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정밀 INS/GPS시스템을 위한 언센티드 칼만 필터 기반의 역방향 필터연구
권재현 ( Jay Hyoun Kwon ),이종기 ( Jong Ki Lee ),이지선 ( Ji Sun Lee ) 한국지리정보학회 2010 한국지리정보학회지 Vol.13 No.2
언센티드 칼만 필터 기반의 역방향 필터를 유도하고 시뮬레이션 테스트를 통하여 확장 칼만 필터, 언센티드 칼만 필터, 그리고 확장 칼만 스무더로부터의 위치결과와 비교 분석하였다. 시뮬레이션은 GPS의 수신환경이 극단적으로 좋지 않을 경우를 고려하여 40m×40m 의 공간에서 4개의 곡선 그리고 5개의 직선구간으로 이루어진 궤적에서 시작점과 끝점만을 기지점으로 가정하여 수행하였다. 실험 결과 스무더는 순방향 필터에 비하여 최대 위치 오차값이 약 8~9m 정도 크게 감소하는 결과를 보여주었다. 스무더의 경우 위치오차를 직선구간과 곡선구간으로 나누어 분석하였는데, 언센티드 칼만 스무더가 확장 칼만 스무더에 비하여 직선 구간에서는 최대 10cm, 곡선 구간에서는 최대 23cm 향상된 결과를 나타내었다. Unscented Kalman filter based backward filter is derived and the positions from extended Kalman filter, unscented Kalman filter, and extended Kalman smoother are compared and analyzed through a simulation test. Considering the poor GPS signal reception, the simulation is performed under the assumption of only the start and end points of the trajectory, composed of 4 curves and 5 straight sections in the area of 40m×40m, are known. The test shows that the smoothers generate much better positioning results of 8~9m improvement compared to those from the forward filters. For the comparison between the smoothers, the analysis is performed separately for the curves and straight segments. In both cases, the unscented Kalman smoother generates better positioning error; 10cm and 23cm improved positioning results in straight segment and curves, respectively.
이지선,권재현,Lee, Ji-Sun,Kwon, Jay-Hyoun 한국공간정보학회 2009 한국공간정보학회지 Vol.17 No.3
기존의 우리나라 지상중력자료는 자료의 분포 및 정밀도에 있어서 문제점을 가지고 있었고 이러한 문제를 해결하기 위하여 2008년 항공중력측정을 통하여 정밀도 1.56mGal의 항공중력자료를 확보한 바 있다. 그러나 항공중력자료는 비행고도 상에서 획득된 값으로 기존의 지상중력자료 및 해상중력자료와 병합하기 위해서는 지표면 상의 값으로 환산되어야 한다. 또한 다양한 자료를 융합하여 정밀한 지오이드를 계산하기 위해서는 Stokes' 적분반경, Stokes' kernel 및 지형 효과 계산 반경 등의 많은 변수들을 최적으로 고려하여야 한다. 본 연구에서는 지상 및 항공중력자료의 분포 및 특성을 고려하여 보다 정밀한 지오이드 결정을 위한 최적의 매개변수들을 결정하고자 하였다. 선정된 최적 변수들을 적용하여 지오이드를 계산한 결과, 항공중력 및 지상중력 기반의 두 지오이드는 평균 -16.95cm, 표준편차 ${\pm}8.50cm$의 차이를 나타내었는데, 이는 지상 및 항공중력자료의 분포와 지상중력자료에 포함된 오차에 기인한 것으로 판단된다. 향후 본 연구에서 고려한 매개변수 외에도 다양한 하향연속 방법, 지형효과 계산 방법이 지오이드에 미치는 효과와 추가적으로 확보한 중력 및 GPS/Leveling 자료, 해상중력자료를 포함하였을 때의 효과에 대한 연구도 진행되어야 할 것이다. To solve the problems of distribution and quality on land gravity data, airborne gravity survey was performed in 2008 obtaining the airborne gravity data with accuracy of 1.56mGal. Since airborne gravity data is the obtained at the flight height, it is necessary to convert the airborne gravity data to the surface to combine various gravity data and compute precision geoid. In addition, Stokes' integral radius, Stokes' kernel and the radius of terrain effect computation should be optimally determined to calculate precision geoid. In this study, we made an effort to decide the optimal parameters based on the distribution and the characteristic of gravity data. Then, two geoid models were calculated using the selected parameters and the difference of geoid was calculated with mean of -16.95cm and the standard deviation of ${\pm}8.50cm$. We consider that this difference is due to the distribution and errors on the gravity data. For future work, the study on the effect of geoid with newly obtained land gravity data ship-borne gravity data and GPS/Leveling data should be conducted. Furthermore, the study on the downward continuation and terran effect calculation should be studied in detail for better precision geoid construction.
권용규(Kwon, Yong Kyu),김정현(Kim, Jeong Hyun),이지선(Lee, Jisun),권재현(Kwon, Jay Hyoun) 한국측량학회 2021 한국측량학회 학술대회자료집 Vol.2021 No.11
현재 측량장비 및 기술의 발달에 따라 작업규정의 개정이 진행되었다. 하지만 경사지 수준 측량 시 해당 작업규정을 적용하기에는 관측환경에 의한 한계가 존재하며 이는 왕복교차에 영향을 줄 수 있다. 이에 본 연구에서는 현재 도입되어 사용 중인 주요 디지털레벨을 조건별로 비교하여 경사지에서 최적의 수준측량 방법을 제시하고자 하였고, 그 결과 수준측량수행 시 고정점 설치를 최소화하는 경우 구간교차한계 및 전체오차한계 기준을 통과하는 결과를 확인할 수 있었다.
서울특별시 네트워크 RTK 시스템의 NTRIP 데이터 전송 및 Virtual RINEX의 활용
곽인선,남대현,권재현,Gwak, In-Sun,Nam, Dae-Hyun,Kwon, Jay-Hyoun 한국공간정보학회 2010 한국공간정보학회지 Vol.18 No.5
서울특별시는 2009년 초 4개의 GNSS 고정 기준국을 설치하고 네트워크 RTK 시스템을 구축하여 현재 운영 중에 있다. 현재는 무선인터넷을 이용한 VRS 측위 서비스와 후처리를 위한 고정 기준국 RINEX 데이터를 제공하고 있다. 본 연구에서는 서울특별시 네트워크 RTK 시스템의 활용성 증대 방안을 검토하고, Virtual RINEX 실용성 검토를 위한 실험을 수행하였다. 네트워크 RTK 시스템의 활용 다양화를 위한 검토는 1) GNSS 고정 기준국의 관측 데이터를 NTRIP을 통하여 타기관의 사용자 시스템으로 실시간 전송하고 수신측 기관에서는 이를 RINEX 데이터로 변환 생성하는 방법, 2) GNSS를 이용하여 주요 장대 시설물의 변위를 모니터링 하는 방법을 검토하였다. 또한 3) NTRIP을 이용한 GNSS Internet Radio로 VRS 보정 데이터를 네트워크 RTK 시스템으로부터 수신하고 무선모뎀을 이용, 소규모 작업 지역을 대상으로 방송하여 RTK측위를 실시하는 방법을 소개 하였다. Virtual RINEX 실용성검토를 위한 실험은 1) GNSS고정 기준국에서 관측한 기준국 데이터와 특정 지점에서 실제로 관측한 GNSS 관측 데이터로 후처리한 성과와 그 지점의 Virtual RINEX 데이터를 이동국 데이터로 한 후처리 성과를 비교하였다. 또한 2) 특정 지점에 대한 VRS RTK 측위 결과와 이동국 측위 지점에 대한 Virtual RINEX 데이터의 후처리 성과를 비교하였다. 그 결과, Virtual RINEX와 GPS 관측 성과는 거의 동일하여 향후 Virtual RINEX도 후처리 데이터로 사용할 수 있는 가능성을 확인하였고, VRS RTK 측위 성과는 Virtual RINEX 후처리 성과와 수 mm 이내 차이를 보여 산출된 성과가 거의 같음을 확인할 수 있었다. Since January 2009, Seoul Metro Government(SMG) is operating own Network RTK Systems connecting four(4) GNSS Reference Stations which are installed inside Seoul Metro City area. SMG is currently providing VRS data service via wireless internet for Network-RTK and RINEX data observed from GNSS Reference Stations. This paper will discuss utilization of data available from SMG Network-RTK System for various applications, and present the test results on practicalities of Virtual RINEX data. For the utilization of data available from SMG Network- RTK system, 1)NTRIP data delivery of GNSS realtime observables streaming and converting to RINEX at receiving side, 2) monitoring deformation of bulky structures using GNSS observation were discussed. In addition to those discussion, 3) broadcasting VRS correction data for job site via radio modem after acquiring such correction data on-line using NTRIP based GNSS Internet Radio from SMG Network-RTK System were introduced. For the test results on practicalities of Virtual RINEX data, 1) the post-processing results of the GNSS observation data on a certain point with GNSS Reference Station data have been compared to the post-processing results of Virtual RINEX data on the same point generated from SMG Network-RTK System, and 2) VRS RTK positioning results for a certain point and post-processing results of Virtual RINEX data for the point were compared. The results showed only a few mm difference, and the high possibility for using Virtual RINEX data for post-processing applications.