地籍衛星測量에서의 觀測時間과 座標正確度 相關關係 考察

지적 위성측량의 관측시간과 좌표 정확도의 관계를 분석했다.

GPS 측량은 최근에 기준점측량을 위해 널리 사용하고 있으나, 아직도 관련 법규나 규정이 미비한 점이 많이 있다. 특히 GPS에 의한 지적측량규정과 삼각점측량 작업규정에서 GPS 신호의 관측시간과 관련된 부분에 관하여 서로 다른 관측시간을 규정하고 있어 GPS 현장 측량시 많은 혼선을 초래하고 있다. 따라서 이 연구에서는 관측시간에 따른 오차와의 연관성을 분석하고 적정한 관측시간을 제시하였다. GPS를 이용한 측량은 관측환경이나 관측시간에 따라 많은 오차를 수반하게 된다. 이에 고양시와 파주시 일대의 다양한 GPS 관측환경을 가진 지적보조삼각점 6점에서 관측한 데이터를 인근의 상시관측소를 기준으로 상대측위 방식으로 처리하여 적정한 관측시간에 대해 분석을 수행하였다. GPS 관측데이터는 파주와 동두천 그리고 양평 세 곳의 상시관측소의 관측데이터와 고양과 파주지역의 건물옥상이나 시가지 도로부분의 지적삼각보조점 6개의 측점을 12시간 관측한 데이터를 사용하였으며, 관측된 데이터에 대한 품질평가를 수행하였다. 12시간 관측된 지적삼각보조점의 데이터는 4시간, 2시간, 1시간, 30분, 10분 단위로 분할 편집하였다. 편집된 데이터는 파주와 동두천 그리고 양평 상시관측소를 고정점으로 하여 순차적으로 처리하였으며, 고정점의 좌표는 국토지리정보원에서 고시한 좌표를 적용하였다.

먼저 GPS 데이터 처리결과로 산출되는 좌표값이 사용하는 S/W의 기종 뿐만 아니라 S/W에서 제공하는 다양한 옵션에 의해서도 달라지는 현상에 대해 분석하였다. S/W 기종 비교에 이용된 S/W는 SKI-Pro와 TGO이다. S/W 옵션 중 선택된 전리층모델과 대류권모델 옵션에 따라 최대 좌표변화는 각각 1.2cm와 9.3cm를 보였다. 기선거리의 설정에서 실제거리보다 설정값을 작게 설정된 것과 크게 설정된 값을 비교하면 75km의 기선거리에서 지심직각좌표계 X, Y, Z 방향으로 SKI-Pro는 1.1cm, -0.9cm, -0.9cm TGO에서는 -0.2cm, 0.2cm, 0.2cm로 나타났다. 또한 절사각을 0도에서 45도까지 변경하였을 때 SKI-Pro에서는 최대 2.7cm, TGO에서는 15cm의 차이가 발생하였다. 이를 통해 GPS 데이터 처리시 S/W의 옵션에 관한 정확한 이해와 S/W에 따른 특성을 고려해야 함을 알 수 있었다. 관측시간에 따른 오차를 분석해 본 결과 지적위성측량을 할 경우에 정지측량시 최소 1시간 이상의 관측시간은 반드시 필요하다는 결론에 도달하였다. 또한 1시간 미만으로 관측할 경우에 측점의 좌표의 정확도는 관측환경에 영향을 받으므로 관측환경이 좋지 않은 경우에는 관측시간을 길게 가져야 함을 알 수 있었다.

GPS 상시관측소 데이터를 사용할 경우에 관측환경이 좋았던 측점에서 1시간 단위 처리의 경우 2차원 RMSE는 SKI-Pro를 사용한 경우에 파주 고정은 3.6cm, 동두천 고정은 9.2cm, 양평 고정은 9.6cm로 나타났고, TGO에서는 파주 고정은 3.7cm, 동두천 고정은 11.5cm, 양평 고정은 16.0cm로 나타남에 따라 거리가 길어짐으로서 좌표의 정확도는 낮아졌다. 따라서 관측점에서 거리가 가장 가까운 상시관측소 데이터를 사용하여야 함을 재확인하였다. 이 연구결과는 GPS 측량에 있어서 향후 지적위성측량시 효율적인 관측계획의 수립이나 적절한 GPS 데이터 처리 S/W의 선정 및 계산 등으로 지적위성측량에서의 오차를 줄이는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.