현재 4차원 정밀측정이 가능한 GPS는 데이터 처리와 사용기기 면에서 많은 발전을 이루고 있으며, 정밀한 데이터 결과를 제공하고 있다. 처리 방식에 따른 기선거리별 한계치에 대한 재검증을 실시하고자 하였으며, 측지용 GPS 수신기를 이용한 기선측정에 있어, L$_1$주파수 수신 GPS 시스템의 유효측정거리에 대하여 논하였다. 또한 일반적인 기선처리방식 이외의 다양한 처리기법들을 적용하여 각 단ㆍ중ㆍ장기선에 대해 가장 알맞은 처리방식을 도출하려고 하였으며 결과를 도출하는 과정에서 GPS 상대거리 관측데이터에 대해 양호한 데이터를 선별할 수 있는 기준 안을 마련하고자 하였다.
본 논문에서는 기선 거리에 따른 VRS (virtual reference station)와 FKP (flächen korrektur parameter) 방식의 Network RTK (real time kinematics) 사용자 성능을 비교 분석하였다. 이를 위해 현재 국토지리정보원에서 운영 중인 VRS 및 FKP 서비스를 통해 기선 거리 별 보정정보를 취득하여 상용 수신기에 적용한 후, RTK 수행 결과를 측정치 영역과 위치 영역에서 각각 분석하였다. VRS의 경우, 사용자가 기선 거리가 증가함에 따라 발생하는 공간이격 오차를 보상하지 못하므로 전반적인 RTK 성능이 저하되는 것을 확인하였다. 반면, FKP는 VRS와 달리 전리층 및 비전리층 오차의 구배를 이용하여 사용자와 기준국 간 측정치의 공간이격 오차를 보상하므로 기선 거리 약 130 km 수준까지는 기선 거리 증가하더라도 VRS에 비해 안정적인 RTK 성능을 보여주었지만, 150 km이상의 장기저선의 경우에는 FKP 보정정보의 성능 감소로 인해 미지정수 오결정 등의 문제가 발생하였다.
본 연구에서는 광주에 위치한 삼각점을 중심으로 전라남도 4점과 전라북도 5점을 연결하는 평균 기선길이 75km로 GPS관측망을 구성하고 각 측점에서 관측한 데이터를 방송궤도력과 정밀궤도력으로 각각 기선 해석을 실시하여 기선거리별 동계학적 해석 결과인 분산비, 기준분산, 평균제곱근 오차 등을 산정 한 후 진라 남,북도에 이르는 GPS관측망의 각 기선에 대해 신뢰도를 상호 비교 분석한 결과 정밀궤도력에 의한 기선해석이 방송궤도력에 의한 기선해석 보다 전반적으로 신뢰도가 양호하게 나타났고, 특히 정밀궤도력을 이용한 기선해석은 기준 공분산 값이 모두 1 미만으로 나타나, 측점간의 거리가 길어지고, 지역적 변환계수와 지구중심절대좌표를 선정함에 있어 정밀궤도력을 이용할 때가 기선해석의 신뢰도가 향상됨을 알 수 있었다.
본 논문에서는 동일한 GPS 측량 데이터를 Bernese GPS 소프트웨어로 기선 해석한 결과와 범용 상용 소프트웨어로 기선 해석한 결과를 비교 분석하였으며 장기선 데이터 처리시 고려해야 할 사항들을 검토하였다. Bernese GPS 소프트웨어로 장기선 데이터 처리시 기선 거리에 따른 편차가 거의 없는데 비해 범용 상용 소프트웨어로 장기선 데이터 처리시에는 기선 거리에 비례하여 편차가 발생하였다.
GPS는 직접적인 시통 및 거리에 대해 제한을 받는 일반 재래식 측량으로는 관측하기 힘든 중ㆍ장기선 관측의 경우 기선결정에 대한 정확도와 활용성이 우수하다고 알려져 있다. 그러나 현재 실질적으로 관측하여 취득하고자 하는 위치정보를 얻기 위해 지역의 대소에 관계없이 고가의 이주파 수신 장비를 사용하고 있으며, 최적의 기선해석과 망조정에 의한 성과를 얻기 위한 데이터 처리과정이 엄밀하게 확립되어 있지 않다 이러한 이유들로 인하여 고가의 이주파 수신기가 여러 분야에 적용되고 있으며, 성과물를 산출하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이주파 수신기를 사용하여 전국에 산재하고 있는 국가 기준삼각점을 대상으로 관측을 실시하여, 일주파만을 처리하는 L₁ Only 방식과 이주파를 처리하는 L₁&L₂ 방식과의 비교 분석하여 일주파에 대한 정확도와 적용성 그리고 기선의 거리에 따른 한계성에 대해 검증하고자 한다.
본 연구에서는 광주를 고정으로 전라남도 4점과 전라북도 5점으로 삼각망을 구성하고 각 측점에서 관측한 데이터를 방송력과 정밀력을 이용하여 기선 해석을 실시하고 기선거리별 궤도력의 영향을 통계학적으로 비교 분석하여 전라남북도에 이르는 GPS관측망의 궤도력에 따른 각 기선별 오차분포를 정량화 할 수 있었고, 정밀력을 이용한 기선해석은 기준 공분산 값이 모두 1 미만으로 나타나 두 지역간의 지역적 변환계수와 지구중심절대좌표를 선정함에 있어 과대오차를 현저히 줄일 수 있었다.
현재 관측점간의 3차원 상대위치를 구하고 기준점의 측지학적 좌표ㆍ표고를 결정하는 작업을 수행하는 GPS(Global Positioning System) 측량은 신호가 전파인 관계로 대기권의 전파지연 오차를 포함하게 되며, 전리층 지연은 주파수에 반비례하는 특성이 있으므로 지역의 대소에 구분 없이 이주파수 수신기(dual-frequency GPS receiver)를 사용하여 정확하게 지연시간을 측정하고 그로 인한 측위정밀도의 정확성을 확보하고 있다. 본 연구는 비교적 낮은 가격인 일주파 수신기를 사용하여 기선거리별로 삼각점을 선점한 후 동일 시간에 관측을 실시하고 취득한 데이터 값을 추출한 후 기선거리에 따른 허용오차를 분석하고, 그 활용성 및 경제성과 일주파 수신기의 기선에 대한 사용 가능성을 분석하였다. 그 결과, 100km이내의 지역에서는 일주파 수신기 만으로도 충분히 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 동일한 GPS 측량 데이터를 Bernese GPS 소프트웨어로 기선 해석한 결과와 범용 상용 소프트웨어로 기선 해석한 결과를 비교 분석하였으며 장기선 데이터 처리시 고려해야할 사항들을 검토하였다. Bernese GPS 소프트웨어로 장기선 데이터 처리시 기선 거리에 따른 편차가 거의 없는데 비해 범용 상용 소프트웨어로 장기선 데이터 처리시에는 기선 거리에 비례하여 편차가 발생하였다.
마이크로퀘이사들은 고중력 천체와 보통의 별이 공전하며 서로의 물질도 이동하는 근접 쌍성계로서, 불규칙하고 간헐적으로 플레어와 그에 수반하는 상대론적인 속도로 분출되는 물질을 분출하는 현상, 즉 마이크로퀘이사 현상을 보인다. 두 천체사이의 거리는 수백만 킬로미터이고, 특히 물질을 분출하는 것으로 믿어지는 고중력 천체 주변의 크기는 수천 킬로미터 정도인데 반하여, 우리로 부터의 거리는 보통 10 킬로 kpc 이상이다. 따라서 마이크로퀘이사 현상의 영상을 얻으려면 초장기선 전파간섭계를 이용해야 한다. 우리는 일본의 초장기선 전파간섭계 VERA를 이용하여 VERA J2032+4057의 플레어 상태에서의 물질 분출 현상을 영상화 하였다. VERA J2032+4057의 플레어와 불질분출은 매우 복잡하여 여러 가지 모델들을 써서 영상을 해석해 보았다.
GPS 관측에 의해 구한 기선벡터를 이용하여 평면에서의 삼변망 조정계산에 의하여 지적측량기준점의 베셀좌표를 산출하는 소프트웨어를 개발하고 우리나라 전역 지적측량 기준점의 성과 통일에 활용하였다. GPS 관측점간의 기선 거리를 평면에 전개하는 데에는 PNU95 지오이드모델을 이용하여 지오이드면상의 거리를 산출하고, 다음으로 베셀 타원체상의 좌표에 바탕하여 구한 증대율을 적용하여 평면투영거리를 산출하였다. 우리나라 전역 지적측량기준점의 통일성과를 산출하는 데에는, 우선 자유망조정에 의해 전국 32개소 GPS 상시관측소의 베셀좌표를 산출하고, 다음으로 이들 GPS 상시관측소에다 지적측량기준점과 결합하는 망조정계산을 실시하였다. 그 결과 GPS 기선벡터를 이용하여 현재의 지적기준점 성과를 정비할 경우 전국 어디에서나 점간거리 1ppm 이내에서 일치하는 베셀좌표의 결정이 가능하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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