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RTK GPS와 IMU에 의한 대형구조물 모니터링 시스템 구축
문두열(Mun Du-Yeoul),장한룡(Jang Han-Young) 동의대학교 정보통신연구소 2002 정보통신연구지 Vol.3-1 No.-
교량, 빌딩, 뱀, 타워등 대형의 사회기반 구조물들은 하중이나 지반 등에 의해 변형을 일으켜 왔거나 다른 외부 원인에 의해 운동한다. 이러한 규칙적이거나 불규칙적인 거동은 구조물뿐만 아니라 이를 이용하는 사용자의 안전을 위협하고 있다. 구조물에 작용하는 자 체의 하중이나 이들 하중에 의한 반응의 모니터링은 구조물의 거동을 확인하는데 도움을 줄 수 있다. RTK GPS(Real-Tune Kinematic Glob 허 Positioning System) 는 한 점 고정 에 의 해 실시간 상대위치관측방식으로 고정밀도 관측을 수초 안에 신속히 수행할 수 있기 때문에 교량 등 대형구조물의 거동을 모니터링 하는데 유용한 방법으로 대두되고 있다. 따라 서 본 연구에서는 대형구조물의 거동을 모니터링하는 시스템을 구축하기 위해서 GPS 측 위방법중 RTK GPS 방법을 이용하여 현수교 주탑의 거동을 측량함에 있어, 먼저 GPS 에 의한 정확한 위치를 분석하였으며, 이를 바탕으로 RTK GPS/IMU를 이용한 모니터링 경보 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템으로 관측한 결과와 비교하여,x 축은 1mm. y 축은 1mm. z 축은 2.2mm 로서 RTK GPS/IMU 방법을 이용한 구조물 모니터링 측량이 가능함을 입증할 수 있었다. Such social structures as bridges, buildings, dams and towers have been transfonned by their own load or fundamental ground. They have been behaved by other external causes. These regular or irregular behaviors threaten to do their users safety. Therefore, to monitor the load of the structures or reaction shown by them could help to verify their behaviors. RTK GPS allows the use of a static base station and remote rover unit to allow for data collection within several seconds and in real time. It is useful for monitoring the behaviors of massive structures like bridges. In this Study, Among GPS methods, we used RTK GPS to analyze the precision of monitoring and then on the basis of it, we developed a monitoring system using RTK GPS when measured the behavior of main tower of a suspension bridge by using RTK GPS/IMU. Comparing a deviation between observation values, X axis was lmm, Y axis was Imm and Z axis 2.2mm. It turned out that it was possible to monitor and measure structures by RTK GPS/IMU.
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문두열(Mun. Du-Yeoul),류왕수(Ryu. Wang-Soo),장한룡(Jang. Han-Young) 동의대학교 정보통신연구소 2004 정보통신연구지 Vol.6-1 No.-
정밀한 위치결정에 사용되는 GPS 는 초기 군사목적을 벗어나 자동차, 선박, 비행기 동 의 항법은 물론 측량분야, 지각 및 구조물의 변위 감시, 우주, 통신, 국방 분야 등 매우 광범위한 분야에서 활용되고 있으며, 그 이용도가 급속히 증가하는 추세이다. 그러나 GPS 관측값은 부정오차와 정오차 등 많은 오차를 포함하고 있기 때문에 이를 소거하거나 최소화하여야 한다. GPS 오차는 크게 위성궤도나 위성시간 오차등 위성에 관련된 오차, 수신기 잡음이나 다중경로 통 수신기 관련 오차, 그리고 대류권이나 전리층에 의한 전파 오차로 구분할 수 있다 이틀 오차들은 대부분 차분방법과 수학적 알고리즘에 의해 소거되거나 최소화 되지만 , 다중경로와 수신기 잡음은 소거하거나 축소할 수 없다 다중경로는 관측당시의 수신기 주변환경에 따라 바뀌기 때문에 수학적으로 소거할 수 없으며, 수신기 잡음은 수신기 내부의 노이즈로 인하여 발생하기 때문에 소거하기가 상당히 어렵다 본 연구에서는 다중경로에 의한 GPS 기선변화를 알아보기 위해서 여러 조건하에서 정적 GPS 측량을 실시하였다 . 먼저 정확한 좌표를 알고 있는 한 점에 GPS를 설치하고 다른 두 대의 GPS 을 임의 점에 설치하였고 , 이를 두 GPS 중에 하나의 수신기에 다중경로 환경을 설정하였다 . 정적 GPS 관측시 기선에 어떠한 변화가 오는 파악하기 위해서 기선 처리와 망조정을 통해 기선길이와 좌표값을 산출하였다 이러한 다중경로 실험은 구조물 모니터링 등 mm 정확도를 요구하는 GPS 측량에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
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