개념 한 쪽
간섭측위방식은 위성에서 보내는 반송파 위상과 관측치 차분을 이용해 고정밀 위치를 얻는 방법을 말한다. 코드 관측에 비해 파장이 짧아 정밀도가 높고, 차분 기법으로 공통 오차를 제거해 정밀도를 더 끌어올린다.
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출제기준 단원 「간섭측위방식」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 단독측위·DGPS·RTK 구분 | 1 | 에페머리스 등 계통오차의 성질과 단독측위 영향 판단 |
| DOP 의미와 해결법 | 1 | DOP의 기하적 성격과 DGPS로 해결 불가함을 판단 |
| 상대측위 전제 파악 | 1 | 반송파 상대측위가 수신기 2대 이상 동시관측을 전제로 함을 묻기 |
간섭측위방식, 특히 반송파 상대측위는 위상이 몇 바퀴째인지 모르는 미확정 정수를 풀어야 센티미터급 또는 밀리미터급 정밀도를 얻을 수 있는 기법이다. 이 방식은 기준국과 이동국, 즉 최소 두 대의 수신기가 동시에 관측해야 공통 오차를 제거할 수 있는 상대측위 원리를 전제한다.
관측값을 서로 빼어 공통적으로 발생하는 여러 계통오차를 제거하는 방법을 차분 기법이라고 한다. 단일차분은 한 번의 차로 공통오차 일부를 제거하고, 이중차분은 수신기와 위성 시계 오차를 제거하며, 삼중차분은 시간 차분까지 적용해 미확정 정수를 해결하는 단계로 이어진다. 따라서 차분의 단계별 정의와 어떤 오차가 제거되는지 구분하는 것이 중요하다.
DOP(Dilution Of Precision)는 수신기와 위성의 기하학적 배치가 측위 정밀도에 미치는 영향을 나타내는 값이다. DOP가 작을수록 위성 배치가 좋아 정밀도가 높아지고, 값이 크면 배치가 나빠 정밀도가 떨어진다. DOP는 위성 배치의 문제이므로 DGPS처럼 기지점과의 비교로 신호 오차를 상쇄하는 방법으로는 해결되지 않으며, 관측 시기를 바꿔 위성 배치가 좋아지는 때를 선택해야 한다.
반송파 관측과 코드 관측은 오차 거동이 다르다. 코드 관측은 파장이 길어 다중경로 오차가 수 미터 수준으로 클 수 있지만, 반송파는 파장이 짧아 다중경로 영향이 수 센티미터 수준으로 작다. 또한 전리층에서 코드 신호는 지연되고 반송파는 상대적으로 다른 거동을 보인다는 점을 구분해야 한다.
정밀측위가 요구되는 응용, 예컨대 지각 변동 관측에서는 코드 관측의 수 메터 급 오차로는 부족하므로 반송파 위상 관측을 사용해 mm급 또는 cm급 정밀도를 확보한다. 이 경우 차분 관측과 정밀궤도력 등 정밀 처리 수단을 사용해 결과를 얻는다.
오답 유형 하나는 에페머리스(위성 궤도정보) 오차가 관측 위성 수에 따라 줄어든다고 하는 설명이다. 에페머리스 오차는 모든 관측에 공통으로 붙는 계통오차이므로 위성 수를 늘려도 상쇄되지 않고 단독측위에도 그대로 영향을 준다. 따라서 '위성 수에 영향받지 않는 공통오차'로 기억해야 한다.
또 다른 전형적 함정은 DOP를 DGPS로 해결할 수 있다고 하는 서술이다. DOP는 위성 기하의 문제로 DGPS는 신호 오차를 상쇄할 뿐 위성 배치를 바꾸지 못하므로, DOP가 나쁠 때는 관측 시기를 바꿔야 한다는 점을 확인해야 한다.
차분 관련 문제는 단일·이중·삼중차분이 각각 무엇을 제거하는지 묻는 형태로 출제된다. 예컨대 단일차분으로 수신기와 위성 시계오차를 동시에 제거한다고 하면 오답이다. '단일=한 번, 이중=위성·수신기, 삼중=시간 포함'으로 개수를 세어 판단하면 정답에 도달한다.
단독측위, DGPS, RTK-GPS 등에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ① · 단독측위, DGPS, RTK-GPS의 원리에 대한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 단독측위에서 위성 궤도정보(에페머리스) 오차는 관측 위성 수와 무관하게 측위 결과에 영향을 주는 공통 오차이므로, 관측 위성 수가 많으면 궤도오차가 영향을 주지 않는다는 1번은 옳지 않다.
위성 궤도(에페머리스) 오차는 관측 위성 수와 무관하게 단독측위 결과에 영향을 주는 공통 오차다.
DOP(Dilution of Precision)에 대한 설명 중 적당하지 않은 것은?
정답 ④ · DOP의 개념에 대한 설명 중 적합하지 않은 것을 고르는 문제이다. DOP는 관측 시점의 위성 기하 배치 상태를 나타내는 척도로, 수치가 크면 기하가 나쁘다는 뜻이며 수신기를 중심으로 4개 위성이 정사면체, 즉 최대 체적을 이룰 때 GDOP와 PDOP가 최소가 된다.
DOP는 위성 기하배치의 척도이므로 수치가 크면 관측시기를 바꿔야 하며 DGPS로는 개선되지 않는다.
단독측위, DFPS, RTK-GPS 등에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ① · 단독측위, DGPS, RTK-GPS에 관한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 위성의 궤도정보 즉 에페머리스 오차는 계통오차이므로 관측 위성 수를 늘린다고 해도 상쇄되지 않고 측위결과에 영향을 주며, 따라서 영향이 없다고 한 1번이 옳지 않은 설명이다.
궤도(에페머리스) 오차는 위성 수와 무관한 계통오차라 단독측위에서도 측위결과에 영향을 준다.
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