위성항법시스템의 활용이 증가함에 따라 다양한 자료처리 서비스가 개발되고 있다. 특히 인터넷을 이용한 자료처리 서비스는 사용자가 손쉽게 정확도 높은 자료처리 결과를 얻을 수 있도록 도와준다. 온라인 자료처리 시스템은 전 세계의 여러 연구기관과 국가에서 개발되어 운영되고 있지만 국내 활용이 제한적이다. 이 연구에서는 일반적인 GNSS 후처리 뿐만 아니라, 지적 측량에도 활용 가능한 온라인 자료처리 시스템을 개발하였다. 이 연구에서 개발한 시스템은 국토지리정보원 SUWN을 기준으로 좌표를 산출하며, GIPSY-OASIS의 정밀자료처리(PPP) 기법을 사용한다. 현재시스템은 사용자가 프로그램을 통해 좌표를 산출하고자 하는 관측자료를 FTP를 통해 공간정보연구원의 데이터처리 서버로 업로드하면, 서버에서 자동으로 좌표를 계산하여 유저에게 이메일로 자료처리 결과를 전송한다. 결과검증을 위해 국토지리정보원 상시관측소 고시좌표와 비교한 결과 동서방향으로 약 1.4 cm, 남북방향 -1.0 cm, 수직방향 0.5 cm의 차이를 보였다.
위성항법시스템의 활용이 증가함에 따라 다양한 자료처리 서비스가 개발되고 있다. 특히 인터넷을 이용한 자료처리 서비스는 사용자가 손쉽게 정확도 높은 자료처리 결과를 얻을 수 있도록 도와준다. 온라인 자료처리 시스템은 전 세계의 여러 연구기관과 국가에서 개발되어 운영되고 있지만 국내 활용이 제한적이다. 이 연구에서는 일반적인 GNSS 후처리 뿐만 아니라, 지적 측량에도 활용 가능한 온라인 자료처리 시스템을 개발하였다. 이 연구에서 개발한 시스템은 국토지리정보원 SUWN을 기준으로 좌표를 산출하며, GIPSY-OASIS의 정밀자료처리(PPP) 기법을 사용한다. 현재시스템은 사용자가 프로그램을 통해 좌표를 산출하고자 하는 관측자료를 FTP를 통해 공간정보연구원의 데이터처리 서버로 업로드하면, 서버에서 자동으로 좌표를 계산하여 유저에게 이메일로 자료처리 결과를 전송한다. 결과검증을 위해 국토지리정보원 상시관측소 고시좌표와 비교한 결과 동서방향으로 약 1.4 cm, 남북방향 -1.0 cm, 수직방향 0.5 cm의 차이를 보였다.
Data processing service via internet help user to get the GNSS data processing result more precise and easily. Thus, online data process system is operated and developed by various research groups and national. But this service is difficult to use in domestic cadastral survey. In this study, we deve...
Data processing service via internet help user to get the GNSS data processing result more precise and easily. Thus, online data process system is operated and developed by various research groups and national. But this service is difficult to use in domestic cadastral survey. In this study, we developed the online data processing system for a domestic cadastral survey. This is calculated coordinate using NGII CORS(SUWN) fiducially. And use PPP technique by GIPSY-OASIS. If user choose the observation data which want to calculate the coordinate, then is uploaded to GIPSY-OASIS server through FTP. After upload is complete, server automatically calculate coordinate, and send the report about result using e-mail. And it takes 2 minutes runtime on the basis of the 3 sessions. To verify the result, we used the data on SOUL, JUNJ as compared with notified-coordinate from NGII. As a result, got the difference for east-west 1.4 cm, north-south -1.0 cm, vertical 0.5 cm.
Data processing service via internet help user to get the GNSS data processing result more precise and easily. Thus, online data process system is operated and developed by various research groups and national. But this service is difficult to use in domestic cadastral survey. In this study, we developed the online data processing system for a domestic cadastral survey. This is calculated coordinate using NGII CORS(SUWN) fiducially. And use PPP technique by GIPSY-OASIS. If user choose the observation data which want to calculate the coordinate, then is uploaded to GIPSY-OASIS server through FTP. After upload is complete, server automatically calculate coordinate, and send the report about result using e-mail. And it takes 2 minutes runtime on the basis of the 3 sessions. To verify the result, we used the data on SOUL, JUNJ as compared with notified-coordinate from NGII. As a result, got the difference for east-west 1.4 cm, north-south -1.0 cm, vertical 0.5 cm.
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문제 정의
이 연구에서는 GNSS 후처리 뿐만 아니라 국내의 지적측량 업무에도 활용 가능하도록 온라인 자료처리 시스템을 개발하였다.
제안 방법
TEQC 프로그램을 이용하여 GPS 뿐만 아니라 GLONASS, Galileo, SBAS, BeiDou, QZSS의 관측 데이터를 각각의 정해진 포맷에 맞게 변환과 편집을 할 수 있으며, QC(quality check)로 관측데이터의 수신률이나 멀티패스, 사이 클슬립 등의 품질을 평가하고 분석할 수 있다. TEQC를 이용해 사용자에게 입력받은 안테나와 수신기의 타입을 RINEX 헤더에 입력하고 위성시스템을 GPS only로, 관측 인터벌을 30초로 정의한다. 편집이 완료된 RINEX 파일은 자료처리를 위한 work 폴더로 이동되며, 동시에 서버에 백업된다.
또한 성능검증을 위해 참값으로 사용 할 두 상시관측소의 국토지리정보원 고시 좌표는 표 1에 정리하였다. 또한 해외의 온라인자료처리 서비스와 성능 비교를 위해 IGS 상시관측소 관측망을 이용해 좌표를 산출 하는 AUSPOS 시스템의 자료처리 결과를 이용하였다.
이 시스템은 전 세계 어디에서나 2 시간 이상의 관측데이터라면 자료처리가 가능하며, NGS 상시관측소와 근접한 지점의 경우에는 최소 15 분의 데이터로 자료처리가 가능하다. 이시스템은 NGS의 상시관측소를 이용하며, 자체 개발한 상대기선해석 프로그램을 통해 자료처리를 수행한다. 웹페이지에서 FTP를 이용하여 RINEX파일을 업로드 하며, 자료처리 결과는 이메일로 전송받는다[5].
자료처리 과정에서는 편집된 후 옮겨진 RINEX파일을 이용해 좌표를 산출한다. 이 과정에서는 사용자가 선택한 궤도력을 이용하여 GIPSY-OASIS를 실행한다.
대상 데이터
개발된 시스템은 국토지리정보원의 상시관측소 관측데이터의 자료처리를 통해 검증하였다. 검증에 사용한 데이터는 2012년 4월 9일의 서울(SOUL)과 전주(JUNJ)관측소의 관측데이터로, 30초 간격의 24시간 데이터이다. 또한 성능검증을 위해 참값으로 사용 할 두 상시관측소의 국토지리정보원 고시 좌표는 표 1에 정리하였다.
자료 표준화 과정에서는 서버에 업로드 된 RINEX 파일을 편집한다. RINEX 편집은 기본적으로 TEQC 프로그램을 이용한다.
해외 온라인자료처리 시스템과 비교를 위해 AUSPOS 좌표 산출 결과를 이용하였으며, 검증 대상인 2개 상시관측소 고시좌표와 X, Y, Z 방향으로 약 –27 cm, -13 cm, -6 cm의 오차가 발생하였다. 자료처리 소요시간은 사용자가 관측파일을 업로드한 시점부터 이메일로 결과를 전송받기까지 약 1분의 시간이 소요되었으며, 여기에 사용된 데이터는 상시관측소 2개소의 30초 epoch 24시간 관측데이터이다. 이 소요시간은 관측 데이터의 양과 통신 속도에 따라 약간의 변동이 있을 수 있다.
이 과정에서는 사용자가 선택한 궤도력을 이용하여 GIPSY-OASIS를 실행한다. 자료처리는 국토지리정보원의 수원(SUWN)상시관측소를 기준으로 수행한다. 지적측량업무에서 위성측량의 성과심사는 국토지리정보원의 기준점 좌표 성과를 이용하므로, 국토지리정보원의 기준점 성과 산출 방식과 동일하게 수원 기준국을 기준점으로 하여 좌표를 산출 해야 한다.
해외 온라인자료처리 시스템과 비교를 위해 AUSPOS 좌표 산출 결과를 이용하였으며, 검증 대상인 2개 상시관측소 고시좌표와 X, Y, Z 방향으로 약 –27 cm, -13 cm, -6 cm의 오차가 발생하였다.
데이터처리
개발된 시스템은 국토지리정보원의 상시관측소 관측데이터의 자료처리를 통해 검증하였다. 검증에 사용한 데이터는 2012년 4월 9일의 서울(SOUL)과 전주(JUNJ)관측소의 관측데이터로, 30초 간격의 24시간 데이터이다.
개발한 온라인 자료처리 시스템의 검증을 위해서 Windows 기반의 사용자 프로그램을 통해 관측파일을 서버로 업로드하고, 자동화 시스템을 통해 산출된 자료처리 결과를 이메일로 수신하였다. 자료처리에 사용되는 궤도력은 초신속 궤도력을 이용하도록 선택하였으며, 수신된 자료처리 결과는 그림 3과 같다.
이론/모형
이메일을 통해 전달되는 자료처리 결과는 PDF 파일로써 자료처리에 사용된 상시관측소의 위치와 자료처리 결과인 좌표값을 요약해서 PDF로 제공된다. AUSPOS는 Bernese 프로그램을 이용해 기선처리 방식으로 계산하며, IGS에 등록된 상시 기준국 관측망을 기준점으로 활용하고 IGS 궤도력을 이용한다. 자료처리 소요시간으로는 30 초 간격 1 개 사이트의 1 일 데이터 처리에 약 3 분의 시간이 소요되며, 결과 정확도는 mm 수준을 가진다[3].
공간정보연구원에서는 지적측량업무 및 일반 측지측량에서 사용되는 위성측위자료의 자료처리의 편의성을 도모하고 일관된 자료처리 결과의 도출을 위해 온라인 기반의 자료처리 자동화 시스템은 구축하였다. 이 시스템은 GIPSY-OASIS 프로그램을 이용해 좌표를 산출하며, JPL의 초신속궤도력과 정밀궤도력을 사용한다. 현재까지 개발된 내용으로는 사용자가 Windows 기반의 프로그램을 이용해 공간정보연구원의 OPUS서버로 관측파일을 업로드하고, 서버는 자동화 시스템에 따라 순차적으로 좌표를 산출하고 결과를 사용자의 이메일로 발송한다.
성능/효과
두 관측소 모두 각각의 ENV를 분석한 결과 서울(SOUL)관측소의 자료처리 결과는 동서방향 1.1 cm, 남북방향 –0.3 cm, 수직방향 –0.1 cm를 나타내었으며 전주(JUNJ) 관측소는 동서방향 1.4 cm, 남북방향 –0.1 cm, 수직방향 0.5 cm의 오차를 나타내었다.
그림에서 보는 것과 같이 이 결과에는 GIPSY-OASIS 프로그램으로 IGS 초신속 궤도력을 사용하였음을 알 수 있다. 또한 안테나 절대보정량을 이용한 PCV (phase center variations) 보정과 FES2003 모델을 이용한 해수면 변동량 보정, GMF(global mapping function)을 이용해 대류층 신호지연량을 보정한 것을 확인할 수 있다. 좌표산출 결과는 TRF2008 좌표계 기준의 XYZ 좌표가 오차범위와 함께 m 단 위로 표시되며, 추가로 GRS80 기준의 경위도 및 고도 결과도 함께 표시된다.
비교를 위해 수행한 AUSPOS의 결과는 관측데이터 주변의 IGS 상시관측소 13개를 기준으로 IGS 정밀궤도력을 이용해 계산되었으며, 각 관측소간의 평균 기선거리는 530 km이다. 좌표 산출 결과는 ITRF2008 좌표계로 표 4에 정리하였으며, AUSPOS의 결과와 국토지리정보원에서 고시하는 좌표를 비교하였을 때 표 5와 같이 약 6 ~ 27 cm 의 오차가 발생하였다.
시스템의 성능 검증을 위해 국토지리정보원 상시관측소 2개소의 고시좌표와 관측데이터의 자료처리 결과를 비교하였으며, 그 결과 동서방향, 남북방향, 수직방향에서 최대 1.4 cm, 최소 –0.1 cm의 오차를 나타내었다.
후속연구
향후에는 자료처리를 위한 서버와 시스템의 안정성을 개선하고 사용자 인터페이스의 접근성 등을 개선하여 일반 사용자도 공간정보연구원에서 개발한 온라인 GNSS 후처리 프로그램으로 활용할 수 있도록 프로그램을 구현하고 서비스할 계획이다. 또한 해외 온라인자료처리 결과와 국토지리정보원의 고시좌표의 차이에 대해서는 향후 다양한 실험 방법을 통한 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다.
향후에는 자료처리를 위한 서버와 시스템의 안정성을 개선하고 사용자 인터페이스의 접근성 등을 개선하여 일반 사용자도 공간정보연구원에서 개발한 온라인 GNSS 후처리 프로그램으로 활용할 수 있도록 프로그램을 구현하고 서비스할 계획이다. 또한 해외 온라인자료처리 결과와 국토지리정보원의 고시좌표의 차이에 대해서는 향후 다양한 실험 방법을 통한 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
APPS란?
APPS는 미국의 NASA JPL에서 개발한 온라인 후처리 자동화 시스템이다. 이 시스템은 GIPSY-OASIS 프로그램을 기반으로 운영되며, JPL의 궤도력을 이용하여 static, kinematic, terrestrial, airplane의 관측 형태에 따라 자료처리를 할 수 있다.
AUSPOS란?
AUSPOS는 호주의 Geoscience이 운영하고 있는 온라인 후처리 자동화 시스템으로, 웹페이지를 이용해 서비스하고 있다. 이 서비스에서는 이중주파수 수신기로 관측한 RINEX파일과 안테나 타입, 안테나 높이, 사용자 이메일 주소를 입력값으로하며, 관측데이터는 웹페이지의 FTP를 이용해 서버로 업로드된다.
APPS는 무엇을 기반으로 운영되는가?
APPS는 미국의 NASA JPL에서 개발한 온라인 후처리 자동화 시스템이다. 이 시스템은 GIPSY-OASIS 프로그램을 기반으로 운영되며, JPL의 궤도력을 이용하여 static, kinematic, terrestrial, airplane의 관측 형태에 따라 자료처리를 할 수 있다. 이 프로그램은 NASA JPL의 별도의 APPS 웹페이지에서 FTP 를 통해 관측데이터를 RINEX 형식으로 업로드 하며, 자료처리 결과는 사용자에게 텍스트 형태의 이메일로 전송된다.
참고문헌 (6)
J. H. Won, E. S. Son and K. D. Park, "Coordinate Accuracy Comparison of Online GPS Data Processing Services," The Korean Society for Geospatial Informations System, Vol 18, No.4, pp. 31-39, Dec. 2010.
J. M. Kang, J. K. Park, C. G. Lee and Y. W. Lee, "Accuracy Analysis of Online GPS Data Processing Service", The Korea Society of Surveying Geodesy Photogrammetry and Cartography, Vol. 28, No. 1, pp. 13-20, Feb. 2010.
E. Gakstatter, A Comparison of Free GPS Online Post-Processing Services, GPS World[Internet], Available: http://gpsworld.com/a-comparison-of-free-gps-online-post-processing-services/
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