GPS는 측량, 지도제작 및 항법 이외에도 고정밀 측위에 의한 세계기준좌표계 설정, 지구 자전축의 회전계수 결정, 지진 및 지각변동 감지 등과 같은 지구과학 분야의 필수적인 방법으로 인식되고 있다. 그러나 정밀 해석결과를 얻기 위해서는 자료처리를 위한 전문지식과 비용 투자가 필요하므로, 사용자들이 손쉽게 결과를 획득할 수 있는 방안이 필요하다. 이에 본 연구에서는 비전문가도 정밀절대측위 방법으로 GPS 자료처리가 가능한 정밀절대측위 솔루션을 개발하고자 하였다. 연구를 통해 자료처리에 필요한 최소 정보만을 입력함으로써 사용자의 편의성을 크게 향상시킨 솔루션을 개발하였다. 또한 국토지리정보원에서 제공하는 위성기준점의 관측자료를 정밀절대측위로 처리하여, 지각변동 속도를 산출하고, ITRF에서 제공하는 지각변동 속도와 비교를 통해 정밀절대측위 솔루션을 이용한 지진 및 지각변동 감지가 가능함을 제시하였다.
GPS는 측량, 지도제작 및 항법 이외에도 고정밀 측위에 의한 세계기준좌표계 설정, 지구 자전축의 회전계수 결정, 지진 및 지각변동 감지 등과 같은 지구과학 분야의 필수적인 방법으로 인식되고 있다. 그러나 정밀 해석결과를 얻기 위해서는 자료처리를 위한 전문지식과 비용 투자가 필요하므로, 사용자들이 손쉽게 결과를 획득할 수 있는 방안이 필요하다. 이에 본 연구에서는 비전문가도 정밀절대측위 방법으로 GPS 자료처리가 가능한 정밀절대측위 솔루션을 개발하고자 하였다. 연구를 통해 자료처리에 필요한 최소 정보만을 입력함으로써 사용자의 편의성을 크게 향상시킨 솔루션을 개발하였다. 또한 국토지리정보원에서 제공하는 위성기준점의 관측자료를 정밀절대측위로 처리하여, 지각변동 속도를 산출하고, ITRF에서 제공하는 지각변동 속도와 비교를 통해 정밀절대측위 솔루션을 이용한 지진 및 지각변동 감지가 가능함을 제시하였다.
GPS is recognized the essential method to obtain the best result in the sphere of earth science that is setting of International Reference Frame, decision of the rotation coefficient about the earth rotation axis, detection of the crustal deformation, and observation of the diastrophism by high prec...
GPS is recognized the essential method to obtain the best result in the sphere of earth science that is setting of International Reference Frame, decision of the rotation coefficient about the earth rotation axis, detection of the crustal deformation, and observation of the diastrophism by high precision positioning except for navigation, geodetic survey and mapping. Therefore, in this study, it was attempted to build an expert service that enables non-experts to use high-precision GPS data processing. As a result, an Precise Point Positioning Solution that can maximize user convenience simply by entering the minimum required information for GPS data processing was developed, and the result of Precise Point Positioning Solution using GPS data provided by National Geographic Information Institute was compared with result of ITRF.
GPS is recognized the essential method to obtain the best result in the sphere of earth science that is setting of International Reference Frame, decision of the rotation coefficient about the earth rotation axis, detection of the crustal deformation, and observation of the diastrophism by high precision positioning except for navigation, geodetic survey and mapping. Therefore, in this study, it was attempted to build an expert service that enables non-experts to use high-precision GPS data processing. As a result, an Precise Point Positioning Solution that can maximize user convenience simply by entering the minimum required information for GPS data processing was developed, and the result of Precise Point Positioning Solution using GPS data provided by National Geographic Information Institute was compared with result of ITRF.
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문제 정의
본 연구는 효과적인 정밀절대측위가 가능한 솔루션을 개발하고, 지각변동을 산정한 것으로 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
그러나 지진으로 인한 변위량 산출이나 지각변동 속도 산정 등 전 지구적인 시계열 변화를 모니터링하기 위해서는 특정 지점 및 시점을 고정하는 상대측위 방법으로 정확한 결과를 산출하는데 한계가 있으며, 지각변동 모니터링을 위해 숙련자가 아니더라도 활용이 가능한 방법이 필요하다. 이에 본 연구에서는 GPS 자료처리 과정분석을 통해 효율적인 정밀절대측위(PPP; Precise Point Positioning)가 가능한 정밀절대측위 솔루션을 개발하고, 국토지리정보원에서 제공되는 GPS 관측자료 해석을 통해 지각변동 속도를 산출하며, ITRF(The International Terrestrial Reference Frame)에서 발표한 지각변동 속도와 비교를 통해 개발된 솔루션을 검증한다. Fig.
제안 방법
1. 정밀과학기술용 GPS 자료처리 소프트웨어에 대한 분석을 통해 정밀절대측위가 가능한 솔루션을 개발 하였다.
정밀절대측위 솔루션은 정보입력, 자료생성, 데이터 다운로드, 자료처리, 결과출력 부분으로 구성하였다. GPS 관측자료 이외의 자료처리에 필요한 입력 정보를 최소화시켜 사용의 편의성을 향상시켰으며, 손쉽게 유지보수 및 업그레이드가 가능하도록 하였다. Fig.
본 연구에서는 국토지리정보원 위성기준점 관측자료를 정밀절대측위로 처리하고, 성과의 시계열 분석을 통해지각변동 속도를 산출하였으며, 그 결과를 ITRF2008에서 고시된 지각변동 속도와 비교하였다.
본 연구에서는 학술연구용 소프트웨어인 Bernese의 자료처리 과정에 대한 분석을 수행하고, MCV 모델의 적용을 통해 정밀절대측위 솔루션을 개발하였다. MCV는 소프트웨어공학에서 사용되는 아키텍처 패턴으로, 성공적으로 사용하면 사용자 인터페이스로부터 비즈니스 로직을 분류하여 애플리케이션의 시각적 요소나 그 이면에서 실행되는 비즈니스 로직을 서로 영향 없이 쉽게 고칠 수 있는 애플리케이션을 만들 수 있다.
정밀절대측위 솔루션은 정보입력, 자료생성, 데이터 다운로드, 자료처리, 결과출력 부분으로 구성하였다. GPS 관측자료 이외의 자료처리에 필요한 입력 정보를 최소화시켜 사용의 편의성을 향상시켰으며, 손쉽게 유지보수 및 업그레이드가 가능하도록 하였다.
지각변동 속도를 산출하기 위해 2008년 1월～2012년 12월까지 수원 기준점의 GPS 관측자료를 1주일 단위로 취득하였으며, 정밀절대측위 솔루션을 통해 정밀절대측위 방법으로 처리하였다. Table 1은 자료처리 결과의 일부를 나타낸다.
데이터처리
자료처리 성과의 시계열 분석을 통해 수원 기준점의 지각변동 속도를 산출하였으며, 자료처리 결과의 검증을 위해 ITRF2008에서 고시한 수원 기준점의 지각변동 속도와 비교하였다. Table 2는 비교결과를 나타낸다
성능/효과
2. 정밀절대측위 솔루션을 활용한 정밀절대측위를 통해 관측자료 이외의 추가적인 자료의 생성이나 취득 없이 효과적으로 지각변동 속도를 산정할 수 있 었다.
3. 연구를 통해 산출된 지각변동 속도와 ITRF2008에서 제공하는 속도의 비교를 통해 정밀절대측위 솔루션을 검증할 수 있었다.
0022m/year의 미소한 차이를나타냈다. ITRF에서는 GPS, VLBI, DORIS, SLR 등 정밀한 위치결정이 가능한 방법을 통해 국제 공인의 지각변동 속도를 발표하고 있으며, ITRF2008과의 비교 결과는 정밀절대측위 솔루션을 이용한 효과적인 지각변동 산출이 가능함을 제시하는 것으로 GPS 관측자료 이외의 추가적인 자료 생성이나 취득 없이 효과적으로 정밀절대측위를 이용한 지각변동 모니터링이 가능하였다.
정밀절대측위 솔루션과 ITRF2008의 결과는 X, Y, Z 각 성분 모두 마이너스 방향으로 나타났으며, 지각변동 속도는 ±0.0015m/year～±0.0022m/year의 미소한 차이를나타냈다.
정밀절대측위 솔루션을 통해 ECEF(Earth Centered Earth Fixed) 좌표성과를 얻을 수 있었다. 지각변동 속도 산출을 위해 자료해석 결과를 X, Y, Z 각 성분별 시계열로 나타내었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고정밀 측위 해석 결과를 얻기 위해 필요한 것은?
GPS는 측량, 지도제작 및 항법 이외에도 고정밀 측위에 의한 세계기준좌표계 설정, 지구 자전축의 회전계수 결정, 지진 및 지각변동 감지 등과 같은 지구과학 분야의 필수적인 방법으로 인식되고 있다. 그러나 정밀 해석결과를 얻기 위해서는 자료처리를 위한 전문지식과 비용 투자가 필요하므로, 사용자들이 손쉽게 결과를 획득할 수 있는 방안이 필요하다. 이에 본 연구에서는 비전문가도 정밀절대측위 방법으로 GPS 자료처리가 가능한 정밀절대측위 솔루션을 개발하고자 하였다.
정밀절대측위는 어떤 방법인가?
GPS는 전 지구적인 지각변동 모니터링과 같이 높은 정밀도가 요구되는 분야에서 필수적인 요소이며, 관측자료의 정밀절대측위 해석을 통한 지진 및지각변동 모니터링은 매우 효과적인 방법이다[1]. GPS측위 방법 중 정밀절대측위는 각종 모델을 이용하여 전리층, 대류권, 지구회전 및 극운동 등으로 인한 GPS 측위오차를 소거하는 단독측위 방법으로 지진변위 또는 지각변동을 계산하는 등 정밀 위치결정에 이용되고 있다[2].
정밀절대측위는 어디에 쓰이는가?
GPS는 전 지구적인 지각변동 모니터링과 같이 높은 정밀도가 요구되는 분야에서 필수적인 요소이며, 관측자료의 정밀절대측위 해석을 통한 지진 및지각변동 모니터링은 매우 효과적인 방법이다[1]. GPS측위 방법 중 정밀절대측위는 각종 모델을 이용하여 전리층, 대류권, 지구회전 및 극운동 등으로 인한 GPS 측위오차를 소거하는 단독측위 방법으로 지진변위 또는 지각변동을 계산하는 등 정밀 위치결정에 이용되고 있다[2].
참고문헌 (8)
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J. Kouba, "A Possible Detection of the 26 December 2004 Great Sumatra-Andaman Island Earthquake with Solution Products of the International GNSS Service", Studia Geophysica et Geodaetica, Vol.49, pp.463-483, 2005. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s11200-005-0022-4
C. Shi, Y. Lou, H. Zhang, Q. Zhao, J. Geng, R. Wang, R. Fang and J. Liu, "Seismic deformation of the Mw 8.0 Wenchauan earthquake from high-rate GPS observations", Advances in Space Research, Vol.46, pp.228-235, 2010. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2010.03.006
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