개념 한 쪽
토목기사 교호수준측량 — 전후시를 바꾸어 오차를 상쇄하는 수준측량
교호수준측량은 기계를 양쪽에 세우고 전후시를 서로 바꾸어 관측하는 방법이다. 전후시를 바꾸는 것만으로 기계의 시준축 오차와 대기 굴절 오차가 서로 상쇄되므로, 하천 양안처럼 한 자리에서 두 점을 함께 볼 수 없는 곳에 쓴다.
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뜻
쓰는 자리가 정해져 있다. 하천 양안의 고저차를 잴 때처럼 두 점 사이가 멀어 레벨 한 대를 가운데 세워 전후시를 함께 관측할 수 없을 때 쓴다. 건널 수 없는 곳에서도 고저차를 얻으려는 것이 이 방법의 목적이다.
짝을 바꾸면 오차가 지워진다. 한 점에서 다른 점을 보고, 다시 자리를 바꾸어 반대 방향으로 관측하면 기계의 시준축 오차와 대기 굴절 오차가 두 관측에 같은 크기로 들어가 서로 상쇄된다. 값을 평균하는 것이 아니라 방향을 뒤집어 지운다는 점이 핵심이다.
보통 수준측량과 지우는 방식이 다르다. 보통 수준측량은 전후시 거리를 같게 하여 곡률·굴절오차와 시준선(i각) 오차를 지운다. 교호수준측량은 전후시 거리를 같게 맞추기 어려운 자리에서 짝을 바꾸어 지운다. 두 방법 모두 「지워지는 오차를 어떻게 상쇄하는가」를 다루며, 전후시 거리 동일화의 한계는 [수준측량의 정의와 분류] 카드에서 다룬다.
문항에서는 이유를 바꾸어 낸다. 「측정이 편해서」, 「과실을 줄이려고」, 「개인 오차를 없애려고」처럼 다른 까닭을 붙인 선지가 오답이고, 시준축 오차와 대기 굴절 오차의 상쇄가 정답의 근거다. 하천 양안이라는 상황 자체가 이 방법을 고르는 표지가 된다.
정리하면 교호수준측량은 ① 두 점을 한 자리에서 볼 수 없을 때, ② 전후시를 서로 바꾸어, ③ 시준축 오차와 대기 굴절 오차를 상쇄하려고 쓰는 방법이다.
보통 수준측량의 기초 계산도 함께 나온다. 기포 감도는 표척 읽음의 차이를 거리로 나눈 값을 초 단위로 환산해 구한다. 지구곡률과 굴절을 고려한 표척의 최소 높이는 거리의 제곱에 비례하고, 굴절계수가 클수록 보정량은 작아진다. 미지점 지반고는 기지점 지반고에 후시를 더하고 전시를 빼서 구한다. 표척이 기울어져 읽으면 읽음값이 실제보다 크므로 기울임 보정량은 음수가 된다. 수평한 시준선을 얻으려면 시준선과 기포관 축이 평행해야 한다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 이유 — 교호수준측량을 쓰는 까닭을 측정 편의나 과실 제거로 적은 선지가 오답이다. ② 원리 — 전후시를 바꾸어 상쇄되는 오차의 짝을 바꾼 선지가 오답이다. ③ 상황 — 하천 양안처럼 한 자리에서 잴 수 없는 상황에 다른 방법을 고른 선지가 오답이다.
④ 기포 감도 — 읽음 차이를 거리로 나눈 뒤 초 단위로 환산하지 않은 값이 오답이다. ⑤ 표척 높이 — 곡률·굴절 보정 높이가 거리에 반비례한다고 한 선지가 오답이다.
자주 묻는 물음
- 교호수준측량은 언제 쓰나요?
- 하천 양안의 고저차를 잴 때처럼 두 점 사이가 멀어 레벨 한 대로 전후시를 함께 관측할 수 없을 때 씁니다. 건널 수 없는 곳에서도 고저차를 얻기 위한 방법입니다.
- 어떤 오차가 상쇄되나요?
- 시준축 오차와 대기 굴절 오차입니다. 기계를 양쪽에 세우고 전후시를 서로 바꾸어 관측하면 두 오차가 두 관측에 같은 크기로 들어가 상쇄됩니다. 측정이 편해서 쓰는 방법이 아닙니다.
- 보통 수준측량과 무엇이 다른가요?
- 오차를 지우는 방식이 다릅니다. 보통 수준측량은 전후시 거리를 같게 하여 곡률·굴절오차와 시준선 오차를 지우고, 교호수준측량은 거리를 같게 맞추기 어려운 자리에서 전후시를 바꾸어 지웁니다.
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