개념 한 쪽
토목기사 위성측위시스템(GNSS) 활용 — 상대측위·DGPS·VRS
같은 위성 신호라도 어떻게 조합하느냐에 따라 정확도가 달라진다. 두 수신기의 위상차를 쓰는 상대측위, 좌표를 아는 기준국의 보정자료를 실시간으로 받는 DGPS, 가상 기준국을 만드는 VRS가 그 갈래다.
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뜻
상대측위는 두 대의 수신기를 쓴다. 두 수신기로 위성과의 위상차를 관측해 높은 정확도를 얻는 방법이라, 정확도가 낮다거나 단순히 차를 구하는 방식이라 적은 선지는 상대측위의 특징과 반대다. 절대측위와 상대측위를 바꿔 놓은 문항이 단골이다.
DGPS는 기준국이 만든 보정자료를 쓴다. 좌표를 알고 있는 기지점에 고정용 수신기를 설치해 보정자료를 만들고, 동시에 미지점에 둔 다른 수신기가 그 자료를 받아 관측자료를 보정한다. 실시간으로 보정 신호를 주고받는 것이 핵심이므로, 정적 측위나 동적 측위처럼 관측 자세만 나누는 구분과 섞으면 안 된다. 위성 궤도·전리층·대류권 오차처럼 기지점과 미지점에 공통으로 들어가는 오차는 이 방식으로 상쇄되지만, 두 지점의 위치가 달라 다중경로 오차는 상쇄되지 않는다.
VRS도 상대측위의 갈래다. 가상 기준국 데이터를 이용해 기준국과 이동국 사이의 데이터 링크로 고정점 좌표를 보정하는 방식이므로, VRS를 절대측위라고 적은 선지가 오답이다. 좌표 계산에 쓰는 좌표계는 ECEF다.
위성측위가 지닌 특징도 함께 나온다. 시통이 필요 없고, 24시간 어느 때나 높은 정밀도로 3차원 위치를 구할 수 있으며, 실시간 측정이 가능해 항법에도 쓰인다. 또 위성 신호는 지상의 비·안개 같은 날씨 변화에 거의 영향을 받지 않는다. 시통이 필요하다거나 날씨에 민감하다, 실시간 측정이 안 된다고 적은 선지가 오답이다.
시스템의 구성과 기준계도 묻는다. GNSS는 위성부문·제어부문·사용자부문으로 나뉘고, 위성의 신호 상태를 점검하고 궤도 정보를 감시하는 일은 지상의 제어부문이 맡는다. 시스템 이름으로는 GPS·GLONASS·Galileo·QZSS 같은 것이 있고, GSIS처럼 측량과 무관한 이름을 섞은 선지가 오답이다. 기준계는 WGS-84를 쓰므로 다른 타원체를 기준으로 경위도를 수집한다고 적은 선지가 오답이다. 관측성과에는 지오이드 모델처럼 직접 관계없는 항목이 끼어든다.
오차의 성질도 갈래가 있다. 2주파 수신기는 전리층이 주파수에 따라 신호를 늦추는 정도가 다른 점을 이용해 전리층 오차를 제거한다. SA처럼 이미 폐지되어 현재는 영향이 없는 오차를 현재의 오차 요인으로 고르면 오답이다.
예제
출제 패턴은 여섯 가지다. ① 상대측위 — 두 수신기의 위상차 관측과 고정도라는 특징을 뒤집은 선지가 오답이다. ② DGPS — 보정자료를 만드는 기준국과 이를 받아 보정하는 이동국의 역할을 바꾼 선지, 또는 다중경로 오차처럼 상쇄되지 않는 오차를 상쇄 대상으로 적은 선지가 오답이다. ③ VRS — 상대측위를 절대측위로 적은 선지가 오답이다. ④ 특징 — 시통 필요 여부, 실시간 가능 여부, 날씨 영향 가운데 하나를 뒤집은 선지가 오답이다. ⑤ 구성·오차 — 위성 감시 임무를 제어부문이 아닌 다른 부문으로 돌리거나, 2주파로 제거되는 오차를 전리층이 아닌 것으로 적은 선지가 오답이다. ⑥ 기준계 — WGS-84가 아닌 다른 기준계를 쓰거나 관측성과에 지오이드 모델이 포함된다고 적은 선지가 오답이다.
자주 묻는 물음
- 상대측위는 무엇을 관측하나요?
- 두 수신기로 위성과의 위상차를 관측합니다. 그 결과 높은 정확도를 얻는 방법이며, 정확도가 낮다거나 단순히 차를 구하는 방식이라는 설명은 상대측위와 반대입니다.
- DGPS는 어떻게 정확도를 높이나요?
- 좌표를 아는 기지점의 고정 수신기가 보정자료를 만들고, 미지점의 수신기가 그 자료를 받아 관측자료를 보정합니다. 기준국이 만든 보정 신호를 실시간으로 쓰는 것이 핵심입니다.
- GPS 측량의 특징은 무엇인가요?
- 시통이 필요 없고 24시간 높은 정밀도로 3차원 위치를 구할 수 있으며 실시간 측정이 가능합니다. 또 위성 신호를 쓰므로 비나 안개 같은 지상 날씨의 영향을 거의 받지 않습니다.
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