There are numerous mapping, charting, geodetic systems and electronic digital products defined in various local geodetic datum. It becomes a straight forward requirement to simplify the complexity by referencing all the products to a common reference globally. WGS-84 is well known as a state-of-the-art global reference system based on the use of data, techniques and technology available within American Defence Mapping Agency(DMA). Its parameters can be translated into more accurate maps, charts and geodetic positioning compared to others previously. Since Global Positioning System(GPS/NAVSTAR), which is asssociated with World Geodetic System(WGS-84)in reference frame, has been widely used, the unified geodetic system has been required for GPS users in many fields.
GPS 관측에 의해서 획득된 경사거리나. WGS84 타원체상에서의 거리를 현행측량 성과로 사용하기 위해서 는 이 거리를 지오이드면으로 보정해 주어야 하며, 보정에 고려되는 요인으로는 지오이드고와 타원체의 평균 곡률반경이 있다. 본 연구에서는 이 요인들이 거리에 미치는 영향을 분석하였으며 기준타원체상에서의 거리를 현행측량 성과로 보정하기 위하여 단위거리당 평균지오이드고의 $1.6\times{10}^{-7}$배의 거리보정의 필요성을 보여주었다. 동일한 거리를 베셀타원체에 투영하였을 때와 지오이드면에 투영하였을 때, 우리나라에서 베셀타원체의 지오이드고가 남동부에서 -45 m, 중서부에서 -75 m임을 고려하면 km당 약 7-12 mm 정도의 차이를 보였다.
최근 LIS/GIS측량과 지적조사 등의 분야에서는 위성측위시스템(GPS릿 활용이 보편화됨에 따라 지역측지계에서 지구중심좌표계로 변환하기 위한 국가변환요소를 필요로 하고 있다. 이 논문에서는 벳셀타원체 기준의 한국측지좌표와 WGS84좌표간의 변환요소를 가중변수에 의한 최소제곱해법에 따라 결정하였다. 국가기준점망의 31개 측점에 대한 GPS관측으로부터 결정된 지심3차원좌표의 GPS성과와 실용성과 또는 정밀1차성과간의 기준계 변환요소는 표준편차 1미터 이내이며 벳셀지오이드고를 고려할 때 GPS기선해석을 위한 초기좌표결정과 중축척지도의 변환과 LIS/GIS 데이터베이스의 수정에 이용할 수 있는 것으로 분석되었다.
GPS 측량으로부터 획득되는 성과는 WGS 84타원체에 기초하므로 이를 우리나라에 적용하기 위해서는 Bessel 타원체상의 경 위도 좌표와 정표고 성과로 변환하여야 한다. 이러한 좌표변환을 수행하기 위해서는 정확한 좌표변환계수의 결정이 먼저 이루어져야하며, 좌표변환계수 결정을 위한 두 타원체간의 변환관계는 각 타원체의 경 위도와 타원체고 상에서 이루어지기 때문에 우리나라의 실용성과중 평균해수면상의 정표고 성과를 Bessel 타원체에 근거한 학원체고로 변환하여야 한다. Bessel 타원체고를 획득하기 위해서는 지오이드면에서 Bessel 타원체면까지의 높이인 Bessel 지오이드고를 결정하여야 한다. 본 연구에서는 Bessel 지오이드고 산정기법들을 정리하고, Bessel 지오이드고 산정기법에 따른 좌표변환의 변환정확도를 비교하여 Bessel 지오이드고가 좌표변환에 끼치는 영향을 고찰하고자 한다.
국립지리원에서는 정밀측지망측량 사업의 일환으로 국가기본망의 구축을 위한 사업에 착수하였으며, 1996년도에는 전국 31점 규모의 GPS망을 관측한바 있다. 이 망은 변장 40 km-120 km(평균 67.4 km) 인 220개의 기선으로서 구성되었다. 본 연구에서는 3차원 기선벡터로 조합된 3차원망을 최소제곱법에 의해 조정하고 산정된 한국측지 기준좌표계94(KTRF94)성과를 제시하였다. VLBI관측점과의 편심관측에 의해 결정된 경위도원점의 ITRF94 좌표를 고정점으로 사용하였으며 조정정확도는 수평위치 1 cm, 높이 3 cm 인 것으로 분석되었다. 아울러 WGS84좌표와 KGS95좌표와의 차이에 대해서도 분석되었다.
국내에 GPS 측지기준점을 설정하고 GPS의 장거리 측정 정밀도를 고찰할 목적으로 국내의 2개지 점과 일본의 1개지점에서 GPS 관측을 동시에 실시하여 자료처리방법에 따른 위치결정 정밀도를 비교 분석하였다. 그 결과 WGS 84 좌표계 내에서 국내 2지점의 3차원 좌표를 정확하게 설정할 수 있었고, GPS의 장거리 측정능력이 0.1 ppm에 달하는 것으로 입증되었다. 이 결과는 앞으로 국내의 GPS 측지기준점 확보를 위한 기초자료가 될 것으로 기대된다.
본 논문에서는 Trimble Lassen-SK8 GPS 수신기로부터 측정된 위치정보를 수치지도에 표시하고 이로부터 정보안내 시스템을 설계하였다. 이 시스템에서는 특정위치에 대한 안내와 관련된 음성정보를 출력하고 그 지역을 벗어나는 경우에는 정보의 출력을 종료하도록 한다. GPS 의 수신오차는 원의 방정식을 사용하여 범위를 벗어나는 오차발생에 대한 처리가 가능하도록 했으며, 수치지도의 특정위치의 식별을 위해 Bessel TM 좌표를 WGS-84 경위도 좌표로 적용하였다. 본 논문의 결과는 학교안내 시스템에 적용시켰으며, 만족할만한 결과를 보였다.
정확하고 경제성 있는 지형정보의 구축은 각종건설공사를 비롯한 국토종합개발에 기본 요건으로서 그 중요성이 강조되고 있다. 본 연구에서는 충남 북 인원의 11개 삼각점에 대한 GPS 관측을 수행하여 산출된 WGS84 좌표를 Bessel 타원체 상의 좌표로 변환하고 TM 및 UTM 투영 도법을 적용, GPS에 의한 3차원 지형정보의 획득은 물론 지도제작을 위한 기본자료로 산출하고자 한다.
GPS는 위성을 이용한 항법지원 시스템으로 최근 민간에 공개되면서 ITS에 이용하려는 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한, 무선데이터통신 기술은 무선으로 인터넷에 접속할 수 있을 정도로 향상되었다. 본 논문에서는 GPS의 위치정보를 수신하고 이를 수치지도와 매핑할 수 있도록 WGS-84 경위도좌표에서 Bessel TM좌표로 변환한 후, 무선데이터통신을 이용하여 중앙관제서버로 위치정보를 전송함으로써 중앙관제센터에서 이동물체를 관제/관리할 수 있는 시스템을 설계하였다.
국내에서 GPS를 효율적으로 활용하기 위해서는 WGS84와 벳셀 타원체간의 좌표변환 관계가 확립되어야 한다. 특히, 지역특성을 수렴하고 소요정도에 부응할 수 있는 좌표변환체계의 정립을 위해서는 변환지역에 적합한 지오이드고모형의 개발과 변환범위에 따른 기법별 좌표변환의 특성연구가 요망된다. 이에 본 연구에서는 남한지역을 대상으로한 광역망과 이를 4개의 지역권으로 나눈 지역망 및 인천시를 대상으로한 국소망을 구성, 벳셀지오이드고 기준값이 좌표변환에 미치는 영향을 고찰하여 벳셀지오이드고의 대표모형을 선정하고 변환기법별로 광역망의 변환, 지역망에 광역변환계수와 지역망의 변환계수를 적용한 경우 및 국소망의 변환결과들을 종합, 비교·검토하므로서 국내의 GPS측위범위에 따른 좌표변환의 특성을 고찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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