개념 한 쪽
수준측량에서 발생하는 오차를 줄이기 위해서는 오차의 발생 원리와 이를 상쇄하거나 보정하는 방법을 이해해야 한다. 본 개념은 굴절계수, 오차의 거리 의존성, 경중률, 교호수준측량과 표척 취급상의 주의사항 등을 다룬다.
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출제기준 단원 「기계검사」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 굴절계수 값 선택 | 1 | 삼각수준측량에서 사용하는 굴절계수 값을 고르게 함 |
| 표척 취급 주의점 판별 | 1 | 표척 설치와 읽음값의 변화로 옳지 않은 설명을 가려냄 |
| 교호수준측량으로 제거되는 오차 확인 | 1 | 교호수준측량으로 상쇄되는 오차 종류를 묻음 |
수준측량에서 고저오차 등 우연오차는 관측 거리의 제곱근에 비례하여 증가한다는 점이 핵심 원리이다. 따라서 거리가 배가되면 오차는 그 배수의 제곱근만큼 증가한다는 성질을 이용하여 허용오차를 산정하거나 측정 계획을 세운다.
삼각수준측량에서는 지구 곡률과 대기 굴절로 인한 오차를 고려해야 한다. 대기 굴절을 보정하기 위해 사용되는 굴절계수 K는 우리나라 관례로 0.14를 적용한다는 점을 외워야 한다. 굴절계수는 대기 상태에 따라 달라질 수 있으나 시험문제에서는 규정된 값으로 처리한다.
측량 관측값의 신뢰도를 비교할 때 사용하는 경중률은 오차의 제곱에 반비례한다. 즉, 경중률 W는 오차 m에 대해 W ∝ 1/m² 관계를 가지므로, 오차가 절반이면 경중률은 4배가 된다.
교호수준측량은 전후 방향을 번갈아 측정하여 기포중심오차, 지반침하오차, 빛의 굴절에 의한 오차 및 시준오차 등을 상쇄시켜 제거하는 방법이다. 반면 기계 자체의 결함이나 표척 연결부의 구조적 오차는 교호측량만으로 완전히 제거하기 어렵다.
표척은 측량 정확도에 직접 영향을 미치므로 지반이 견고한 곳에 세우고 수직을 유지하여야 한다. 표척이 기울어지면 읽음값이 수직일 때보다 크게 나와 오차를 유발하므로 항상 표척을 수직으로 세우는 것이 기본 원칙이다.
(허용오차 계산 예) 문제에서 5km에 대한 허용오차가 15mm일 때 허용오차는 거리의 제곱근 비례 관계를 따르므로 비례상수 k를 먼저 구한다. k = 15 / √5이다. 2km에 대한 허용오차는 k × √2 = 15 × √(2/5) ≈ 9.49mm이므로 가장 가까운 값은 9mm가 된다.
(거리 배수에 따른 오차 변화 예) 예를 들어, 왕복 관측을 수행할 때 2km에서 오차가 10mm라면 거리가 네 배인 8km에서는 제곱근 비례 법칙에 따라 오차가 2배가 되어 20mm가 된다.
삼각수준측량에서 양차란 구차와 기차를 합한 오차를 나타낸다. 양차에서 굴절계수는 K로 표시되는데 우리나라에서 사용하는 K 값은?
정답 ④ · 문제는 삼각수준측량에서 양차 보정에 사용하는 대기 굴절계수 K의 국내 표준 값을 묻고 있다. 우리나라 측량 규격에서는 대기 굴절 영향을 보정하기 위해 K = 0.14를 표준값으로 사용한다.
삼각수준측량의 양차 오차 계산 시 사용하는 굴절계수 K는 대기권 굴절 영향을 보정하기 위해 0.14를 적용한다.
레벨측량시 취급상의 주의사항에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 문제는 레벨측량 취급상의 주의사항 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 표척을 세울 장소는 견고한 지반을 택해야 하고 왕복측량을 원칙으로 하며, 레벨 보관 시에는 고정나사를 느슨하게 하는 것이 권장되는 보관법이다.
다음 중 교호수준측량에 의해 제거될 수 있는 오차는?
정답 ① · 문제는 교호수준측량으로 어떤 오차를 제거할 수 있는지를 묻는다. 교호수준측량은 양방향(후-전-전-후)으로 측정하여 기포 중심 오차와 지반 침하 오차를 상쇄하는 동시에 빛의 굴절에 의한 오차와 시준 오차도 서로 보정되게 된다.
교호수준측량은 후-전-전-후 순서로 측정하여 기포중심오차와 지반침하오차를 제거하며, 빛의 굴절과 시준오차도 상쇄된다.
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