The position fixing usually is determined by triangulation, traverse surveying and astronomy surveying. However, when the station is moving, it is impossible to determine its position continuously by the former method. By a satellite positioning method(GPS), this problem can be solved. In our study, we used two methods to determine the length and coordinate of a point position. One is a kinematic GPS method and the other is a static one. Each is based on carrier phase measurement and employs a relative position technique. We implemented observation experiments such as Geodimeter and DGPS(Differential GPS) successfully. To estimate the accuracy between the kinematic and static methods, we compared the results of Geodimeter, the kinematic, and the static. The results showed that the static is relatively a little more accurate than the kinematic. However, in the kinematic mode, when we received the GPS data for a long time, we found that the kinematic also had a high accuracy value for the length survey Finally, we applied the GPS to Jeju Harbor Breakwater to examine the applicability of GPS for coastal ocean structure based on the kinematics and the statics, respectively.
실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS는 실시간으로 높은 정밀도의 위치결정을 가능케 해준다. 만약 미지정수를 구하기 위하여 정수해를 사용한다면 수 mm의 정확도를 얻을 수 있고, 실 수해를 얻는다면 수십 cm 의 정확도를 얻을수 있다. 본 연구에서는 통일 측점에 대해 기존의 재래식 측량기법(Total Station), 정적(Static) 상대측위 GPS기법과 현장 Calibration에 의한 실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS기법에 의해 측량을 수행하여 각 기법별 측정의 정확도 등을 비교 분석하여 현장 Calibration에 의한 실시간 동적 (Real Time Kinematic) GPS기법의 정확도를 분석고자 한다. 국소지역에서 기존의 실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS방식을 보완한 현장 Calibration에 의한 실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS 측량을 수행한 결과, 미지정수해의 고정해를 얻지 못하는 경우를 제외하고는 모두 6cm 이하의 오차가 나타났고, Control Point의 측점수를 3개와 4개로 변화시켜 실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS 측량을 수행한 결과 두 측정치의 차이는 최대 3cm로 나타났다. 최종적으로 국소지역에서도 현장 Calibration에 의한 실시간 동적(Real Time Kinematic) GPS기법이 사용가능함을 알 수 있었다.
각종 건설공사와 국토종합개발계획을 위한 3차원 지형정보의 효율적인 획득에 대한 중요성이 날로 강조되고 있는 가운데, GPS를 이용한 3차원 위치결정의 정확도 분석 및 응용 연구에 많은 관심이 집중되고 있다. 본 연구에서는 kinematic GPS에 의한 지형정보구축의 효용성 및 응용 가능성을 입증하고자 삼각, 삼변측량 및 static GPS 측량을 수행하고 그 성과를 kinematic GPS 측랑성과와 비교 분석하였다. 그 결과 기선길이 1.5km 정도의 소규모 지역에서 kinematic GPS 측량으로도 static에 대해 기선의 경우 6mm 이하, 위도, 경도의 경우 2/10,000-4/10,000초, 고도의 경우 20cm 미만의 차로 3차원 위치를 결정할 수 있었다. 또한 종래의 측량방법과 비교해 볼 때 수평위치에서 l/l,000-3/l,000초 정도의 접근양상을 보였다. 따라서 이를 이용한 지형도 작성 및 G1S와 연계한 데이타베이스 구축의 효용성 및 실용가능성을 기대할 수 있을 것이다.
This paper presents LiDAR static obstacle map based vehicle position correction algorithm for urban autonomous driving. Real Time Kinematic (RTK) GPS is commonly used in highway automated vehicle systems. For urban automated vehicle systems, RTK GPS have some trouble in shaded area. Therefore, this paper represents a method to estimate the position of the host vehicle using AVM camera, front camera, LiDAR and low-cost GPS based on Extended Kalman Filter (EKF). Static obstacle map (STOM) is constructed only with static object based on Bayesian rule. To run the algorithm, HD map and Static obstacle reference map (STORM) must be prepared in advance. STORM is constructed by accumulating and voxelizing the static obstacle map (STOM). The algorithm consists of three main process. The first process is to acquire sensor data from low-cost GPS, AVM camera, front camera, and LiDAR. Second, low-cost GPS data is used to define initial point. Third, AVM camera, front camera, LiDAR point cloud matching to HD map and STORM is conducted using Normal Distribution Transformation (NDT) method. Third, position of the host vehicle position is corrected based on the Extended Kalman Filter (EKF).The proposed algorithm is implemented in the Linux Robot Operating System (ROS) environment and showed better performance than only lane-detection algorithm. It is expected to be more robust and accurate than raw lidar point cloud matching algorithm in autonomous driving.
In order to investigate duration of session in static GPS method, data from a network of 7 points, with baseline length of from 64 km to 358 km, were processed. The network were observed by Trimble 4000SSE and Trimble 4000SSi with duration of 24 hours. Data extracted from this session were processed as if they were measured in 3, 6, 9 ... 21, and 24 hours session. The results (Baselines, Sloop Closures, Coordinates, and Standard errors of coordinates) of these sessions were compared to 24 hours one. Some conclusions were made, which seem to be useful in selection of duration for the same dimension GPS network for different purposes.
The need for precise location data is growing across numerous markets, and so is the number of affordable high-precision GPS receivers. In this paper, we validated the performance of RTAP2U, a low-cost high-precision RTK receiver that was recently released. Two positioning modes were tested: static and driving. The static test conducted Zero-Baseline Single-RTK and Network-RTK survey for 57 hours and 51 hours, respectively. For the driving test, Network-RTK survey was conducted using VRS services provided by NGII based on Trimble PIVOT and Geo++ GNSMART. The static test showed about 1 cm horizontal and vertical accuracies, which is very stable considering the test duration longer than 50 hours. The integer ambiguity FIX rate marked a solid 100%. The driving test result also reached a 100% FIX rate. Horizontal and vertical accuracies were better than 2 cm and 3 cm, respectively. Researchers can refer to this paper when considering affordable high-precision GPS receivers as an option.
구조물에서 발생하는 동적변위를 정확하게 취득하는 것은 토목구조물의 안전성을 평가하기 위한 필수적인 사항이다. 본 연구에서는 구조물에 발생하는 변위를 가장 정확하게 측정할 수 있는 RTK-GPS/가속도계 통합방법에 대한 비교와 분석을 수행하였다. 이를 위하여 가속도 자료로부터 동적 변위를 계산할 때에 사용할 수 있는 주요한 2가지 방법을 비교하였고, RTK-GPS로 측정한 변위와 가속도계로 측정한 변위를 통합하여 동적 변위와 정적, 준정적 변위를 모두 측정할 때에 사용할 수 있는 통합계산 방법들을 비교하였다. 엄밀한 비교를 위하여 캔틸레버 보를 제작하고 다양한 종류의 변위를 발생시킨 후 비교 대상 방법별로 이에 대한 측정 정확도를 평가하되 평가의 기준으로 LVDT 측정값을 사용함으로써 정확한 평가가 이루어지도록 하였다. 연구의 결과, 가속도 자료를 FIR 대역필터로 필터링 하고 이중적분하여 변위를 계산하는 방법이 가속도계를 이용한 동적변위 측정에 가장 적합한 것으로 나타났다. 또한, 동적변위와 정적변위, 준정적 변위를 종합적으로 측정하기 위한 RTK-GPS/가속도계 통합계산 방법으로는 대역별 변위 추출에 의한 통합 방법이 적합한 것으로 나타났다.
GPS측량 방법은 크게 나누어 후처리 방법과 실시간 처리 방법으로 구분되며 후처리 방법은 다시 Static, Stop&Go 및 동적(Kinematic) 방법으로 세분되고 실시간 처리 방법은 DGPS(Differential GPS)와 RTK(Realtime Kinematic) 방법으로 세분된다. 이와 같은 여러 가지 측량법 중 우리나라의 실무에서는 유독 후처리 방법 중의 Static 측량과 실시간 처리방법중의 DGPS 측량이 주로 사용되어 왔는데, 그런 배경에는 여러 가지 원인이 있으나 무엇보다도 가장 큰 원인은 공공측량 작업규정 등의 측량 관련 법규에서 다양한 종류의 GPS측량기법을 제도적으로 인정하지 못함으로 인하여 일반 측량기술자들의 GPS에 대한 인식이 결여된 때문이라 볼 수 있다.
GPS(Global Positioning System)가 토목공사, 기준점 측량, 구조물 변형등 측지 및 측량분야에 활용성이 우수하다는 것은 여러 연구 결과에서 입증되었지만, 고층 빌딩이 산재한 도심지나 공장지역등 GPS 위성신호의 수신이 최소 4개 이하로 떨어지는 장소에서서의 GPS 정적 위치결정 정확도는 현저히 떨어진다는 것을 알 수 있다. 따라서 GPS 위성과 GLONASS(GLObal Navigation Satellite System)를 결합하여 위성의 가시성을 높여 보다 많은 위치 정보를 획득하여 향상된 정적 위치결정 정확도를 얻으려 한다. 그 결과 GPS/GLONASS 결합시스템으로 도심지에서 다중경로, 신호의 고도각, 가시위성 부족에 의한 위치 결정정확도를 저하하는 것을 향상시켰다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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