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[국내논문] Bernese와 TGO에 의한 국내 GPS 상시관측소 자료처리 결과 분석
The Analysis of the GPS Data Processing of the NGII CORS by Bernese and TGO 원문보기

한국측량학회지 = Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography, v.26 no.6, 2008년, pp.549 - 559  

김지운 (한진정보통신(주)) ,  권재현 (서울시립대학교 공간정보공학과) ,  이지선 (서울시립대학교 공간정보공학과)

초록
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본 연구에서는 다양한 조건 하에서의 Bernese와 TGO와의 처리결과 비교를 통하여 상용 소프트웨어의 한계와 정밀측위에 대한 응용성을 검증하였다. 이를 위하여 전국규모의 세 가지의 관측데이터와 그 보다 작은 두 가지의 지역 데이터를 선정하여 망을 구성하고 Bernese와 TGO를 사용하여 기선해석 및 망조정을 통해 성과를 산출하여 소프트웨어별, 기선거리 및 망규모별, 관측시간별, 고정점 수별로 비교분석을 실시하였다. 소프트웨어 간 비교에서는 학술연구용 소프트웨어의 정확도가 우수하였다. 비록 GPS 관련 기술이 발달하면서 수신기의 정확도가 향상되었고 이에 병행하여 상용 소프트웨어도 발전을 거듭해왔으나 학술연구용 소프트웨어와의 평균성과차이를 볼 때 크지는 않지만 엄연한 차이가 존재했다. 따라서 가장 정밀한 위치정보가 요구될 때는, 특히 기선벡터가 큰 경우에는 필히 학술연구용 소프트웨어를 사용하여야 할 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study verified the limitations of commercial GPS data processing software and the applicability on precise positioning through comparing the processing results between Bernese and TGO under various conditions. To achieve the goal, we selected three nationwide station data and two smaller local ...

Keyword

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문제 정의

  • 즉, Bernese와 TGO 는 분명 자료처리에 있어 위치결정에 중요한 영향을 미치는 전리층, 모호정수의 추정 및 결정, 망조정의 방법 등에서 차이가 있고, 따라서 그 목적 역시 일반측량과 과학적 해석으로 차별화된다. 이러한 차이는 당연한 성과의 차이로 연결되며, 어떠한 환경에서 어떠한 차이가 있는지 좀 더 많은 경우의 실험을 통해 비교해 보고자 한다
  • 따라서 본 연구에서는 학술연구용 소프트웨어와 상용 소프트웨어의 비교분석을 보다 다양한 조건 하에서 면밀히 검토하여 상용 소프트웨어의 한계와 정밀측위에 대한 활용성을 검증하는 것을 목표로 한다. 특히, 기선거리 뿐만 아니라 망규모별, 관측시간별, 고정점 수별로 다각적인 실험을 통하여 기선해석은 물론 망조정을 통한 결과의 비교분석을 실시하였다.
  • 본 연구의 목적은 다양한 조건 하에서의 학술연구용 소프트웨어와 상용 소프트웨어와의 처리결과 비교를 통하여 상업용 소프트웨어의 한계와 정밀측위에 대한 응용성을 검증하는 것이다. 이를 위하여 세 가지의 전국규모 데이터와 그 보다 작은 두 가지의 지역데이터를 선정하여 망을 구성하고 Bernese와 TGO를 사용하여 기선해석 및 망조정을 통해 모두 144가지의 성과를 산출하여 소프트웨어별, 기선거리 및 망규모별, 관측시간별, 고정점 수별로 비교분석을 실시하여 아래와 같은 결론을 도출하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
학술연구용 소프트웨어의 장점은 무엇인가? 강길선 (2000)은 국내 4개소의 상시관측점과 일본의 쓰꾸바 관측점을 연결하여 데이터 처리 후 비교를 시도하였는데 기선해석에 있어 학술연구용 소프트웨어로서는 NASA의 JPL(Jet Propulsion Laboratory)에서 개발한 GIPSY-OASIS II(이하 GIPSY), MIT와 Scripps 해양연구소(SIO)가 공동 개발한 GAMIT/GLOBK(이하 GAMIT)를 상업용 소프트웨어로는 Ashtech사의 Ashtech Office(이하 AOS)를 사용하여 기선해석 후 결과를 비교하였다. 그 결과로 학술연구용 소프트웨어는 기선해석정밀도가 기선길이에 크게 좌우되지 않으며 cm미만의 정밀도를 얻었는데 반해 상용 소프트웨어는 정밀도가 현저하게 떨어져서 GPS 상시관측소의 성과산정 등과 같이 정밀함을 요하는 GPS 데이터의 해석에는 적합하지 않다고 판단했다. 또한 박관동 등(2003)은, IGS(International GNSS Service)에서 제공하는 위성궤도력과 방송궤도력을 이용하여 한국천문연구원 상시관측소 9곳의 데이터를 GIPSY와 상용소프트웨어인 Trimble사에서 제공하는 GPSurvey로 데이터 처리하여 그 결과를 비교하였는데, GIPSY의 경우 3차원 RMS오차가 1.
상용 소프트웨어의 단점은 무엇인가? 강길선 (2000)은 국내 4개소의 상시관측점과 일본의 쓰꾸바 관측점을 연결하여 데이터 처리 후 비교를 시도하였는데 기선해석에 있어 학술연구용 소프트웨어로서는 NASA의 JPL(Jet Propulsion Laboratory)에서 개발한 GIPSY-OASIS II(이하 GIPSY), MIT와 Scripps 해양연구소(SIO)가 공동 개발한 GAMIT/GLOBK(이하 GAMIT)를 상업용 소프트웨어로는 Ashtech사의 Ashtech Office(이하 AOS)를 사용하여 기선해석 후 결과를 비교하였다. 그 결과로 학술연구용 소프트웨어는 기선해석정밀도가 기선길이에 크게 좌우되지 않으며 cm미만의 정밀도를 얻었는데 반해 상용 소프트웨어는 정밀도가 현저하게 떨어져서 GPS 상시관측소의 성과산정 등과 같이 정밀함을 요하는 GPS 데이터의 해석에는 적합하지 않다고 판단했다. 또한 박관동 등(2003)은, IGS(International GNSS Service)에서 제공하는 위성궤도력과 방송궤도력을 이용하여 한국천문연구원 상시관측소 9곳의 데이터를 GIPSY와 상용소프트웨어인 Trimble사에서 제공하는 GPSurvey로 데이터 처리하여 그 결과를 비교하였는데, GIPSY의 경우 3차원 RMS오차가 1.
다양한 조건 하에서의 학술연구용 소프트웨어와 상용 소프트웨어와의 처리결과 비교를 통하여 상업용 소프트웨어의 한계와 정밀측위에 대한 응용성을 분석한 결과는 어떠한가? 1. 소프트웨어 간 비교에서 Bernese의 정확도가 높은 것은 고시결과와의 비교로부터 도출된 것으로 기존의 연구들과 일치되는 결론이라 할 수 있다. 하지만, TGO의 경우 데이터 편집을 통한 기선해석과 망조정을 거친 후에야 Bernese의 성과와 3차원 위치에서 최소 10mm, 최대 24mm의 편차를 갖는 성과를 획득할 수 있었다는 점은 상용소프트웨어의 성과가 자료처리자의 경험에 크게 의존한다는 점이다. 2. 기선거리에 따른 비교를 통하여 Bernese의 처리결과는 우리나라 정도의 망규모 내에서는 기선증가에 따른 정확도가 일정함을 알 수 있었다. 3. 관측시간별 소프트웨어 간 평균성과 비교를 통하여 일반적으로 알려지고 있는 관측시간과 성과의 정확도가 비례하는 것이 아니라는 점이 나타났으며, 따라서 관측시간 보다는 관측 자료의 품질검증을 통하여 양질의 성과를 산출하는 면을 고려할 필요가 있음을 시사한다. 4. 고정점 수에 따른 소프트웨어 간 평균성과 비교를 통하여 정확도는 고정점 좌표의 정확도와 기하학적 조건에 좌우되는 것으로 판단되며 고정점 좌표의 품질이 중요하다는 것을 확인한 것으로 지속적인 기준점 성과의 유지 및 관리가 필요함을 나타낸다. 5. 망규모에 따라 두 소프트웨어의 평균성과를 비교한 결과에서, 상용 소프트웨어인 TGO에서도 적절한 데이터 편집에 의하여 우리나라 크기 정도 내에서는 성과편차를 2∼3cm 이내로 산출할 수 있음을 알 수 있었다. 여기서 문제는 데이터편집은 작업자에 따라 달라지므로 이에 대한 교육이 필요하다 사료된다
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참고문헌 (18)

  1. 강길선 (2000), GPS 관측치의 정밀해석을 위한 데이터 처리기법에 관한 연구, 석사학위논문, 경기대학교 산업정보대학원, pp. 21-49 

  2. 국토지리정보원 (2001), GPS에 의한 기준점측량 작업규정, 국토지리정보원 내규 제2001-93호, 제2조 제2항. 국토지리정보원(2003), 수치지도 좌표변환을 위한 적용지침서 

  3. 국토지리정보원 (2006), 국가기준점 망조정에 관한 연구, 국토지리정보원 연구위탁 보고서 발간등록번호 11-1500714-00048-01, pp. 85-89 

  4. 국토해양부 국토지리정보원, GPS기준점서비스, http://gps.ngii.go.kr/open_content/main_page.asp 

  5. 박관동, 김혜인, 원지혜 (2007), 국토지리정보원 GPS 상시관측소 관측환경 분석, 한국측량학회지, 한국측량학회, 제 25권, 제 4호, pp. 337-345 

  6. 박관동, 조정호, 하지현, 임형철 (2003), 초신속궤도력을 이용한 신속한 고정밀 GPS 데이터 처리, 한국측량학회지, 한국측량학회, 제 21권, 제 4호, pp. 309-316 

  7. 양근우, 이영진 (2001), GPS상시관측망 데이터의 기초분석, 한국지적학회지, 한국지적학회, 제 17권, 제 1호, pp. 81-91 

  8. 윤홍식, 황진상 (2001), GPS 상시관측소의 절대좌표 산정에 관한 연구, 한국측량학회지, 한국측량학회, 제 19권, 제 4호, pp. 415-423 

  9. 이기도 (2004), 알고리즘 유형별 GPS 기선해석 비교연구, 공학석사 학위논문, 서울시립대학교 도시과학대학원, pp. 23-57 

  10. 이영진 (1998), 3차원 기선벡터망 조정기법에 의한 국가기본점의 성과산정(KTRF94), 한국측지학회지, 한국측지학회, 제 16권, 제 1호, pp.85-94 

  11. 이영진 (2005), GPS 망조정 S/W의 비교시험에 관한 연구, 한국지적학회지, 한국지적학회, 제 21권, 제 4호, pp. 105-112 

  12. 이영진, 양근우 (2002), GPS상시관측망 데이터의 조정계산, 한국지적학회지, 한국지적학회, 제 18권, 제 1호, pp. 55-65 

  13. 이영진, 이흥규, 권찬오, 차상헌 (2008), 2등 측지기준점 GPS 관측데이터의 기선벡터 추정, 한국측량학회지, 한국측량학회, 제 26권, 제 2호, pp. 157-164 

  14. Capra, A., Gandolfi, S., Mancini, F., Sarti, P., Vittuari, L. (2002), VLNDEF Project for Crustal Deformation Control of Northern Victoria Land, SCAR Report No. 21, Scientific Committee on Antarctic Research 

  15. Dach, R, Fridez, P, Hugentobler, U, Meindl, M (2005), Bernese GPS Software Version 5.0 DRAFT, Astronomical Institute University of Bern 

  16. Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H., and Collins, J. (2001), GPS Theory and Practice 

  17. International GNSS Service, http://igscb.jpl.nasa.gov/ 

  18. Negusini, M., Mancini, F., Gandolfi, S., Capra, A. (2005), Terra Nova Bay GPS permanent station (Antarctica): data quality and first attempt in evaluation of regional displacement, J. of Geodynmics, Vol. 39, No. 2, pp. 81-90 

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