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GPS 주파수에 따른 기선의 정확도 분석 원문보기
Accuracy Analysis of Baseline for GPS Frequence

  • 저자

    홍정수

  • 학위수여기관

    東亞大學校 大學院

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    토목공학과

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    ix, 60p.

  • 키워드

    GPS 주파수 기선;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10067329&outLink=K  

  • 초록

    전 세계적인 좌표계(WGS 84 : World Geodetic System 1984)를 채택하여 측위정보의 신뢰성과 정확성을 제공하는 GPS는 1973년 미 육군, 해군, 공군 합동의 노력으로 시작되었다. 이 시스템은 날씨에 관계없이 연속적으로 사용되게 설계되었으며 최근 급진적인 발전으로 인해 간접적인 오차 요소들을 제거하게 되어 시각동기 시스템(TPS : Time Protocol System) 및 광역차분위성항법시스템(WADGPS . Wild Area DGPS), 자세결정(Attitude Determination), 변위측정(Displacement Monitoring) 등 여러 분야에서 다양하게 적용되고 있다. 특히 GPS는 직접적인 시통 및 거리에 대해 제한을 받는 일반 재래식 측량으로는 관측하기 힘든 중·장기선 관측의 경우 기선결정에 대한 정확도와 활용성이 우수하다고 알려져 있다. 그러나 현재 실질적으로 관측하여 취득하고자 하는 위치정보를 얻기 위해 지역의 대소에 관계없이 고가의 측지용 이주파 수신기를 사용하고 있으며, 최적의 기선해석과 망조정을 통한 성과를 얻기 위한 데이터 처리과정이 엄밀하게 확립되어 있지 않다. 이러한 이유들로 인하여 고가의 이주파 수신기가 여러 분야에 적용되고 있으며, 그에 따른 성과물을 산출하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이 주파 수신기를 사용하여 전국에 산재하고 있는 국가 기준삼각점을 대상으로 관측을 실시하여, 일주파만을 처리하는 L_(1) Only 방식과 이주파를 처리하는 L_(1)&L_(2) 방식과의 비교 분석을 통해 일주파에 대한 정확도와 적용성 그리고 기선의 거리에 따른 한계성에 대해 검증하고자 한다. 기선처리 방식에 따른 기선거리의 정확도와 망조정에 의한 성과의 잔차량, 폐비 및 망폐합을 통해 일주파와 이주파간의 정확도를 비교 분석하였으며, "GPS에 의한 기준점 측량 작업규정"에 대한 허용오차와의 비교를 통하여 결과치에 대한 타당성 검토도 실시하였다. 그 결과 L_(1)을 사용하여 데이터를 처리하는 방식으로 기선처리를 하였을 때 기선거리 72,627.4069m 내의 관측데이터는 고정해를 통하여 0.019-0.056m의 RMSE와 0.013∼0.037m의 SD을 보이고 있으며, 망조정 후 취득한 좌표에 대한 잔차량도 0.002∼0.039m로 아주 우수한 값을 나타내고 있다. 유동해의 경우에는 0.l14∼0.367m의 평균제곱근오차(RMSE : Root Mean Square Error)와 0.030∼0.074m의 표준편차(SD : Standard Deviation)값을 보이고 있으며, L_(1)&L_(2)의 데이터 처리기법을 사용했을 때 기선거리에 대한 처리 결과는 0.013m∼0.325m의 RMSE를 보이며, 0.019∼0.070m의 SD를 보이고 있다. 망조정을 통한 좌표에 대한 잔차량은 0.004∼0.036m를 얻을 수 있었다. 그리고 측점 진주(JINJ)를 제외한 전 기선에서 고정해를 산출하였다. 일·이주파 데이터를 비교 분석해 본 결과 일주파로도 70∼80km 이내의 단·중기선에서는 고정해를 산출해 이주파의 취득값과 거의 동일하게 나타나는 것으로 나타났으며, 이러한 결과로 일 주파만으로도 충분히 원하고자 하는 정확도를 얻을 수 있었다. 또한 기준점 측량에 따른 허용정밀도와의 비교에서도 고정해 값뿐만 아닌 유동해의 결과에 대해서도 만족한 값을 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 지역 대소의 크기에 따른 국소측량 경우에 저가형 일주파 수신기를 사용해도 만족스러운 관측치를 얻을 수 있으며, 경제적인 면에서도 많은 이점을 가져다 줄 것으로 사료된다. 하지만 장기선에 대한 경우 일주파 처리과정에서 소거할 수 없는 전리층 지연에 대한 오차나 수신기와 시계 편의, 기계적인 오차 등을 소거하지 못하기 때문에 이주파를 사용하는 것이 일주파를 사용하는 것보다 더 나은 성과를 얻을 수 있으며, 관측을 실시하기 전 사전계획과 정확한 처리방법의 중요성에 대해서도 고려해야하며, 앞으로 전 국토에 대한 연구와 국가간의 지역망(Network) 구축에 따른 연구가 수행되어야 한다고 사료된다.


    The GPS has been supplying reliable and accurate locational information using the worldwide coordinate system, and its recent, rapid growth indirect error factors were eliminated and is being used in many field including Time Protocol System, Wild Area DGPS), Attitude Determination and Displacement Monitoring. Especially, the GPS is known to be more accurate in baseline determination of mid and long distance survey as compared to traditional surveying methods. However, regardless of size of a region, the more expensive, dual frequence receiver is being used to obtain actual surveyed locational information and a strict data processing process to obtain results through the most suitable baseline interpretation and network adjustment has not been established. Therefore, in this study, a survey was conducted using national standard triangulation points scattered all over korea and through comparison analyses of the L_(1) Only method which processes only single frequence and the L_(1)&L_(2) method which processes dual frequence, the accuracy and applicability of single frequence and its distance limitations were evaluated. The accuracy of single and dual-frequence was compared through differential and loop closure of the results of the accuracy of baseline distance following the baseline processing method and network adjustment, and the reasonability of the end value was examined through a comparison with the allowed accidental error rate set by the "Working Regulations of reference point survey using GPS". The results of the study are the following. In using L_(1) to process baseline data of survey, results within baseline distance of 72,627.4069m and fixed value showed excellent values with a RMSE of 0.019∼0.056m and SD of 0.013∼0.037m and the minute error rate of the coordinates obtained through network adjustment of 0.002∼0.039m In the case of float value, results showed a RMSE of 0.114∼0.367m and SD of 0.030∼0.074m. In using L_(1)&L_(2) to process baseline distance data, the processing results showed a RMSE of 0.013m∼0.325m and a SD of 0.019∼0.070m. The minute error rate of the coordinates obtained through network adjustment was 0.004∼0.036m. In addition, in baseline excluding JINJ, fixed value was yielded. Results of a comparison analysis of the above two sets of data show that in obtaining fixed values in short and mid distance baselines less than 70-80km, single frequence values were similar to dual frequence values, suggesting that a single frequence is sufficient to obtain accurate results. In addition, in a comparison with the acceptable accuracy of a reference point survey, satisfactory results were obtained in both fixed and float values. According to the results of this study, a more economic single frequence receiver is sufficient to obtain satisfactory results in short and mid distance survey, and is also beneficial from an economic standpoint. However, in the case of long baselines, the usage of dual frequence will provide better results than single frequence because of uneliminatable errors resulting from ionosphere delay, limitations of receiver and field of vision and mechanical errors, and so it is necessary to think about existing plans and the exact processing method before beginning the survey Also, further research of the land and an studies regarding the establishment of an international network need to be done.


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