GNSS 높이측량을 이용한 표고 산출 정확도 분석 :Accuracy Analysis of GNSS-derived Orthometric Heights

신광수

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자료유형: 학위논문

저자정보: 신광수 (서울시립대학교, 서울시립대학교 대학원)

지도교수: 권재현

발행연도: 2015

저작권: 서울시립대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수1

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

GNSS 높이측량을 이용한 표고 산출 정확도 분석

신광수 공간정보공학과 2015.01 학위논문

2014

GNSS 정지측량을 통한 표고 산출 정확도 분석

신광수 , 한중희 , 권재현 한국측량학회지 2014.10 학술저널

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GNSS 높이측량은 GNSS 측량으로부터 결정된 타원체고와 지오이드 모델로부터 산출된 지오이드고 간의 차이로 표고를 산출하는 방법으로 직접수준측량에 비해 비용적?시간적 측면에서의 효율성을 제고할 수 있다. 본 연구에서는 GNSS 정지측량과 VRS 측량을 통해 신뢰할 수 있는 타원체고를 결정하고, 국토지리정보원에서 제공하는 KNGeoid13으로부터 지오이드고를 계산하여 표고와 그 정확도를 산정하였다. GNSS 기반 표고의 정확도는 타원체고 정확도에 영향을 받기 때문에 타원체고의 정확도에 영향을 미치는 요소를 분석하였다. 또한 합성 지오이드 모델의 기준면과 지역적인 수직기준면 간에 차이로 발생하는 편의를 보정하기 위해 기지점의 표고성과를 이용하는 방법인 보정타원체고를 소개 및 적용하였다. 보정타원체고를 이용하여 GNSS 기반 표고를 산출한 결과 단순히 타원체고와 모델 지오이드 간에 차이로 계산된 성과에 비해 RMSE가 약 4cm 정도 정확하게 나타났다. 신뢰도 95%를 기준으로 관측시간에 따라 우리나라에서 산출 가능한 GNSS 기반 표고 정확도를 확인한 결과, 1일 4시간씩 이틀에 걸쳐 관측한 결과는 3.70cm, 1일 2시간씩 이틀 관측한 결과는 4.20cm로 확인되었다. 하루에 4시간, 2시간, 30분 관측하여 처리한 결과의 RMSE는 각각 4.16cm, 4.46cm, 4.68cm로 산정되었다. 또한 VRS 측량을 통한 GNSS 기반 표고의 정확도를 신뢰도 95%를 기준으로 평가해 본 결과, GPS와 GLONASS 위성을 모두 수신할 경우 GNSS 기반 표고의 정확도는 8.38cm, GPS 위성만 수신할 경우에는 9.36cm로 나타났다. 본 연구를 통해 도출된 결과는 GNSS 높이측량을 공공측량에 적용하기 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다. 향후, 신뢰할 수 있는 중력자료 및 GNSS/Leveling자료를 확보함으로서 합성 지오이드 모델의 정밀도가 향상된다면 보다 정밀한 GNSS 기반 표고를 산출할 수 있을 것으로 예상된다.

The GNSS-derived orthometric height is determined by subtracting the geoid undulation from the GNSS-derived ellipsoidal height, and it is a very simple and cost-efficient method than the traditional leveling. This study estimates the GNSS-derived orthometric height and its accuracy using the KNGeoid13(Korean National Geoid Model 2013) published by NGII(National Geographic Information Institute) and the GNSS-derived ellipsoidal height conducted by the GNSS Static and VRS surveys. The factors affecting the accuracy of the GNSS-derived ellipsoidal height are analyzed to verify their effects on the accuracy of the GNSS-derived orthometric height. Moreover, the adjusted ellipsoidal height is introduced and applied to correct the bias between the reference surfaces of the hybrid geoid model and the local orthometric height. The GNSS-derived orthometric height corrected by the adjusted ellipsoidal height has an improvement of 4cm in RMSE than the previous. The accuracies of GNSS-derived orthometric height are 3.7cm and 4.2cm in the standard deviation at 95% confidence interval if the observations are conducted for 4 hours and 2hours in each day during two days, respectively, by GNSS Static survey. Also, the accuracies are 4.16cm, 4.46cm, and 4.68cm when GNSS Static surveys are conducted for 4, 2 hours and 30 min in one day, respectively. In case of GNSS VRS survey, the accuracy of the GNSS-derived orthometric height is 8.38cm at 95% confidence interval if it receives both GPS and GLONASS signals, but the accuracy is decreased as 9.36cm if it only uses GPS signal. This study is expected to contribute to design the publick benchmark surveying procedure using the GNSS-derived orthometric height. If the reliable gravity and GNSS/Leveling data are conducted additionally in the future, it makes improvement on the accuracy of geoid model and the GNSS-derived orthometric heights, eventually.

제 1 장 서 론 1
제 1 절 연구의 배경 및 목적 1
제 2 절 선행연구 고찰 및 연구방법 3
1. 국내 선행연구 사례 3
2. 국외 선행연구 사례 5
제 3 절 연구의 범위 및 방법 11
제 2 장 이론적 배경 13
제 1 절 높이의 관계 13
제 2 절 합성 지오이드 모델 15
1. Geoid Model Korea 2009 15
2. National Oceanographic Research Institute 2005 16
3. Korean National Geoid Model 2013 17
제 3 절 GNSS 높이측량 18
1. GNSS 기반 표고 편의 발생 18
2. GNSS 기반 표고 결정 방법 19
3. GNSS 높이측량 검증 데이터 20
제 3 장 타원체고 산출 정확도 분석 22
제 1 절 상시관측소 GNSS 관측데이터를 이용한 타원체고 정확도 분석 개요 22
1. 관측시점 및 관측시간에 따른 타원체고 정확도 분석 24
2. 위성궤도력 사용에 따른 타원체고 차이 비교 30
3. 단일기선 및 다중기선 처리에 따른 타원체고 정확도 분석 32
4. 안테나 위상중심 변위 및 변동 보정 여부에 따른 타원체고 정확도 분석 36
5. 1일 측량과 2일 측량 비교 42
6. 안정적인 타원체고 산출 방법 42
제 4 장 GNSS 기반 표고 정확도 분석 46
제 1 절 GNSS 기반 표고 정확도 분석 개요 46
제 2 절 방법론에 따른 GNSS 기반 표고 정확도 분석 49
1. 1일 4시간씩 2일 관측 49
2. 1일 2시간씩 2일 관측 51
3. 1일 4시간씩 1일 관측 52
4. 1일 2시간씩 1일 관측 53
5. 1일 30분씩 1일 관측 54
6. 방법론과 관측시간에 따른 GNSS 기반 표고 오차 비교 54
제 3 절 인근 수준점 고정에 따른 GNSS 기반 표고 정확도 분석 57
제 4 절 VRS 측량 데이터를 이용한 GNSS 기반 표고 정확도 72
제 5 장 결론 75
참고 문헌 78
ABSTRACT 80
감사의 글 82

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