• 제목/요약/키워드: GPS Surveying

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GPS 이동측위를 위한 프로세스 잡음 모델링 (Modeling of Stochastic Process Noises for Kinematic GPS Positioning)

  • 홍창기
    • 한국측량학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.123-129
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    • 2015
  • 알고리즘의 유연성 및 효율성으로 인해 GPS 이동측위 시 칼만필터가 주로 사용되어 왔으며 동시에 다양한 계통오차의 제거가 가능한 상대측위 기법이 널리 사용되어 왔다. 하지만 기선의 길이가 길어지게 되면 상대측위 기법을 사용하더라도 대기효과를 충분히 제거하기 어렵기 때문에 이 경우 제거되지 않고 남아 있는 대기효과를 상태벡터에 추가하여 추정을 하기도 한다. 칼만필터를 이용하는 경우 일반적으로 대기효과는 랜덤워크 혹은 일차가우스-마르코프 프로세스로 모델링하게 되는데 이때 프로세스 잡음에 대한 정확한 모델링이 필수적이다. 본 연구에서는 대기효과에 해당되는 프로세스 잡음 모델링을 위해 필요한 매개변수를 결정하였다. 이를 위해 이중차분 전리층 지연값과 천정방향 습윤지연값을 이용하여 실험적 자기상관함수를 계산하였으며 이를 통해 프로세스 잡음 모델링에 필요한 매개변수를 계산하였다. 결정된 매개변수값들은 유사한 대기환경에서 취득된 데이터에 대한 프로세스 잡음 모델링 시 직접 사용될 수 있으며 유사한 대기환경이 아닌 경우일 지라도 초기 근사값으로 활용될 수 있을 것이다.

동적 DGPS 측위에 의한 투영중심좌표 결정을 위한 수신기 위치의 보간 (Correction of Antenna Position for Projection Center Coordinates by Kinematic DGPS-Positioning)

  • 이종출;문두열;신상철
    • 한국측량학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.165-173
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    • 1997
  • 동적 DGPS 측위에 의해 결정된 투영중심 좌표를 이용한 결합 번들블럭조정은 높은 정확도를 가지게 되었으며, 지상좌표 표준편차가 $\pm$10cm 이내로 결정될 수 있다. 이러한 정확도 수준에서는 더 작은 오차 성분이 중요하게 되었으며, 이 가운데 중요한 것은 GPS-Antenna 위치 사이에서 시간의 함수로 투영중심을 보간하는 것이다. 선형보간은 비행기의 비선형 움직움을 고려하지 않는 반면 최소제곱 다항식에 의한 보간은 비행기의 거동이 더 정확하게 고려되고, 위성의 상실과 신호차단 등에 의한 GPS위치의 과대오차를 소거하여 준다. 본 연구대상지 RHEINKAMP에서 3초의 시간을 이용한 보간은 MAA의 6-7초의 시간간격을 이용한 보간과는 다르며, 이러한 GPS위치는 국부회귀 다항식에 의하여 과대오차로 확인되었고, 이것은 정확한 블럭조정을 위해서는 무시할 수 없다.

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1 주파수에 의한 기선측정 유효범위에 관한 연구 (A Study on Effective Range of Baseline Measurement Using Single Frequency)

  • 김용일;박민호;김동현
    • 한국측량학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.163-172
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    • 1994
  • 측지용 GPS수신기를 이용한 기선측정에 있어서, 저가의 Ll 주파수 수신 GPS 시스템의 유효측정거리에 대하여 논하였다. L1/L2에 의해 전리층 영향이 보정된 기선데이타와 비교할 때 Ll에 의한 기선데이타는 약 15km 범위까지 L1/L2에 의한 결과와의 기선차가 2cm 이내로 거의 비슷하였으며, 18km 이내에서는 오히려 Ll에 의한 측정결과가 보다 양호하였다. 또한 불명확 정수(Integer Ambiguity)의 수렴한계, 즉 Double difference fixed solution을 사용할 수 있는 한계는 대략 18km로 나타났으며 20km 이상에서는 전리층 영향을 심하게 받고 있음을 알 수 있었다. 이상의 결과를 도출하는 과정에서 GPS 상대거리 관측데이타에 대해 양호한 데이타를 선별할 수 있는 기준안을 마련할 수 있었다.

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오차보정정보 적용에 의한 단일주파수 수신기의 측위정확도 향상 (The Improvement of the Positioning Accuracy of a Single Frequency Receiver by Appling the Error Correction Information)

  • 최병규;이상정;박종욱;조중현
    • 한국측량학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.399-405
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    • 2007
  • 정밀한 위치정보의 제공은 GPS가 갖는 가장 큰 특징 중의 하나이다. 기준국과 사용자의 공통된 관측정보를 이용하는 상대측위기법이 일반적으로 정밀위치 정보 산출에 사용되고 있다. 그러나 기준국과 사용자의 기선거리가 멀어지면 GPS 신호가 통과하는 공간상의 매질특성이 서로 다르기 때문에 이중차분에 의해서도 전리층과 대류층 등의 오차요인은 완전히 제거가 되지 않는다. 본 연구는 이러한 특성을 고려하여 전리층과 대류층에 대한 오차보정정보를 추가적으로 생성하여 자료처리에 적용하였다. 그 결과 실험지역 17곳 중 14곳은 오차보정정보 적용이후에 위치정확도가 향상되었음을 알 수 있었다. 또한 기선거리에 따른 위치정확도 향상정도를 분석하였다.

GPS보정항법 시스템을 활용한 절개지 위치조사 기법 (Location Technique of Cutting Area Used by GPS Augmentation System)

  • 강호윤;강인준;송석진
    • 한국측량학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.629-635
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    • 2009
  • 최근 이상기후로 인한 집중호우의 증가로 절개지 붕괴사고가 빈번하게 발생하고 있다. 절개지 붕괴사고는 재산 및 인명피해에 가장 큰 영향을 끼치고 있어 적극적인 대책마련과 관리체계가 시급한 편이다. 따라서 본 연구에서는 절개지의 효율적인 관리를 위해 절개지 위치기반의 형상조사기법에 대해 연구를 하였다. 기존의 핸드 GPS방법과 GPS보정항법시스템 인 SBAS신호를 활용한 DGPS방법의 비교분식을 실시하였다. 연구결과 기존의 방법의 경우 절개지의 정착한 형상파악에는 어려움이 있었으나 DGPS를 활용할 경우 사면의 형상파악 및 정확한 위치파악이 가능하였다. 따라서 기존에 포인트 위주의 사면관리에서 폴리곤기반의 절개지 관리가 가능하여 절개지 주변의 지형적인 여건을 고려한 절개지 방지대책 수립이 가능하다.

A Neural Network and Kalman Filter Hybrid Approach for GPS/INS Integration

  • Wang, Jianguo Jack;Wang, Jinling;Sinclair, David;Watts, Leo
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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    • pp.277-282
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    • 2006
  • It is well known that Kalman filtering is an optimal real-time data fusion method for GPS/INS integration. However, it has some limitations in terms of stability, adaptability and observability. A Kalman filter can perform optimally only when its dynamic model is correctly defined and the noise statistics for the measurement and process are completely known. It is found that estimated Kalman filter states could be influenced by several factors, including vehicle dynamic variations, filter tuning results, and environment changes, etc., which are difficult to model. Neural networks can map input-output relationships without apriori knowledge about them; hence a proper designed neural network is capable of learning and extracting these complex relationships with enough training. This paper presents a GPS/INS integrated system that combines Kalman filtering and neural network algorithms to improve navigation solutions during GPS outages. An Extended Kalman filter estimates INS measurement errors, plus position, velocity and attitude errors etc. Kalman filter states, and gives precise navigation solutions while GPS signals are available. At the same time, a multi-layer neural network is trained to map the vehicle dynamics with corresponding Kalman filter states, at the same rate of measurement update. After the output of the neural network meets a similarity threshold, it can be used to correct INS measurements when no GPS measurements are available. Selecting suitable inputs and outputs of the neural network is critical for this hybrid method. Detailed analysis unveils that some Kalman filter states are highly correlated with vehicle dynamic variations. The filter states that heavily impact system navigation solutions are selected as the neural network outputs. The principle of this hybrid method and the neural network design are presented. Field test data are processed to evaluate the performance of the proposed method.

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GPS 신호의 대류층 지연 예측을 위한 보정모델의 비교 (A Comparison of Correction Models for the Prediction of Tropospheric Propagation Delay of GPS Signals)

  • 이용창
    • 한국측량학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.283-291
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    • 2002
  • GPS의 SA 해제 이후, 상대적으로 비중이 작았던 대기층지연, 다중경로(Multipath) 등 모델링 연구를 통하여 측위 정확도를 보다 향상시킬 수 있는 오차요인의 보정에 관심이 모아지고 있다. 본 연구는 Goad&Goodman, A&K, Hopfield 및 Sasstamoinen 보정모델에 의한 대류층 지연량의 예측은 물론 천정방향의 지연량에 Niell, Chao 및 Marini 맵핑 함수를 적용한 조합 프로그램을 작성하여 기상센서가 운용되는 특정 관측소의 기상자료를 적용하고 GPS 위성의 고도 변화에 따른 대류층 신호 지연량의 변화와 보정모델 및 맵핑 함수의 조합에 따른 지연량의 변화 양상을 비교.고찰한 것으로 특히, 고도각이 $10^{\circ}$ 이하인 저고도 GPS관측자료의 대류층 지연보정시, 천정방향 보정모델과 맵핑 함수의 조합 및 맵핑 함수의 특성 등을 고려하여 보정함이 타당할 것으로 사료되었다.

지상기준점을 이용한 디지털카메라 Boresight Calibration (Digital Photogrammetry Camera Boresight Calibration Using Ground Control Points)

  • 이용욱
    • 한국측량학회지
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    • 제32권4_1호
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    • pp.293-298
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    • 2014
  • 최근의 항공사진측량은 디지털항공사진 카메라와 GPS/ INS를 결합한 통합 센서를 활용하여 Direct Georeferencing 하는 방법이 보편화됐으며, 이를 기반으로 신속하고 정확하게 사진측량을 수행할 수 있게 되었다. Direct Georeferencing을 통해 얻을 수 있는 외부표정요소의 정확도는 GPS/INS에 의해 결정되는데, INS의 회전량 차이를 결정하여 자세정보를 정확하게 계산하는 것이 중요하다. 이를 위해 Boresight Calibration으로 INS의 회전량 차이 및 GPS와 INS 간의 간격과 같은 Misalignment를 결정해야 한다. 이때 많은 수의 지상기준점을 이용하여 항공삼각측량과 Boresight Calibraiton을 하게 되는데, 지상기준점의 수와 배열, 위치에 따라 그 결과가 다르게 나타난다. 연구 결과 모든 사진코스에 지상기준점을 배치할 경우 점수의 변화에 따른 Misalignment와 외부표정요소는 큰 변화가 없었으나 지상기준점이 없는 코스가 있을 경우 그 값들에서 차이가 크게 발생하였다.

GPS 가상기준점 도입에 관한 연구 (A Study on the Introduction of GPS Virtual Reference System in South Korea)

  • 최윤수;이용창;권재현;이재원
    • 한국측량학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.105-116
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    • 2004
  • 최근 GPS 등 위성측위시스템의 동향은 SA해제로 GPS code 만에 의한 절대측위 정밀도가 향상되었고 SA에 비해 상대적으로 작은 영향을 주었던 오차요인 등에 대한 보정 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 국가별 GPS 상시 관측소의 증설 및 확장 경향과 세계 GPS 관측망(IGS)에 연계한 국가 GPS 관측망의 효율적인 운용 및 응용에 관심이 모아지고 있는데 독일, 일본, 스위스 등은 GPS 상시관측망을 활용한 가상기준점 서비스를 실용화한 상태이다. 본 연구에서는 GPS 상시관측소의 효율적 활용에 의한 종합적 위성 측위 서비스의 기대에 부응하며 서비스의 조기 실현을 도모할 수 있도록 시스템의 구성, 운영 및 활용면에서 최적화 방안을 제시함에 기본 목표를 두었다. 이를 위해 가상기준점 망을 위한 국내의 기본 인프라(GPS 상시관측소, 통신 및 이용자의 관심 기대) 현황을 분석하고 국내외 운영 사례를 조사/분석하여 국내에 가상기준점 운용 시스템의 구성 시 시스템 구성면의 최적화는 물론 시스템의 운영, 교육 및 홍보와 관련 법규의 제도화 방안을 제시하여 연계된 시범사업의 창출과 국내 GPS 상시관측망을 이용한 종합적 측위 서비스 시스템의 실현을 도모한다. GPS 상시관측소를 활용하는 가상기준점연구를 국가차원의 실시간 DGPS/PDGPS 운영체계로 발전시킨다면 장차, 각종 지형정보의 구축은 물론 항법분야, ITS 및 일상생활 응용(LBS)에 활력소로서 국가의 펌웨어적 SOC가 될 것으로 기대된다.

가상기지국을 활용한 지적기준점 관측 정확도 분석 -진주시 일원을 중심으로- (Accuracy Analysis of Cadastral Control Points Surveying using VRS case by Jinju city parts)

  • 최현;김규철
    • 한국측량학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.413-422
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    • 2012
  • 1960년대 GPS가 개발되어 2000년도 미국에서 SA(Selective Availability)를 해제함에 따라 본격적인 상용화가 시작되며 현재에 이르렀다. 개발을 거듭해온 GPS의 관측 방식 중 실시간 이동측량방식은 항상 2대의 수신기가 필요하며 기준국과 이동국의 거리가 멀어짐에 따라 정확도가 떨어지는 문제점이 발생한다. 이러한 개선방안으로 가상기지국 방식이 도입되었다. 가상기지국은 여러 개의 GPS상의 관측소 자료로부터 이동국 인근에 가상점을 생성시켜 이동국의 정밀한 위치를 결정하는 방식이므로 신뢰성과 이동성이 높다. 또한 현재의 지적기준점은 방위각법, 배각법, 다각망도선법 등의 방법으로 관측하여 사용하고 있으며, 측량성과가 서로 다른 기지점의 성과차, 도선의 길이에 대한 제약, 관측시의 여러 오차들로 인하여 문제점들이 많이 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 상시관측소 데이터를 이용하여 지적기준점에 대하여 가상기지국 방식을 통한 데이터를 비교 분석하였다. 관측결과, 지적기준점을 관측한 토털스테이션을 사용하여 배각법으로 관측한 성과와 VRS-RTK로 관측한 성과를 비교한 결과 X축 평균오차 -0.08m, Y축 평균오차 +0.07m, 평균거리오차 0.11m로 나타났다.