위치 센서를 기반으로 하는 디지털 지도의 구축과 이로부터의 도로의 추출과 같은 생성물의 정확도는 센서의 위치 정확도에 좌우되며, 센서의 위치결정을 위하여 GPS, 토탈스테이션, 레이저거리계 등 다양한 거리측정시스템들이 사용되어 왔다. 일반적으로 거리측정시스템들은 주위 다양한 환경에 따라 신호단절 및 감퇴의 문제점과 낮은 시간해상도를 가지고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 관성 장치와 같은 자동 항법 장치를 이용하여 상호 보완 및 통합하여 IMU/Range 통합 시스템을 구성 할 수 있다. 본 논문에서는 항법 및 측지분야에서 성공적으로 사용되어 왔던 선형필터인 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter, EKF)의 문제점을 지적하고, 비선형 변환과 선택된 시그마 포인트를 이용한 시그마 포인트 칼만 필터(sigma point Kalman filter, SPKF)와 비가우시안 가정과 샘플링 방식의 파티클 필터(Particle filter, PF) 등 두가지 비선형 필터를 구현하고, 시뮬레이션을 수행하여 그 결과를 확장 칼만 필터의 경우와 비교하였다. 시뮬레이션의 거리측정시스템으로 GPS와 토탈스테이션이 사용되었고 IMU의 경우, 정밀도 레벨에 따른 일반적인 3가지 센서(IMU400C, HG1700, LN100)가 선택되었다. 모든 IMU와 거리측정시스템에 대해서 샘플링 기반의 비선형 필터인 SPKF와 PF가 EKF에 비해 통계 결과에서 향상된 위치 결과를 보여 주었으며 특히 거리측정시스템의 갱신간격이 길어질수록(1초$\rightarrow$5초) 비선형 필터의 우수성이 나타났다. 따라서 저가형 위치센서의 경우, 비선형 필터를 적용하여 센서 위치의 정확도를 높일 수 있는 것으로 판단된다.
본 연구는 지상모바일매핑시스템을 이용하여 취득한 중첩 전방위 영상을 이용하여 객체점의 3차원 좌표를 결정하는 방법을 제시하고 정확도를 분석하고자 한다. 제안된 방법은 먼저 개별 센서 및 대상공간에 좌표계를 정의하고 좌표계간의 관계를 설정한다. 이에 기반하여 전방위 영상의 한점에 투영되는 객체점이 위치한 직선을 유도하고, 공액점으로부터 결정되는 한쌍의 직선을 교차하여 객체점의 3차원 좌표를 결정한다. 제안된 방법을 통해 결정된 객체점의 좌표를 GPS와 토탈스테이션으로 측정한 검사점 좌표와 비교하여 정확도를 검증하였다. 본 연구의 결과 기선의 길이 및 카메라/대상객체 사이의 상호 위치를 적절하게 설정한다면 객체점의 상대좌표를 수 cm 내의 정확도로 결정할 수 있었다. 절대좌표의 정확도는 정오차로 인해 수 cm에서 1 m 정도를 보였다. 향후 카메라 좌표계와 GPS/INS 좌표계 사이의 관계를 보다 정확하게 설정하고 전방위 카메라의 보정을 통해 절대 좌표의 정확도를 개선할 계획이다.
한 국가에서 지오이드모델은 그 나라의 일관된 표고기준면을 제공함으로써 정확한 정표고를 결정할 수 있게 하며, 국가기준점의 평면위치 결정시 지오이드고를 고려한 측지망 조정계산을 실시함으로써 좌표결정의 정확도를 높일 수 있다. 본 연구는 말레이시아나 인도네시아와 비슷한 조건의 동남아시아 국가인 필리핀이 자국의 지오이드모델을 어떻게 개발하는 것이 최선인지 그 방법론을 연구한 연구이다. 따라서 본 연구에서는 전반적인 지오이드 결정이론을 살펴보고, 아시아 국가들에서의 지오이드 개발사례를 통하여 필리핀 일원에 가장 적합한 지오이드 모델 개발방안을 제시하고자 하였으며, 필리핀 일원에서 최신의 지구중력장 모델인 EGM2008을 해석하여 지오이드고와 중력이상을 계산하였다. 연구결과 항공중력방법에 기반한 중력 지오이드모델을 개발하고, 200점 내외의 GPS/leveling데이터에 의한 기하학적 지오이드고를 합성하여 하이브리드 지오이드 모델을 개발하는 것이 가장 합리적인 방법으로 연구되었다. 또한 스토크스적분의 수행은 4밴드 구면 FFT방법이, 중력지오이드모델 개발에는 EGM2008과 SRTM에 의한 remove and restore 기법이, 하이브리드 지오이드모델의 개발에는 Least square collocation 알고리즘이 제안되었다.
장기선 네트워크 RTK(Real-Time Kinematic) 측량, 정밀단독측위(precise point positioning) 및 전리층/대류권 지연 모니터링등 GPS를 이용한 실시간 데이터 처리를 위해서는 IGS(International GNSS Service)에서 제공하는 정밀궤도 수준의 정확도가 시간지연 없이 확보되어야 한다. 본 연구는 준 실시간 위성궤도결정을 위한 선행연구로서 일반적인 위성궤도 결정 방법, 특히 동역학적 방법에 대한 이론적 고찰과 가속도 적분을 위한 지구기준/관성좌표계 변환 방법에 대한 테스트를 수행하였다. IAU 1976/1980 세차/장동모델은 IAU 2000A 모델과 0.05mas 수준의 허용범위 내 차이를 보였다. IAU 2000A 모델은 기본적으로 복잡한 장동모델로 인해 변환행렬 계산에 많은 시간이 소요된다. IAU 2000A 모델에 기존 변환 방법을 사용하는 경우가 NRO(non-rotating origin) 방법에 비해 2배정도 빠른 결과를 보인 반면 회전행렬의 실질적인 차이는 없는 것으로 나타났다.
각 지자체가 관리하고 있는 해안지역은 지형적, 문화적, 경제적으로 큰 영향을 미치는 공간으로 변모하고 있다. 이러한 해안 공간에 대하여 최근 들어 공학적 측면과 경제적, 문화적 측면이 융합된 새로운 형태의 연구들이 많이 진행되고 있는 실정이다. 본 연구는 울산 동구에 위치한 일산지 해안에 대한 해안선 변화에 대하여 다중관측 정보를 이용하여 분석하였다. 해안선 분석을 위하여 VRS-RTK(Virtual Reference System by Real-Time Kinematic) 측량, 항공사진, 지상라이다 측량, 그리고 고정기준점에 의한 측량을 실시하였으며, 특히 고정기준점 설치를 통한 해안선 관측과 분석방법을 제시하였다. 다중관측정보를 분석한 결과 일산지의 경우 해안선의 중하단 부분은 침식현상(6~12m)이 나타나고 있으며, 상단부분은 퇴적현상(3~14m)이 나타남을 알 수 있었다.
댐 운영에 있어서 필요한 수문자료는 강수량, 수위, 유량, 저수량 자료 등이 있다. 이중 저수량은 주로 댐수위-저수용량 곡선식을 이용하여 계산한다. 댐수위-저수용량 곡선식은 댐 부근에서 계측 되는 한 개의 수위자료를 이용하여 저수용량을 산정하며, 이는 큰 저수지 면적과 저수지 수면이 일정하지 않다는 것을 고려할 때 큰 오차가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 음향 도플러 유속계 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler) 이용하여 보성강댐 저수지 수면경사를 실측하고, 동시에 실시간 이동측위시스템인 RTK-GPS(Real Time Kinematic)를 이용하여 이를 검증하였다. ADCP는 유수의 흐름을 방해하지 않으면서 수중에 발사된 음파의 도플러 효과를 이용하여 유속, 유량 및 측량이 가능한 장비이며, RTK-GPS의 경우 정밀한 위치정보를 가지고 있는 기준국의 위상에 대한 보정치를 실시간으로 이용하여 오차가 ±0.03m 이하인 것으로 알려졌다. 보성강댐의 하류에서 ADCP와 RTK-GPS를 장착한 보트를 저수지 종방향으로 처음부터 끝까지 이동하여 약 7.5km 종단측량을 실시하였고 저수지 지형적 특성을 고려하여 약 700m마다 횡단측량을 실시하여 종방향뿐만 아니라 횡방향 수면차도 조사하였다. 그 결과 보성강댐의 상류로 갈수록 수면경사가 전체적으로 상승하는 경향을 보였지만 일부구간에서 수위가 하강하는 경우도 발생하였다. 이는 미약하지만 저수지 내에 흐름이 발생하고 이 흐름에 따른 통제가 변화되는 것과 중간에 유입되는 지류의 영향 등으로 구간별로 수면경사 차이가 발생하는 것으로 추정된다. 횡방향 수면차는 지류가 유입되는 일부구간에서 다소 차이를 보였지만 큰 영향을 없는 것으로 판단된다. 보성강댐 저수지 수면을 종방향 및 횡방향으로 실측한 결과 구간별로 차이를 보였으며 최대 EL. 126.60m, 최소 EL. 126.33m 나타났다. 댐 상류 부근의 수면높이 EL. 126.50m와 비교하면 +0.10m, -0.17m 차이를 보였으며 이는 저수량 산정에 큰 오차를 발생시킨다. 효과적인 댐 운영을 위해서는 유입량 및 유출량을 정확하게 산정하는 것도 필요하지만 저수량을 정확하게 파악하는 것 역시 필요하다. 저수량을 정확하게 산정하려면 수킬로미터가 넘는 저수지 크기를 고려하여 수면경사를 실시간으로 계측하는 등의 노력이 필요한 것으로 판단된다.
To manage national territory and cadastral data efficiently, accuracy and cost-efficiency in cadastral boundary surveying is inevitable. The efficient management of cadastral data is a very important element in national land management. Survey techniques are being introduced. Recently, improvements in survey techniques have been made with the development of satellite surveying, Allowing accurate and fast surveys. If we can calculate the output accurately in real-time in survey fields, it will open a new method in cadastral detail surveying. According to the classification on Law of cadastral surveying, Cadastral surveying can be divided into cadastral control point surveying and cadastral detail surveying. The control point survey can be divided into cadastral triangulation surveying and cadastral traverse surveying. The detailed survey is usually perform by plane surveying. Among these, cadastral detail surveying will be reviewed in this study. In this study, the combination of the satellites, such as US managed GPS and Russian managed GLONASS was used. In the satellite survey in downtown, data interruption symptoms arose(according to the mask angle of the satellite). Therefore; we combined the satellites to get date more accurately. A block of Haewoondae New City in Busan, Korea, which has Numerical Cadastral Law was selected as the sample area for this study. Block II and III are surrounded by high rise apartments. One side of Block I and IV is level ground and the other side is full of high rise apartments. Especially, Block II is surrounded by high rise apartment houses with 20 meters width. In the results of the study Block II did not satisfy the allowable precision, while Block I, II and IV satisfied the allowable precision of the enforcement regulations of Cadastral Law. Therefore, it is judged that the traditionally used Total Station method should be used for supplementary survey on Block II, in stead.
국토의 형상을 결정하는데 있어 중요한 해안 지역은 그 형태와 특성이 변화하는 모습을 가지고 있다. 대규모매립 공사와 크고 작은 해안 지역 개발 등으로 인하여 적절한 이용계획을 수립하는데 문제점이 발생하고 있다. 그 중에서 해안사구는 관광 및 생태학적 측면에서 아주 중요한 역할을 하고 있으며, 이에 대한 연구가 아직은 부족한 실정이다. 본 논문에서는 연구대상의 지역적 범위를 부산 송도해안으로 결정하였으며, 다년간의 RTK-GPS 측량 자료를 근거로 시계열적 분석을 통하여 해안사구의 이동경로를 분석하고자 한다. 송도해안의 경우, 해안선의 길이는 평균 약 620m, 면적은 약 $31,846m^2$으로 나타났다. 송도 해안은 좌우측에 방파제가 설치되어져 있으며, 이로 인해 모래의 유실을 최소화 할 수 있었으며, 매년 일정양의 양빈으로 인하여 꾸준히 해안 사구가 퇴적되고 있음을 알 수 있었다. 또한 7회 측정 결과 해안사구는 좌우측면이 침식되고 중앙부분이 퇴적되어 해안 사구가 전반적으로 앞으로 전진되고 있는 것으로 조사되었다.
최근 다양한 중대형 교량구조물의 안전상황을 점검하기 위하여 여러 가지의 계측장비를 이용하고 있지만 대부분 일정한 주기별로 교량의 변위거동을 측정하고 확인하는 방법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 지구전체를 실시간으로 관측할 수 있는 인공위성 GPS 신호를 수신하여, 교량 각 구조부의 변위와 거동 특성을 실시간으로 24시간 내내 mm 단위로 자동 계측하여, 계측 정보 및 데이터를 무선 네트워크로 전송하여 사용할 수 있도록 함으로써, 미세한 거동 변위를 자동으로 통보할 수 있게 하는 GNSS와 연계한 실시간 교량 모니터링 시스템을 적용하였다. 이를 위하여 실제로 중대형의 노후화된 교량상부에 GNSS 수신기를 설치하여 그 측량자료를 수신하여 분석하고, USN과 동시에 측정하여 3차원의 위치정보로 나타내어 교량변위를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 실험연구를 실시하였다 그 결과, 한 측정지점에서 하루의 측정 시간에서도 약 0.027~0.037m에서 수직변위가 반복되고 있음을 확인할 수 있었다.
현재 전국에 산재해 있는 많은 소규모의 저수지들은 관리 상태나 실지 내용적에 대한 정확한 자료가 모두 구비되어 있지 못한 실정이다. 본 연구에서는 행정구역상 저수지가 많이 분포되어있는 영남권의 경주시 73개 소규모 저수지 가운데 23개소를 선정하여 실험을 하였다. RTK-GPS를 이용하여 5초마다 데이터를 취득하였고, E/S를 이용하여 1초 간격으로 수심에 대한 값과 TS를 이용하여 현황 측량을 실시하였다. 이렇게 취득된 자료를 가지고 3D 모델링을 하여본 결과 15개소(약 65%)의 저수지가 앙호한 상태였음을 알 수 있었고, 과거자료와의 비교 분석을 통하여 현재 저수지 상태에 대한 정확한 내용적을 알 수 있었다. 또한 23개소 저수지의 만수면적과 유효저수량을 분석한 결과 만수면적은 20.63%, 유효저수량은 3.34% 만큼 줄어들었음을 알 수 있었다. 이를 통하여 현재 저수지 상태에 대한 분석과 관기 방향에 대한 방법에 대하여 기여하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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