KR101239933B1 - 지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템 - Google Patents

지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템 Download PDF

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Abstract

지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템은 위치측정기를 지상구조물의 외면 모서리에 설치하여 기준점이 되는 실제 지형구조물의 변화에 따른 기준점의 표시 위치를 지피에스 좌표에 근거하여 정확한 위치에 적용함으로써 측량하는 기준점 정보의 신뢰성을 확보한다.

Description

지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템{Geodtic Surveying System for Measuring Geographical Information and Topography Information by Datum Point Based on GPS}
본 발명은 지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 도심지에 집중된 지형구조물인 건물의 이미지를 항공촬영하여 도화시킨 지도와 지피에스 좌표에 근거한 좌표 정보 데이터를 합성시켜 항공촬영의 오차를 보정한 실제 지형구조물의 위치 정보를 해당 위치에 정확하게 적용시키는 지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템에 관한 것이다.
일반적으로 지아이에스(GIS)에 사용되는 수치지도를 제작 또는 보정하기 위해서는 일정 지역을 항공촬영하고 촬영된 항공 사진 이미지를 데이터하여 항공촬영 정보를 제작한 후 이를 활용해 수치지도를 제작하게 된다.
이와 같이 종래기술에서는 수치지도를 제작한 후 일정 주기로 다시 항공촬영하여 새롭게 제작된 항공촬영 정보를 이용하여 수치지도를 보정 및 갱신하고 있다.
수치지도를 보정하기 위해서는 수치지도와 항공촬영 정보에 기록된 지형이나 지물 또는 인공 구조물 등의 좌표에 오차가 발생될 경우, 기존의 수치지도에 오차가 있는지 또는 새로 제작된 항공촬영 정보에 오차가 있는지를 판단하여야 하는 문제가 있다.
영상이미지는 항공촬영을 통해 수집되므로 카메라가 촬영하는 축방향이 아닌 비스듬한 방향으로 촬영된 영상이미지의 경우 광학적으로 변형 발생이 불가피하다.
일정한 격자 형상의 지피에스(GPS) 좌표를 영상이미지에 그대로 적용하면, 영상이미지의 가장자리 지점과 GPS 좌표 간의 오차가 발생될 수 밖에 없다.
이러한 영상이미지를 기초로 도화 작업된 도화이미지는 도심지의 건물이나 각종 인공구조물의 실제 모습과 상이하게 도화되므로 사용자를 혼란스럽게 하며 신뢰도가 떨어지게 되는 문제가 있다.
사용자는 GPS 좌표의 실제 지점과 수치지도에 표시된 GPS 좌표의 해당 지점이 서로 일치하지 않는 경우 수치지도 이용에 혼란과 불편함을 경험하게 된다.
즉, 사용자는 GPS로 확인된 자신의 위치가 수치지도상에서 다른 건물 또는 지형지물의 이미지에 위치한 것으로 표시되면 수치지도에 대한 신뢰도가 떨어질 수 밖에 없는 것이다.
따라서 수치지도에 표시되는 건물의 형상과 그 위치도 수치지도의 기준점인 GPS 좌표에 맞게 표시하는 것이 요구되었다.
그러나 도시 등에서는 수많은 종류의 무선신호가 범람하고 특히, 도심지에서는 다양한 무선신호들 간의 상호 간섭이 빈번하게 발생하여 상용의 GPS 측정기와 위성 간의 통신을 원활하지 못하게 하는 것이 일반적이다.
이러한 도심지의 측정환경에서 일반적인 GPS를 이용한 측정방식은 해당 위치에 대한 GPS 좌표의 정확한 측정이 불가능했고 불완전한 GPS 좌표를 기초로 하므로 수치지도 역시 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허번호 제10-0892147호(등록일: 2009년 3월 31일), 발명의 명칭 "지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템".
이와 같은 종래기술의 문제점과 필요성을 해결하기 위한 본 발명은 건물 또는 지형지물의 이미지가 항공촬영을 토대로 도화된 지도와 좌표 정보에 의한 데이터를 합성하는 경우 항공촬영된 이미지의 오차를 보정하기 위하여 실제 지형구조물의 변화에 따른 기준점의 표시 위치를 지피에스 좌표에 근거하여 정확한 값으로 적용할 수 있는 지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템은 인공위성(10)으로부터 GPS에 의한 위치값을 수신받고 저장된 값과 상호 연산하여 GPS(Global Positioning System) 보정값을 출력하며 출력된 GPS 보정값을 무선 송출하는 기지국(100); 상기 기지국(100)으로부터 수신받은 GPS 보정값과 인공위성(10)으로부터 수신받은 GPS 신호를 연산한 측정점의 좌표값, 측위된 이전 측정점과의 각도와 거리 값을 유무선 송출하는 토탈 스테이션(200); 및 지상구조물의 일측 외면 모서리에 각각 흡착되어 설치되고 상기 지상구조물의 경계점(P) 사이의 거리와 위치, 식별코드에 의한 데이터를 생성하여 상기 토탈 스테이션(200)으로 전송하는 2 개 이상 복수 개의 위치측정기(300); 를 포함하며, 상기 토탈 스테이션(200)은 렌즈부(244)를 구비하여 중앙에서 회전 가능하게 장착되고 측정점의 각도와 거리를 측정하는 측정부(240)와, 상기 측정부(240)의 좌우측에서 직육면체의 형태로 이루어져 상기 측정부(240)를 지지하는 측정부 프레임(245)과, 상기 측정부(240)의 상부에 위치하여 GPS 안테나(210)를 구비하고 인공위성으로부터 현재 위치값을 수신하는 GPS 수신부(212)를 포함하는 토탈 스테이션 본체(242); 상기 측정부 프레임(245)을 상부와 하부에서 받쳐주어 상기 토탈 스테이션 본체(242)가 사이에 배치되는 상부 프레임 받침대(214) 및 하부 프레임 받침대(224); 상기 하부 프레임 받침대(224)의 하부면에 형성되어 상기 하부 프레임 받침대(224)를 축 회전하는 회전부(280); 상기 회전부(280)의 하부에서 받쳐 지지하는 지지대(290); 상기 상부 프레임 받침대(214)의 일측 끝단부와 상기 하부 프레임 받침대(224)의 일측 끝단부 사이에 배치하여 상기 토탈 스테이션 본체(242)를 중앙에 두고 상기 토탈 스테이션 본체(242)의 좌우 외측에 산 모양으로 형성하며 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하고 광의 집광을 위해서 외측에 집광판, 도광판, 반사판을 일체로 형성하는 염료감응 태양전지 모듈(260)을 포함하며, 상기 위치측정기(300)은 본체부(310)와, 상기 본체부(310)의 일측에서 직각 방향으로 돌출되고 길이 방향으로 형성되며, 관 형상의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)가 다단으로 복수개 형성되고 각각의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)가 수평 방향으로 인입 및 인출되면서 길이 조정이 가능한 암(320); 상기 각각의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)의 외부 일측면에는 다른 지점의 위치측정기(300)로부터 조사되는 레이저 광을 수광하도록 형성된 수광센서(324a, 324b, 324c, 324d); 상기 암(320)의 일측 끝단에 형성되어 구동모터(332)와 연결된 회전축(334)과 힌지(336)가 형성되고, 상기 힌지(336)에 발광기(338)가 연결되며, 상기 회전축(334)을 중심으로 레이저를 조사하는 발광기(338)가 회전하도록 하는 레이저 발광부(330); 상기 지상구조물의 경계점(P)의 좌표를 측정하기 위해 구동모터(342)를 제어하여 주동롤러(344)를 회전시키고, 이에 따라 종동롤러(348)와 연동되어 회전하며 상기 종동롤러(348)의 회전 방향에 따라 와이어(346)가 권취 또는 권출되어 상기 각각의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)를 인입 및 인출하여 길이를 조절하도록 제어하며 상기 발광기(338)의 구동모터(332)를 제어하여 회전축(334)에 회전력을 가하여 다른 지점의 위치측정기(300)의 수광센서(324a, 324b, 324c, 324d)가 감지되는 방향으로 발광기(338)의 조사 위치를 조절하도록 제어하는 제어부(312)를 포함하며, 상기 토탈 스테이션(200)은 상기 위치측정기(300)로부터 상기 지상구조물의 경계점(P)의 위치와 거리, 식별코드에 대한 데이터를 수신하면 이를 기초로 상기 위치측정기(300)가 설치된 건물의 경계점(P)마다 좌표를 생성하고 상기 생성된 좌표에 GPS 좌표를 매칭시켜 지형물이미지를 생성하며 상기 생성한 지형물이미지를 기저장된 도화 이미지에 적용시켜 갱신한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 위치측정기를 건물의 외면에 설치하여 기준점이 되는 실제 지형구조물의 변화에 따른 기준점의 표시 위치를 지피에스 좌표에 근거하여 정확한 위치에 적용함으로써 측위된 자료의 신뢰성을 확보하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 토탈 스테이션 본체를 염료감응 태양전지 모듈을 이용하여 산 모양으로 감싸므로 비, 눈 등의 환경에서도 토탈 스테이션을 안전하게 보호하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 토탈 스테이션을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 토탈 스테이션을 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 토탈 스테이션을 나타낸 분리 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지 모듈의 외측에 설치되는 집광판, 도광판, 반사판을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지 모듈을 이용한 충전 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위치측정기를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 발광부를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 위치측정기를 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 지형측지시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
그리고
도 11은 GPS 좌표가 적용된 도화 이미지를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
종래의 지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템은 수치지도 제작에 기준이 되는 기준점 및 지형지물의 좌표가 정확히 설정되어 있는지 확인할 수 있도록 기준국과 촬영장치 및 영상처리센터로 구성되어 기준국으로부터 위치값을 수신받고 촬영장치에서 영상을 수시로 획득하여 영상처리센터로 전송하면 영상처리센터에서 기준점 정보를 이용하여 각각의 해당 영상 이미지를 합성 처리하게 된다.
도심지에는 수많은 무선 신호들의 간섭과 GPS 측정기와 위성 간의 통신이 원활하지 못하여 수치지도에 표시된 건물의 형상과 그 위치가 수치지도의 기준점인 GPS 좌표에 맞게 도시되지 않는 문제점이 있었다.
이하 본 발명은 위치측정기를 지상구조물의 외면에 설치하여 기준점이 되는 실제 지형구조물의 변화에 따른 기준점의 표시 위치를 지피에스 좌표에 근거하여 정확한 위치에 적용함으로써 측량하는 기준점 정보의 신뢰성을 확보한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 토탈 스테이션을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 토탈 스테이션을 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 토탈 스테이션을 나타낸 분리 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 이미지 처리 시스템은 기지국(100), 토탈 스테이션(200) 및 복수개의 위치측정기(300)를 포함한다.
기지국(100)은 인공위성(10)으로부터 위치값을 수신받아 상호 연산하여 GPS(Global Positioning System) 보정값을 출력하고, 출력된 GPS 보정값을 무선 송출한다.
토탈 스테이션(200)은 기지국(100)으로부터 GPS 보정값과 인공위성(10)으로부터 수신받은 GPS를 연산하여 측정점의 좌표를 연산 처리하고, 측정점의 각도와 거리를 측위하여 유무선 송출한다.
위치측정기(300)는 지상구조물의 접하는 외면 모서리에 흡착되어 설치되고 상기 지상구조물의 경계점(P)의 위치와 거리, 식별코드에 대한 데이터를 생성하여 상기 토탈 스테이션(200)으로 전송한다.
토탈 스테이션(200)으로부터 측위된 측정점의 각도와 거리 및 측정점의 좌표를 수신받아 항공촬영 이미지와 연결 및 합성을 통해 도화 이미지를 생성하여 지면 또는 디스플레이 상에 출력한다.
기지국(100)은 GPS 안테나(110)를 배치하여 인공위성(10)으로부터 위치값을 수신받는 GPS 수신부(120)와, GPS 수신부(120)로부터 전달받은 현재의 위치값과 저장된 절대값을 상호 연산하여 GPS 보정값을 출력하는 제어부와, DGPS(Differential GPS) 안테나(140)를 배치하여 제어부(150)로부터 GPS 보정값을 전달받아 무선 송출하는 DGPS 송신부를 포함한다.
기지국(100)은 제어부(150)를 통해 연산된 GPS 보정값(위치값)을 DGPS 송신부로 전송하고, DGPS 송신부와 연결된 DGPS 안테나(130)를 통해 토탈 스테이션(200)로 무선 송출한다.
토탈 스테이션(200)은 GPS 안테나(210), GPS 수신부(212), DGPS 안테나(220), DGPS 수신부(222), 제어부(230), 측정부(240), 데이터 송신부(250), 좌표 생성부(251), GPS 합성부(252), 수치지도 저장부(254), 도화정보 처리부(256), 염료감응 태양전지 모듈(260) 및 충전 장치(270)를 포함한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 토탈 스테이션(200)은 측정부 프레임(245)과, 측정부 프레임(245)을 상부와 하부에서 받치는 상부 프레임 받침대(214) 및 하부 프레임 받침대(224)와, 상부 프레임 받침대(214)와 하부 프레임 받침대(224) 사이에 배치되는 토탈 스테이션 본체(242)와, 하부 프레임 받침대(224)의 하부면에 형성되어 하부 프레임 받침대(224)를 축 회전하는 회전부(280)와, 회전부(280)의 하부에서 받쳐 지지하는 지지대(290)를 포함한다.
토탈 스테이션 본체(242)는 일측에 렌즈부(244)를 형성하고 측정부 프레임(245) 사이의 중앙에서 회전 가능하게 장착되어 측정점의 각도와 거리를 측정하는 측정부(240)와, 측정부(240)의 상부에 위치하여 DGPS 안테나(220)를 구비하고 기지국(100)의 DGPS 수신부(222)로부터 GPS 보정값을 수신하는 DGPS 수신부(222)와, 측정부(240)의 상부에 위치하여 GPS 안테나(210)를 구비하고 인공위성(10)으로부터 현재 위치값을 수신하는 GPS 수신부(212)와, 측정부 프레임(245)의 전면에 형성되어 위치값, 보정값, 영상 이미지, 측정점의 각도 및 거리 등을 출력하며 특정 지점의 측정점을 실측하기 위한 제어 정보, 환경 설정 정보를 입력하는 사용자 인터페이스부(246)를 포함한다.
상부 프레임 받침대(214)의 일측 끝단부와 하부 프레임 받침대(224)의 일측 끝단부 사이에는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 한 쌍의 염료감응 태양전지 모듈(260)이 형성된다.
염료감응 태양전지 모듈(260)은 토탈 스테이션 본체(242)를 중앙에 두고 토탈 스테이션 본체(242)의 좌우측에 산 모양으로 형성된다.
염료감응 태양전지 모듈(260)은 도 2 내지 도 4에 도시하지 않았지만 도 5에 도시된 바와 같이, 광의 집광을 위해서 외측에 집광판(400), 도광판(410), 반사판(420)을 일체로 형성할 수 있다.
상부 프레임 받침대(214)는 상부면에 손잡이부(248)가 형성되고 손잡이부(248) 상에 DGPS 안테나(220)를 설치한다.
충전 장치(270)는 염료감응 태양전지 모듈(260)과 측정부 프레임(245) 사이에 배치되어 염료감응 태양전지 모듈(260)로부터 획득한 전기 에너지를 저장하며 저장된 전기 에너지를 측정부(240)의 전력 공급원으로 제공한다.
제어부(230)는 DGPS 수신부(222)로부터 수신한 GPS 보정값을 이용하여 GPS 안테나(210)의 위치를 연산하고 측정부(240)로부터 측정된 측정점의 각도와 거리를 입력받아 연산 처리한다.
데이터 송신부(250)는 제어부(230)로부터 연산된 측정점의 각도와 거리 측정 및 측정점의 위치 좌표를 수신하여 유무선으로 송출한다.
제어부(230)는 회전부(280)를 제어하여 광의 이동 방향에 따라 토탈 스테이션 본체(242)를 고정하고 염료감응 태양전지 모듈(260)을 회전시킨다.
좌표 생성부(251)는 위치측정기(300)가 설치된 건물의 경계점(P)마다 좌표를 생성한다.
GPS 합성부(252)는 좌표 생성부(251)에서 생성된 좌표에 GPS 좌표를 매칭시켜 지형물이미지를 생성한다.
수치지도 저장부(254)는 도화 작업으로 완성된 도화이미지에 GPS(Global Positioning System) 정보를 합성한 수치지도가 기저장되어 있다.
도화정보 처리부(256)는 생성한 지형물이미지를 수치지도 저장부(254)에서 기저장된 도화 이미지에 적용시켜 갱신한다.
토탈 스테이션(200)의 구성을 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.
토탈 스테이션 본체(242)를 이루는 측정부 프레임(245)은 직육면체의 형태로 이루어져 중앙의 길이 방향으로 개방되고 개방된 상측면에 '
Figure 112012098814478-pat00001
' 형태의 손잡이부(248)가 형성된다. 손잡이부(248)는 상부면에 GPS 안테나(210)가 착탈 가능하게 형성된다.
GPS 안테나(210)는 GPS 수신부(212)와 연결되어 있고 인공위성(10)으로부터 현재 위치값을 수신받아 GPS 수신부(212)로 전송한다.
하부 프레임 받침대(224)는 하부면에 축 회전 가능하도록 구동 모터를 내부에 장착한 회전부(280)를 형성하고, 중앙부에 회전축(282)이 삽입되어 결합하도록 회전부 홈(226)을 형성하며, 상부면에 토탈 스테이션 본체(242)와 충전 장치(270)가 배치된다.
회전축(282)의 일단은 토탈 스테이션 본체(242)의 하부 중앙부에 삽입하여 결합하고 회전축(282)의 타단은 회전부(280)의 회전부 홈(226)에 삽입되어 결합한다.
회전부(280)는 회전시 토탈 스테이션 본체(242)를 움직이지 않고 하부 프레임 받침대(224)만을 회전하도록 구동할 수 있다.
지지대(290)는 회전부(280)의 하부면을 장착하는 지지대 헤드부(292)와, 지지대 헤드부(292)로부터 하부 방향으로 길이 방향의 4개의 지지대 다리부(294)를 포함한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지 모듈을 이용한 충전 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 염료감응 태양전지 모듈(260)을 이용한 충전 장치(270)는 염료감응 태양전지 모듈(260)을 연결하는 연결부(272), 정전압 제어부(274), 충전부(276), 배터리(278) 및 충전 제어부(279)를 포함한다.
충전 장치(270)는 염료감응 태양전지 모듈(260)에 의해 생성된 전원을 배터리(278)에 충전하고, 충전된 배터리(278)가 측정부(240)에 전원을 공급하게 된다.
염료감응 태양전지 모듈(260)은 태양광 및 실내광을 이용하여 전력을 생성하고 공급하는 부분으로서, 적어도 하나 이상의 염료감응 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell)를 연결하여 구성되고, 태양광 또는 실내광을 이용하여 전원을 생성한다.
연결부(272)는 염료감응 태양전지 모듈(260)과 2차 전지 형상의 충전회로를 연결하는 부분으로서, 염료감응 태양전지 모듈(260) 및 충전회로 사이를 연결하는 전기 배선이다.
충전회로는 정전압 제어부(274) 및 충전부(276)를 포함하며, 염료감응 태양전지 모듈(260)로부터 생성된 전원을 정전압인 충전 전압으로 변환하고, 충전 전압의 충전을 제어한다.
정전압 제어부(274)는 염료감응 태양전지 모듈(260)로부터 출력되는 전원을 정전압 제어 방식으로 제어하며, 즉, 염료감응 태양전지 모듈(260)로부터 생성된 전원을 충전 전압으로 변환시킨다.
충전부(276)는 정전압 제어부(274)에서 변환된 충전 전압을 배터리(278)에 충전한다.
배터리(278)는 재충전 가능한 충전지로서, 충전회로로부터 제공되는 충전 전압에 의해 충전된다.
충전 제어부(279)는 배터리(278)의 충전량을 체크하여 제어부(230)로 주기적으로 전송한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 위치측정기를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 발광부를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 위치측정기를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 위치측정기(300)는 본체부(310)와, 본체부(310)의 일측에서 직각 방향으로 돌출되고 길이 방향으로 형성된 암(320)을 포함한다.
암(320)은 관 형상의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)가 다단으로 복수개 형성되고 각각의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)가 수평 방향으로 인입 및 인출되면서 길이 조정이 가능하도록 연결된다.
여기서, 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)는 본체부(310) 방향에 가까울수록 점차 직경이 넓어지는 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)를 구성하여 일측 길이조정대가 타측 길이조정대의 내부로 삽입되도록 한다.
각각의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)의 외부 일측면에는 다른 지점의 위치측정기(300)로부터 조사되는 레이저 광을 수광하도록 수광센서(324a, 324b, 324c, 324d)를 형성한다.
암(320)의 일측 끝단에는 구동모터(332)와 연결된 회전축(334)과 힌지(336)가 형성되고, 힌지(336)에 발광기(338)가 연결되며, 회전축(334)을 중심으로 레이저를 조사하는 발광기(338)가 회전하도록 하는 레이저 발광부(330)를 설치한다.
암(320)의 내부에는 위치조정기(340)를 설치되고, 위치조정기(340)는 제어부(312)의 제어를 받아 동작하는 구동모터(342)와 구동모터(342)의 동력을 받아 회전하는 주동롤러(344)와, 암(320)에 연결된 와이어(346)를 권취 및 권출하면서 주동롤러(344)와 맞물려 연동하고 일방향으로 탄발해 회전하도록 태엽스프링(347)에 의해 지지되는 종동롤러(348)로 구성된다.
제어부(312)는 좌표의 관측을 위해 위치조정기(340)의 동작을 제어한다. 위치조정기(340)의 구동모터(342)는 제어부(312)의 제어 신호를 수신하면 주동롤러(344)를 회전시킨다.
종동롤러(348)는 주동롤러(344)의 회전시 연동되어 회전하게 된다.
주동롤러(344)는 종동롤러(348)와 맞물리고 종동롤러(348)의 연동이 마찰력을 매개로 이루어진다. 종동롤러(348)는 와이어(346)를 권취하는 방향으로 탄발하는 태엽스프링에 지지된다.
종동롤러(348)는 와이어(346)가 권취되어 있기 때문에 종동롤러(348)의 회전 방향에 따라 와이어(346)가 권취 또는 권출되며 이를 통해 암(320)의 인출 길이가 조절될 수 있다.
제어부(312)는 각각의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)를 인입 및 인출하여 암(320)의 길이를 조절하도록 제어하고 발광기(338)의 구동모터(332)를 제어하여 회전축(334)에 회전력을 가하여 다른 지점의 위치측정기(300)의 수광센서(324a, 324b, 324c, 324d)가 감지되는 방향으로 발광기(338)의 조사 위치를 조절하도록 제어한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 지형측지시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
작업자는 특정 지점의 좌표를 관측하기 위해 제1 위치측정기(300a)와 제2 위치측정기(300b)를 건물의 모서리 부분에 설치한다. 여기서, 제1 위치측정기(300a)와 제2 위치측정기(300b)는 구성요소가 같은 동일한 장치를 의미하며 서로 다른 지점에 설치되고, 제1 위치측정기(300a)에서 레이저를 발광하면 제2 위치측정기(300b)에서 레이저 광을 수광하게 되며 그 반대도 가능하다.
레이저를 발광하는 제1 위치측정기(300a)와 레이저 광을 수신하는 제2 위치측정기(300b)는 건물의 형태나 주변 환경이 레이저의 송수신에 방해되는 경우, 레이저의 송수신에 방해되지 않도록 암(320)을 인출한다.
제1 위치측정기(300a)와 제2 위치측정기(300b)의 각각의 제어부(312)는 위치조정기(340)의 구동모터(342)로 제어 신호를 전송하게 되어 주동롤러(344)를 회전하도록 제어한다.
종동롤러(348)는 주동롤러(344)의 회전시 연동되어 회전하고 종동롤러(348)의 회전 방향에 따라 와이어(346)가 권취 또는 권출하여 암(320)의 인출 길이를 조절한다.
암(320)의 인출 길이가 조절되면, 제1 위치측정기(300a)의 제어부(312)는 암(320)의 일측 끝단에 설치된 레이저 발광부(330)의 구동모터(332)를 구동하고 회전축을 중심으로 발광기(338)를 회전하여 제2 위치측정기(300b)의 수광센서(324a, 324b, 324c, 324d)로 레이저 광을 조사하도록 제어한다.
따라서, 제1 위치측정기(300a)와 제2 위치측정기(300b) 사이에 장애물 또는 주변 환경에 방해받지 않고 위치 측정이 가능한 효과가 있다.
제1 위치측정기(300a)와 제2 위치측정기(300b)는 위치와 거리, 식별코드에 대한 데이터를 토탈 스테이션(200)으로 데이터 통신부(350)를 통해 전송한다.
토탈 스테이션(200)의 좌표 생성부(251)는 제1 위치측정기(300a)와 제2 위치측정기(300b)로부터 위치와 거리, 식별코드에 대한 데이터를 수신하면, 이를 기초로 제1 위치측정기(300a)와 제2 위치측정기(300b)가 설치된 건물의 경계점(P)마다 좌표를 생성한다.
토탈 스테이션(200)의 GPS 합성부(252)는 도 11에 도시된 바와 같이, 생성된 좌표에 GPS 좌표를 매칭시켜 지형물이미지를 생성한다.
토탈 스테이션(200)의 도화정보 처리부(256)는 생성한 지형물이미지를 기저장된 도화 이미지에 적용시켜 갱신한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 기지국 110, 210: GPS 안테나
120, 212: GPS 수신부 130, 220: DGPS 안테나
140, 222: DGPS 수신부 150, 230: 제어부
200: 토탈 스테이션 214: 상부 프레임 받침대
224: 하부 프레임 받침대 226: 회전부 홈
240: 측정부 242: 토탈 스테이션 본체
244: 렌즈부 245: 측정부 프레임
246: 사용자 인터페이스부 248: 손잡이부
250: 데이터 송신부 252: GPS 합성부
254: 수치지도저장부 256: 도화정보 처리부
260: 염료감응 태양전지 모듈 270: 충전 장치
272: 연결부 274: 정전압 제어부
276: 충전부 278: 배터리
279: 충전 제어부 280: 회전부
282: 회전축 290: 지지대
292: 지지대 헤드부 294: 지지대 다리부
300: 위치측정기 310: 본체부
312: 제어부 320: 암
322a, 322b, 322c, 322d: 길이조정대
324a, 324b, 324c, 324d: 수광센서
330: 레이저 발광부 332: 구동모터
334: 회전축 336: 힌지
338: 발광기 340: 위치조정기
342: 구동모터 344: 주동롤러
346: 와이어 348: 종동롤러
350: 데이터 통신부

Claims (1)

  1. 인공위성(10)으로부터 GPS에 의한 위치값을 수신받고 저장된 값과 상호 연산하여 GPS(Global Positioning System) 보정값을 출력하며 출력된 GPS 보정값을 무선 송출하는 기지국(100);
    상기 기지국(100)으로부터 수신받은 GPS 보정값과 인공위성(10)으로부터 수신받은 GPS 신호를 연산한 측정점의 좌표값, 측위된 이전 측정점과의 각도와 거리 값을 유무선 송출하는 토탈 스테이션(200); 및
    지상구조물의 일측 외면 모서리에 각각 흡착되어 설치되고 상기 지상구조물의 경계점(P) 사이의 거리와 위치, 식별코드에 의한 데이터를 생성하여 상기 토탈 스테이션(200)으로 전송하는 2 개 이상 복수 개의 위치측정기(300); 를 포함하며,
    상기 토탈 스테이션(200)은
    렌즈부(244)를 구비하여 중앙에서 회전 가능하게 장착되고 측정점의 각도와 거리를 측정하는 측정부(240)와, 상기 측정부(240)의 좌우측에서 직육면체의 형태로 이루어져 상기 측정부(240)를 지지하는 측정부 프레임(245)과, 상기 측정부(240)의 상부에 위치하여 GPS 안테나(210)를 구비하고 인공위성으로부터 현재 위치값을 수신하는 GPS 수신부(212)를 포함하는 토탈 스테이션 본체(242); 상기 측정부 프레임(245)을 상부와 하부에서 받쳐주어 상기 토탈 스테이션 본체(242)가 사이에 배치되는 상부 프레임 받침대(214) 및 하부 프레임 받침대(224); 상기 하부 프레임 받침대(224)의 하부면에 형성되어 상기 하부 프레임 받침대(224)를 축 회전하는 회전부(280); 상기 회전부(280)의 하부에서 받쳐 지지하는 지지대(290); 상기 상부 프레임 받침대(214)의 일측 끝단부와 상기 하부 프레임 받침대(224)의 일측 끝단부 사이에 배치하여 상기 토탈 스테이션 본체(242)를 중앙에 두고 상기 토탈 스테이션 본체(242)의 좌우 외측에 산 모양으로 형성하며 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하고 광의 집광을 위해서 외측에 집광판, 도광판, 반사판을 일체로 형성하는 염료감응 태양전지 모듈(260)을 포함하며,
    상기 위치측정기(300)은
    본체부(310)와, 상기 본체부(310)의 일측에서 직각 방향으로 돌출되고 길이 방향으로 형성되며, 관 형상의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)가 다단으로 복수개 형성되고 각각의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)가 수평 방향으로 인입 및 인출되면서 길이 조정이 가능한 암(320); 상기 각각의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)의 외부 일측면에는 다른 지점의 위치측정기(300)로부터 조사되는 레이저 광을 수광하도록 형성된 수광센서(324a, 324b, 324c, 324d); 상기 암(320)의 일측 끝단에 형성되어 구동모터(332)와 연결된 회전축(334)과 힌지(336)가 형성되고, 상기 힌지(336)에 발광기(338)가 연결되며, 상기 회전축(334)을 중심으로 레이저를 조사하는 발광기(338)가 회전하도록 하는 레이저 발광부(330); 상기 지상구조물의 경계점(P)의 좌표를 측정하기 위해 구동모터(342)를 제어하여 주동롤러(344)를 회전시키고, 이에 따라 종동롤러(348)와 연동되어 회전하며 상기 종동롤러(348)의 회전 방향에 따라 와이어(346)가 권취 또는 권출되어 상기 각각의 길이조정대(322a, 322b, 322c, 322d)를 인입 및 인출하여 길이를 조절하도록 제어하며 상기 발광기(338)의 구동모터(332)를 제어하여 회전축(334)에 회전력을 가하여 다른 지점의 위치측정기(300)의 수광센서(324a, 324b, 324c, 324d)가 감지되는 방향으로 발광기(338)의 조사 위치를 조절하도록 제어하는 제어부(312)를 포함하며,
    상기 토탈 스테이션(200)은 상기 위치측정기(300)로부터 상기 지상구조물의 경계점(P)의 위치와 거리, 식별코드에 대한 데이터를 수신하면 이를 기초로 상기 위치측정기(300)가 설치된 건물의 경계점(P)마다 좌표를 생성하고 상기 생성된 좌표에 GPS 좌표를 매칭시켜 지형물이미지를 생성하며 상기 생성한 지형물이미지를 기저장된 도화 이미지에 적용시켜 갱신하는 지피에스 확인을 통한 기준점별 지리정보와 지형지물을 관측하여 확인하는 지형측지시스템.
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