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Lee, Hungkyu,Lee, Jae-One,Kim, Hyundo The Institute of Positioning 2016 Journal of Positioning, Navigation, and Timing Vol.5 No.4
This paper deals with performance assessment of the kinematic network-based GPS positioning technique with a view to using it for ellipsoidally referenced bathymetric surveys. To this end, two field trials were carried out on a land vehicle and a surveying vessel. Single-frequency GPS data acquired from these tests were processed by an in-house software which equips the network modeling algorithm with instantaneous ambiguity resolution procedure. The results reveals that ambiguity success rate based on the network model is mostly higher than 99.0%, which is superior to that of the single-baseline model. In addition, achievable accuracy of the technique was accessed at ${\pm}1.6cm$ and 2.7 cm with 95% confidence level in horizontal and vertical component respectively. From bathymetric survey at the West Nakdong River in Busan, Korea, 3-D coordinates of 2,011 points on its bed were computed by using GPS-derived coordinates, attitude, measured depth and geoid undulation. Note that their vertical coordinates are aligned to the geoid, the so-called orthometric height which is widely adopted in river engineering. Bathymetry was constructed by interpolating the coordinate set, and some discussion on its benefit was given at the end.
고정밀 중기선 동적측위 분야 응용을 위한 GPS 관측데이터 준실시간 연속 처리절차의 실험적 구현
이흥규(Hungkyu Lee) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.3
본 논문은 해상구조물 혹은 지각변동 모니터링 분야에 응용할 수 있는 중기선 GPS 데이터의 준실시간 연속처리를 통한 동적좌표 정밀추정 방안도출과 실험적 구현에 관한 내용을 다루고 있다. GPS 이중주파수 중기선 관측데이터 함수모형, IGS 초신속 해석결과물 제공현황 및 해외 유사사례 조사와 상시관측인프라 현황 조사를 바탕으로 정적 및 동적 처리모드로 이루어진 GPS 연속처리 시스템 설계 그리고 관측데이터 처리절차와 그 전략을 도출하였다. 시스템을 데이터 취득부와 시각화를 포함하는 처리부로 구성 하였으며, 관측소가 Ntrip을 통해 송출하는 GPS 데이터를 최소 지연시간으로 처리하여 모니터링 대상 안테나의 동적좌표를 추정하도록 하였다. 데이터 취득부는 DOS 배치파일, 펄 스크립트 그리고 BKG BNC 프로그램을 통해 그리고 처리부는 슬라이딩 윈도기법에 의한 관측데이터 선택과 BPE에 의해 순차처리 절차를 스크립트 파일로 정의하여 구현하였다. 국·내외에 7점의 상시관측소에 의해 구성한 네트워크로부터 GPS 관측데이터를 취득하여 후처리모드에서 시스템 동작실험을 수행하였다. 이를 통하여 본 연구에서 제안한 GPS 데이터 연속처리 절차의 동작 적절성과 신뢰수준 95%에 추정좌표 정밀도가 센티미터 수준 이상이 됨을 확인하였다. This paper deals with the high precision of GPS measurement reduction and its implementation on near real-time and kinematic mode for those applications requiring centimeter-level precision of the estimated coordinates, even if target stations are a few hundred kilometers away from their references. We designed the system architecture, data streaming and processing scheme. Intensive investigation was performed to determine the characteristics of the GPS medium-range functional model, IGS infrastructure and some exemplary systems. The designed system consisted of streaming and processing units; the former automatically collects GPS data through Ntrip and IGS ultra-rapid products by FTP connection, whereas the latter handles the reduction of GPS observables on static and kinematic mode to a time series of the target stations" 3D coordinates. The data streaming unit was realized by a DOS batch file, perl script and BKG"s BNC program, whereas the processing unit was implemented by definition of a process control file of BPE. To assess the functionality and precision of the positional solutions, an experiment was carried out against a network comprising seven GPS stations with baselines ranging from a few hundred up to a thousand kilometers. The results confirmed that the function of the whole system properly operated as designed, with a precision better than ± 1cm in each of the positional component with 95% confidence level.
칼만필터에 기반한 GNSS 상시관측소 좌표 시계열의 지진에 따른 편의검출 기법에 관한 연구
이흥규(Hungkyu Lee) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.9
GNSS 상시관측소 고시좌표는 측지기준점으로써의 중요성과 다양한 위성측위 응용 분야의 활용성을 고려할 때 최고의 정확도와 최신성을 갖도록 관리해야 한다. 특히, 지진 등에 따른 지각 변위는 그 크기에 해당하는 만큼 기존 성과에 편의를 유발함으로, 그 영향이 목표 정확도를 초과할 때에는 신속히 새로운 기준 좌표를 산정 · 제공하는 등 적절한 조치가 필요하다. 본 논문에서는 GNSS 상시관측소 데이터 자동처리 시스템과 연계 구현할 수 있는 칼만 필터에 기반좌표 시계열의 편의검출 절차와 방법을 연구하였다. 이를 통해 필터 이노베이션과 재추정 시계열에 적용할 수 있는 통계검정 기법을 구현한 후 과학기술용 GNSS 소프트웨어에 의해 추정한 국내 14개소 상시관측소 2010년∼2011년 시계열에 적용해 그 성능과 특징을 파악하였다. 그 결과 통계검정의 오류와 신뢰성을 고려할 때 필터링 시계열에 대한 CUSUM(Cumulative Sum) 검사는 지진 등에 따른 잔류편의 그리고 이노베이션에 대한 광역검정은 특정 에포크에서 발생하는 돌출오차 검출에 효과적인 것으로 분석되었다. It is crucial to manage and maintain the geodetic reference coordinates of GNSS continuously operating reference stations (CORSs) in consideration of their fundamental roles in geodetic control and positioning navigation infrastructure. Earthquake-induced crustal displacement directly impacts the reference coordinates, so such events should be promptly detected, and appropriate action should be made to maintain the target accuracy, including update of the geodetic coordinates. To this end, this paper deals with online schemes for the detection of persistent shifts in the coordinate time-series produced by an automatic GNSS processing system. Algorithms were implemented to test filtered results, such as hypothesis tests of the innovation sequence of a Kalman filter and a cumulative sum (CUSUM) test. The results were assessed by the time-series of coordinates of 14 CORS for two years, including the 2011 Tohoku earthquake. The results show that the global hypothesis test is practical for detecting abrupt jumps, whereas CUSUM is effective for identifying persistent shifts.