개념 한 쪽
위성항법시스템의 기본 제원과 관측 자료 형식을 정확히 이해하면 위성 신호의 원리와 측량 응용을 빠르게 판단할 수 있다. 대표 제원으로는 궤도 고도·주기·궤도 경사각과 기준측지계가 있으며, 관측 자료 표준으로는 RINEX가 있다. 또한 GNSS와 항법용 위성의 구분이 중요하다.
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출제기준 단원 「위성측위 시스템의 제원」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| RINEX 특성 판단 | 1 | RINEX의 구조와 편집 가능 여부를 가려내기 |
| GPS 제원 확인 | 1 | GPS 위성의 고도·주기·기준측지계 등의 제원을 판별하기 |
| 항법용 위성 판별 | 1 | 제시된 위성이 GNSS용인지 관측용인지 구별하기 |
위성항법시스템(GNSS)의 위성 제원은 측위 성능과 시스템 구조를 이해하는 핵심 요소이다. GPS 위성은 지표면에서 평균 약 20,200km 고도에 위치하며 궤도주기는 약 11시간 58분으로 항성일의 절반에 해당한다. 위성의 궤도 경사각과 궤도면 수는 위성의 가시성 및 위성 배치 성격을 결정한다.
GPS 시스템의 기준측지계는 WGS84이다. WGS84는 GPS가 채택한 공식 좌표계이며, GRS80은 국가 기준점 구축 등에 쓰이는 별도의 지구 타원체라는 점을 구분해야 한다. 기준측지계를 혼동하면 위치값 해석에서 오류가 발생한다.
GNSS용 위성은 GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou 등 항법 서비스를 목적으로 운용되는 위성들이다. LANDSAT이나 GOCE는 각각 원격탐사나 중력장 관측용 위성으로 항법용 위성과 용도가 다르므로 구별해야 한다. 낯선 위성 명칭이 나오면 그 용도를 확인하는 습관을 들여야 한다.
관측 자료의 표준화 측면에서는 RINEX(RINEX: Receiver Independent Exchange Format)가 중요하다. RINEX는 수신기 기종별로 서로 다른 기록 방식을 통일하기 위해 만든 ASCII 텍스트 표준 형식으로, 헤더에는 관측점명·안테나 높이·관측일시·수신기명 등이 기록되고 자료부에는 코드 관측값과 반송파 위상 관측값이 모두 들어간다. 텍스트 형식이므로 사용자가 헤더를 직접 편집·수정할 수 있다.
실시간 네트워크 RTK 기법의 하나인 VRS는 반송파 위상 데이터를 이용해 주변 기준국 자료를 합성해 가상의 기준국을 만든다는 원리로 작동한다. 코드 관측만으로는 정밀도가 떨어지므로 반송파 위상 기반 보정이 필요하다는 점과, 중앙국과의 통신 및 중앙국이 산출한 오차 보정값을 이용해 실시간 측위가 이뤄진다는 점을 기억해야 한다.
RINEX 관련 문제는 표준화 목적·헤더 내용·편집 가능성 세 포인트로 출제되는 경우가 많다. 예컨대 'RINEX는 바이너리 형식으로 편집할 수 없다'는 선지는 RINEX가 ASCII 텍스트 표준이라는 사실과 충돌하므로 정답으로 고른다. 또한 위성 종류를 묻는 문제에서는 LANDSAT이나 GOCE처럼 관측용 위성이 항법용인지 여부를 확인해 오답을 제거한다.
GPS 제원 문제는 '20,200km·11시간 58분·경사각 55°·6궤도면·기준계 WGS84' 같은 핵심 수치를 기억하면 즉답할 수 있다. 궤도 경사각이나 궤도면 수를 다르게 제시하는 선지가 나오면 잘못된 설명을 찾는 문제가 된다.
VRS 등 네트워크 RTK 관련 문제는 관측값의 종류(코드 vs 반송파 위상)와 실시간 보정 과정, 중앙국의 역할을 점검하는 패턴으로 출제되므로 '반송파 위상 기반의 실시간 네트워크 RTK'라는 원리를 떠올려 답을 찾는다.
다음 중 RINECX 파일에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ③ · RINEX 파일에 대한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. RINEX는 GPS 수신기의 기종마다 기록 방식이 달라 이를 통일하기 위해 만든 표준 ASCII 형식의 파일로, 헤더부에는 관측점명, 안테나높이, 관측날짜, 수신기명 등의 정보가 기록되고 자료부에는 반송파와 코드 신호가 기록된다.
RINEX는 GPS 수신기 기종별 기록방식을 통일한 표준 ASCII 형식으로, 사용자가 직접 편집할 수 있다.
GPS 위성 시스템에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ② · GPS 위성의 고도는 지표면 평균 약 20,200km이며, 궤도주기는 항성일(약 23시간 56분)의 절반인 약 11시간 58분입니다. 각 위성은 고유한 PRN 코드(P码, C/A 코드 등)를 전송하므로 위성을 식별할 수 있습니다.
GPS의 기준측지계는 WGS84이고, GRS80은 국가기준점용 지구타원체이다.
위성항법시스템(GNSS:Global Navigation Satellite System)용 인공위성이 아닌 것은?
정답 ③ · 위성항법시스템(GNSS)에 쓰이는 위성이 아닌 것을 고르는 문제이다. 세계의 대표적인 GNSS로는 미국의 NAVSTAR GPS, 러시아의 GLONASS, EU의 Galileo, 중국의 BeiDou가 있다.
GNSS용 위성은 GPS·GLONASS·Galileo·BeiDou이고, LANDSAT는 원격탐사(관측) 위성이다.
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