서해5도 지적기준점 GNSS측량에서의 자료처리 방법별 정확도 비교

국문 초록 (Abstract)

육지에 설치하여 GNSS 측량을 실시한 지적측량기준점은 상시관측소와의 기선길이가 짧고 기준점 외부에 4개 이상의 상시관측소를 고정점으로 활용할 수 있어 상용소프트웨어로도 충분히 좋은 성과를 산출할 수 있다. 그러나 서해5도는 육지 상시관측소로부터 100~200km 떨어진 지역에 위치하고 있어 데이터 처리방법 선택과 상용소프트웨어를 이용한 망조정시 상시관측소 고정점 선택에 어려움이 있다.
본 연구에서는 서해5도 지역의 지적삼각점 및 지적보조삼각점에 대하여 GNSS 측량을 실시하고, GIPSY 및 상용소프트웨어(TGO)에 의한 데이터 처리를 하였다. GIPSY 처리결과와 TGO를 이용하여 국내 상시관측소를 기지점으로 고정점 별, 고정점 수별로 망조정한 결과를 비교하였고, 위성항법중앙사무소의 해안기준국인 소청도 상시관측소를 고정점으로 망조정한 결과와도 비교 하였다. 또한, GIPSY 처리결과와 APPS․AUSPOS를 이용한 온라인 자료 처리결과와도 비교하여 상시관측소 외부망 지역에서 방법을 달리하여 자료처리를 하였을 때 어느 정도의 정확도를 얻을 수 있는지 확인하였다.
GIPSY 자료처리 결과와 TGO 자료처리후 국내 상시관측소 고정점별로 망조정을 실시한 결과, 차이값의 평균이 △X=0.011m, △Y=0.022m, △타원체고=0.108m로 나타났다. 관측점과 상시관측소간의 기선거리에 따른 오차를 살펴보면 기선거리가 가까운 SEOS과 SUWN, PAJU를 고정처리한 좌표의 수평오차는 기선벡터점검 허용오차인 0.03m보다 작게 나타났으며, 상대적으로 기선거리가 먼 CHLW, JUNJ, KWNJ의 경우에는 0.03m보다 크게 나타났다. 따라서 평면직각좌표에 의한 측량범위에서는 SEOS, SUWN, PAJU를 고정점으로 사용할 수 있음이 확인되었다.
상시관측소 1~6점을 각각 조합하여 망조정한 결과, 약간의 편차는 있으나 고정점 수가 많을수록 오차가 감소하는 것으로 나타났다. 고정점 수별 결과값에서 수평오차가 작은 최적의 조합을 보면 1점 고정에서는 SEOS 0.025m, 2점 고정에서는 PAJU, KWNJ 0.028m, CHLW, KWNJ 0.028m, 3점 고정에서는 SUWN, SEOS, JUNJ에서 0.022m, 4점~5점 고정시 0.028m, 6점 고정시 0.026m로 확인되었다. 또한 망의 형태가 안정적일수록 오차도 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 수직오차는 대부분 0.10m이상이므로 직접수준측량을 하거나 GNSS/ Leveling을 이용하여 표고산출 하는 것이 바람직할 것이다.
소청도 상시관측소를 고정점으로 망조정한 결과는 평균수평오차가 0.021m, 수직오차는 0.079m로 나타나 평면직각좌표에서 소청도를 고정점으로 사용할 수 있음이 확인되었다. APPS, AUSPOS를 이용한 온라인 자료처리결과는 수평오차에서 APPS 0.006m, AUSPOS 0.025m, 수직오차는 APPS 0.035m, AUSPOS 0.030m로 온라인 자료처리가 TGO 자료처리에 비하여 오차가 작아 도서지역의 자료처리시 활용도가 높을 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 그림 목차․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․iv
• 표 목차․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․vi
• 국문 요약․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ⅶ
• 영문 요약․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ⅸ
• 제 1 장 서 론․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ 1
• 1.1. 연구의 배경 및 목적․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ 1
• 1.2. 연구의 내용 및 방법․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ 2
• 1.3. 선행연구․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ 2
• 제 2 장 이론적 배경․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ 4
• 2.1. 지적삼각측량․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․ 4
• 2.3. GNSS에 의한 지적측량․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․5
• 2.3.1. GNSS 측량 개요․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․5
• 2.3.2. GPS에 의한 지적측량규정․․․․․․․․․․․․․․․․․5
• 2.3. 데이터 처리 소프트웨어․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․7
• 2.3.1. GIPSY-OASIS Ⅱ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․7
• 2.3.2. TGO․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․8
• 2.4. 궤도력․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․8
• 2.4.1. 정밀궤도력․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․8
• 2.4.2. 방송궤도력․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․10
• 2.5. 측지계 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․11
• 2.5.1. 세계측지계(ITRF)․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․11
• 2.5.2. IGS-ITRF․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․13
• 2.5.3. 평면직교좌표계․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․14
• 제 3 장 데이터 취득 및 처리방법․․․․․․․․․․․․․․․․․․16
• 3.1. 연구대상지역․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․16
• 3.1.1. 『서해 5도』의 행정구역․․․․․․․․․․․․․․․․․16
• 3.1.2. 『서해 5도』의 지적측량․․․․․․․․․․․․․․․․․17
• 3.2. 데이터 취득 방법․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․17
• 3.2.1. GNSS 정지측량에 의한 데이터 취득․․․․․․․․․․․․17
• 3.2.2. 상시관측소 데이터․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․22
• 3.2.3. 위성항법중앙사무소 데이터․․․․․․․․․․․․․․․․23
• 3.3. 데이터 처리 방법․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․24
• 3.3.1. GIPSY를 이용한 정밀궤도력에 의한 자료처리․․․․․․․․24
• 3.3.2. TGO를 이용한 상시관측소 고정점별 자료처리․․․․․․․․27
• 3.3.3. 위성항법중앙사무소 해안기준국 고정 자료처리․․․․․․․27
• 3.3.4. 온라인 자료처리․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․28
• 제 4 장 자료처리 방법별 결과 비교․․․․․․․․․․․․․․․․․30
• 4.1. GIPSY 처리와 TGO 처리결과 비교․․․․․․․․․․․․․․30
• 4.1.1. 상시관측소 고정점별 비교․․․․․․․․․․․․․․․․․30
• 4.1.2. 상시관측소 고정점 수에 따른 비교․․․․․․․․․․․․․36
• 4.2. 해안기준국 고정처리 비교․․․․․․․․․․․․․․․․․․․43
• 4.3. 온라인 자료처리 비교․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․45
• 제 5 장 결론․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․48
• 참고문헌․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․50
• 부록 A GIPSY 처리와 TGO 고정점별 망조정 좌표 비교표․․․․․․․54
• 부록 B GIPSY 처리와 TGO 고정점 수별 망조정 좌표 비교표․․․․․62
• 부록 C GIPSY 처리와 소청도 고정 망조정 좌표 비교표․․․․․․․․85
• 부록 D GIPSY 처리와 온라인 자료처리 비교표․․․․․․․․․․․․86
• 그림목차
• 그림 2.1 IGS Tracking network․․․․․․․․․․․․․․․․․․․9
• 그림 3.1 연구대상지역․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․16
• 그림 3.2 백령도 정지측량 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․18
• 그림 3.3 대청도 정지측량 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․18
• 그림 3.4 소청도 정지측량 ․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․18
• 그림 3.5 연평도 정지측량․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․18
• 그림 3.6 지적기준점 GNSS측량 망도-백령도․․․․․․․․․․․․․․19
• 그림 3.7 지적기준점 GNSS측량 망도-대청도,소청도․․․․․․․․․․19
• 그림 3.8 지적기준점 GNSS측량 망도-연평도․․․․․․․․․․․․․20
• 그림 3.9 지적기준점 GNSS측량 망도-인천도․․․․․․․․․․․․․․20
• 그림 3.10 국내 상시관측소 현황․․․․․․․․․․․․․․․․․․․22
• 그림 3.11 위성항법중앙사무소 감시국과 기준국․․․․․․․․․․․․24
• 그림 4.1 관측점(SK70)과 상시관측소간 기선거리․․․․․․․․․․․․30
• 그림 4.2 PAJU 고정 평균오차 분포도․․․․․․․․․․․․․․․․․31
• 그림 4.3 상시관측소 고정점별 평균오차․․․․․․․․․․․․․․․․32
• 그림 4.4 상시관측소 고정점별 수평오차․․․․․․․․․․․․․․․․32
• 그림 4.5 상시관측소 고정점별/도서별 수평오차․․․․․․․․․․․․33
• 그림 4.6 상시관측소 고정점별/도서별 1점 선정 수평오차․․․․․․․33
• 그림 4.7 상시관측소 1점 고정 수직오차 히스토그램․․․․․․․․․․34
• 그림 4.8 상시관측소 1점 고정 안테나 기종별 수직오차 비교․․․․․․35
• 그림 4.9 상시관측소 2점 고정 수평오차․․․․․․․․․․․․․․․․36
• 그림 4.10 상시관측소 2점 고정 수직오차․․․․․․․․․․․․․․․37
• 그림 4.11 상시관측소 2점 고정 안테나 기종별 수직오차 비교․․․․․37
• 그림 4.12 상시관측소 2점 고정 망형태 ․․․․․․․․․․․․․․․․38
• 그림 4.13 상시관측소 3점 고정 수평오차․․․․․․․․․․․․․․․39
• 그림 4.14 상시관측소 3점 고정 수직오차․․․․․․․․․․․․․․․39
• 그림 4.15 상시관측소 4~6점 고정 수평오차․․․․․․․․․․․․․․40
• 그림 4.16 상시관측소 4~6점 고정 수직오차․․․․․․․․․․․․․․41
• 그림 4.17 상시관측소 고정점 수별 수평오차․․․․․․․․․․․․․․41
• 그림 4.18 상시관측소 고정점 수별 수직오차․․․․․․․․․․․․․․43
• 그림 4.19 소청도 고정 수평오차․․․․․․․․․․․․․․․․․․․43
• 그림 4.20 소청도 고정 수직오차․․․․․․․․․․․․․․․․․․․43
• 그림 4.21 소청도 고정 도서별 평균오차․․․․․․․․․․․․․․․․44
• 그림 4.22 온라인 처리 수평오차․․․․․․․․․․․․․․․․․․․45
• 그림 4.23 온라인 처리 수직오차․․․․․․․․․․․․․․․․․․․45
• 그림 4.24 자료처리 방법별 수평오차 비교․․․․․․․․․․․․․․․47
• 표목차
• 표 2.1 정지측량시 관측시간․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․6
• 표 3.1 관측점별 수신 시간 및 안테나 정보․․․․․․․․․․․․․․21
• 표 3.2 상시관측소 GIPSY 자료처리 결과․․․․․․․․․․․․․․․25
• 표 3.3 지적기준점 GIPSY 자료처리 결과․․․․․․․․․․․․․․․26
• 표 3.4 해안기준국 「소청도」고정값․․․․․․․․․․․․․․․․․27
• 표 3.5 해안기준국 「소청도」고정 망조정 결과․․․․․․․․․․․․28
• 표 3.6 온라인 자료처리 결과․․․․․․․․․․․․․․․․․․․․29
• 표 4.1 자료처리 방법별 평균 수평오차 비교․․․․․․․․․․․․․46