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목차
DGPS, 위성항법보정시스템 측위 종류와 응용 방안
DGPS의 종류
위성항법보정시스템(DGPS)의 종류에는 실시간 보정된 위치를 제공하는 실시간 DGPS와 위성 신호를 수신하여 컴퓨터 프로그램으로 후처리하여 위치를 제공하는 후처리 DGPS로 나눌 수 있다.
1) 실시간(Real-Time) DGPS
실시간 DGPS는 측위를 위한 보정치를 실시간으로 제공하는 방법으로서 사용자가 실시간으로 정밀한 위치를 얻을 수 있게 하는 측위방식이다. 현장에서 실시간으로 정확하게 위치를 구할 수 있기 때문에 선박의 항만 또는 협수로 항해, 해양측량, 어로작업, 지하매설물 보수공사 등의 분야에 응용된다.
실시간 DGPS의 기본적 개념은 <그림2-6>과 같이 정밀하게 측량된 기준점의 위치 값과 관측된 위성의 의사 거리를 이용한 측위 값을 비교하여 각각의 위성의 의사거리 보정치를 구한다.
이를 RTCM이 정한 데이터 형식에 따라 방송함으로써 사용자가 실시간으로 DGPS 보정된 정밀한 위치를 얻을 수 있게 하는 것이다. 실시간 DGPS에서 가장 널리 사용되는 표준형식은 RTCM SC-104 (Maritime Service Special Committee 104)에서 정하고 있다.
2) 후처리(Post Processing) DGPS
후처리 DGPS는 위성 신호를 수신하여 컴퓨터 프로그램으로 후처리하여 위치를 제공하는 방법이다. 새로 건설한 도로를 지도에 삽입하고자 할 때는 관측이 먼저 행해지고 이때 저장했던 측량자료를 후처리하여 위치를 계산할 경우도 있다.
이때 현장관측하는 이동국용 수신기는 위성 신호의 수신 자료와 수신 시간을 저장하여, 측량이 완료된 후에 사무실에서 현장관측과 같은 시간대에 기준국이 수신한 자료로 DGPS 보정하여 정밀한 위치 정보를 얻을 수 있다.
<그림2-7>와 같이 후처리 방식의 DGPS는 기준국 수신기와 이동국 수신기간의 전파를 이용한 데이터 전송은 필요하지 않으며, 근처에 직접보정 값을 수신할 수 있는 기준국이 없어도 가능하다.
현재 인터넷을 이용한 보정 값의 전송방법이 활발하게 연구되고 있다.
실시간 DGPS와 후처리 DGPS를 <표2-1>과 같이 비교하였으며 본 연구에서는 해양용 DGPS는 실시간 DGPS 방식이므로 실시간 DGPS를 적용하였다.
실시간 DGPS와 후처리 DGPS 비교
DGPS, 위성항법보정시스템 응용 방안
위성항법시스템(GPS)은 미국 정부에서 1973년경에 군사용으로 개발을 시작하여 사용을 민간인에게도 개방한 범세계 위성 측위 시스템으로서 정확성과 편리함으로 인하여 항행 선박의 측위장비로서 전 세계적으로 이용이 급속히 확산되었다.
대부분의 선박이 GPS 수신기를 이용하고 있고 연안해역에서는 GPS의 위치오차를 보정하여 더욱 정확한 위치를 제공하는 위성항법보정 시스템(DGPS)이 사용되고 있다.
국제해사기구(IMO) 및 국제항로표지협회(IALA)에서 연안해역과 선박의 항만 입출항시에 측위 정밀도를 높일 수 있는 시스템 설치의 필요성을 인식하여 회원국들에게 위성항법보정시스템(DGPS) 설치를 권고함에 따라 현재 세계 각국 연안에 많은 DGPS 시설이 설치되고 있다.
미국, 일본 등 선진국에서는 DGPS시스템을 해양용에 제한하지 않고 내륙으로 확장하여 범국가적인 DGPS시스템을 구축하고 있다. 우리나라에서는 1998년도부터 연안해역을 항행하는 선박의 안전을 위하여 해양용 DGPS를 설치운영하기 시작하였으며 현재 11개소의 DGPS기준국을 설치하여 운영중이다.
하지만 범국가적으로 활용하기에는 내륙의 일부 구역에 불감지역이 발생한다.
본 논문에서는 선박항해등 해양에서 주로 이용되고 있는 해양용 위성항법보정시스템을 육상 항공 분야에서 다양한 이용자들이 활용할 수 있도록 추가 기준국 설치방안을 제시하였다.
연구 결과, 우리나라는 11개소의 해양용 DGPS기준국에 추가하여 춘천, 평창, 영주, 청원, 선산, 무주 등 6개소에 설치하면 우리나라 어디에서든지 DGPS시스템을 이용할 수 있을 것으로 조사 분석되었다.
NDGPS 시스템이 구축될 경우, 해상안전, 항만건축 등의 기존의 목적뿐만 아니라 해양 및 대기오염, 황사 및 기상관측, 첨단교통관리시스템, 첨단대중교통시스템 및 첨단화물운송시스템, 첨단차량/도로시스템 등 활용분야를 제시하여 다양한 분야에서 국민의 생활편의를 증진시킴은 물론 국내 관련 산업기술의 발전에도 크게 기여할 것으로 전망된다.
ps. DGPS의 간단한 사전적 의미(Differencial GPS)
일반적으로 인공위성으로부터 지상의 GPS 수신기로 송신되는 정보는 오차를 가지게 마련인데, 서로 가까운 거리에 위치한 두 수신기가 있을 경우에는 두 수신기는 비슷한 오차를 갖게 된다.
DGPS는 두 수신기가 가지는 공통의 오차를 서로 상쇄시킴으로써 보다 정밀한 데이터를 얻기 위한 기술이라고 할 수 있다.
일반적으로 정밀측량에 의해 정확한 위치를 파악하고 있는 고정국에서 오차의 범위를 이동국에 전송한 후 보정하여 사용하는 방식을 취한다.
출처 : 해양용 위성항법보정시스템(DGPS) 활용 다양화에 관한 연구
- 인하대학교 국제통상물류대학원 박황훈씨 석사 학위 논문 : 논문 다운로드
DGPS, 위성항법보정시스템 측위 종류와 응용 방안