측량

삼변측량 

 - 삼각망에서 수평각 대신 변의 길이를 관측하여 삼각점의 위치를 구하는 측량법으로

 - GNSS(위성항법시스템)에서 동기식 방법 중 위치를 알고 있는 서로 다른 기지국으로부터 수신되는 파일럿 신호의 TDOA(Time Difference of Arrival : 인접 기지국 들의 신호지연)를 측정하여 삼변 측량으로 위치를 계산한다.

 - 기지국 신호들 간의 근원 문제로 항상 세개의 기지국 신호 탐지가 어렵고 중계기를 사용하여 기지국의 위치를 알 수 없는 경우 사용할 수 없는 단점이 있다.

 

 

MMS(Mobile Mapping System)

 - 이동체에 Vision System과 레이저 스캐너, GPS 수신기, 관성항법장치, 컴퓨터 등을 탑재하고 통합하여 고품질의 공간정보 DB 구축을 위한 항법 기술, 사진측량 기술 및 영상처리 기술이 합쳐진 신기술 통합 솔루션

 - 별도의 지상 기준점을 사용하지 않고도 이동체에 장착된 센서를 이용하여 수집한 자료만으로 3차원 위치 측정을 수행할 수 있는 기술

 - 모바일 폰으로 위치측정하는 기술 아니다, 헷갈리지 말 것

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Indoor Mapping의 종류 

 - SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) : 로봇이 미지의 영역을 주행하면서 주변 환경을 인지하고 그 환경에 대한 로봇의 상대적인 위치를 동시에 추정하는 것, 로봇의 위치 및 지도의 상태를 예측하는 방법과 지도를 표현하는 방법으로 나누어 볼 수 있다.

 - 구글의 Floorplan : 지도의 평면도를 업로드하면 이 정보들과 WiFi, 핫 스팟들과 셀 타원을 사용해 실내 위치 측정

RF, RTLS 신호

 - RF : Radio Frequency, 무선주파수로 100 ~ 300MHz 이상의 고주파 무선통신을 말한다.

  * RF 신호의 세기를 이용하거나 RF신호의 전달지연을 이용하여 위치 파악

  * 마이크로소프트사의 RADAR 시스템과 Pinpoint 3D-iD 시스템이 있다.

 - RTLS : Real-Time Location Service, 실시간 위치추적 시스템으로, 사물에 RTLS 태그를 부착하여 사물의 정보와 위치정보를 실시간으로 제공해주는 시스템.

  * 능동형 RFID 태그를 사용하는 기술이며, 많은 분야에 활용되고 있다

지상라이다의 Target 설치

 - Target은 하나의 대상지를 여러 지점에서 나누어 스캐닝 한 다음, 각 지점별로 스캐닝한 자료들을 하나의 좌표계로 정합하는 과정의 정밀성과 작업 효율성 향상을 위해 사용한다.

 - 위 그림은 타겟의 종류로, 일반적으로 사용되는 것은 반사표적지와 표적구

  * 무광택의 백색 원형과 구형으로 만들어져 있어 모든 파장대의 빛을 반사하기에 유리하다.

 - 구형인 표적구는 기하학적으로 4개의 표면반사 값만으로도 구의 중심좌표를 추정할 수 있다.

 - 표적지의 경우는 백색원형 주변에 녹색의 레이저 펄스 산란용 광택소재가 있어 레이저 수신 값의 밀도가 원형의 경계를 따라 현저하게 달라지므로 백색의 표적을 효과적으로 식별할 수 있는 효과가 있다.

 - 스캐닝 대상지의 중심을 구체적으로 정하면, 위의 표적물 유형 중 하나를 정해 최소 세곳을 Target의 설치 위치로 선정하여야 한다.

 - Target들은 삼각대에 설치하거나 현장 시설물에 부착하는 방식을 사용한다.

  * 좌표 기준점으로 사용되기 때문에 반드시 고정되어 있어야 한다.

 - 지상 라이다로 취득할 영역이 넓은 경우에는 한번의 스캐닝으로 자료취득이 어렵기 때문에 여러개의 연속적인 스캐닝 구획을 설정하여 스캐닝을 하여야 한다.

 - 이 Target의 3차원 (x, y, z)위치를 토대로 공간을 측정한다.

 - Target을 세우지 않으면, 레이저 스캐너를 통한 공간을 획득할 수 없다.

DEM, DSM 수치표고자료 (고도자료)

 - DEM : Digital Elevation Models, 수치 지형 또는 수심 측량 데이터에 관한 일반적인 용어로, 식생과 인공지물을 포함하지 않는 지형만의 값을 의미한다. 강/호수의 경우에는 수표면을 나타낸다.

  * DSM을 얻어내는 중 간혹 나오는 지표 부분을 연결하여 순수 지표면을 구해낸다.

 - DSM : Digital Surface Model, DEM과 다르게 지표면의 표고값이 아니라 인공지물(건물 등)과 지형지물(식생 등)의 표고 값을 나타내며, 원거리 통신관리, 산림관리, 3D 시뮬레이션 등에 이용된다.

 

 

자연오차, 개인오차, 기계오차 - 수업시간 100%라고 말씀하심 하지만믿을수없어..

 - 자연오차 : 자연현상에 의해 발생, 측정자가 목표물을 정확히 시준하거나 읽는 것을 방해하는 어떤 요인(빛의 굴절, 물질의 열 팽창, 기압, 습도 등)의 결과

 - 기계오차 : 측정에 사용하는 기계의 구조나 조정의 불완전에 의해 발생하는 오차, 기계 중심의 불일치, 눈금판의 오차, 망원경의 광학 조건의 불완전 기포관의 조정 불완전 등이 원인.

 - 개인오차 : 개인의 버릇에 기인되는 오차, 눈금을 읽을 때나 목표물을 시준할 때 숙련된 사람이라도 개성이나 습관에 따라 일정한 방향으로 치우쳐서 눈금을 읽는 경우를 들 수 있다.

 

 

각 국의 위성 특징

 - 미국 : GPS (Gloval Positioning System), 지구 어디서나 24시간 이용 가능하며, 기상조건, 외부의 간섭 및 방해에 강해 WGS-84(세계 공통 좌표계)를 사용, 24개의 위성과 6개의 궤도를 통해 서비스를 제공하며, 2개의 반송파(L1, L2)로 송신한다. SPS(표준 측위 서비스)와 PPS(고정도 측위 서비스)로 항법 정보가 구분되어 있으며, 민간의 경우에는 SPS만 제공한다.

 - 러시아 : GLONASS, 24개의 주 위성과 3개의 보조위성, 3개의 궤도로 구성이 되어있고, 미국의 GPS구조와 비슷한 형태를 가진다.

 - 유럽 : Galileo, 27개의 중궤도 위성과 3개의 보조위성으로 이루어진 시스템, GPS와 독립된 시스템이지만, 공동운용이 가능하다. 각 궤도(56도)마다 주 위성 9개와 보조 위성 1개씩 총 30개를 배치하여 GPS, GLONASS보다 많은 가시 위성 수를 제공한다. 또한 민간용으로 개발되어 민간에 제공되는 정밀도가 1m까지 가능하다.

 - 일본 : JRANS, 3개의 준 극궤도 위성 QZSS(Quasi-Zenith Satellite System), 3개의 긴 타원궤도를 갖는 위성(HEO), 1개의 정지 위성 (GEO)로 구성, 고층 빌딩에 의해 GPS 정밀도가 떨어지는 것을 방지하기 위한 시스템.

 - 중국 : Beidou, 두 정지 궤도 위성을 이용해 Twin-Sat 국지항법 시스템으로 운영하며 총 네개의 정지위성으로 구성, 정밀도는 GPS와 비슷하며, 사용범위가 자국 및 주변국에만 국한된다는 점이며, 방송, 통신, 경제, 과학 등에도 사용된다.

 

 

측량방법의 장, 단점 (지상측량, GPS, 항공사진, Lidar)

 - 네가지 방법이 공간정보 획득의 주된 방법으로, 상호간의 약점 보완으로 수치표고 모델을 생성한다.

 - 일반지상측량 : 측량할 지역에 적당한 크기의 삼각망을 구성하여 각 삼각점에서 삼각형의 내각과 삼각망중에서 한 변 또는 몇 개의 변의 길이를 실제로 측정하여 여기에서 각 삼각형의 변의 길이를 계산하고 각 삼각점의 위치를 정하는 측량이다. 과거의 일반측량은 개개인의 측량방법에 따라 오차가 많았지만, 기술의 발전에 따라 일반측량도 GPS등의 장비를 이용하여 발전했다.

  * 장점 : 현대의 경계측량(해당 토지의 경계를 알기 위한 측량)에서는 1mm의 오차도 없다. (GPS + 광파기를 이용)

  * 단점 : 면적이 넓어질 수록 다른 방법에 비해 상대적으로 측량 시간이 오래 걸린다.(직접 사람이 측량해야 하기 때문에)

 - GPS : Global Positioning System, 최대 2만 km 떨어진 위치에 지구를 공전하며, 24개의 위성을 근거로 한다. 각 위성들은 지상 수신기 위치와의 '삼각 측량'을 하는 중심 점 역할을 한다. 수신기로부터 세개 이상의 위성으로 부터 '삼각 측량'을 하고, 다른 한개의 위성을 이용하여 오차를 수정한다.

  * 장점 : 스마트폰으로 인한 대중화, 빠른 위치측량, 수신기 이외 설치물이 없음

  * 단점 : 10~20m의 오차

 - 항공사진측량 : 항공기에 항공사진 측정용 카메라를 달아 비행하며 지표면을 촬영하는 방식

  * 장점 : 벡터 지도 제작 가능, 지형지물의 외곽선을 정확히 묘사

  * 단점 : 날씨가 좋지 않은(구름이나 안개, 비)날에는 촬영이 불가, 시간이 지남에 따라 주기적인 재 촬영 필요(지형, 건물 변화 등)

 - LiDAR : Light Detection And Ranging, 레이저 펄스를 목표물에 주사하고 반사된 레이저 펄스의 도달시간을 측정하여 반사 지점의 3차원 위치좌표를 계산해 지표면에 대한 정보를 추출하는 측량 기법

  * 장점 : 항공라이다의 경우, 비행 1000m 기준으로 오차 15cm, 단시간 넓은 지역 측량, 지형지물의 3차원 공간정보제작

  * 단점 : 지상라이다의 경우, 측정을 위해 Target, Scanner등을 직접 측량을 원하는 위치에 설치를 해야한다. 라이다 측량 데이터 만으로는 지형의 식별 불가, 대용량 데이터로 데이터 관리 및 작업이 어렵다.