[논문]한국의 잔여지오이드고 모델링을 위한 FFT 및 LSC 방법 비교

이동하; 윤홍식; 서용철

doi:10.12652/ksce.2011.31.2d.323

한국의 잔여지오이드고 모델링을 위한 FFT 및 LSC 방법 비교
Comparison between FFT and LSC Method for the Residual Geoid Height Modeling in Korea 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, D. 교통공학, 도로공학, 시공관리, 정보기술, 지역 및 도시계획, 철도공학, 측량 및 지형공간정보공학, v.31 no.2D, 2011년, pp.323 - 334

이동하 (성균관대학교 공과대학) , 윤홍식 (성균관대학교 사회환경시스템공학과) , 서용철 (부경대학교 공간정보시스템공학과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 일반적인 중력지오이드 모델 결정방법인 Remove-Restore(R-R) 기법 적용 시 FFT 방법 및 LSC 방법에 의한 잔여지오이드고 모델링을 각각 적용하고, 이에 대한 정확도를 분석하여 보다 효율적인 지오이드 결정 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위해 우리나라 육상 및 해상에서 측정된 총 6,296점의 중력관측자료에 대하여 Stokes 공식을 적용한 다중밴드 구면 FFT 방법 및 통계적 결정방법인 LSC 방법을 각각 적용하였으며, 503점의 GPS/Levelling 자료에서 획득된 기하학적 지오이드고를 이용하여 모델링시 계산 결과의 정확도 향상을 위하여 결정되어야 하는 다양한 계산요소 및 적합한 계산과정을 결정하였다. 그 후 각 방법에 의하여 계산된 잔여지오이드고를 통계적으로 분석하여 한국의 지오이드 결정을 위하여 적합한 잔여지오이드고 모델링 방안을 검토하였다. 그 결과 LSC 방법의 경우 중력관측자료의 오차, 분포밀도의 부족 및 공분산 해석시 지역별 특성의 영향으로 정확한 잔여지오이드고의 모델링이 적용되지 못하였으며, 다중밴드 구면 FFT 방법의 경우 Stokes 적분을 위한 적절한 적분반경 및 수정 kernel의 적용을 통해 LSC 방법보다 약 10cm 이상의 정확도가 향상된 잔여지오이드고가 계산되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we performed the residual geoid modeling using the FFT and LSC methods in context of application of R-R (Remove and Restore) technique as a general technique for gravimetric geoid model in order to propose the effective way of geoid determination in Korea. For this, a number of data compiled for residual geoid modeling by the multi-band spherical FFT method with Stoke's formula and LSC method as known as statistical method. The geometric geoidal heights obtained from 503 GPS/Levelling data were used for inducing the various elements and proper computation process which should be considered for improving the accuracy of residual geoid modeling. Finally, we statistically compared the results of residual geoid heights between FFT and LSC methods and reviewed then the proper way of residual geoid modeling to the region of Korea. As the results of comparison, LSC method is not suitable for residual geoid modeling in Korea due to the noise and lack of gravity observations and the effects of local characteristics, while FFT method by applying Stokes' integral with proper cap size and modified kernel which provides the better accuracy of residual geoid heights up to 10 cm more than those of LSC method.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	중력지오이드 모델링을 위한 R-R 기법의 효율적 적용은 무엇에 의해 좌우되는가?	결국, 중력지오이드 모델링을 위한 R-R 기법의 효율적 적용은 보다 정확한 지구중력장 모델과 지형자료(DEM 등)의 이용, 지역적으로 적합한 중력학적 환산방법의 선정 및 잔여지오이드고 계산을 위한 효과적인 모델링 방법의 적용 등에 의해 좌우되게 되는데, 이때 지오이드의 중파장 효과인 잔여지오이드고의 모델링은 중력지오이드의 정확도에 큰 영향을 미치게 된다(이동하, 2008).
	다중밴드 구면 FFT 방법으로 정확한 다중밴드 구면 FFT를 수행하기 위해서는 무엇이 선행되어야 하는가?	다중밴드 구면 FFT 방법은 전통적인 지오이드 모델링 방법인 Stokes 적분(Stokes, 1849)의 계산상에서의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 최근의 방법으로, 대상지역 전체에 대하여 적용되는 구면 FFT 방법에 대하여 대상지역을 등간격의 위도로 나누어 FFT를 적용함으로써 사실상 오차가 없는 복합적인 잔여지오이드고의 계산해를 선형보간에 의하여 얻을 수 있는 방법이다(Forsberg and Sideris, 1993). 하지만 정확한 다중밴드 구면 FFT를 수행하기 위해서는 Stokes 적분식에 대한 적절한 적분반경(cap size) 또는 Stokes kernel에 대한 수정(modification)이 필요하므로, 이러한 계산요소에 대한 명확한 결정이 선행되어야 한다(Forsberg and Featherstone, 1998).
	다중밴드 구면 FFT 방법이란 무엇인가?	다중밴드 구면 FFT 방법은 전통적인 지오이드 모델링 방법인 Stokes 적분(Stokes, 1849)의 계산상에서의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 최근의 방법으로, 대상지역 전체에 대하여 적용되는 구면 FFT 방법에 대하여 대상지역을 등간격의 위도로 나누어 FFT를 적용함으로써 사실상 오차가 없는 복합적인 잔여지오이드고의 계산해를 선형보간에 의하여 얻을 수 있는 방법이다(Forsberg and Sideris, 1993). 하지만 정확한 다중밴드 구면 FFT를 수행하기 위해서는 Stokes 적분식에 대한 적절한 적분반경(cap size) 또는 Stokes kernel에 대한 수정(modification)이 필요하므로, 이러한 계산요소에 대한 명확한 결정이 선행되어야 한다(Forsberg and Featherstone, 1998).

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