개념 한 쪽
GNSS 관측에서 위치 정확도는 위성 배치, 전파 전달 매질, 그리고 수신환경에 의해 결정된다는 점을 파악해야 한다는 요지로 시작한다.
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출제기준 단원 「방송력과 정밀력」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 다중경로 저감법 판단 | 1 | 멀티패스 저감 대책 가운데 적합하지 않은 것 가림 |
| GPS 오차 원인 구별 | 1 | GPS 관측에서 오차에 해당하지 않는 항목 고르기 |
| 계통·우연오차 구분 | 1 | 계통적 오차에 속하지 않는 것을 판별하기 |
DOP(Dilution of Precision)는 위성의 기하학적 배치가 수신기 위치 정확도에 미치는 영향을 수치로 나타낸 척도다. 위성이 하늘에 넓게 고르게 분포하면 DOP 값이 작아지며 그만큼 위치 결정이 양호해진다. 반대로 위성이 한쪽으로 몰려 있으면 DOP 값이 커져 위치 오차가 증대한다는 점을 이해해야 한다.
다중경로(멀티패스) 오차는 위성 신호가 건물이나 수면 등에 반사되어 직접파와 섞여 도달할 때 발생하는 오차다. 이 오차를 줄이려면 관측시간을 길게 하고 반사물이 적은 장소에 안테나를 설치하며, 초크링이나 그라운드플레인 같은 안테나를 사용하고 차단각(mask angle)을 높여 저고도 위성 신호를 배제하는 방법이 유효하다. 반대로 차단각을 낮추면 저고도 신호가 더 유입되어 오차가 커지므로 주의해야 한다.
전리층 지연은 전리층이 분산매질이므로 신호 주파수에 따라 지연 크기가 달라지는 특성을 보인다. 이 때문에 두 서로 다른 주파수로 동시에 관측하여 주파수 간 지연 차이를 계산하면 전리층 지연을 보정하거나 제거할 수 있다. 반면 대류층 지연은 주로 수증기량과 건조공기 성분에 따른 영향으로 대류층 보정은 다른 방법으로 수행한다는 점을 구분해야 한다.
계통적 오차(정오차)는 위성 시계오차, 궤도 오차, 전리층·대류층 지연처럼 일정한 경향을 띠어 보정·모델링이 가능한 반면, 우연오차(랜덤오차)는 수신기 관측 잡음처럼 매번 불규칙하게 발생하여 반복관측 후 평균으로만 감소시킬 수 있다. 차분기법(DGPS)은 기준국의 보정값으로 기준국과 이용자에게 공통으로 작용하는 계통오차를 제거하는 기법이라는 점을 기억해야 한다.
문제 유형 예시는 다음과 같다. 선지에 '위성 배치'나 '기하'라는 표현이 보이면 DOP를 떠올려 해당 선지를 연결한다. 다중경로 저감법을 묻는 선지에서는 '관측시간 연장, 반사물 회피, 초크링 사용, 차단각 올림'을 선택하고 '차단각 낮춤' 같은 반대 방향 문항을 오답으로 처리한다. 이중주파수 관련 선지에서는 전리층 지연 보정이 핵심 목적이라는 사실만으로 정답을 골라야 한다.
다음중 다중경로(멀티패스)오차를 줄일 수 있는 방법으로 적합하지 않은 것은?
정답 ② · 다중경로 오차를 줄이는 방법으로 적합하지 않은 것을 고르는 문제이다. 다중경로 오차는 위성 신호가 건물이나 지형에 반사되어 직접 신호와 섞여 들어오면서 발생하므로, 관측 시간을 길게 하고 안테나 설치 위치를 반사체가 적은 환경으로 선택하며 그라운드플레인이 장착된 쵸크링 안테나를 사용하는 것이 효과적이다.
멀티패스 저감 대책은 장시간 관측·설치환경 선택·쵸크링(그라운드플레인)·차단각 올리기이며, 입사각을 낮추는 것은 역효과다.
GPS 위성으로부터 송신되는 코드와 반송파 위상을 관측할 때 발생하는 오차가 아닌 것은?
정답 ④ · GPS 관측 시 발생하는 오차 요인이 아닌 것을 고르는 문제이다. GPS의 대표적인 오차 요인으로는 위성의 기하학적 배치상태(DOP), 전리층 및 대류층에 의한 신호 지연, 다중경로 오차, 위성 시계 및 궤도 오차 등이 있다.
GPS 대표 오차는 위성 기하배치(DOP), 전리층·대류층 지연, 다중경로 등이며 '접선방향 오차'는 GPS와 무관한 사진측량 용어다.
GPS 측위의 계통적 오차(정오차) 요인이 아닌 것은?
정답 ④ · GPS 측위의 계통적 오차(정오차) 요인이 아닌 것을 고르는 문제이다. 정오차는 일정한 경향을 가지아 보정이 가능한 오차로, 위성의 시계오차와 궤도오차, 전리층 및 대류권 지연오차가 대표적이다.
GPS 정오차는 위성 시계·궤도오차와 전리층·대류권 지연이며, 수신기의 관측(코드) 오차는 우연오차다.
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