본 논문은 천문측량의 기본원리와 관측방법에 대하여 간단히 소개함과 동시에 국내에서 천문측량으로 실시된 국가경위도원점의 설치와 독도 천문측량 등 국내의 천문측량 현황에 대하여 체계적으로 고찰하였다. 그리고 재래식 천문측량의 단점이던 장비운용과 측량방법을 개선하여 디지털 천정카메라에 의한 천문측량의 자동화에 대한 외국의 사례를 소개하고 디지털 천문측량에 의한 연직선편차의 측정결과를 고찰하여 이의 활용방안을 논하였다.
중국 당나라때 천문학자로 이름을 떨쳤던 일행은 683년 지금의 하남성인 위주에서 태어나 45세로 요절하기까지 천문관측에 큰 공헌을 남겼다. 양귀비의 애인이었던 현종의 발탁으로 수도 생활을 마치고 장안으로 들어온 일행은 천문관측기구를 사용하여 별자리인 기본성좌 28수의 위치값을 찾아냈으며 새로운 측량기구를 만들어 세계 최초로 지구의 자오선을 측량한 과학자이다.
천문측량은 각 나라가 지역측지계를 사용하던 때 각 나라의 측지원점을 결정하는 중요한 수단으로 취급되어 왔다. 본 연구에서는 1970년 이후로 관측된 우리나라의 천문측량 데이터를 이용하여 지역측지계에서 사용해 오던 베셀타 원체를 기준으로 천문측지지오이드고를 계산하고 아울러 GRS80타원체를 기준으로 하는 세계측지계상에서 연직선 편차 성분과 천문측지지오이드고를 계산하였다. 연구결과 세계측지계상에서 연직선편차의 $\xi$성분은 $-5.725"{\sim}8.005"$의 분포를, $\eta$성분은 $-14.917"{\sim}6.2"$ 분포를 보였으며 천문측지지오이드고는 $23m{\sim}27m$에 이르는 분포를 보였다. 아울러 두 타원체의 이격량을 통하여 GRS80타원체가 베셀타원체에 비하여 우리나라에 더욱 적합한 타원체임을 알 수 있었다.
위치결정은 삼각측량, 다각측량, 천문측량으로 결정하지만, 측점이 이동하는 경우는 종래의 측량방법으로는 불가능하다. 인공위성측량은 이러한 문제점을 해결하여 자동차에서 위치를 확인하는 것이 가능하다. 자동차 위치결정의 이론적 방법은 인공위성위치결정시스템을 사용할 수 있으며, 위성측량시스템 중공학적으로 가장 활용범위가 넓고 이용이 편리한 것은 1980년대 완성된 미국의 GPS로서 궤도고도 20,000km 상공에 6개의 궤도면에 4개씩 총 24개의 위성을 배치하여 전세계 어디에서도 수초안에 위치를 측량하는 시스템이다. 이 시스템은 항공기나 선박 등의 항법유도에 이용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 GPS를 이용한 인공위성측량방법으로 자동차위치결정을 실용화시키고자 하는 실험적 연구이다. 연구방법에는 1점측위와 상대측위를 비교하였다.
천문 경위도는 그 동안 애스트로레이브, 데오돌라이트 등을 이용한 천문 측량에 의해 결정되어 왔다. 그러나 천문 측량 방법은 기상 조건에 많은 영향을 받음은 물론 보정 과정이 복잡하여 많은 시간과 비용이 소요되므로 보다 효율적 기법의 연구가 요망되고 있다. 본 연구에서는 GPS 성과와 기존의 정표고 성과를 조합하여 천문 경위도를 산출하는 방법을 제시하고자 한다. 천문 경위도 결정에 많은 영향을 미치는 정표고는 GPS/leveling 방법 지구 중력장 모델을 사용한 DMA 방법 및 OSU91A 방법으로 도출하였으며 이를 근거로 한 각 기법별 천문 경위도를 기존 천문 측량 성과와 비교하였다. 연구 결과 두 성과는 $1{\sim}3$초 정도의 차이를 나타냈으며 정표고의 정확도가 천문 경위도 결정에 큰 영향을 미치므로 보다 이상적인 지오이드 모델이 개발된다면 GPS 관측만으로도 천문 경위도를 효율적으로 산정할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 연직선편차를 구하는 방법들을 고찰하고 천문측량성과와 GPS 성과를 이용해 구한 WGS84 타원체에 대한 연직선 편차와 PNU95, EGM96 지오이드 모델로부터 구한 연직선 편차들을 비교하여, 각 방법간의 차이 및 지오이드 모델간의 차이를 살펴보았다. 각 방법으로 구한 연직선 편차를 비교함으로써 다음과 같은 사실을 알 수 있었다. 첫째, 천문경위도를 이용해 구한 연직선 편차와 중력지오이드 모델로부터 구한 연직선 편차는 대부분 비슷한 경향을 보인다. 둘째, 규칙적인 보조점을 사용하여 지오이드 모델로부터 연직선 편차를 구하는 경우 PNU 95와 EGM96 간의 연직선 편차 차이가 천문측량성과에 의한 연직선 편차와 지오이드 모델로부터 구한 연직선 편차간의 차이보다 전반적으로 더 작음을 알 수 있었다. 셋째, 동일한 지오이드 모델을 사용할 때, 보조점의 분포모양에 따른 연직선 편차의 차이는 사용데이터에 의한 차이보다 작았으며 향후 본 방법으로 지오이드모델의 정확도 평가가 가능할 것으로 생각된다.
전례적인 천문측량방법으로 연직선편차나 천문좌표를 결정하기 위해서는 별을 관측해야 하며 기상조건, 주변환경, 관측시간 및 측정기기 취급의 어려움 등 많은 제약조건이 수반되므로 좀더 효율적인 측정방법이 요구되고 있다. 본 연구에서는 WGS84좌표와 정표고를 이용하여 연직선 편차, 천문경도, 천문위도 및 천문방위각을 산정할 수 있는 프로그램을 구성하고 국내에 있는 10개의 천문점과 인접한 측점들에 대한 GPS 관측으로부터 천문성과를 산출하고 전통적인 천문측량방식 및 최신의 지구중력장모델(EGM96)에 의한 결과와도 비교 검토하므로서 GPS에 의한 연직선편차와 천문좌표의 산정법을 제시한 것이다.
정밀측지좌표의 계산, 탄도무기의 탄도계산 및 관성유도장치의 기준 방향설정 등에 영향을 주는 지오 이드형상은 지구 물리학 및 측지학에서 매우 중요하게 취급된다. 본 연구는 우리나라에 가장 적합한 지오이드 모델을 개발하는데 그 최종 목적이 있으며, 여러가지의 지오이드 결정 방법 중 가장 기초적이고 고전적인 천문측지 수준측량 및 곡면다항식 방법을 사용하여 표준오차 $\pm$0.49m 및$\pm$0.66m의 지역 지오이드를 얻을 수 있었으며, 최대 지오이드 경사는 약 22m~23m 정도임을 알 수 있었다.
지오이드와 기준타원분 사이의 거리, 즉, 지오이드고의 결정은 측지학에서 매우 중요한 문제로 취급되어왔다. 본 논문에서는 곡면다항식(Spherical Surface - Polynomial)에 의한 보간으로 우리나라의 천문지오이드고(Astro - Geodetic Ceoid)를 결정하고자 하였으며, 그 결과로부터 우리나라의 측지강이 동경원점(Too Datum)의 영향을 받고 있음이 확인되었다.
우리나라에는 조선 태조와 숙종대에 돌에 새겨 만든 두 개의 천상열차분야지도(天象列次分野之圖)가 남아 전하고 있다. 숙종본 천문도는 태조본을 다시 복각한 것으로 알려져 있으며 천문도의 구성은 태조본의 뒷면과 같은 모습이다. 국보 228호로 지정된 태조본 천문도는 오랜 시간의 흐름에 따른 표면 마모로 명문이나 별자리 확인이 쉽지 않다. 특히, 태조본 뒷면은 심한 훼손으로 별의 크기 뿐 아니라 대부분의 별자리 확인도 어려운 상황이다. 지금까지 천문도 표면의 훼손으로 인해 태조본의 앞 뒷면과 숙종본에 새겨진 별의 위치와 크기를 정량적으로 비교하기가 어려웠다. 본 연구에서는 숙종본 천문도의 별자리와 함께 태조본의 앞뒷면 천문도의 별의 위치 및 크기를 정량적으로 비교하기 위해 2008년과 2009년에 걸쳐 태조본 석각 천문도를 3차원 정밀 측정하였다. 천문도 측정은 삼각측량과 간섭효과를 활용한 3차원 스캐너인 Breukmann을 사용하였으며 0.1mm 이내의 측정 정밀도로 측정하였다. 3차원 정밀 측정 자료는 유물 훼손을 대비한 복원 자료구축, 복제품 제작을 위한 기초자료 그리고 별자리 연구를 위한 천문자료 등으로 활용할 수 있다. 우리는 3차원 측정을 통해 석각 천문도의 전체 형태뿐 아니라 모든 별의 위치와 크기의 측정 자료를 DB화 하였으며, 이를 이용해 태조본의 앞 뒷면과 숙종본에 새겨진 별의 위치와 크기를 비교하고 각각의 특성을 조사하였다. 또한 천문도에 새겨진 별의 크기와 실제 별의 밝기와의 상관관계를 알아보았다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.