우주측지기술에 의한 국가기준점 성과관리 및 갱신 방안에 관한 연구
Research for the plan of renew and management for the results of the national reference points by Space Geodesy
- 주제(키워드) 우주측지 , 국가기준점 , 측지 VLBI
- 발행기관 亞州大學敎 大學院
- 지도교수 김두환
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 우주계측정보공학
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000011246
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
최근 우지측지기술 (VLBI, SLR, DORIS)의 급격한 발전으로 인하여 두 관측점 사이의 거리에 관계없이 밀리미터 수준의 위치 결정이 가능해짐에 따라, 그 위치 정확도가 관측 데이터 처리 기술 보다는 측지계의 정의 방법에 따라 크게 좌우되고 있다. 그 동안 우리나라는 모든 측지기준점에 대하여 지각변동이 없다고 간주하고 위치기준을 특정 시점(reference epoch)에 고정하는 정적 측지계를 사용하여 왔음으로, 움직이는 지구를 표현하는 세계측지 망에 대해서는 지각 변동 크기에 해당하는 왜곡이 발생 할 수밖에 없다.따라서 우리나라의 측지계는 수 ㎜ 수준으로 지구상 절대위치를 나타내기에는 한계가 있음으로, 본 연구에서는 계속하여 움직이고 있는 지구의 위치 해석에 적합한 수량적 분석을 통하여, 축적된 지각변동 벡터에 따른 측량의 기준시점을 측량성과에 반영하여 시시각각 움직이는 지구를 수치로 표현 할 수 있는 절충 형 준 동적 측지계 도입의 타당성을 분석하였다. 10점의 IGS관측점을 기지점으로 하는 구속조정으로 2000년에서 2007년까지 총 8년의 연간해 정규방정식에 sequential 최소제곱법을 적용하여 우리나라 위성기준점의 고시성과 산출 epoch인 2002년 1월 1일(2002.0) 시점에 대한 최종 해를 산정하였고, 그 결과를 고시좌표와 비교하여 속도백터를 추정하고 그 속도벡터를 참조하여 각 위성기준점의 위치 변동량을 산출한 결과 한반도는 동남쪽 방향으로 약 29.2㎜의 크기로 이동하는 것을 알 수 있었다. 또한 2008년도에 안테나가 교체된 30개 위성기준점에 대한 측량성과분석결과 안테나 교체 전과 후의 높이 값에서 차이가 발생하여, 이를 소거할 수 있는 옵셀값을 분석하였으며, 또한, dynamic 기반의 실시간 좌표산출 또는 semi-dynamic 기반으로 특정 시점의 좌표를 계산하기 위해 두 좌표간의 Helmert 변환을 실시하여 2002.0 기준 epoch에 대한 년도 별 좌표변환 7 파라메터를 산출하였다.이어서 남한 전체 삼각점 약 16,000여점 중 202점(중부 지역)을 선정하여 epoch 2005, 2007로 각각 좌표변환을 통해 그 변환 차를 계산하였으며, epoch 2002시점을 기준하여 각각의 변환량을 비교한 결과, epoch 2005의 경우 삼각점의 측량성과의 차(변동량)는 x : 0.089m, y: 0.036m, z: -0.152m 였으며, epoch2007의 경우에는 x : 0.199m, y: 0.083m, z: -0.196m 의 차이를 보이고 있는바, 이는 국제 측지네트워크상에서 왜곡(오차)이 발생 한 것으로 간주되어, ㎜수준의 지구상 절대위치를 표현하는 데 한계를 보여 주고 있다. 따라서 측지 VLBI국제 관측을 통하여 정확한 4차원 좌표(X,Y,Z, Time)를 결정하고, 대한민국 경위도 원점과 연결 측량을 실시함으로써, 새로운 경위도 원점수치를 정의함과 동시에 측량 ․ 수로조사 및 지적에 관한 법률 제 6조 및 동법 시행령 제 7조의 측량기준과 공공측량 작업규정(지침포함) 및 공공측량 성과심사 관련 규정을 개정하여, 해마다 국가기준점에 대한 변동 백타와 속도, 측량기준 년도 (Epoch)간 변환 파라메타를 적용할 수 있도록, 준 동적 측지계사용에 관한 타당성 등을 연구하였다.
more초록/요약
Since our country has been using static geodetic coordinate system which assumes that no geodetic movement occurs, distortion of locations is inevitable when global coordinate system is used. To avoid this problem, this research considers about the introduction of a dynamic coordinate system constructed by analyzing the accumulated data on earth movement. Velocity vector was calculated from the annual solutions of 8 years from 2000 to 2007 by using sequential least squares method. Then, the vector was used to get the variations of the positions of GPS reference points. According to it, the movement of Korean peninsula was 29.2 mm to the south-east direction annually. In addition, offset values to eliminate the differences in heights of 30 GPS reference points replaced in 2008 were calculated. 7-parameters were also calculated by Helmert transformation to do dynamic or semi-dynamic coordinate transformation. Then, the coordinate differences of 202 triangulation points were calculated at the epochs 2005 and 2007. The coordinates at the 2 epochs were compared to the coordinates at the epoch 2002. The results were x:0.089m, y:0.036m, z:-0.152m for 2005 epoch and x:0.199m, y:0.083m, z:-0.0196m for 2007 epoch. This shows the limitation of the method at mm-level representation. Therefore, in this research, the validity of dynamic geodetic coordinate system was considered in order to apply the variation vector of Korean Geodetic Datum and the transformation parameters every year.
more목차
제Ⅰ장 서론 1
1-1 연구배경 및 목적 1
1-2 연구의 필요성 1
1-3 연구의 내용 및 방법 2
제Ⅱ장 우주측지기술의 도입 4
2-1 우리나라 측량의 변천 4
2-1-1 측지측량의 시작 4
2-1-2 동경측지계에 의한 측량의 기준 4
2-1-3 삼각점 정비 5
2-2 천문측량에 의한 한국 최초의 경위도 원점 6
2-3 한국의 측지VLBI 출발 6
2-3-1 대한민국 경위도 원점 결정 7
2-4 한국의 측지VLBI 구축(KVG) 8
2-4-1 KVG 안테나 시스템 8
2-5 국토지리정보원의 위성기준점 9
제Ⅲ장 측지계 및 위치 추정이론 11
3-1 측지학의 역할 11
3-1-1 측지계의 정의와 특징 11
3-2 우주측정을 위한 기준 좌표계 12
3-2-1 태양계 관성 좌표계 12
3-2-2 지구에 고정한 관용지구 좌표계 12
3-2-2-1 ITRS와 ITRF 13
3-2-2-2 IGS-ITRF의 정의 17
3-3 지각변동을 고려한 측지좌표계의 종류 18
3-4 최소제곱법에 의한 위치추정 19
제Ⅳ장 위성기준점 데이터 처리 21
4-1 국내 위성기준점 데이터 21
4-2 IGS 위성기준저 데이터 22
4-3 고정밀 데이터 처리를 위한 보정모델 24
4-4 정밀궤도력 좌표의 epoch 일치 25
4-5 위성기준점 데이터처리의 사용 S/W 및 절차 26
4-6 시기별 GNSS 위성기준점의 데이터처리 27
4-6-1 Daily Solution의 추정 27
4-6-2 Weekly 및 Annual Solution의 추정 31
4-7 Final Solution의 결정 37
4-8 속도벡터의 산출 38
제Ⅴ장 다이나믹 측량성과 유지관리 및 갱신전략 43
5-1 안테나 오프셋의 점검 43
5-2 년도 별 epoch에 대한 변환 파라메터 산출 47
5-2-1 epoch 변환을 위한 3차원 상사 선형모형 47
5-2-1-1 epoch 변환 7-파라메터 추정 48
5-3 우주측지기술에 의한 측량성과 갱신 51
5-4 년도 별 epoch 적용에 의한 갱신 정책 64
제Ⅵ장 결론 67
참고문헌 70
Abstract 72
