가능케 하는 중요한 요소가 되고 있다. 이에 본 연구에서는 대전광역시를 대상으로 신설된 복합기준점에 대한 GPS 및 수준측량을 수행하고 GPS/Leveling을 통해 각 기준점들의 평면위치, 표고 및 지오이드고를 산출하여 정밀 지역 지오이드를 구축하였다. 또한 사이트 캘리브레이션을 통해 GPS 수준측량의 가능성을 평가하였다. 연구를 통해 약 1.5km 간격의 정밀 지역 지오이드를 구축하였으며, GPS 수준측량을 통해 직접 수준측량 성과와 평균 2cm 이내 편차로 표고를 산정함으로써 GPS 수준측량의 가능성을 제시하였다. 연구결과를 바탕으로 지속적인 연구를 통해 광역 정밀 지오이드 모델이 개발된다면 표고를 요구하는 측량업무의 간소화 및 효율성의 극대화가 가능할 것이다.
오늘날 3차원 위치결정에 있어서 위성측량을 활용하여 위치결정이 가능하게 되었다. 최근 국내 지오이드모델의 정밀도가 향상되면서 정밀 수직위치결정에 대한 위성측량의 위치정확도 또한 많이 향상되었다. 그러나 지오이드고를 고려하였을 때, 위성측량의 수직위치결정의 활용은 아직 어려운 실정에 있다. 그러나, 지오이드 변화가 국소지역에서는 미소하게 변화하므로 위성측량 관측에 의한 표고와 정표고는 동일하다고 볼 수 있다. 따라서. 지오이드를 고려치 않은 건설현장에서 GLT(GPS Leveling Technique)의 수직위치결정 측량이 가능하게 되었다. GLT는 재래적 측량장비보다 처리속도가 뛰어난 정표고를 계산하는 방법이었고, 관측방법과 수신기 상태, 현장 상황에 따라 정확도가 다소 변화하게 되는데 본 연구에서는 측점간의 경중률 만을 고려하였다. 지반 침하량 계측에 있어서 레벨을 이용한 재래식 수직위치결정방법을 기준으로 부산대학교내 일정지역과 모델현장에서 지오이드모델을 이용한 위성측량방법과 GLT 방법을 비교 분석하여 위치 정확도 및 시간과 비용에 있어서의 효율성을 검토하였다.
본 본문은 GPS(Global Positioning System)와 IMU(Inertial Measuring Unit)를 연계하여 최소의 지상기준점만으로도 재래식 항공사진측량 방법과 비교하여 정확도의 손실 없이 외부표정요소를 결정할 수 있는 새로운 기법에 대하여 연구하였다. 이러한 GPS/INS 항공사진측량의 실무적용 가능성을 입증하기 위하여 직접 비행실험을 하고 촬영된 대상지역에 대하여 동적 GPS 위치결정의 정확도의 검증 및 재래식 방법과 GPS/IMU에 의한 사진기 준점측량을 실시하여 다양한 방법으로 비교한 결과를 소개하였다.
GPS/INS를 이용한 항공사진측량의 경우 GPS 이동측위를 위해 촬영지역에 GPS 지상기준국의 설치가 필수적이다. 하지만 항공사진측량을 위한 지상기준국의 설치는 여러 가지 제한 요소들로 인해 현실적으로 어려운 경우가 많다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 상시관측소 자료를 이동측위에 이용하여도 충분한 정확도를 확보할 수 있는 지를 분석하였다. 30초 간격으로 저장되어 있는 상시관측소 자료의 내삽을 통해 결정한 외부표정요소와 촬영지역에서 수신된 지상기준국 자료로부터 결정한 외부표정요소를 GPS/INS 항공삼각측량에 각각 적용한 후 정확도를 비교하였다. 그 결과 상시관측소 자료로 지상기준국 자료를 대체하여 사용하여도 충분한 정확도를 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 해안선 길이 변화량을 모니터링하기 위하여 RTK-GPS 측량방법과 최신 항공 LiDAR 측량 방법을 이용하여 분석하였다. 우선 해안선 길이를 추출하기 위하여 RTK-GPS 관측을 실시하고 관측시간대별 조위관측 자료를 비교하여 조석보정을 실시하였으며, 보정된 GPS자료에 대하여 Autocad Civil3D 프로그램으로 횡단면도를 작성하여 해안선을 추출하였다. 그리고 일정한 시간간격을 두고 2차에 걸쳐 RTK-GPS측량(1차 2007년 8월 29일, 2차 2007년 10월 6일)을 실시한후 해안선을 비교한 결과 2차 측량시의 해안선 길이는 1차 측량시 보다 약 21m 감소하였다. 또한, 항공 LiDAR 측량(2006년 12월 24일)의 결과와 비교한 1차 RTK-GPS 측량에 의한 해안선 길이가 약 15m 감소함을 알 수 있었다. 또한 침식과 퇴적에 대해서는 우측상단(선착장) 부분이 침식되고, 좌측하단(조선비치) 부분이 퇴적됨을 알 수 있었다. 이는 해수욕장의 개장에 따른 모래의 양빈과 태풍, 조류, 풍향 등 자연적인 영향으로 인하여 침식과 퇴적에 대한 면적이 변화하고 그에따라 해안선의 길이가 변화함을 알 수 있었다.
본 연구는 GPS를 이용하여 위성 영상의 입체 해석으로 산출된 SPOT영상의 기준점 및 수치 표고 모형의 평가에 목적이 있다. 이를 위해 삼각점 및 상시관측소를 고정으로 한 GPS 해석을 수행하였으며 정지측량과 이동측량의 정확도를 비교함으로써 위성 영상의 기준점과 수치 표고 모형의 평가를 위한 측량 방법을 분석하였다. 연구 결과, SPOT영상의 해상력을 고려할 때, 이동 GPS측량기법으로도 수치 표고 모형의 정확도 평가가 가능하였으며, 기준점 좌표 산출에 있어서 고정점에 삼각점 대신 상시관측점들을 사용함으로써 경제적인 GPS 측량을 꾀할 수 있었다.
GPS 측량의 정확도는 다양한 해석조건에 따라 그 영향을 받는다. 본 연구에서는 위성궤도정보의 정확도와 GPS데이터를 해석하는 사용자의 차이에 따른 결과값의 차이를 알아보고자 하였다. 그 결과 모든 해석조건에서 결과값이 차이를 나타내었지만 특히 사용자에 의한 차이가 가장 큰 것으로 나타났다.
최근 넓은 지역에 대해 신속하게 3차원 위치좌표 데이터를 취득하기 위하여 항공레이저 스캐닝 시스템에 의해 취득된 데이터가 활용되고 있다. 현재 작업규정에 따르면 GPS 기준국과 항공기 GPS 거리가 반경 30km 이내로 정해져 있다. 본 연구에서는 항공라이다측량을 수행하는 데 있어 국토지리 정보원에서 운영중인 GPS상시관측소를 이용한 데이터와 비교하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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