개념 한 쪽
단독측위는 한 대의 수신기가 위성에서 송신된 신호를 받아 의사거리를 계산해 실시간으로 위치를 결정하는 방식이라고 정리한다.
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출제기준 단원 「단독측위원리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 관측사항 판별 | 1 | 위성측량에서 수신기가 직접 관측하는 항목을 가려내기 |
| DGPS 원리 이해 | 1 | 기준국과 이동국의 역할 분담을 묻기 |
| RINEX 특성 확인 | 1 | RINEX 파일의 형식과 편집 가능 여부를 파악하기 |
단독측위는 수신기 하나로 코드 신호에서 얻은 의사거리를 이용해 현재 위치를 실시간으로 결정하는 방식이라고 설명한다. 스마트폰의 GPS와 내비게이션이 이 원리로 동작한다는 점을 덧붙인다.
GNSS 위치결정의 미지수는 수신기의 3차원 좌표(x, y, z)와 수신기 시계오차 한 개로 총 4개이므로, 이 미지수를 결정하려면 위성으로부터 얻는 방정식이 4개 필요해 최소 위성 4대가 필요하다고 정리한다. 위성 5대 이상이면 잉여관측이 생겨 정밀도와 신뢰성이 좋아진다고 덧붙인다.
위성측량에서 수신기가 직접 관측하는 물리량은 위성까지의 의사거리, 거리변화율(도플러), 그리고 위성의 방향 세 가지라고 규정한다. 반면 위성의 측지좌표는 수신기가 직접 재는 값이 아니며, 지상 통제국이 계산한 궤도요소(항법 메시지, 성력)를 수신기가 해독해 얻는 값이라고 구분한다.
DGPS(차분 GPS)는 알려진 좌표를 가진 기준국이 자신의 수신 관측과 알려진 좌표를 비교해 수정치(보정값)를 계산해 이동국에 송신하는 방식이라고 설명한다. 위치 계산은 이동국이 수행하므로 기준국은 수정치만 생성·송신한다는 역할 분담을 명확히 한다.
RINEX(Receiver Independent Exchange)는 제조사와 기종에 따라 다른 GNSS 관측 기록 방식을 통일한 표준 ASCII 텍스트 형식 파일이라고 정의한다. RINEX 파일은 헤더와 자료부로 나뉘며 헤더에 관측점명·안테나 높이·관측일자·수신기명 등의 정보가 들어가고 사용자가 편집해서 확인할 수 있다고 설명한다.
관측사항을 묻는 문제에서 '위성의 측지좌표'를 수신기의 직접 관측으로 오답 처리하면 틀리다고 본다. 올바른 관측사항은 '거리·거리변화율·방향'으로 묶어 기억하면 오답을 피할 수 있다는 예를 든다.
DGPS 관련 보기에서 '기준국과 이동국이 위치를 동시에 계산한다'는 서술이 나오면 틀린 것으로 선택해야 한다고 설명한다. 기준국은 수정치를 계산해 전송하고 이동국이 그 수정치를 받아 위치를 계산한다는 점을 근거로 든다.
단독측위의 필요 위성 수를 묻는 문제에서는 '미지수 개수 = 필요 위성 수' 공식을 적용해 3차원 위치와 시계오차를 합쳐 4개 미지수가 되므로 최소 위성 4대를 답으로 고른다는 절차를 예로 든다.
RINEX 관련 문제에서 '편집 불가'라는 표현이 보이면 틀린 보기로 판별해야 한다고 조언한다. RINEX는 ASCII 텍스트 파일로 헤더를 열어 확인·편집할 수 있다는 사실을 바탕으로 오답을 가려낸다는 예를 든다.
다음 중 위성측량의 관측사항이 아닌 것은?
정답 ② · 위성측량(예: GPS, GNSS)에서 수신기가 위성으로부터 관측하는 기본적인 관측량(Observables)은 주로 위성까지의 거리(Pseudorange), 위성의 거리변화율(Doppler frequency, Range rate), 그리고 위성이 있는 방향(Phase)입니다. 이러한 관측 데이터를 통해 위치를 결정합니다.
위성측량 관측사항은 거리·거리변화율·방향이며, 위성의 측지좌표는 성력(항법메시지)으로 계산되어 오는 값이다.
다음 중 DGPS에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ③ · DGPS의 원리에 대한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. DGPS는 위치가 알려진 기준국 수신기가 자체 계산한 수정치를 이동국에 송신하고, 위치 계산은 이동국에서만 수행하는 방식이다.
DGPS는 기준국이 수정치를 계산해 이동국에 송신하며, 위치 계산은 이동국만 하므로 '동시 계산'은 틀린 설명이다.
다음 중 RINEX 파일에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ③ · 이 문제는 RINEX 파일에 대한 설명 중 틀린 것을 찾는 문제이다. RINEX는 GNSS 수신기의 기종에 따라 다른 기록방식을 통일하기 위해 만든 표준 파일 형식으로, ASCII 텍스트 형태이기 때문에 변환 후에도 사용자가 헤더 등을 직접 편집할 수 있다.
RINEX는 기종별 GNSS 기록방식을 통일한 표준 형식으로, 편집 가능한 ASCII 텍스트 파일이다.
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