Deformation Monitoring of a Structure Using Kinematic GPS Surveying Technology

Kinematic GPS 측량기법에 의한 구조물의 변형 모니터링

This paper addresses the suitability of GPS positioning technology to monitoring deformation and movement of structures. The first part of the study is an empirical quantitative study of the repeatability of GPS observations and the second part is a performance evaluation of kinematic GPS, which requires only a few minutes per a point, for monitoring deformation of an engineering structure. On the test network for monitoring of a earth am, four observations have been conducted repeatedly on different seasons and water levels. The reference network was observed in static mode, and monitoring points were observed respectively in rapid-static mode as well as in kinematic mode in each epoch and then the results were compared with those obtained by conventional surveying techniques. The repeatability of baseline vectors to better than average 7 mm in three dimensions was achieved in base line observations between reference points and also the unclosure of reference networks showed the range of 4 ppm to 27 ppm. Compared with conventional surveying techniques, the kinematic approach showed the differences of 3∼4 m in slope distances which were observed from reference points to monitoring points, and showed the differences of 4∼8 m in height. It was ascertained that the kinematic GPS technology provides an efficient alternative to deformation monitoring by conventional means which are capable of detecting movements in the order of 5 mm.

본 논문은 구조물의 변형과 거동의 모니터링에 GPS 측위기술의 적용가능성을 제시한다. 첫번째 부분은 GPS관측의 반복재현성(repeatability)에 대한 정량적 연구로서 기준망내 기준점들간의 기선벡터를 반복적으로 측정함에 있어서 동일한 결과가 얻어질 수 있는가를 구명하고자 하였으며, 두번째 부분은 한 점당 몇 분이내의 관측시간이 소요되는 kinematic GPS측량의 변형 모니터링 수행성을 평가하고자 하였다. 흙댐을 대상으로 계절 및 수위정도에 따라 총 4차에 걸쳐 모니터링 시험망에 대한 관측을 수행하였다. 기준망은 static 방식으로 관측하였고, 모니터링 점들에 대해서는 kinematic방식은 물론 static 및 rapid-static방식으로 각각 관측을 행하여 종래의 측량기법으로 얻어진 결과와 비교하였다. 기준점들간의 기선벡터 관측에서 평균 7 mm 이내의 3차원 기선벡터의 반복재현성을 성취할 수 있었으며, 기준망들의 폐합오차는 4∼27 ppm를 나타내었다. kinematic 접근법은 종래의 측량기법에 비하여 기준점들과 모니터링 점들간의 경사거리에서 34 m의 차를 나타내었고, 높이에서는 4∼8 mm의 차를 나타내었다. kinematic GPS 측량기법은 5 m정도의 측정능력을 지닌 종래의 측량기법에 의한 변형 모니터링의 효율적인 대안이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.