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Ntrip 기반 보정서비스를 활용한 저가 GPS 수신기의 실시간 측위 정확도 평가
Assessing the Real-time Positioning Accuracy of Low-cost GPS Receiver using NTRIP-based Augmentation Service 원문보기

한국지형공간정보학회지 = Journal of the korean society for geospatial information science, v.23 no.3, 2015년, pp.31 - 39  

이용창 (인천대학교 도시과학대학 도시환경공학부)

초록
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본 연구는 NTRIP 기반 보정서비스를 활용한 저가 GPS 수신기의 실시간 측량방법별 정적 및 동적 측위 정확도를 제시한 내용이다. 이를 위해 u-blox사의 LEA 6T GPS 수신 자료와 GNSS 상시관측소의 보정 정보를 NTRIP 캐스터를 매개로 RTKNAVI 공개용 GNSS 해석 툴에 실시간 연계하여 6가지 측량방법(Single, SBAS, DGPS, PPP, RTK, TCP/IP_RTK)으로 위치 정확도를 비교하였다. 정적 실험모형의 적용결과, GPS L1 RTK 측량의 위치오차 평균 및 표준편차$N=0.002m{\pm}0.001m$, $E=0.004m{\pm}0.001m$, $h=-0.116m{\pm}0.003m$로서 정밀상대측위 좌표에 근접한 성과를 구현할 수 있었다. 특히, 동적 실험모형에서도 도로 주변 장애물의 영향은 있지만, 모호정수가 고정된 구간의 경우, VRS Network RTK 측량 궤적에 근접한 주행궤적을 보였다. 또한, TCP/IP_RTK 측량용 기준국을 구성하고 정적측량의 활용성을 검토하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the static and kinematic positioning accuracy by the real-time GPS positioning modes of the low-cost GPS receivers using NTRIP-based augmentation service. For this, acquires both the raw measurements data of the field tests by LEA 6T GPS module of u-blox AG, and correction commun...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 GNSS 해석센터에서 산출한 보정 정보를 NTRIP를 매개로 저가 L1 GPS 수신기에 실시간 접목시켜 Single 측량외에 5가지 측량방법(SBAS, DGPS, PPP, RTK, TCP/IP_RTK)으로 정적 및 동적측량에 적용하고 각 방법 별 위치 정확도를 비교·평가한 내용이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
NTRIP이란 무엇인가? RTCM-SC104(Radio Technical Committee for Maritime Service-Special Committees 104)에서는 DGPS (Differential GPS), RTK(Real Time Kinematic), Network RTK 및 공간상태표현(SSR : State Space Representation) 정보를 활용한 PPP(Precise Point Positioning) RTK 측량 등의 지원을 위해 다양한 표준 전송형식(protocol)을 발전시켜 왔다(RTCM, 2010, 2011). NTRIP(Network Transport of RTCM via Internet Protocol)은 RTCM 형식으로 가공된 GNSS 자료를 인터넷을 통해 전송 및 재생이 되도록 지원하는 통신전송규약이다(BNC, 2015). 특히, HTTP( Hypertext Transfer Protocol) 기반의 공개된 전송규약으로 모바일 IP 네트워크를 통해 무선 접속도 가능하므로 이동 중인 사용자가 PC, 랩톱, PDA, 핸디폰 또는 수신기를 방송 호스트에 접속하여 GNSS 관측자료 및 보정값 정보를 실시간 사용할 수 있다.
GPS SPS의 수평위치 정확도는 어떠한 특징이 있는가? 8m (95% 신뢰수준)이나 실제의 위치 정확도는 대기층 영향, 사이클슬립 및 수신기 성능 등으로 달라지며 GPS 수신기 1대만에 의한 수평위치 정확도는 평균 10m 내·외 수준이다(Official GPS, 2015). 이는 일반 응용에서는 충분하지만, m 또는 cm 급 수준의 정확도가 필요한 경우는 다수의 상시관측소로 구성된 관측망을 활용하여 보정 정보를 산출하고 이동국에 적용하는 것이 일반적인 방법이다. RTCM-SC104(Radio Technical Committee for Maritime Service-Special Committees 104)에서는 DGPS (Differential GPS), RTK(Real Time Kinematic), Network RTK 및 공간상태표현(SSR : State Space Representation) 정보를 활용한 PPP(Precise Point Positioning) RTK 측량 등의 지원을 위해 다양한 표준 전송형식(protocol)을 발전시켜 왔다(RTCM, 2010, 2011).
GPS SPS의 위치 정확도는 무엇에 영향을 받는가? GPS SPS(Standard Positioning Service) 의사거리 (pseudorange)의 오차는 평균 7.8m (95% 신뢰수준)이나 실제의 위치 정확도는 대기층 영향, 사이클슬립 및 수신기 성능 등으로 달라지며 GPS 수신기 1대만에 의한 수평위치 정확도는 평균 10m 내·외 수준이다(Official GPS, 2015). 이는 일반 응용에서는 충분하지만, m 또는 cm 급 수준의 정확도가 필요한 경우는 다수의 상시관측소로 구성된 관측망을 활용하여 보정 정보를 산출하고 이동국에 적용하는 것이 일반적인 방법이다.
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참고문헌 (15)

  1. BKG, 2015, BKG GNSS Surfer, http://igs.bkg.bund.de/ntrip/download 

  2. BKG, 2015, BKG Ntrip Client, Ntrip-Networked transport of RTCM via internet protocol, http://igs.bkg.bund.de/ntrip/index 

  3. Chang, X. W., Yang, X. and Zhou, T., 2005, MLAMBDA : a modified LAMBDA method for integer least squares estimation, Journal of Geodesy, Vol. 79, pp. 552-565. 

  4. IGS, 2015, IGS Real-time Service, 2015, http://www.igs.org/rts/products 

  5. Jang, S. I., Kang, I. J. and Kang, H. Y., 2010, Current survey method of the road cutting slope area using Ntrip service, Journal of the Korean Society for Geospatial Information Science, Vol. 23, No. 1, pp. 87-92. 

  6. National Geographic Information Institute, 2015, GNSS data service, http://www.ngii.go.kr 

  7. National Coordination Office for Space-Based Positioning, Navigation, and Timing, 2015, GPS accuracy, http://www.gps.gov/systems/gps/performance/accuracy 

  8. RTCM, 2010, RTCM 10402.3 recommended standards for differential GNSS service, version 2.3 with amendment. 

  9. RTCM, 2011, RTCM 10410.1 standard for networked transport of RTCM via internet protocol version 2.0 with amendment. 

  10. Takasu, T. and Yasuda, A., 2009, Development of the low-cost RTK-GPS receiver with an open source program package RTKLIB, Proc. of international symposium on GPS/GNSS, international convention center Jeju, Korea, Nov. 4-6. 

  11. Takasu, T., 2015, RTKLIB : an open source program package for GNSS positioning, http://www.rtklib.com/ 

  12. Teunissen, P. J. G., 1995, The least-square ambiguity decorrelation adjustment : a method for fast GPS ambiguity estimation, J. Geodesy, Vol. 70, pp. 65-82. 

  13. The National Maritime PNT Office, 2015, DGNSS service, www.ndgps.go.kr 

  14. u-blox AG, 2015a, U-center version 8, https://www.u-blox.com/en/evaluation-software-tools 

  15. u-blox AG, 2015b, LEA-6T module with Precision Timing, https://www.u-blox.com/en/gps-modules/ublox-6-timing-module/lea-6t.html 

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