KR100766070B1 - Geographical features monitoring system - Google Patents

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KR100766070B1
KR100766070B1 KR1020070064218A KR20070064218A KR100766070B1 KR 100766070 B1 KR100766070 B1 KR 100766070B1 KR 1020070064218 A KR1020070064218 A KR 1020070064218A KR 20070064218 A KR20070064218 A KR 20070064218A KR 100766070 B1 KR100766070 B1 KR 100766070B1
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김현호
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(주)한성유아이엔지니어링
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Abstract

A terrain change monitoring system using a GPS(Global Positioning System) is provided to enable each measure device to measure inclination variation at each point and measure entire terrain variation by using indirect level measurement method using triangulation, thereby monitoring the terrain change in real time even in a large region. A plurality of measuring devices(10) are dispersedly installed at each point and measure angle change of the ground. A terminal(20) collects coordinates and angle variation amount of each measuring device. An operating device(30) is connected to the terminal, has an operation program(31) and measures unevenness variation of each point by using coordinate data and angle variation amount data of each measuring device collected by the terminal.

Description

지피에스를 이용한 지형변화 모니터링 시스템{geographical features monitoring system}Geographical features monitoring system using GPS

도 1은 본 발명에 따른 지피에스를 이용한 지형변화 모니터링 시스템을 도시한 구성도,1 is a block diagram showing a terrain change monitoring system using GPS according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 지피에스를 이용한 지형변화 모니터링 시스템의 단말기를 도시한 구성도,Figure 2 is a block diagram showing a terminal of the terrain change monitoring system using GPS according to the present invention,

도 3내지 도 5는 본 발명에 따른 지피에스를 이용한 지형변화 모니터링 시스템의 연산프로그램의 작용을 설명한 참고도이다.3 to 5 are reference views illustrating the operation of the calculation program of the terrain change monitoring system using GPS according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10; 측정장치, 11; 지지대,10; Measuring device, 11; support fixture,

12; 하우징, 13; 기울기감지장치,12; A housing, 13; Tilt sensor,

14; 측정제어부, 15; 무선송출부,14; A measurement control unit 15; Wireless Transmission Unit,

16; 출력단자, 17; 측정컨트롤패널,16; Output terminal 17; Measurement Control Panel,

18; 방위각측정장치, 19; 구동모터,18; Azimuth measuring device, 19; Drive motor,

10a; 결합부, 20; 단말기,10a; Coupling, 20; terminal,

21; 케이스, 22; GPS유닛,21; Case, 22; GPS unit,

23; 무선수신부, 24; 입력단자,23; A wireless receiver, 24; Input terminal,

25; 단말기제어부, 26; 단말기컨트롤패널25; A terminal controller 26; Terminal Control Panel

30; 연산장치, 31; 연산프로그램.30; Computing device, 31; Operation program.

본 발명은 광범위한 연약지반에서의 지형변화를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 된 지피에스를 이용한 지형변화 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a terrain change monitoring system using GPS which can monitor the terrain change in a wide range of soft ground in real time.

일반적으로, 항만이나 공항 등과 같은 대규모 건축물의 경우, 지반의 침하나 융기와 같은 지형변화에 대비하여야 한다.In general, for large buildings such as harbors and airports, it is necessary to prepare for topographical changes such as settlement and elevation of the ground.

이러한 경우, 지형변화를 실시간으로 측정하는 것이 바람직하지만, 지금까지 일반적으로 행해지는 수준측량의 경우, 각 지점을 기준으로 다른 지점의 상대높이를 측정하여 전체적인 지형을 측정하므로, 측정에 시간과 비용이 많이 소요되며 광범위한 지역에서 발생되는 전체적인 지형변화를 실시간으로 감시하기에 충분치 못한 문제점이 있었다.In this case, it is preferable to measure the change of terrain in real time. However, in the case of leveling, which is generally performed, the overall terrain is measured by measuring the relative height of another point based on each point. There is a problem that it takes a lot of time and is not enough to monitor the real-time topographical changes occurring in a wide area.

또한, 일반적인 수준측량으로 지형의 변화량을 계산하기 위하여는, 기초적으로 지형의 각 지점의 높낮이를 측정하여 기본데이터를 구축한 후, 필요할 때, 재차 각 지점의 높낮이를 측정하여 기본데이터와 새로 측정된 데이터의 높이차이를 일일이 계산하여야 하는 불편함이 있었다.In addition, in order to calculate the amount of change of the terrain by using general level surveying, the basic data is basically constructed by measuring the height of each point of the terrain, and when necessary, the height of each point is again measured to measure the height of each point and newly measured. The inconvenience of having to calculate the height difference of data one by one.

한편, 일반적으로 지형이 변화될 경우, 한지점에 구멍이 파이듯이 침하가 발생되거나 한지점만 볼록하게 솟아오르기 보다는, 일정 지역의 지면이 완만한 경사를 형성하면서 오목하게 침하되거나, 볼록하게 솟아오르게 되므로, 각 지점의 경사각 변화를 측정하여, 간접적으로 지면의 침하 또는 융기상태를 감시하는 것이 가능하다.On the other hand, in general, when the terrain is changed, rather than causing a hole to sink into one point or convexly rising to one point, the ground of a certain area is concave or raised convexly while forming a gentle slope. Therefore, it is possible to indirectly monitor the settlement or elevation of the ground by measuring the change of the inclination angle at each point.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광범위한 지역에 전체적으로 발생되는 지형변화를 실시간으로 용이하게 측정할 수 있도록 된 GPS를 이용한 지형변화 모니터링시스템을 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a terrain change monitoring system using GPS which can easily measure in real time a terrain change occurring in a wide area in real time.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,

지면(1)에 고정설치되는 지지대(11)와, 상기 지지대(11)에 수평방향으로 회전가능하게 장착된 하우징(12)과, 상기 하우징(12)에 구비되며 하우징(12)의 기울기값을 측정하는 기울기감지장치(13)와, 고유 ID데이터가 저장된 메모리(14a)가 구비되며 상기 기울기감지장치(13)에 연결되어 기울기감지장치(13)에 의해 측정된 기울기값을 메모리(14a)에 저장하는 측정제어부(14)와, 상기 측정제어부(14)에 연결 되어 측정제어부(14)에서 출력되는 ID데이터와 기울기값 데이터를 무선송출하는 무선송출부(15)와, 상기 측정제어부(14)에 연결되어 ID데이터를 출력하는 출력단자(16)와, 상기 측정제어부(14)에 연결된 측정컨트롤패널(17)과, 상기 하우징(12)에 구비된 방위각측정장치(18)와, 상기 하우징(12)에 연결되며 방위각측정장치(18)의 제어신호에 의해 작동되어 기울기감지장치(13)가 일정한 방위를 향하도록 하우징(12)을 회전시키는 구동모터(19)를 포함하며, 측정하고자 하는 지역에 이격배치되는 복수개의 측정장치(10)와;A support 11 fixed to the ground 1, a housing 12 rotatably mounted in the horizontal direction on the support 11, and a tilt value of the housing 12 provided in the housing 12. The inclination sensing device 13 to measure and the memory 14a storing the unique ID data are provided and connected to the inclination sensing device 13 to measure the inclination value measured by the inclination sensing device 13 to the memory 14a. A measurement control unit 14 for storing, a wireless transmission unit 15 connected to the measurement control unit 14 to wirelessly transmit ID data and gradient value data output from the measurement control unit 14, and the measurement control unit 14 An output terminal 16 connected to the output terminal 16 for outputting ID data, a measurement control panel 17 connected to the measurement control unit 14, an azimuth measuring device 18 provided in the housing 12, and the housing ( 12) is operated by the control signal of the azimuth measuring device 18, the tilt detection device (1) A plurality of measuring devices 10 including a drive motor 19 for rotating the housing 12 such that 3) faces a certain orientation, and spaced apart from the area to be measured;

케이스(21)와, 상기 케이스(21)에 구비되며 좌표를 측정하여 측정된 좌표데이터를 출력하는 GPS유닛(22)과, 각 측정장치(10)의 무선송출부(15)에서 출력된 ID데이터와 기울기값 데이터를 수신하는 무선수신부(23)와, 상기 측정장치(10)의 출력단자(16)에 연결되는 입력단자(24)와, 상기 GPS유닛(22)과 무선수신부(23) 및 입력단자(24)를 통해 수집된 ID데이터와 좌표데이터 및 기울기값 데이터가 저장되는 메모리(25a)가 구비된 단말기제어부(25)와, 상기 단말기제어부(25)에 연결된 단말기컨트롤패널(26)을 포함하는 단말기(20)와;The case 21, the GPS unit 22 which is provided in the case 21 and outputs the coordinate data measured by measuring the coordinates, and the ID data output from the wireless transmission unit 15 of each measuring device 10 And a wireless receiver 23 for receiving gradient value data, an input terminal 24 connected to the output terminal 16 of the measuring device 10, the GPS unit 22, a wireless receiver 23, and an input. And a terminal controller 25 having a memory 25a storing ID data, coordinate data, and gradient value data collected through the terminal 24, and a terminal control panel 26 connected to the terminal controller 25. A terminal 20;

각 측정장치(10)에 의해 수집된 각 측정장치(10)의 좌표데이터와 기울기값 데이터를 바탕으로 지형의 변화량을 연산하는 연산프로그램(31)이 탑재되며, 상기 단말기(20)의 단말기제어부(25)와 통신가능하게 연결되어, 단말기제어부(25)의 메모리(25a)에 저장된 각 측정장치(10)의 기울기값과 좌표데이터를 수신하여 연산프로그램(31)을 이용하여 지형의 변화를 산출한 후 출력하는 연산장치(30)를 포함하며, On the basis of the coordinate data and the slope value data of each measuring device 10 collected by each measuring device 10 is equipped with a calculation program 31 for calculating the amount of change of the terrain, the terminal control unit ( 25 is connected to the communication, and receives the inclination value and the coordinate data of each measuring device 10 stored in the memory 25a of the terminal control unit 25 to calculate the change of the terrain using the calculation program 31 It includes a calculation device 30 for outputting after,

상기 측정장치(10)의 지지대(11) 일측에는 단말기(20)가 탈착가능하게 결합되는 결합부(10a)가 형성된 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 지형변화 모니터링 시스템이 제공된다. On one side of the support (11) of the measuring device 10 is provided a terrain change monitoring system using GPS, characterized in that the coupling portion (10a) is formed detachably coupled to the terminal (20).

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2에 의하면, 본 발명에 따른 GPS를 이용한 지형변화 모니터링 시스템은 1 and 2, the terrain change monitoring system using GPS according to the present invention

측정하고자 하는 대상지역에 분산배치되어 각 지점의 기울기값을 측정하는 복수개의 측정장치(10)와; 각 측정장치(10)의 좌표와 각 측정장치(10)에 의해 측정된 각 지점의 기울기 값데이터를 실시간으로 수집하는 단말기(20)와; 상기 단말기(20)에 연결되며 단말기(20)에 수집된 각 측정장치(10)의 좌표와 기울기값을 이용하여 지형변화를 산출하여 출력하는 연산장치(30)로 구성된다.A plurality of measuring devices 10 arranged in a target area to be measured and measuring inclination values of respective points; A terminal 20 for collecting in real time the coordinates of each measuring device 10 and the inclination value data of each point measured by each measuring device 10; It is connected to the terminal 20 is composed of a calculation device 30 for calculating and outputting the terrain change by using the coordinates and the slope value of each measurement device 10 collected in the terminal 20.

상기 측정장치(10)는 지면(1)에 고정설치되는 지지대(11)와, 상기 지지대(11)에 수평방향으로 회전가능하게 장착된 하우징(12)과, 상기 하우징(12)에 구비되며 하우징(12)의 기울기값을 측정하는 기울기감지장치(13)와, 고유 ID데이터가 저장된 메모리(14a)가 구비되며 상기 기울기감지장치(13)에 연결되어 기울기감지장치(13)에 의해 측정된 기울기값을 수집하여 메모리(14a)에 저장하는 측정제어부(14)와, 상기 측정제어부(14)에 연결되어 측정제어부(14)에서 출력되는 ID데이터와 기울기값 데이터를 무선송출하는 무선송출부(15)와, 상기 측정제어부(14)에 연결되어 ID데이터를 출력하는 출력단자(16)와, 상기 측정제어부(14)에 연결된 측정 컨트롤패널(17)과, 상기 하우징(12)에 구비된 방위각측정장치(18)와, 상기 하우징(12)에 연결되며 방위각측정장치(18)의 제어신호에 의해 작동되어 기울기감지장치(13)가 일정한 방위를 향하도록 하우징(12)을 회전시키는 구동모터(19)를 포함하며, 측정하고자 하는 지역에 이격배치된다.The measuring device 10 includes a support 11 fixed to the ground 1, a housing 12 rotatably mounted in the horizontal direction on the support 11, and provided in the housing 12. Tilt sensing device 13 for measuring a tilt value of (12) and a memory 14a storing unique ID data are provided and connected to the tilt sensing device 13 and measured by the tilt sensing device 13. A measurement controller 14 for collecting values and storing them in the memory 14a, and a wireless transmitter 15 connected to the measurement controller 14 to wirelessly transmit ID data and gradient value data output from the measurement controller 14; ), An output terminal 16 connected to the measurement control unit 14 to output ID data, a measurement control panel 17 connected to the measurement control unit 14, and an azimuth measurement provided in the housing 12 And a control signal of the azimuth measuring device 18 connected to the device 18 and the housing 12. The drive motor 19 is rotated so that the tilt detection device 13 rotates the housing 12 so that the tilt detection device 13 faces a predetermined orientation, and is spaced apart from the area to be measured.

상기 지지대(11)는 하측에 복수개의 레그(11a)가 구비되어, 앵커볼트(11b) 등으로 지면(1)에 고정설치되어, 지형변화가 발생되어 지면(1)이 기울어지면(1) 지면(1)에 추종하여 기울어진다.The support 11 is provided with a plurality of legs (11a) in the lower side, fixed to the ground (1), such as anchor bolts (11b), the terrain changes occur when the ground (1) is inclined (1) Following inclination with (1).

상기 하우징(12)은 지지대(11)의 상단에 베어링(12a)을 매개로 회전가능하게 장착되어 상기 구동모터(19)에 의해 수평방향으로 회전된다.The housing 12 is rotatably mounted on the upper end of the support 11 via the bearing 12a and is rotated in the horizontal direction by the driving motor 19.

상기 기울기감지장치(13)는 하우징(12)의 기울기를 감지하는 2개의 기울기감지센서를 평면상에 직각방향으로 배치하여, 수직방향에 대한 측정장치(10)의 기울기를 측정할 수 있도록 된다. 이때, 상기 기울기 감지센서는 하우징(12)이 기울어짐에 따라 유체가 이동하거나 금속추가 기울어지는 것을 측정하는 등의 방식을 이용하여, 하우징(12)의 기울기를 측정할 수 있도록 구성된다. The inclination detecting device 13 may arrange two inclination sensors for detecting the inclination of the housing 12 in a perpendicular direction on a plane to measure the inclination of the measuring device 10 with respect to the vertical direction. At this time, the inclination sensor is configured to measure the inclination of the housing 12 by using a method such as measuring the fluid movement or metal inclination as the housing 12 is tilted.

상기 측정제어부(14)는 메모리(25a)에 저장된 ID데이터와 기울기감지장치(13)에 의해 측정된 측정장치(10)의 기울기값 데이터를 일정시간마다 무선송출부(15)를 통해 출력하는 기능을 한다. The measurement control unit 14 outputs the ID data stored in the memory 25a and the slope value data of the measurement device 10 measured by the tilt detection device 13 through the wireless transmission unit 15 at a predetermined time. Do it.

상기 출력단자(16)는 후술하는 단말기(20)의 입력단자(24)와 연결되어, 단말기(20)로 ID데이터를 전송하는 기능을 한다.The output terminal 16 is connected to the input terminal 24 of the terminal 20 to be described later, and serves to transmit the ID data to the terminal 20.

상기 측정컨트롤패널(17)은 하우징(12)의 상면에 구비되어, 사용자가 측정컨 트롤패널(17)을 조작하여 측정장치(10)를 ON-OFF 시키거나, 측정제어부(14)에 각종 명령을 입력할 수 있도록 구성된다.The measurement control panel 17 is provided on the upper surface of the housing 12, and the user manipulates the measurement control panel 17 to turn the measurement device 10 on or off, or various commands to the measurement control unit 14. It is configured to allow input.

상기 방위각측정장치(18)는 전자식 나침반을 이용하여, 하우징(12)과 하우징(12)에 장착된 기울기감지장치(13)가 배치된 방향을 측정하도록 구성된다. The azimuth measuring device 18 is configured to measure the direction in which the housing 12 and the inclination sensing device 13 mounted on the housing 12 are arranged using an electronic compass.

상기 구동모터(19)는 하우징(12)의 내부에 고정장착되며 구동축(19a)이 지지대(11)에 기어(19b)로 연결되어, 방위각측정장치(18)의 신호에 따라 하우징(12)을 회전시키므로써 하우징(12) 내부에 장착된 기울기감지장치(13)가 항상 일정한 방향을 향하도록 조절하는 기능을 한다.The drive motor 19 is fixedly mounted in the housing 12 and the drive shaft 19a is connected to the support 11 by a gear 19b, so that the housing 12 in accordance with the signal of the azimuth measuring device 18. By rotating, the tilt detection device 13 mounted inside the housing 12 functions to adjust to always face a certain direction.

이때, 각 측정장치(10)에 구비된 방위각측정장치(18)는 각 측정장치(10)에 구비된 기울기감지장치(13)가 모두 동일한 방향, 특히, 기울기감지장치(13)의 기울기감지센서가 정확히 동서남북 방향의 기울기를 측정할 수 있도록 하우징(12)을 회전시키므로써, 기울기감지장치(13)를 이용하여 측정장치(10)가 수직선을 기준으로 동서남북방향으로 얼만큼 기울어졌는지를 측정할 수 있도록 한다.At this time, the azimuth measuring device 18 provided in each measuring device 10 is the same as the tilt detecting device 13 provided in each measuring device 10, in particular, the tilt detecting sensor of the tilt detecting device 13 By rotating the housing 12 to accurately measure the inclination of the north, south, east, west, and north directions, the tilt detection device 13 can be used to measure how inclined the measuring device 10 is in the east, west, north, and south directions based on the vertical line. Make sure

또한, 상기 측정장치(10)의 지지대(11) 일측에는 단말기(20)가 탈착가능하게 결합되는 결합부(10a)가 형성된다. 상기 결합부(10a)는 하우징(12)의 상면 일측에 구비되어, 사용자가 결합부(10a)에 단말기(20)를 결합한 상태에서, 단말기(20)와 측정장치(10)를 조작할 수 있도록 구성되며, 상기 출력단자(16)는 결합부(10a)의 내부 일측에 구비되어, 결합부(10a)에 단말기(20)를 결합하면 출력단자(16)와 단말기(20)의 입력단자(24)가 자동으로 상호 연결되도록 구성된다.In addition, a coupling portion 10a to which the terminal 20 is detachably coupled is formed at one side of the support 11 of the measuring device 10. The coupling part 10a is provided at one side of the upper surface of the housing 12, so that the user can operate the terminal 20 and the measuring device 10 in a state in which the terminal 20 is coupled to the coupling part 10a. The output terminal 16 is provided on one side of the coupling unit 10a, and when the terminal 20 is coupled to the coupling unit 10a, the output terminal 16 and the input terminal 24 of the terminal 20 are provided. ) Are automatically configured to be interconnected.

이때, 상기 측정제어부(14)는 사용자가 측정장치(10)를 지면(1)에 고정한 후, 컨트롤패널(17)을 이용하여 on 시키면, 상기 기울기측정장치(10)를 제어하여 최초에 측정장치(10)의 기울기를 측정하여, 이를 기초측정값으로 상기 단말기(20)로 송신한 후, 일정시간마다 기울기를 반복측정하여 단말기(20)로 송신한다.At this time, the measurement control unit 14, after the user fixed the measurement device 10 to the ground (1), by using the control panel 17, the control device for controlling the tilt measuring device 10 initially measured device After measuring the inclination of (10), and transmits it to the terminal 20 as a basic measurement value, it is repeatedly measured at a predetermined time and transmitted to the terminal 20.

그리고, 상기 단말기(20)는 케이스(21)와, 상기 케이스(21)에 구비되며 좌표를 측정하여 측정된 좌표데이터를 출력하는 GPS유닛(22)과, 각 측정장치(10)의 무선송출부(15)에서 출력된 ID데이터와 기울기값 데이터를 수신하는 무선수신부(23)와, 상기 측정장치(10)의 출력단자(16)에 연결되는 입력단자(24)와, 상기 GPS유닛(22)과 무선수신부(23) 및 입력단자(24)를 통해 수집된 ID데이터와 좌표데이터 및 기울기값 데이터가 저장되는 메모리(25a)가 구비된 단말기제어부(25)와, 상기 단말기제어부(25)에 연결된 단말기컨트롤패널(26)로 구성된다.In addition, the terminal 20 includes a case 21, a GPS unit 22 provided in the case 21 and outputting coordinate data measured by measuring coordinates, and a wireless transmitting unit of each measuring device 10. The wireless receiver 23 for receiving the ID data and the slope value data outputted from (15), an input terminal 24 connected to the output terminal 16 of the measuring device 10, and the GPS unit 22 And a terminal controller 25 having a memory 25a storing ID data, coordinate data, and inclination value data collected through the wireless receiver 23 and the input terminal 24, and connected to the terminal controller 25. It consists of a terminal control panel 26.

상기 케이스(21)는 상기 측정장치(10)의 결합부(10a)에 탈착가능하게 결합되는 합성수지재의 박스로 구성되어, 내부에 탑재되는 각 구성품을 보호할 수 있도록 구성된다.The case 21 is composed of a box of synthetic resin material detachably coupled to the coupling portion 10a of the measuring device 10, and configured to protect each component mounted therein.

상기 GPS유닛(22)은 미리 알려진 정지궤도상에 떠있는 인공위성과의 상대위치를 측정하여, 현재위치를 측정하여는 것으로, 단말기(20)가 측정장치(10)의 결합부(10a)에 결합된 상태에서 단말기(20)의 현재위치를 측정하여 측정장치(10)의 위치를 간접적으로 측정하고, 측정된 위치의 좌표데이터를 단말기제어부(25)로 출력한다. 이때, GPS에 의해 측정되는 좌표데이터는 각 측정장치(10)의 수평방향 위치를 나타내는 것으로, 상하방향의 위치 또는 고도를 나타내는 데이터는 포함되지 않 는다.The GPS unit 22 measures the current position by measuring a relative position of the satellite floating on a known orbit, and the terminal 20 is coupled to the coupling unit 10a of the measuring device 10. In this state, the current position of the terminal 20 is measured to indirectly measure the position of the measuring device 10, and outputs coordinate data of the measured position to the terminal controller 25. At this time, the coordinate data measured by the GPS indicates the horizontal position of each measuring device 10, and does not include data indicating the position or altitude in the vertical direction.

상기 입력단자(24)는 상기 케이스(21)의 외측면에 노출되도록 구비되어, 단말기(20)를 측정장치(10)의 결합부(10a)에 결합고정하면 입력단자(24)가 측정장치(10)의 출력단자(16)와 상호 연결되어, 출력단자(16)에서 출력된 ID데이터를 단말기제어부(25)로 전송한다.The input terminal 24 is provided to be exposed to the outer surface of the case 21, when the terminal 20 is fixed to the coupling portion 10a of the measuring device 10, the input terminal 24 is measured device ( It is connected to the output terminal 16 of 10), and transmits the ID data output from the output terminal 16 to the terminal control unit 25.

상기 단말기제어부(25)는 입력단자(24)와 수신장치를 통해 수집된 각 측정장치(10)의 ID데이터와 좌표데이터 및 기울기값 데이터를 DB화하여 메모리(25a)에 저장하고, 저장된 데이터를 상기 연산장치(30)로 전송하는 기능을 한다. 그리고, 상기 측정장치(10)의 단말기제어부(25)가 송신장치를 통해 측정장치(10)의 ID데이터와 기울기값 데이터를 지속적으로 송신하므로, 상기 단말기제어부(25)는 입력단자(24)를 통해 각 측정장치(10)의 기울기값을 지속적으로 업데이트한다. 이때, 각 측정장치(10)는 기울기값 데이터와 ID데이터를 함께 송신하므로써, 단말기제어부(25)는 수신된 ID데이터를 분석하여 수신된 기울기값 데이터가 어느 측정장치(10)에서 송신된 것인지를 확인하여, 해당 측정정치의 기울기값 데이터를 업데이트할 수 있다.The terminal controller 25 converts the ID data, coordinate data, and inclination value data of each measuring device 10 collected through the input terminal 24 and the receiving device into a DB and stores the stored data in the memory 25a. It transmits to the computing device 30. In addition, since the terminal control unit 25 of the measuring device 10 continuously transmits the ID data and the slope value data of the measuring device 10 through the transmitting device, the terminal control unit 25 controls the input terminal 24. Through this, the inclination value of each measuring device 10 is continuously updated. At this time, each measurement device 10 transmits the slope value data and the ID data together, the terminal controller 25 analyzes the received ID data to determine which measurement device 10 is received from the received slope value data By confirming, the slope value data of the corresponding measurement value can be updated.

상기 연산장치(30)는 연산프로그램(31)이 탑재되며, 상기 단말기(20)와 통신가능하게 연결되는 컴퓨터를 이용한다. 이때, 상기 연산장치(30)와 단말기(20)에는 각각 USB포트가 구비되어, USB라인을 통해 연산장치(30)를 단말기(20)의 단말기제어부(25)에 상호 통신가능하게 연결할 수 있다.The computing device 30 is equipped with a computing program 31, using a computer that is communicatively connected to the terminal (20). In this case, the arithmetic unit 30 and the terminal 20 are provided with a USB port, respectively, so that the arithmetic unit 30 can be connected to the terminal control unit 25 of the terminal 20 via a USB line.

상기 연산프로그램(31)은 각 측정장치(10)의 좌표데이터와 기울기값 데이터를 바탕으로 지형의 변화량을 연산하는 기능을 한다.The calculation program 31 functions to calculate the amount of change of the terrain based on the coordinate data and the slope value data of each measuring device 10.

도 3내지 도 5는 이러한 연산프로그램(31)의 작용을 도시한 것으로, 지면(1)이 평면상태에서 지형변화를 일으켰을 때의 지형변화 연산방식을 예시한 것이다.3 to 5 illustrate the operation of such a calculation program 31, which illustrates a terrain change calculation method when the ground 1 causes a terrain change in a planar state.

도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 평면상태의 지면(1)에 다수개의 측정장치(10)를 분산하여 설치한 후, 단말기(20)에 의해 수집된 각 측정장치(10)의 좌표데이터 및 기울기값 데이터가 연산장치(30)로 저송되면, 연산프로그램(31)은 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 각 측정장치(10)의 중간위치에 가상점(a∼e)을 설정하여, 측정장치(10)로부터 가상점까지의 수평거리를 산출한다. As shown in FIG. 3A, after distributing and installing a plurality of measuring devices 10 on the ground 1 in a planar state, the coordinates of each measuring device 10 collected by the terminal 20 are distributed. When the data and the slope value data are stored in the computing device 30, the computing program 31 shows virtual points a to e at the intermediate positions of the respective measuring devices 10, as shown in Fig. 4A. Is set to calculate the horizontal distance from the measuring device 10 to the virtual point.

그리고, 도 3의 (b)와 같이, 지형이 변화되어 지면(1)이 기울어짐에 따라 각 측정장치(10)의 기울기값이 변화되면, 연산프로그램(31)은 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 삼각법을 이용하여 각 측정장치(10)와 가상점 간의 높이변화(h1,h2)를 산출하고, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 가상점의 높이변화치만큼 측정장치(10)의 상하높이(h1+h2)를 변경하고, 변경된 측정장치(10)의 높이변화량을 이용하여 전체적인 지역의 지형변화량을 측정하여, 모니터나 프린터로 출력한다. 이와같이 계산된 각 지점의 높이변화를 이용하여 측정된 지형변화값은 도 5의 점선(연산프로그램(31)에 의해 계산된 변형된 지형형태)과 실선(실제 지형의 변형형태)으로 도시한 바와 같이, 약간의 오차만 있을 뿐 거의 유사하다. 이때, 각 측정장치(10)의 간격을 좁히면, 오차를 더욱 줄일 수 있다.And, as shown in (b) of FIG. 3, when the slope value of each measuring device 10 changes as the terrain 1 is inclined and the ground 1 is inclined, the calculation program 31 is shown in (b) of FIG. As shown, the height change h1, h2 between each measuring device 10 and the virtual point is calculated using a triangulation method, and as shown in (c) of FIG. 4, the measuring device is equal to the height change value of the virtual point. Change the top and bottom height (h1 + h2) of (10), and measure the topographical change of the entire area using the changed height change of the measuring device 10, and outputs to the monitor or printer. The terrain change value measured using the height change of each point calculated as described above is represented by the dotted line (deformed topographical form calculated by the calculation program 31) and solid line (deformation form of the actual terrain) of FIG. 5. However, there is a slight error and it is almost similar. At this time, by narrowing the interval of each measuring device 10, it is possible to further reduce the error.

그리고, 이러한 방법으로 X축방향과 Y축방향의 지형변화를 측정하므로써, 3 차원의 지형변화를 측정할 수 있다. In this way, by measuring the topographical changes in the X-axis direction and the Y-axis direction, the three-dimensional topographical change can be measured.

한편, 평면이 아니라 굴곡이 있는 면의 지형변화를 측정할 경우, 연산프로그램(31)은 전술한 방법을 이용하여, 지면(1)의 실제 형태가 아니라, 지면(1)의 각부분의 높낮이변화만을 측정한다. 즉, 상기 연산프로그램(31)은 지면(1)의 실제 굴곡상태를 측량하는 것이 아니라, 프로그램(31) 작동시, 각 측정장치(10)가 설치된 지점의 높이가 동일한 상태인 것으로 지면(1)의 상태를 모델링하여 설정한 후, 지면(1) 각 지점의 높낮이의 변화량만을 측정하며, 지면(1)의 지형변화가 발생되면, 지면(1)의 실제로 변형된 형태가 아닌 지형변화에 따른 지점의 높낮이변화양을 기초로한 지면(1)의 변형량만을 계산하여 변화량에 따른 지형변화양만을 출력한다.On the other hand, when measuring the topographic change of the curved surface rather than the plane, the calculation program 31 uses the method described above, not the actual shape of the ground (1), but the height change of each part of the ground (1) Measure only. That is, the calculation program 31 does not measure the actual bending state of the ground 1, but when the program 31 is operated, the heights of the points where the respective measuring devices 10 are installed are the same. After modeling and setting the state of the ground, only the change of the height of each point of the ground (1) is measured, and when the topographic change of the ground (1) occurs, the point according to the topographical change, not the actual deformation of the ground (1) Only the amount of deformation of the ground 1 is calculated based on the amount of change in height, and only the amount of topographical change according to the amount of change is output.

이와같이 구성된 지형변화 모니터링 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.The operation of the terrain change monitoring system configured as described above is as follows.

우선, 사용자는 지형변화를 측정하고자 하는 지역에 다수개의 측정장치(10)를 분산배치하여 고정한 후, 측정장치(10)의 측정컨트롤패널(17)을 조작하여 측정장치(10)를 on 시키면, 측정장치(10)는 무선송출부(15)와 출력단자(16)를 통해 측정장치(10)의 ID데이터와 기울기값 데이터를 출력한다. 이때, 각각의 측정장치(10)는 방위각측정장치(18)와 구동모터(19)에 의해, 각 측정장치(10)의 기울기감지장치(13)의 측정방향이 모두 동일한 방향(본 실시예의 경우, 동서방향과 남북방향)을 향하도록 하우징(10)이 회전된다.First, after the user arranges and fixes a plurality of measuring devices 10 in a region to which the terrain changes are to be measured, and then turns on the measuring device 10 by manipulating the measuring control panel 17 of the measuring device 10, The measuring apparatus 10 outputs ID data and slope value data of the measuring apparatus 10 through the wireless transmitter 15 and the output terminal 16. At this time, each measuring device 10 is a direction by the azimuth measuring device 18 and the drive motor 19, the measuring direction of the tilt detection device 13 of each measuring device 10 are all the same direction (in this embodiment) , The housing 10 is rotated to face east-west direction and north-south direction).

그리고, 사용자가 측정장치(10)의 결합부(10a)에 단말기(20)를 결합한 후, 단말기(20)의 단말기제어부(25)에 제어신호를 입력하면, 단말기(20)는 측정장 치(10)의 출력단자(16)를 통해 출력되는 ID데이터와, GPS유닛(22)에서 출력되는 좌표데이터, 그리고, 측정장치(10)의 송신장치를 통해 송신되는 기울기값 데이터를 수신하여 메모리(25a)의 DB에 각 측정장치(10)의 ID별로 저장한다. 이때, 단말기(20)는 측정장치(10)의 결합부(10a)에 결합된 상태에서 GPS유닛(22)을 이용하여 좌표를 측정하므로써, 단말기(20)가 결합된 측정장치(10)의 좌표를 간접적으로 측정하게 된다.Then, after the user couples the terminal 20 to the coupling unit 10a of the measuring device 10 and inputs a control signal to the terminal control unit 25 of the terminal 20, the terminal 20 measures the measuring device ( ID data output through the output terminal 16 of 10), coordinate data output from the GPS unit 22, and inclination value data transmitted through the transmission device of the measuring device 10 are received to receive the memory 25a. ) By ID of each measuring device 10 in the DB of. At this time, the terminal 20 by measuring the coordinates using the GPS unit 22 in the state coupled to the coupling portion 10a of the measuring device 10, the coordinates of the measuring device 10 to which the terminal 20 is coupled Indirectly measured.

그리고, 사용자가 모든 측정장치(10)에 단말기(20)를 차례대로 연결하여 각 측정장치(10)의 ID별로 좌표데이터와 기울기값 데이터를 수집한 후, 단말기(20)를 연산장치(30)에 연결하면, 연산장치(30)는 단말기(20)의 DB에 저장된 각 측정장치(10)의 좌표데이터와 기울기값 데이터를 수신하여, 각 측정장치(10)가 설치된 지점의 좌표값과 기울기값을 기준값으로 설정하여 일차 저장한다.In addition, the user connects the terminals 20 to all the measuring apparatuses 10 in order, collects the coordinate data and the inclination value data for each ID of the measuring apparatus 10, and then uses the terminal 20 for the computing apparatus 30. When connected to, the calculation device 30 receives the coordinate data and the slope value data of each measuring device 10 stored in the DB of the terminal 20, the coordinate value and the slope value of the point where each measuring device 10 is installed Set as reference value and save first.

그리고, 지속적으로 각 측정장치(10)로부터 ID데이터와 기울기값 데이터가 송신되면, 단말기(20)는 이를 수신하여 각 측정장치(10)의 기울기값 데이터를 업데이트하고, 측정장치(10)의 기울기값 데이터에 변경이 발생되면, 연산장치(30)는 연산프로그램(31)을 이용하여, 측정장치(10)가 설치된 지점의 높낮이변화를 산출하여 모니터나 프린터를 통해 수치 또는 그래프 등으로 출력한다. Then, when ID data and inclination value data are continuously transmitted from each measuring device 10, the terminal 20 receives this, updates the inclination value data of each measuring device 10, and inclines the measuring device 10. When a change occurs in the value data, the calculation device 30 calculates the height change of the point where the measurement device 10 is installed by using the calculation program 31 and outputs the numerical value or graph through a monitor or a printer.

따라서, 사용자는 출력된 자료를 통해 각 지점의 높낮이변화와 이에따른 지형변화를 실시간으로 확인할 수 있다.Therefore, the user can check the height change of each point and the corresponding terrain change in real time through the outputted data.

이와같이 구성된 지형변화 모니터링시스템은 각 측정장치(10)가 각 지점의 기울기 변화를 측정하여 삼각측량법을 이용한 간접 수준측량법을 이용하여, 전체적인 지형변화를 측정하므로, 넓은 지역이라도 지형변화를 실시간으로 모니터링할 수 있는 장점이 있다. The terrain change monitoring system configured as described above measures the change of the slope of each point and measures the overall terrain change by using the indirect leveling method using triangulation, so that the terrain change can be monitored in real time even in a large area. There are advantages to it.

또한, 상기 측정장치(10)에는 기울기측정장치(10)와 방위각측정장치(18) 및 구동모터(19)만이 구비되므로, 장치의 코스트가 저렴한 장점이 있다.In addition, since the measuring device 10 includes only the tilt measuring device 10, the azimuth measuring device 18, and the driving motor 19, the cost of the device is low.

또한, 종래에 각 지점의 지형변화량을 계산하기 위해서는, 실제 지형의 각 지점의 높낮이를 측정하여 기준이 되는 데이터에서 높낮이의 변화량을 계산하여야 하는 반면, 본 발명에 따른 지형변화 모니터링시스템은 각 지점의 높낮이 변화량을 직접 측정하여 그래픽이나 수치로 출력할 수 있으므로, 매우 편리한 장점이 있다.In addition, in order to calculate the amount of terrain change at each point in the related art, the height change of the height of each point of the actual terrain should be calculated from the reference data, while the change of the terrain according to the present invention is a terrain change monitoring system of each point It is very convenient because it can measure the change of height directly and output it as graphic or numerical value.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 지형변화 모니터링시스템은 각 지점에 분산설치되어 지면(1)의 각도변화를 측정하는 다수개의 측정장치(10)와, 각 측정장치(10)의 좌표와 각도변화량을 수집하는 단말기(20)와, 상기 단말기(20)에 연결되며 연산프로그램(31)이 탑재되어 단말기(20)에 수집된 각 측정장치(10)의 좌표데이터와 각도변화량데이터를 이용하여 각 지점의 높낮이 변화를 측정하는 연산장치(30)로 구성되어, 각 지점의 높낮이변화에 따른 지형의 변화를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 사용이 매우 편리한 장점이 있다.As described above, the terrain change monitoring system according to the present invention includes a plurality of measuring devices 10 which are distributed at each point and measure the angle change of the ground 1, and coordinates and angle change amounts of each measuring device 10. A terminal 20 for collecting and a calculation program 31 connected to the terminal 20 are mounted, and the coordinate data and the angle change data of each measuring device 10 collected in the terminal 20 are used for each point. Comprised of arithmetic unit 30 for measuring the change in height, it is possible to monitor the change in the terrain according to the height change of each point in real time, there is an advantage that is very convenient to use.

Claims (1)

지면(1)에 고정설치되는 지지대(11)와, 상기 지지대(11)에 수평방향으로 회전가능하게 장착된 하우징(12)과, 상기 하우징(12)에 구비되며 하우징(12)의 기울기값을 측정하는 기울기감지장치(13)와, 고유 ID데이터가 저장된 메모리(14a)가 구비되며 상기 기울기감지장치(13)에 연결되어 기울기감지장치(13)에 의해 측정된 기울기값을 메모리(14a)에 저장하는 측정제어부(14)와, 상기 측정제어부(14)에 연결되어 측정제어부(14)에서 출력되는 ID데이터와 기울기값 데이터를 무선송출하는 무선송출부(15)와, 상기 측정제어부(14)에 연결되어 ID데이터를 출력하는 출력단자(16)와, 상기 측정제어부(14)에 연결된 측정컨트롤패널(17)과, 상기 하우징(12)에 구비된 방위각측정장치(18)와, 상기 하우징(12)에 연결되며 방위각측정장치(18)의 제어신호에 의해 작동되어 기울기감지장치(13)가 일정한 방위를 향하도록 하우징(12)을 회전시키는 구동모터(19)를 포함하며, 측정하고자 하는 지역에 이격배치되는 복수개의 측정장치(10)와;A support 11 fixed to the ground 1, a housing 12 rotatably mounted in the horizontal direction on the support 11, and a tilt value of the housing 12 provided in the housing 12. The inclination sensing device 13 to measure and the memory 14a storing the unique ID data are provided and connected to the inclination sensing device 13 to measure the inclination value measured by the inclination sensing device 13 to the memory 14a. A measurement control unit 14 for storing, a wireless transmission unit 15 connected to the measurement control unit 14 to wirelessly transmit ID data and slope value data output from the measurement control unit 14, and the measurement control unit 14 An output terminal 16 connected to the output terminal 16 for outputting ID data, a measurement control panel 17 connected to the measurement control unit 14, an azimuth measuring device 18 provided in the housing 12, and the housing ( 12 is activated by the control signal of the azimuth measuring device 18, the tilt detection device (13) A plurality of measuring devices 10 including a driving motor 19 for rotating the housing 12 so that the oriented toward the predetermined orientation, and spaced apart from the area to be measured; 케이스(21)와, 상기 케이스(21)에 구비되며 좌표를 측정하여 측정된 좌표데이터를 출력하는 GPS유닛(22)과, 각 측정장치(10)의 무선송출부(15)에서 출력된 ID데이터와 기울기값 데이터를 수신하는 무선수신부(23)와, 상기 측정장치(10)의 출력단자(16)에 연결되는 입력단자(24)와, 상기 GPS유닛(22)과 무선수신부(23) 및 입력단자(24)를 통해 수집된 ID데이터와 좌표데이터 및 기울기값 데이터가 저장되는 메모리(25a)가 구비된 단말기제어부(25)와, 상기 단말기제어부(25)에 연결된 단말 기컨트롤패널(26)을 포함하는 단말기(20)와;The case 21, the GPS unit 22 which is provided in the case 21 and outputs the coordinate data measured by measuring the coordinates, and the ID data output from the wireless transmission unit 15 of each measuring device 10 And a wireless receiver 23 for receiving gradient value data, an input terminal 24 connected to the output terminal 16 of the measuring device 10, the GPS unit 22, a wireless receiver 23, and an input. A terminal controller 25 having a memory 25a for storing ID data, coordinate data and gradient value data collected through the terminal 24 and a terminal control panel 26 connected to the terminal controller 25 are provided. A terminal 20 comprising; 각 측정장치(10)에 의해 수집된 각 측정장치(10)의 좌표데이터와 기울기값 데이터를 바탕으로 지형의 변화량을 연산하는 연산프로그램(31)이 탑재되며, 상기 단말기(20)의 단말기제어부(25)와 통신가능하게 연결되어, 단말기제어부(25)의 메모리(25a)에 저장된 각 측정장치(10)의 기울기값과 좌표데이터를 수신하여 연산프로그램(31)을 이용하여 지형의 변화를 산출한 후 출력하는 연산장치(30)를 포함하며, On the basis of the coordinate data and the slope value data of each measuring device 10 collected by each measuring device 10 is equipped with a calculation program 31 for calculating the amount of change of the terrain, the terminal control unit ( 25 is connected to the communication, and receives the inclination value and the coordinate data of each measuring device 10 stored in the memory 25a of the terminal control unit 25 to calculate the change of the terrain using the calculation program 31 It includes a calculation device 30 for outputting after, 상기 측정장치(10)의 지지대(11) 일측에는 단말기(20)가 탈착가능하게 결합되는 결합부(10a)가 형성된 것을 특징으로 하는 GPS를 이용한 지형변화 모니터링 시스템.Terrain change monitoring system using GPS, characterized in that the coupling portion (10a) is formed on one side of the support (11) of the measuring device (10) detachably coupled to the terminal (20).
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