GPS 관측치의 정밀해석을 위한 데이터 처리기법에 관한 연구
저자
발행사항
수원: 京畿大學校, 2001
학위논문사항
학위논문(석사) -- 경기대학교 산업정보대학원: 토목공학과 측량학전공 2000
발행연도
2001
작성언어
한국어
형태사항
ⅵ, 54 p.: 삽도; 26 cm.
소장기관
1992년 이후, 정밀 GPS 측위에 대한 기술이 발전되어, 1990년대 중반부터는 상대정밀도 0.001ppm 수준의 초정밀 GPS측위 시대가 열리게 되었다. 이것은 1,000km당 1mm의 정밀도를 의미하며, 이와 같은 초정밀 기선 측정을 통해 지각변동 및 세계 측지계에 준거한 국가 기준점의 결정 등에 GPS 측위가 사용될 수 있게 되었음을 의미하는 것이다.
기선의 길이가 증가함에 따라서 전리층의 전파굴절의 영향과 위성의 궤도오차도 증가하기 때문에 기선해석이 어려워진다. 또한 기선해석의 방법과 사용 프로그램에 의하여 그 결과가 달라지기도 한다.
본 연구에서는 이와같은 현상을 파악하고 그 상태를 알기위하여 국립지리원에서 설치한 4점의 GPS 상시관측점과 일본의 쓰꾸바 상시관측점의 위치와 기선을 계산하기 위해 사용한 GPS 데이터 해석 프로그램에 따른 정밀도를 평가함으로써 상시관측점들의 정밀위치 결정과 도서지역에 위치하는 기준점의 정밀 해석을 위한 최적의 방법을 제시하였다.
기선해석 프로그램은 NASA JPL(Jet Propulsion Laboratory)의 GIPSY/OASISⅡ와 GAMIT/GLOBK, 상업용 프로그램인 AOS 소프트웨어를 사용하였으며 위치해석에 사용한 좌표계는 ITRF97 (IERS Terrestrial Reference Frame 1997)을 사용하였다.
연구결과 GIPSY/OASISⅡ 소프트웨어를 사용 ITRF97 좌표계를 기준으로 정밀 단독측위 기법을 적용한 결과 3mm 정도의 높은 정밀도를 얻을 수 있었으며, 일반적으로 사용되는 상대측위 기법을 사용하지 않고서도 정밀한 측량이 가능하다는 것을 알 수 있었다.
또한 GIPSY/OASISⅡ 소프트웨어를 사용하여 처리한 3차원 직각좌표(X, Y, Z)의 정밀도는 각각 2.7mm, 3.1mm 및 3.2mm 이며GAMIT/GLOBK 소프트웨어로 처리한 3차원 직각 좌표의 정밀도는 각각 7.3mm, 8.5mm 및 7.3mm 로 거의 동일한 높은 정밀도를 얻을 수 있었다. 그러나 상업용 소프트웨어인 AOS의 처리결과 3차원 직각좌표의 정밀도가 각각 2.2cm, 2.3cm 및 4.0cm로 정밀도가 저하되는 것을 알 수 있었다.
각 소프트웨어별 기선해석 정밀도는 GIPSY/OASISⅡ의 경우 평균1.7mm(0.04ppm)으로 나타났고, GAMIT/GLOBK의 경우에는 평균 6mm(0.05ppm), 그리고 AOS의 경우에는 6cm(0.2ppm)로 나타나 기선해석 에서도 AOS에 의한 정밀도가 현저하게 떨어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 고려할 때 측지측량, 지각변동연구, GPS 기상연구 및 GPS 상시 관측소의 성과산정등과 같이 정밀을 요하는 GPS 데이터의 해석에는 GIPSY/OASISⅡ나 GAMIT/GLOBK 과 같은 학술용 소프트웨어를 사용하여야 함을 연구결과 알 수 있었다.
In the past, the processing of GPS data mainly dealt with data from one receiver or from one baseline. Checking GPS observations for bad data on the zero-difference level with one stations is still a delicate issue and when processing baselines on the double-difference level we do not see where a data problem occurred.
Nowdays, many permanent GPS fiducial sites are continuously operated, e.g., the IGS. It makes sense to use the information stemming from these networks for novel and more effective processing strategies and software evaluation.
This thesis examines and evaluates some GPS data processing software by using differential GPS observations obtained from five GPS fiducial sites. The used software for data processing are the GIPSY/OASIS II developed in JPL, the GAMIT/GLOBK developed in MIT and the AOS provided by Ashtech Inc.. In this thesis 24 hours data and precise ephemerides were used to carry out the precise data analysis. Some results of comparative evaluation show that the performance of academically available software is cleary prominent. The precision of commercially available AOS software is highly lower than the precision of GISPY/OASIS II and GAMIT/GLOBK.
According to those results, we should carefully consider that the selection of GPS data processing strategies and software in many applications such as geodetic surveying, geodynamic study, GPS meteorology and precise positioning of GPS fiducial sites.
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