KR101946309B1 - GPS satellite with accuracy receiving survey plan system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지피에스(GPS) 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 동일시간 대에 다수의 지피에스(GPS) 수신기가 다수의 지피에스 인공위성으로부터 지피에스 신호를 적정수신시간(최소수신시간) 동안 각각 수신하고 동일하게 각각 수신된 결과를 통합 처리하여 각 지피에스수신기가 위치한 기준지점(기준점)과 이동지점(이동점) 사이의 상대거리를 정밀하게 연산하는 정적측위 방식 시스템의 정밀도 향상을 위하여 각 지피에스수신기가 지형이 열악한 주변환경 조건에서도 지피에스 위성신호를 정확하게 수신하여 측지측량에 소요되는 시간을 줄이고 측지측량 결과에 의한 데이터의 정밀도와 신뢰도를 높이는 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
GPS 위성 궤도 데이터 수신에 의한 정밀 측지측량 기술분야에서, 서로 다른 두 지점에 위치한 GPS 데이터 수신기를 이용하여, 동일 시간대에 동일한 GPS 위성들이 전송한 전파를 수신하여 함께 처리할 경우, 수 mm 오차범위 내에서 두 수신지점 사이의 매우 정밀한 상대 거리를 계산할 수 있다. In the field of precision geodetic surveying technology by receiving GPS satellite orbital data, when receiving and processing together the radio waves transmitted by the same GPS satellites at the same time using two different GPS data receivers, A very precise relative distance between two receiving points can be calculated.
이러한 위치측정방법을 GPS를 이용한 정적측위 방법이라 하는데, GPS를 이용한 정적측위 결과가 신뢰성을 지니기 위해서는, 동일시간대에 일정 숫자 이상의 GPS 위성으로부터 일정 시간 이상 동안 전파를 수신해야 한다는 조건을 만족시켜야 한다. This method of positioning is a static positioning method using GPS. In order for the static positioning result using GPS to be reliable, it is necessary to satisfy the condition that a radio wave should be received for a predetermined time or longer from a certain number of GPS satellites or more at the same time.
GPS 위성 시스템은 지상 약 20,000 Km 상공의 6개 궤도를 약 12시간 간격으로 회전하는 최소 24개 이상의 인공위성으로 이루어지며 지구 상 언제 어디에서 누구나 즉시 수신할 수 있는 측위 시스템 구성이다. The GPS satellite system consists of at least 24 satellites that rotate six orbits of approximately 20,000 km above the ground at intervals of about 12 hours, and is a positioning system configuration that can be instantly received by anybody anywhere on earth.
상기 조건을 만족시키면서, 현장관측을 수행하기 위해서 운영 주체가 GPS 위성의 이동정보를 미리 예측하여 배포하는 정보를 받아서 특정 지점에서의 전파 수신상황을 예측할 수 있도록 해주는 GPS 측량 계획 시스템이 사용되어왔다. A GPS surveying system has been used which satisfies the above conditions and allows the operating entity to predict information about the movement of GPS satellites in advance and distribute the information in order to predict the radio wave reception situation at a specific point.
종래 GPS를 이용한 기준점 측량 작업은 현장 측량비 소요가 크고, 데이터를 수신하는 동안 측위 환경에 대한 양호한 평가가 어려워 정확도를 신뢰할 만큼의 충분한 데이터 수신 시간을 확보하지 못하거나, 정확성 확보를 위하여 과도한 시간이 필요하였었다. Conventionally, the reference point surveying work using GPS has a problem in that it takes a lot of field surveying cost, and it is difficult to evaluate the positioning environment well while receiving data, so that it does not secure enough data reception time to assure the accuracy, .
위성 측위 정보 수집에 관련된 일 실시 예에 의한 종래 기술의 특허로는 '위성측위 환경정보 수집용 장치'(대한민국 특허 등록번호 제10-0456041호, 2004.10.28. 등록)가 있다. The patent of the prior art according to one embodiment related to the collection of the satellite positioning information includes a device for collecting satellite positioning environment information (Korean Patent Registration No. 10-0456041, registered on October 28, 2004).
그러나 상기 종래기술의 일 실시 예에 의한 특허는 카메라의 어안렌즈를 통해 하나의 이미지 데이터에 종합적으로 수신환경 정보데이터를 표시할 수 있으나, 지형지물의 장애물에 의한 전파 수신환경 저해 요인을 분석하기 어려운 문제점을 갖고 있다. However, the patent according to the embodiment of the related art can display reception environment information data collectively on one image data through the fisheye lens of the camera, but it is difficult to analyze the factors impeding the reception environment of the airwaves due to the obstacle of the feature Lt; / RTI >
이러한 문제를 일부 개선한 종래기술에 의한 특허에는 ‘GPS 위성 측량계획 시스템’(대한민국 특허 등록번호 제10-0597857호, 2006.06.30.등록)이 있다. A patent on the prior art that partially solves this problem includes a 'GPS satellite surveying system' (Korean Patent Registration No. 10-0597857, Jun. 30, 2006).
그러나 상기 개선된 종래기술은 지피에스 인공위성의 신호를 수신하는 수신기가 주변환경에 영향을 심하게 받으므로 측량에 시간이 많이 소요되고, 숙련된 작업자를 필요로 하므로 신뢰성과 정확성이 낮아지는 문제가 여전하게 남아 있다. However, the above-mentioned improved prior art technique has a problem in that reliability and accuracy are lowered because a receiver for receiving a signal of a GPS satellite is heavily influenced by the surrounding environment and therefore requires a long time for surveying and requires a skilled worker have.
상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명은 3 차원 지리 정보데이터와 궤도상을 회전하는 GPS 위성 데이터(정보)를 이용하여 매우 정확한 GPS 수신환경을 예측하고, 수신된 궤도상의 GPS 위성 데이터를 처리하여 위치정보에 대한 측지측량의 정확도를 확보하며, 시간 낭비가 없는 효율적인 현장 데이터 처리가 가능한 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템을 제공하는 것이 그 목적이다. In order to solve the problems and necessities of the related art as described above, the present invention predicts a very accurate GPS reception environment using three-dimensional geographical information data and GPS satellite data (information) rotating on an orbit, And it is an object of the present invention to provide a geodetic survey planning system by precise reception of GPS satellite signals capable of processing the GPS satellite data on the GPS satellites, securing the accuracy of the geodetic survey with respect to the location information,
또한, 본 발명은 3 차원 지리 정보데이터와 위성 궤도 데이터(지피에스 신호)를 이용하고, 두 지점에서 동시 수신 가능한 위성 숫자의 정밀한 분석 기능을 추가하여 보다 완전한 현장분석 작업을 수행할 수 있는 GPS 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템을 제공하는 것이 그 목적이다. In addition, the present invention provides a GPS satellite signal (GPS satellite signal) capable of performing more complete field analysis work by adding a precise analysis function of satellite numbers simultaneously receiving at two points using three-dimensional geographical information data and satellite orbit data It is an object to provide a geodetic survey planning system by precision reception.
한편, 본 발명은 측지측량을 위하여 지피에스수신기가 설치되는 각 현장의 지형적 주변환경에 영향을 받지 않고 항상 소정 시간 동안 필요한 숫자의 지피에스 인공위성 신호를 최적 상태로 수신할 수 있는 자세로 자동 구동되며 측지측량에 소요되는 시간을 줄이는 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템을 제공하는 것이 그 목적이다. In the meantime, the present invention is automatically driven to a posture in which the required number of GS satellite signals can be received optimally for a predetermined time without being affected by the geographical surrounding environment of each site where the GPS receiver is installed for the geodetic survey, The present invention provides a geodetic surveying planning system using GPS satellite signal precise reception that reduces the time required for a geodetic surveying system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템은 동일시간 대에 다수의 지피에스 위성으로부터 수신하는 위성 신호의 적정 수신 시간을 계산하며, 측량의 기준이 되는 기준 GPS 수신기 및 대상지점을 이동하면서 관측하는 이동 GPS 수신기를 이용하여 GPS 위성으로부터 위성신호를 수신하는 수신부; 지형의 기복, 주요 건물과 시설물들의 기복 및 3차원 공간상에서의 위치를 수치화한 3차원 지리정보데이터와 GPS 위성의 위치변화를 추적하는데 이용되는 GPS 위성 궤도 데이터를 이용하여 동시관측이 가능한 위성 자료를 분석하는 제어부; 및 GPS 기준점, 대상지점 및 기준 GPS 수신기를 설치할 수 있는 국가 기준점 또는 도시기준점 정보를 입력하고, 상기 제어부에서 계산한 각 대상지점의 안정적인 데이터 수신 정보를 출력할 수 있는 입·출력부를 포함하고, 상기 제어부는 Almanac 데이터를 통해 지구중심 기준좌표계에 준거한 좌표로 변환하는 좌표변환 모듈을 더 포함하고, 기준점과 관측 대상 미지점 사이의 정확한 상대거리를 측정하기 위해 세워진 서로 다른 두 지점의 수신기에서 동일 시간대에 4대 이상의 동일한 위성들에서 발신한 전파를 소정 시간 이상 수신해야하는 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템에 있어서, 상기 기준 GPS 수신기와 이동 GPS 수신기는 원통형상을 하며 무게 중심이 아래 부분에 형성되고 비어 있는 원통부의 내부에 지피에스회로부를 구비하며, 상기 원통부의 상측 평면에 지피에스 안테나를 설치한 회로상자부; 상기 회로상자부의 상부 측면 일부에 회동 설치되어 경사지에서 상기 회로상자부의 수평을 유지시키는 수평유지부; 를 포함하며, 상기 수평유지부는 상기 원통부의 상부 측면 양쪽에 일직선상으로 일치되게 돌출 설치되며 상기 회로상자부를 한쪽 방향으로 180도 범위에서 회동시키는 제 1 회동축; 상기 제 1 회동축이 회동상태로 삽입되는 제 1 회동홀을 일직선상으로 일치되게 형성하고 상기 원통부의 외부 지름 보다 큰 내부 지름을 형성하며 원형 테 형상을 하는 회동테; 상기 회동테의 외주면에 상기 제 1 회동홀이 형성하는 일직선과 수평으로 직각되는 일직선상에서 양쪽 방향으로 각각 돌출 설치된 제 2 회동축; 상기 제 2 회동축을 회동상태로 삽입시키는 제 2 회동홀; 상기 원통부의 길이보다 더 긴 높이에 상기 제 2 회동홀을 형성한 받침부; 및 상기 받침부를 고정 설치하며 전체적으로 사각 형상을 하는 프레임부; 을 포함하여 이루어질 수 있다.In order to achieve the above object, the geodetic survey planning system using the GPS satellite signal precision reception system according to the present invention calculates an appropriate reception time of a satellite signal received from a plurality of GPS satellites at the same time, And a mobile GPS receiver observing the target point while moving the target point; 3D satellite data that can be simultaneously observed using GPS satellite orbital data used to track the change of position of GPS satellites and three-dimensional geographic information data that quantify the uplift of the terrain, undulations of main buildings and facilities, A control unit for analyzing; And an input / output unit for inputting a national reference point or city reference point information on which a GPS reference point, a target point and a reference GPS receiver can be installed, and outputting stable data reception information of each target point calculated by the control unit, The control unit further includes a coordinate transformation module for transforming the coordinates based on the Almanac data into the coordinates based on the earth center reference coordinate system. In the receiver for two different points set up for measuring the accurate relative distance between the reference point and the observation target unknown point, In which the reference GPS receiver and the mobile GPS receiver are cylindrical in shape, and the center of gravity is located at a lower portion of the center of gravity And a ground circuit portion is provided inside the hollow cylindrical portion formed It said, the circuit box unit installed jipieseu antenna on the upper side plane of the cylindrical portion; A horizontal holding part pivotally installed on a part of an upper side surface of the circuit box part to maintain the horizontal position of the circuit box part at a slope; Wherein the horizontal holding part is provided with a first pivotal shaft projecting in a straight line on both sides of the upper side of the cylindrical part and rotating the circuit box part in a range of 180 degrees in one direction; A rotating tether having a first rotating hole in which the first rotating shaft is inserted in a rotating state and formed in a straight line and having an inner diameter larger than an outer diameter of the cylindrical portion and having a circular tapered shape; A second pivot shaft protruding from the outer peripheral surface of the rotating frame in both directions on a straight line perpendicular to the straight line formed by the first rotating hole; A second rotating hole for inserting the second rotating shaft in a rotating state; A support portion formed with the second rotation hole at a height longer than the length of the cylindrical portion; And a frame part fixedly installed with the receiving part and having a rectangular shape as a whole; . ≪ / RTI >
상기와 같은 구성의 본 발명은 3차원 지리정보 데이터와 궤도상의 위성 데이터(지피에스 신호)를 이용하고, 두 지점에서 각각 소정 시간 동안 동시 수신 가능한 위성 숫자의 정밀한 분석 기능 등을 추가하여 보다 완전한 현장관측 작업을 수행하는 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템을 제공하는 장점이 있다. The present invention having the above-described configuration adds a precise analysis function of satellite numbers capable of simultaneously receiving three-dimensional geographical information data and satellite data on a trajectory (a GPS signal) There is an advantage of providing a geodetic survey planning system by the precision reception of the GPS satellite signal performing the work.
한편, 본 발명의 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템은 높은 정확도의 GPS 상대측위를 수행하기 위해서 사용자가 입력한 관측 시작 시간으로부터 가정 적합한 데이터 관측 시간(최소관측시간)이 얼마인지에 대한 정보를 얻을 수 있으며, 각 기준점(기준점 및 이동점)에서 계산된 최소관측시간을 현장 업무에 적용하여 측지측량 작업의 정확도를 향상시키고, 불필요한 관측 시간을 줄임으로써 전반적인 작업 효과가 향상되며, GPS 수신환경의 매우 정확한 예측을 통하여 정확도 확보에 꼭 필요한 시간 동안만 GPS 위성 데이터를 수신하고 데이터 처리하여 측지측량 결과의 정확도를 확보하므로 시간 낭비 없는 효율적인 현장 데이터 처리가 가능한 장점이 있다. Meanwhile, the geodetic survey planning system using the geophysical satellite signal precise reception of the present invention can estimate the geographical location of the GPS satellite relative to the GPS satellite, Information can be obtained and the minimum observation time calculated at each reference point (reference point and moving point) is applied to the field work to improve the accuracy of the geodetic surveying work and to reduce the unnecessary observation time, It is possible to efficiently process the on-site data without waste of time, since the accuracy of the geodetic survey result is secured by receiving GPS data and processing the data only for the time required for securing the accuracy through highly accurate prediction of the environment.
또한, 본 발명은 지피에스수신기가 설치되어 측지측량되는 각 현장의 지형에 의한 주변환경에 영향을 받지 않고 항상 소정 시간 동안 필요한 숫자의 지피에스 인공위성 신호를 최적 상태로 수신하므로 분석 처리되는 데이터의 신뢰성과 정밀성을 높이고 측지측량에 소요되는 시간을 줄이는 장점이 있다. Also, since the present invention receives the required number of SAR satellite signals in an optimum state for a predetermined time without being affected by the surrounding environment due to the terrain of each site where the GPS receiver is installed, And the time required for geodetic surveying is reduced.
도 1 은 본 발명의 일 실시 예로 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템을 구성하는 지피에스 수신기의 분해 사시도,
도 2 는 본 발명의 일 실시 예로 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템을 구성하는 지피에스 수신기의 동작 설명을 위한 사시도,
도 3 은 3 차원 지리정보와 GPS 위성 운행 예상정보 데이터를 이용한 GPS 데이터 수신환경의 예측 도시도,
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템의 구성 요소 블록도시도,
도 5 는 위성전파수신 지연 분석을 위한 최소한의 3차원 지리 정보 모델의 일 실시 예 도시도,
도 6 은 지피에스 알마낙(GPS Almanac) 데이터의 형식 도시도,
도 7 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템의 신호흐름 도시도,
도 8 은 기준 GPS 수신기가 위치한 지점과 이동 GPS 수신기가 위치한 지점에서의 GPS 위성 전파 수신 현황을 예측한 위성 데이터 분석의 도시도,
그리고,
도 9 는본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 GPS 위성을 이용한 기준점 측량 작업 설계 결과 도시도 이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exploded perspective view of a GPS receiver constituting a geodesic survey planning system by precise reception of GPS signals,
FIG. 2 is a perspective view for explaining an operation of a GPS receiver constituting a geodesic survey planning system by precise reception of GPS signals, according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a predictive diagram of a GPS data reception environment using three-dimensional geographical information and GPS satellite operation forecast information data,
4 is a structural block diagram of a geodesic survey planning system by precision reception of GPS signals in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a minimum three-dimensional geographical information model for satellite reception delay analysis,
Fig. 6 is a format diagram of the GPS Almanac data; Fig.
7 is a signal flow chart of a geodesic survey planning system by precision reception of geophysical satellite signals according to an embodiment of the present invention,
FIG. 8 is a diagram showing a satellite data analysis in which a GPS satellite radio wave reception state is predicted at a point where a reference GPS receiver is located and a mobile GPS receiver is located;
And,
FIG. 9 is a diagram illustrating a result of designing a reference point surveying operation using a GPS satellite according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 도면 도시와 상세한 설명을 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown.
본 발명은 특허 선행기술 문헌인 대한민국 특허 등록번호 제10-0597857호(2006.06.30. 등록) ‘GPS 위성 측량계획 시스템’을 이용하고, 선행기술에서 지피에스 수신기가 설치되는 주변환경의 지형적 문제에 의하여 지피에스(GPS) 인공위성 신호를 정확하게 수신하지 못하는 문제를 일부 해결하므로 시스템의 신뢰도와 정확도를 개선하였다. The present invention utilizes the GPS satellite surveying planning system of Korean Patent Registration No. 10-0597857 (registered on June 30, 2006), which is a patent prior art document, and by the topographical problem of the surrounding environment in which the GPS receiver is installed in the prior art It solves some of the problems of not receiving GPS satellite signals correctly, thus improving system reliability and accuracy.
그러므로 이하의 설명은 특허 선행기술 문헌인 특허 등록번호 제10-0597857호(2006.06.30. 등록) ‘GPS 위성 측량계획 시스템’에 기재된 내용을 그대로 인용하고 후반부에서 지피에스 수신기가 설치되는 주변환경의 지형적 문제를 극복하여 일정 숫자 이상의 지피에스(GPS) 인공위성 신호를 동일한 시간대에 소정 시간 동안 정확하게 수신하는 구성을 상세히 더 설명하기로 한다. Therefore, the following description refers to the contents described in the patent registration No. 10-0597857 (registered on Jun. 30, 2006) 'GPS satellite surveying system' as patent prior art document, and in the latter part, the topographical The configuration for overcoming a problem and correctly receiving GPS satellite satellite signals of a certain number or more over the same time period for a predetermined time will be described in detail.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 3 은 3차원 지리 정보와 GPS 위성 운행 예상정보 데이터를 이용한 GPS 데이터 수신환경의 예측을 도시한 것이고, 도 4 는 본 발명의 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템의 구성 요소를 기능블록으로 도시한 것이다. FIG. 3 shows a prediction of a GPS data reception environment using three-dimensional geographical information and GPS satellite operation forecast information data. FIG. 4 is a block diagram showing the components of a geodesic survey planning system by precision reception of GPS signals of the present invention, Respectively.
도 3 과 도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명은 GPS 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템에 관한 것으로 지형, GPS 위성의 위치, GPS 수신기의 위치와 건물과 같은 주요 전파 방해 지형지물의 위치를 고려하여 GPS 데이터의 수신환경을 예측하는 것이다. As shown in FIGS. 3 and 4, the present invention relates to a geodetic surveying system by precise reception of GPS satellite signals, and more particularly, to a geodetic surveying system using GPS satellite signal precise reception, in which the location of major radio disturbing features such as terrain, GPS satellite position, To estimate the reception environment of the GPS data.
또한, GPS 정적측위 환경 예측용 시스템을 구성하기 위해서는 기준점과 측정대상지점(이동점) 사이의 정확한 상대거리를 측정하기 위해 세워진 두 지점의 지피에스수신기에서 반드시 일정 시간(최소관측시간) 이상 동안 일정 수 이상의 지피에스 인공위성에서 발신한 전파(지피에스 신호)를 수신해야 한다. 측량의 기준이 되는 기준(기준점) GPS 수신기의 측위 환경과 위치결정 대상 측점들을 이동하면서 관측하는 이동(이동점) GPS 수신기의 측위 환경을 현장 측량 전에 미리 계산한 다음, 동일시간대에 동일한 기능과 구성을하면서 지구 궤도 상에 위치한 다수인 지피에스 인공위성으로부터 전파를 수신하여 측량작업을 계획하도록 하는 지피에스(GPS) 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템에 관한 것이다. In order to construct a system for predicting the GPS static positioning environment, it is necessary to set a fixed number of times for a predetermined time (minimum observation time) at the two-point GPS receiver installed to measure the precise relative distance between the reference point and the measurement target point (Ground signal) transmitted from the above-mentioned GPS satellite must be received. (Reference point) The GPS receiver's positioning environment and the location of the GPS receiver to be measured while moving the point of interest The location environment of the GPS receiver is calculated in advance before the field survey, and the same function and configuration And more particularly, to a geodetic survey planning system by GPS satellite signal precision reception that receives radio waves from a plurality of GPS satellite satellites located on the earth orbit to plan a surveying operation.
도 5 는 위성전파수신 지연 분석을 위한 최소한의 3차원 지리 정보 모델의 예를 도시한 것으로, 지형지물의 차폐에 의한 전파 수신환경 저해 요인을 분석하기 위해서는 지형의 기복과 주요 건물과 시설물들의 기복 및 3차원 공간상에서의 위치를 수치화 해 놓은 데이터인 3차원 지형 지리정보 데이터와 3차원 건물 지리정보 데이터가 필요하다. FIG. 5 shows an example of a minimum three-dimensional geographical information model for analyzing satellite radio reception delay. In order to analyze the factors impeding the reception of radio waves due to the shading of the terrain, the terrain relief, undulations of main buildings and facilities, Dimensional geographical information data and three-dimensional building geographical information data, which are data obtained by digitizing the position in the dimensional space, are required.
이러한 데이터들은 측지측량 대상지역의 수치지형도를 제작할 때에 중간 산출물로 제작된 벡터 데이터 형태의 3차원 맵핑 데이터나, 3차원 등고선 데이터, 혹은 항공 레이저 측량 데이터를 이용할 수 있다. These data can be used as three-dimensional mapping data in the form of vector data, 3D contour data, or airborne laser survey data, which are produced as an intermediate product when producing the digital topographic map of the geodetic survey area.
3차원 지리정보데이터의 제작 과정은 본 발명에서는 다루지 않으며, 어떠한 형태이던지 간에 지형의 기복을 수치화한 형태의 지리정보 시스템 데이터가 지형지물의 기복으로 인한 전파수신 방해 환경을 계산하기 위해 사용된다는 점만을 고려한다. The process of producing 3D geographic information data is not described in the present invention, and only consideration is given to the fact that the geographic information system data in which the undulation of the terrain is digitized, regardless of the form, is used to calculate the interference environment caused by the undulation of the feature do.
상기 3차원 지리정보 데이터는 모든 데이터를 신규로 구축할 경우 많은 비용이 소요되기 때문에 본 시스템에 적용한다는 것이 비효과적이라고 판단되기 쉬우나, 본 발명의 본격적인 활용예상 시기는 현재 국가적으로 활발하게 진행되고 있는 3차원 지리정보시스템의 구축 및 정비가 완료되는 시기이다. Since the 3D geographical information data is expensive to construct all the data newly, it is easy to judge that it is ineffective to apply the 3D geographical information data to the present system. However, the full utilization period of the present invention is currently being actively performed nationwide It is the time when construction and maintenance of 3D geographic information system is completed.
따라서 국가 차원에서의 3차원 지리정보 시스템 구축이 완료된 이후, 구축된 데이터의 일부를 활용하거나, 자동화된 데이터 처리 방식을 이용하여 기 구축데이터로부터 전파방해환경 분석에 필요한 최소한의 데이터를 추출하여 3차원 지리정보데이터 구축을 통하여 활용하는 방안을 사용한다. Therefore, after the construction of the 3D geographic information system at the national level is completed, a minimum amount of data necessary for the analysis of the radio interference environment is extracted from the preliminary data using the part of the constructed data or the automated data processing method, We use the method to utilize through building geographic information data.
3 차원 지리정보는 건물과 주요 시설물, 지형 데이터로 구성되며, 각각의 사양을 정리하면 <표 1>과 같다. Three-dimensional geographical information consists of buildings, main facilities, and terrain data. Table 1 shows the specifications of each.
전파수신 저해환경 시뮬레이션을 위한 3차원 지리정보의 구성Construction of three-dimensional geographical information for environmental simulation of radio interference inhibition
이러한 3차원 수치데이터의 경우 기존의 국가수치지형도 제작의 중간 산출물인 3차원 지도데이터를 주로 활용하여 제작하며, 항공레이저측량데이터나 입체항공사진데이터가 있을 경우 이를 활용하여 구축한다. In the case of 3D numerical data, 3D map data, which is an intermediate product of existing national digital topographic map production, is mainly used. Airborne laser survey data and stereoscopic aerial photograph data are used when they are used.
도 6 은 GPS Almanac 데이터의 형식를 도시한 것으로, GPS 위성의 운영 주체가 배포하고 있는 Almanac 데이터를 이용하여 GPS 위성의 궤도를 모델링하고, 시간의 변화에 따른 GPS 위성의 위치변화를 추적한다. FIG. 6 illustrates the format of the GPS Almanac data, which models the orbit of the GPS satellite using Almanac data distributed by the operating entity of the GPS satellite and tracks the change of the position of the GPS satellite according to the change of time.
상기 위성 궤도의 고유한 좌표계 수치로 제시되는 값들을 이용하여 위성궤도를 모델링 한 후 궤도상 위성의 위치를 지구중심 기준좌표계에 준거한 좌표로 변환하여, 위성전파 수신환경의 계산시 이를 활용한다. The satellite orbit is modeled using the values of the satellite coordinate system, and then the position of the satellite in orbit is converted into the coordinates based on the earth-centered reference coordinate system.
상기 Almanac 데이터를 이용하여 위성의 위치를 계산하는 절차는 하기와 같다. 먼저, 평균이상값(M)과 이심율(e)을 이용하여 하기 수학식 1에 의해 편심이상값(E(t))을 계산한다. The procedure for calculating the position of the satellite using the Almanac data is as follows. First, the eccentricity value E (t) is calculated by using the average abnormal value M and the eccentricity e using the following equation (1).
[수학식 1] [Equation 1]
여기서, 시간(t)의 값은 입력된 역법데이터의 생성시간과 관측시간을 비교하여 계산한다. 다음으로는 상기 계산된 평심이상값을 이용하여 하기 수학식 2에 의해 위성 궤도상의 위치벡터(r)와 시간에 따른 변동벡터( )를 결정한다. Here, the value of the time (t) is calculated by comparing the generation time of the input inversion data with the observation time. Next, the position vector (r) on the satellite orbit and the variation vector (time ).
[수학식 2] &Quot; (2) "
여기서, 이다.here, to be.
상기 결정된 위성 궤도상의 위치벡터를 하기 수학식 3에 의해 지구 중심의 천구기준 좌표계의 좌표로 변환(R)한 후, 상기 천구기준 좌표계의 좌표를 그리니치자오선과 춘분점을 통과하는 자오선 사이의 각을 적용하여 지구기준 좌표계의 좌표 (R′)로 변환한다.(R) the coordinate vector of the celestial reference coordinate system to the coordinate of the celestial reference coordinate system by the following equation (3), and then applies the angle between the Greenwich meridian and the meridian passing through the vernal equinox (R ') of the earth reference coordinate system.
[수학식 3] &Quot; (3) "
여기서, R3 {Θ }는 그리니치 자오선과 춘분점을 통과하는 자오선 사이의 각이다. Where R3 {Θ} is the angle between the Greenwich meridian and the meridian passing through the vernal equinox.
상기 위성 궤도타원 상의 위치벡터(r)를 기존의 (e1, e2) 성분을 사용하고 타원체 연지방향 성분의 값으로 0을 추가하여 1 행 3 열의 벡터로 변환한 후, 하기 수학식 4의 회전 변환식을 적용하여 지구중심 좌표계에 준거한 위성의 궤적(ρ)을 획득한다. The position vector r on the satellite orbit ellipse is converted into a vector of 1 row 3 columns by adding 0 to the value of the ellipsoidal roughening direction component using the existing (e1, e2) component, To obtain the locus (rho) of the satellite based on the geocentric coordinate system.
[수학식 4] &Quot; (4) "
여기서, 지구중심 좌표계에 준거한 위성의 궤적(ρ)은 3차원 직각좌표계 형태의 좌표이다. Here, the locus (rho) of the satellite based on the geocentric coordinate system is a coordinate in the form of a three-dimensional rectangular coordinate system.
상기 절차를 사용하고 Almanac 데이터를 통하여 입력된 궤도정보를 이용하여 지구기준 좌표계에 준거한 위성의 위치를 계산할 수 있으며, 시간을 변화시켜 가면서 위성의 이동에 따라 매시 바뀌는 위치를 계산할 수 있다. By using the above procedure and using the trajectory information input through the Almanac data, it is possible to calculate the position of the satellite based on the earth reference coordinate system, and calculate the time change position according to the movement of the satellite while changing the time.
도 7 은 본 발명에 따른 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템의 운용방법을 나타내는 흐름도를 도시한 것으로, 사용자가 시스템에 위치측정의 기준이 되는 기준점의 정보와 미리 선점한 관측 대상 지점(이동점)의 개략적인 좌표를 입력하면, 시스템이 3차원 지리정보데이터와 GPS 위성 궤도 데이터를 이용하여, 각 지점(기준점)과 이동점)에서 관측가능한 위성의 종류와 수신시간을 계산하여, 기준점에 세워진 GPS 수신기와의 동시관측 위성 수 및 수신 시간이 안정적이 되는 최소 관측시간(적정수신시간)을 계산하는 단계를 포함하고 있다. FIG. 7 is a flowchart showing a method of operating a geodesic survey planning system by precise reception of geophysical satellite signals according to the present invention, wherein a user inputs information on a reference point as a reference for position measurement in the system, The system calculates the type of the satellite and the reception time at each point (reference point) and the moving point) using the three-dimensional geographical information data and the GPS satellite orbit data, And a minimum observation time (proper reception time) at which the number of simultaneously observed satellites with the GPS receiver built in the GPS receiver and the reception time becomes stable.
본 발명은 예상 위성이동경로 데이터와 측위대상 지점(기준점과 이동점) 자료를 이용하고, 한 지점에서의 위성전파 수신상황을 점검하던 것을 보완하여 건물 및 지형 데이터의 적용과 두 지점(기준점과 이동점)에서 동시 수신 가능한 위성수의 정밀한 분석 기능을 추가하여 보다 완전한 현장관측 작업을 수행할 수 있도록 한 것으로, 두 지점 사이의 정확한 상대거리를 계산해야 하는 GPS 상대측위를 수행함에 있어서 현장관측시 감안해야 할 필수요소는 서로 다른 두 지점에서 동일 시간대에 4대 이상의 동일한 위성들에서 발신한 전파를 소정 시간 이상 수신해야 한다는 것이다. 이러한 조건을 충족시키는 현장 데이터 관측 작업을 수행하기 위해서는 위치측정의 기준이 되는 지점과 위치측정 대상 지점, GPS 위성들의 위치관계를 미리 파악하고, 관측대상 지점에서 얼마만큼의 시간 동안 GPS 위성 전파를 수신해야 정확한 위치측정 작업에 부합하는 현장측량작업이 수행될 수 있는가를 미리 점검하여, 실제 현장 관측시 이를 반영하는 데이터 수신 작업을 수행해야 한다. 이동점은 하나 이상 다수 일 수 있으나 설명의 간편과 용이를 위하여 하나로 설명할 수 있다. The present invention complements the use of predicted satellite movement route data and positioning target points (reference point and moving point) data to check the reception situation of satellite radio waves at a single point, so that application of building and terrain data, In addition, it is possible to carry out a more complete field observation work by adding the precise analysis function of the number of satellites that can be simultaneously received at the point of time. In order to perform the GPS relative positioning in which the accurate relative distance between two points is calculated, The essential thing to do is to receive radio waves from four or more identical satellites at the same time in two different points for a certain period of time. In order to perform the field data observation task satisfying these conditions, it is necessary to grasp the positional relationship between the point of position measurement, the point of position measurement and the position of the GPS satellites in advance, It is necessary to check beforehand whether the field survey work that can be performed in accordance with the accurate position measurement work can be performed, and to perform a data reception work that reflects the actual field survey. The movement point can be one or more, but can be described as one for ease and ease of explanation.
즉, 본 발명은 어떠한 지점에서 GPS 위성데이터를 수신한다면, 어느 정도 시간 동안 받아야 하는가를 현장 작업자에게 미리 안내해 줌을 통하여, GPS 위성 측량계획 작업을 수행하도록 안내하는 것이다. That is, the present invention guides the field worker to carry out the GPS satellite surveying planning work by informing the field worker how long the GPS satellite data should be received, when receiving the GPS satellite data at some point.
도 8 은 기준 GPS 수신기가 위치한 지점(기준점) 및 이동 GPS 수신기가 위치한 지점(이동점)에서의 GPS 위성 전파 수신 현황을 예측한 위성 데이터 분석을 도시한 것으로, 두 지점에서 동시에 전파를 수신하게 될 경우, 동일 관측 위성전파를 어느 정도의 시간동안 수신할 수 있는 지를 계산함을 통하여, 나중에 수신된 데이터를 처리할 때에 안정적인 정확도가 확보되기 위한 조건을 만족시킬 수 있는 총 데이터 수신 시간을 계산할 수 있다. FIG. 8 shows a satellite data analysis in which a GPS satellite radio reception state at a point (reference point) where the reference GPS receiver is located and a point (a moving point) where the mobile GPS receiver is located is predicted. , It is possible to calculate the total data reception time that can satisfy the condition for securing stable accuracy when processing the data received later by calculating how long the same observation satellite radio wave can be received .
동시 관측 위성의 수가 최소 4개가 확보되는 가운데 수행되는 동시관측이 소정 시간 이상 지속되어야 GPS 위치 측정의 정확도가 확보되는데, 본 발명을 이용할 경우, 이러한 조건을 모두 만족시키기 위한 최소 관측시간을 3차원 지리정보 데이터와 위성 궤도 데이터를 이용하여 계산하여 줌으로써, 측량작업의 정확도를 충분히 확보할 수 있게 된다. The accuracy of the GPS position measurement is ensured if the simultaneous observation performed while the number of simultaneous observation satellites is secured for at least a predetermined time is secured. In the case of using the present invention, the minimum observation time for satisfying all of these conditions is three- It is possible to sufficiently ensure the accuracy of the surveying operation by calculating using the information data and the satellite orbit data.
GPS 측량의 정확도는 기준점과 관측대상지점(이동점) 사이의 거리에 따라서 달라지며, 일반적으로 거리가 멀어질수록 데이터 관측 시간도 증가한다. The accuracy of GPS surveying depends on the distance between the reference point and the point of interest (the point of travel), and in general, the longer the distance, the greater the observation time of data.
관측시간에 대한 규정은 각종 측량 작업의 규정에 따라 달라지는데, 본 발명에서는 아래에 나타낸 바와 같이 관측시간대를 결정한다. 사용자가 측량작업의 목적과 국가규정에 따라, 최소 관측시간을 입력하면, 그 관측시간에 최소 위성수 5 를 곱하여 총 관측 시간을 계산한다. The rules for observing time vary according to the rules of various surveying operations. In the present invention, the observation time zone is determined as shown below. When the user enters the minimum observation time in accordance with the purpose of the survey and the national regulations, the total observation time is calculated by multiplying the observation time by the minimum number of
예를 들어, 측량 작업이 항공사진기준점 측량이면, 일반적으로 사용되는 데이터 최소 관측 시간은 30분인데, 이 시간대에 연속적으로 동시 관측되는 위성의 수가 최소 5개 이상은 되어야만 정확도가 확보된다. 이러한 경우, 최소관측시간에 위성의 수를 곱하면, 총 관측 시간은 "30분 × 5개 위성 = 150분"이 된다. 따라서 본 발명에 따른 GPS 위성 측량계획 시스템은 위성궤도데이터와 3차원 지형공간데이터를 분석하여 관측가능한 GPS 위성의 종류 및 시간대를 계산하여, 각각의 위성에 대한 동시관측시간을 계산하고, 계산결과들을 합하여 총 관측 시간을 계산하는데, 이렇게 계산된 총관측시간이“최소관측시간 × 5”보다 크면, 사용자가 미리 입력한 최소 관측시간을 그대로 사용하고, 만약 모자란다면, 기준이 충족될 때까지 최소관측시간을 증가시킨다. For example, if the survey is an aerial photogrammetric survey, the minimum data observation time is typically 30 minutes, but accuracy should be ensured only if there are at least five satellites consecutively observed at this time. In this case, multiplying the minimum observation time by the number of satellites results in a total observation time of "30 minutes × 5 satellites = 150 minutes". Therefore, the GPS satellite survey planning system according to the present invention analyzes the satellite orbital data and the three-dimensional geospatial data, calculates the types and time zones of observable GPS satellites, calculates the simultaneous observation times for the respective satellites, If the calculated total observation time is larger than the "minimum observation time × 5", the minimum observation time input by the user is used as it is, and if it is insufficient, the minimum observation Increase the time.
조건을 만족시키기까지 증가된 최소관측시간을 현장측량 작업시 적용해야 할 최소관측시간으로 사용한다.The minimum observation time increased until the condition is satisfied is used as the minimum observation time to be applied during the field survey.
도 9 는 GPS 위성을 이용한 기준점 측량 작업 설계 결과를 도시한 것으로, 일반적으로 GPS를 이용한 인공위성 측량에서는 기준점에 위성 데이터 수신기를 설치한 이후, 다른 수신기를 이용하여 관측 대상지점들을 순회하며 데이터를 수신한다.FIG. 9 shows a result of designing a reference point surveying operation using a GPS satellite. In general, in a satellite survey using GPS, after a satellite data receiver is installed at a reference point, .
이렇게 기준점과 관측대상지점(이동점)들에서 수신한 데이터들을 함께 처리하면, 관측대상지점들에 대한 정확한 좌표가 계산된다. When the data received from the reference point and the observation target points (moving points) are processed together, accurate coordinates of the observation target points are calculated.
따라서, 본 발명을 이용할 때에 기준점의 위치를 입력한 이후, 처음 관측점의 위치 및 관측 시작시간을 입력하면, 먼저 첫번째 관측점에 대한 측위 정확도가 확보될 만큼 충분한 시간인 최소 관측시간을 시스템이 계산하여 사용자에게 알려준다. Therefore, if the position of the reference point is input and the position of the first observation point and the observation start time are input after the position of the reference point is used in the present invention, the system calculates the minimum observation time that is sufficient for securing the positioning accuracy for the first observation point, .
다음으로 사용자는 1번 관측점(이동점)에서의 관측 종료시간에다 2번 관측점(이동점)까지의 이동시간을 합산하여 2번 지점에서의 관측시작시간을 입력하고, 시스템은 이에 근거하여 2번 지점에서의 최소관측시간을 계산하며, 사용자는 상기와 같은 과정을 통해 모든 관측점에 대한 관측시작시간을 입력하고, 각 지점에서의 최소 관측시간에 대한 정보를 얻게 된다. Next, the user inputs the observation start time at point 2 by summing the observation time at observation point 1 (movement point) and the movement time from observation point 2 (observation point) to point 2, The user calculates the minimum observation time at the point, and the user inputs the observation start time for all observation points through the process described above, and obtains information on the minimum observation time at each point.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. Having described specific portions of the invention in detail, those skilled in the art will appreciate that these specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the invention is not limited thereby will be. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.
이와 같이 동일한 GPS 수신기를 이용하고 기준점, 1 번 관측점 및 n 번 관측점 등이 포함된 관측대상지점(이동점)에서 동시에 소정시간(최소 관측시간) 동안 최소 숫자의 GPS 인공위성(연속적으로 동시 관측되는 최소 인공위성)으로부터 GPS 신호를 동시에 수신하여야 된다. In this way, the same GPS receiver is used and the minimum number of GPS satellites (minimum consecutively observed minima) simultaneously for a predetermined time (minimum observation time) in the observation target point (mobile point) including the reference point, the first observation point and the n observation point, Satellite) at the same time.
즉, 인공위성은 지구 궤도를 약 12 시간 단위로 1 회전하므로 같은 시간 동안 필요한 최소 숫자의 인공위성을 동시에 관측할 수 있는 주어진 시간이 비교적 짧은 것이 일반적이다. In other words, it is common that a given time is relatively short so that the minimum number of satellites necessary for the same time can be observed at the same time since the satellite revolves around the earth orbit in about 12 hours.
한편, GPS 신호의 이용자가 비교적 많은 도시지역의 상공에는 GPS 인공위성을 비교적 많이 배치하므로 정적측위에 만족한 조건의 관측 가능 시간대가 비교적 길지만, 고층 건물 등과 같이 전파 방해물이 많은 도심지역에서는 상대적으로 정적측위에 만족한 조건의 관측 가능 시간대가 비교적 매우 짧은 것이 일반적이다. On the other hand, since relatively large number of GPS satellites are placed in the upper part of the urban area where the users of the GPS signals are relatively large, the time available for observing the conditions satisfying the static positioning is comparatively long. However, in the urban areas with high- It is general that the observable time period of the condition satisfying the condition is relatively very short.
또한, 이용자가 비교적 적은 산간지역, 사막지역, 초원지역 등에는 비교적 적은 숫자의 GPS 인공위성이 배치되므로 정적측위에 만족한 조건의 관측 가능 시간대가 비교적 짧은 것이 일반적이다. In addition, since relatively few GPS satellites are placed in mountainous areas, desert areas, and grassland areas with relatively few users, it is common that observable time zones satisfying the conditions of static positioning are relatively short.
즉, GPS 수신기를 이용하는 정적측위 방법은 오차범위가 수 mm 정도로 매우 정밀하지만, 가급적 빠르게 동시에 다수의 GPS 위성 신호를 수신하여야 된다. That is, the static positioning method using the GPS receiver is very precise with an error range of a few millimeters, but it is required to receive a plurality of GPS satellite signals as soon as possible.
그러나 지피에스 수신기를 기준점 및 관측대상지점에 각각 설치 완료하고 동시에 측량시작하면서 최소 관측시간 동안 동시에 측량해야 되므로, 정적축위 방식으 사전에 준비 완료하고 대기상태로 있어야 되는 등의 준비시간이 너무 길어지는 문제가 있었다. 따라서 정적측위 방식의 이러한 문제를 해소하는 것이 본 발명의 집중적 기술사상이다. However, since it is necessary to complete the installation of the GPS receiver at the reference point and the observation target point, and at the same time, the measurement must be simultaneously performed during the minimum observation time at the start of the measurement, so that the preparation time, . Therefore, it is the intensive technical idea of the present invention to solve this problem of the static positioning method.
도 1 은 본 발명의 일 실시 예로 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템을 구성하는 지피에스 수신기의 분해 사시도 이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시 예로 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템을 구성하는 지피에스 수신기의 동작 설명을 위한 사시도 이다. Fig. 1 is an exploded perspective view of a GSIS receiver constituting a geodetic surveying planning system by precise reception of GPS signals in an embodiment of the present invention. Fig. 2 is an exploded perspective view of a geodesic surveying system Fig. 2 is a perspective view for explaining an operation of the laser-less receiver constituting the laser-light receiver.
기준 GPS 수신기와 이동 GPS 수신기는 동일한 구성 및 동일한 기능과 작용을 하므로 설명을 용이하게 하면서 이해를 쉽게하기 위하여 이하의 설명에서 지피에스 수신기(1000)로 통일하여 설명하기로 한다.Since the reference GPS receiver and the mobile GPS receiver have the same configuration and function and function, they will be described in unison with the
첨부된 모든 도면을 참조하여 일 실시 예에 의한 것으로 기준점 또는 관측대상지점(이동점)에 각각 설치되는 지피에스 수신기(1000)는 측지측량하고자 하는 기준점과 관측대상지점의 현장이 경사지 이거나 평탄지 이거나에 관계없이 해당 위치의 좌표값(수치정보, 좌표정보, 위치정보)을 높은 정밀도로 실측하는 것으로 회로상자부(1100)와 수평유지부(1200)와 고정유지부(1300)와 삼각대부(1400)를 포함하여 이루어진다. Referring to all the accompanying drawings, the
지피에스 수신기(1000)는 측량할 위치에 직접 착지 및 설치된 상태로부터 수평을 유지한 지피에스 안테나(GPS ANT)로 지피에스 인공위성이 방송하는 지피에스 신호를 수신하여 좌표정보를 측지측량 또는 실측한다. The
지피에스 수신기(1000)의 지피에스 안테나는 수평이 유지되지 못하게 되면 지피에스 인공위성의 지피에스 신호를 정확하게 수신하지 못하게 되고, 각 지피에스 수신기(1000)에서 각각 수평이 유지되지 않게 되면 인공위성과 지피에스 안테나 사이의 수신거리 차이에 의하여 각 지피에스 안테나가 수신하는 신호에의한 거리값 및 수신레벨값에 오차값이 포함되어 측지측량된 값의 정확도, 정밀도가 낮아지게 된다. When the horizontal axis of the
그러므로 각 지피에스 수신기(1000)의 지피에스 안테나가 수평을 유지하는 경우 각각의 수신 신호의 거리값 및 레벨값에 오차가 없게 된다. Therefore, when the SAW antenna of each of the fiber-
지피에스를 이용하는 측지측량에서는 인공위성과의 거리값과 수신되는 신호의 레벨값을 분석하는 방식이며, 일반적으로 잘 알 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. In the geodetic survey using a GPS, the distance value to the satellite and the level value of the received signal are analyzed. Since this is generally known, a detailed description will be omitted.
회로상자부(1100)는 상측 평면(1130) 중앙부분에 지피에스 안테나(1150)가 고정 설치되며 무게 중심이 아래 부분에 형성되도록 구성되고 원통형상을 하며 원통부(1110)의 비어 있는 내부에 수신된 지피에스 신호를 분석하는 회로부가 구비될 수 있다. 그러나 필요에 의하여 회로부는 다른 위치에 구비할 수도 있고, 회로부는 지피에스 인공위성이 방송하는 지피에스 신호를 수신 분석하여 현재 위치한 장소의 위도(latitude), 경도(longitude), 해발(sea level), 시간이 포함되는 수치값으로 분석하여 각각 출력한다. 이와 같은 분석에 대하여는 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다. The
수평유지부(1200)는 회로상자부(1100)의 상부 측면 일부에 회동상태로 설치되어 경사지에서 상기 회로상자부(1100)의 수평을 유지시키는 것으로 제 1 회동축(1210), 회동테(1230), 제 2 회동축(1240), 제 2 회동홀(1250), 받침부(1260), 프레임부(1270)를 포함하는 구성이다. The
제 1 회동축(1210)은 원통부(1110)의 상부 측면 양쪽에 일직선상으로 일치되게 돌출 설치되며 회로상자부(1100)를 가상적 수평면의 하측 공간에 의한 어느 한쪽 방향으로 180도 범위에서 회동시킬 수 있다. The first
회동테(1230)는 제 1 회동축(1210)이 회동상태로 삽입되는 제 1 회동홀(1220)을 일직선상으로 일치되게 형성하고 원통부(1110)의 외부 지름 보다 큰 내부 지름을 형성하며 원형 테 형상을 한다. The
회동테(1230)는 제 1 회동축(1210)을 제 1 회동홀(1220)에 삽입 상태로 설치하므로 회로상자부(1100)의 상측 부분에 설치되어 회로상자부(1100)를 180 도 범위에서 회동시킬 수 있다. Since the first
제 2 회동축(1240)은 회동테(1230)의 외주면에 제 1 회동홀(1220)이 형성하는 일직선과 수평으로 직각되는 일직선상에서 양쪽 방향으로 각각 돌출 설치된다. The second
제 2 회동축(1240)은 회동테(1230)를 가상 수평면의 하측 공간에 의한 다른 방향으로 180도 범위에서 회동시킬 수 있다. The second
즉, 회로상자부(1100)는 제 1 회동축(1210)에 의하여 수평면의 하측 공간 어느 한 방향에서 180 도 범위로 회동하고, 제 2 회동축(1240)에 의하여 직각의 다른 한 방향에서 180 도 범위로 회동하므로 가상 수평면의 하측공간에서 360 도 범위로 자유롭게 회동할 수 있게 된다. That is, the
제 2 회동홀(1250)은 받침부(1260)의 상부에 형성되며 제 2 회동축(1210)을 회동상태로 삽입 설치한다. The
받침부(1260)는 좌측용과 우측용의 2개로 이루어지고, 원통부(1110)의 길이보다 더 긴 높이에 제 2 회동홀(1250)을 형성하며, 도면에서는 삼각형상으로 도시되어 있으나 사각형상, 막대형상 등이 포함될 수 있다. The receiving
프레임부(1270)는 받침부(1260)를 고정 설치하며 전체적으로 사각 형상을 하는 것으로 도시되어 있으나 원을 포함하는 다각형상을 할 수 있다. The
고정유지부(1300)는 피스톤부(1310), 피스톤로드부(1320), 안정유지부(1330)를 포함하는 구성이다. The fixed
고정유지부(1300)는 2 개가 대응되는 위치에 각각 설치될 수 있고, 필요에 의하여 설치되는 숫자를 가감할 수 있음은 매우 당연하다. It is quite natural that two
피스톤부(1310)는 버튼 또는 스위치 등에 의한 해당 제어신호에 의하여 구동축을 전진과 후진의 직선 방향으로 구동되는 장치 구성이다. 구동에너지원에 따라 전기방식, 에어방식, 유압방식 또는 일반적으로 알 수 있는 구동방식 등으로 다양하게 구분될 수 있으나 구체적인 설명은 생략하기로 하며 선택된 어느 하나가 사용될 수 있다. The
피스톤로드부(1320)는 막대 형상을 하고 피스톤부(1310)의 구동축에 일측 끝단이 고정 설치되어 구동축이 전진과 후진 구동되는 상태에 따라 함께 전진과 후진 구동된다. The
안정유지부(1330)는 원통부(1110)의 외주면에 밀착될 수 있는 호 형상을 하는 판상 구조이며, 피스톤로드부(1320)의 타측 끝단에 고정 설치되고 피스톤로드부(1320)가 전진과 후진 구동되는 상태에 따라 함께 전진과 후진 구동된다. The stabilizing
안정유지부(1330)가 전진 구동되는 경우 원통부(1110)의 외주면에 밀착되어 원통부(1110)가 움직이지 못하도록 고정시키고, 후진 구동되는 경우 원통부(1110)는 자유롭게 360도 범위에서 회동된다. The
삼각대부(1400)는 평판부(1410)와 삼각다리부(1420)를 포함하는 구성이다. The
평판부(1410)는 평평한 평판이고 프레임부(1270)와 같은 크기이면서 상측면에 프레임부(1270)를 고정 설치하는 장치이면서 일반적으로 알 수 있는 장치가 포함된 것으로 설명하기로 한다. The
삼각다리부(1420)는 평판부의 하측면에 설치되고 길이를 연장시키거나 줄일 수 있는 신축성 다리가 최소 3 개를 포함하여 이루어지는 구성이고, 일반적으로 알 수 있으므로 구체적인 설명을 생략하기로 한다. The
상기와 같은 구성의 지피에스 수신기(1000)는 지피에스 인공위성으로부터 방송되고 지피에스 신호를 이용하는 정적측위 방식에서 기준점이 설치되는 현장 및 관측대상지점이 설치되는 현장의 지형이 매우 급경사 또는 굴곡이 심하거나 계단 형상 등과 같이 수평면을 형성하기 어려운 경우에도 쉽고 빠르며 간편하게 수평면을 안정적으로 형성할 수 있는 장점이 있다. The
따라서 정적측위에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 최소관측 시간이 비교적 짧은 지역 등에서도 신속하게 설치되어 최소관측 시간을 채울 수 있으며, 수평면 형성에 의하여 지피에스 신호를 정확하게 수신하므로 측지측량된 좌표정보에 대한 신뢰성과 정확도를 더욱 높이는 장점이 있다. Therefore, the time required for the static positioning can be shortened, and even the minimum observation time can be quickly installed even in a relatively short area, so that the minimum observation time can be satisfied. Since the geosynthetic signal is accurately received by the formation of the horizontal plane, It has the advantage of higher reliability and accuracy.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.
1000 : 지피에스 수신기 1100 : 회로상자부
1110 : 원통부 1130 : 상측 평면
1150 : 지피에스안테나 1200 : 수평유지부
1210 : 제 1 회동축 1220 : 제 1 회동홀
1230 : 회동테 1240 : 제 2 회동축
1250 : 제 2 회동홀 1260 : 받침부
1270 : 프레임부 1300 : 고정유지부
1310 : 피스톤부 1320 : 피스톤로드부
1330 : 안정유지부 1400 : 삼각대부
1410 : 평판부 1420 : 삼각다리부1000: GSPS receiver 1100: circuit box part
1110: Cylinder part 1130: Upper side plane
1150: GPS antenna 1200: horizontal holding part
1210: first coaxial shaft 1220: first rotating shaft
1230: Rotating tee 1240: Second coaxial
1250: second rotating hole 1260:
1270: frame part 1300: fixed holding part
1310: Piston part 1320: Piston rod part
1330: Stability maintaining part 1400: Tripod part
1410: flat plate portion 1420: triangular leg portion
Claims (1)
상기 제어부는 Almanac 데이터를 통해 지구중심 기준좌표계에 준거한 좌표로 변환하는 좌표변환 모듈을 더 포함하고,
기준점과 관측 대상 미지점 사이의 정확한 상대거리를 측정하기 위해 세워진 서로 다른 두 지점의 수신기에서 동일 시간대에 4대 이상의 동일한 위성들에서 발신한 전파를 소정 시간 이상 수신해야하는 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템에 있어서,
상기 기준 GPS 수신기와 이동 GPS 수신기는
원통형상을 하며 무게 중심이 아래 부분에 형성되고 비어 있는 원통부의 내부에 지피에스회로부를 구비하며, 상기 원통부의 상측 평면에 지피에스 안테나를 설치한 회로상자부;
상기 회로상자부의 상부 측면 일부에 회동 설치되어 경사지에서 상기 회로상자부의 수평을 유지시키는 수평유지부; 를 포함하며,
상기 수평유지부는
상기 원통부의 상부 측면 양쪽에 일직선상으로 일치되게 돌출 설치되며 상기 회로상자부를 한쪽 방향으로 180도 범위에서 회동시키는 제 1 회동축;
상기 제 1 회동축이 회동상태로 삽입되는 제 1 회동홀을 일직선상으로 일치되게 형성하고 상기 원통부의 외부 지름 보다 큰 내부 지름을 형성하며 원형 테 형상을 하는 회동테;
상기 회동테의 외주면에 상기 제 1 회동홀이 형성하는 일직선과 수평으로 직각되는 일직선상에서 양쪽 방향으로 각각 돌출 설치된 제 2 회동축;
상기 제 2 회동축을 회동상태로 삽입시키는 제 2 회동홀;
상기 원통부의 길이보다 더 긴 높이에 상기 제 2 회동홀을 형성한 받침부; 및
상기 받침부를 고정 설치하며 전체적으로 사각 형상을 하는 프레임부; 를 포함하여 이루어지고,
상기 프레임부의 대응되는 위치에 2 개가 각각 설치되며 상기 회로상자부를 구성하는 원통부의 외주면에 밀착되어 원통부가 움직이지 못하도록 고정시키거나 자유롭게 회동되도록 하는 고정유지부; 를 더 포함하고,
상기 고정유지부는
해당 제어신호에 의하여 구동축을 전진과 후진의 직선 방향으로 구동하는 피스톤부;
상기 피스톤부의 구동축에 일측 끝단이 고정 설치되어 구동축이 전진과 후진 구동되는 상태에 따라 함께 전진과 후진 구동되며 막대 형상을 하는 피스톤로드부;
상기 피스톤로드부의 타측 끝단에 고정 설치되며 원통부의 외주면에 밀착되는 호 형상을 하는 판상구조를 하는 안정유지부; 를 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 지피에스 위성신호 정밀 수신에 의한 측지측량계획 시스템.
Calculates a proper reception time of a satellite signal received from a plurality of GPS satellites at the same time, receives a satellite signal from a GPS satellite using a reference GPS receiver serving as a reference of measurement and a mobile GPS receiver observing moving objects ; 3D satellite data that can be simultaneously observed using GPS satellite orbital data used to track the change of position of GPS satellites and three-dimensional geographic information data that quantify the uplift of the terrain, undulations of main buildings and facilities, A control unit for analyzing; And an input / output unit for inputting a national reference point or city reference point information on which a GPS reference point, a target point and a reference GPS receiver can be installed, and outputting stable data reception information of each target point calculated by the control unit,
Wherein the control unit further comprises a coordinate transformation module for transforming Almanac data into coordinates based on a geocentric reference coordinate system,
A geodesic satellite signal which is required to receive a radio wave transmitted from four or more identical satellites for a predetermined time or more at the same time in a receiver at two different points erected to measure a precise relative distance between a reference point and a target unknown point, In a survey planning system,
The reference GPS receiver and the mobile GPS receiver
A circuit box portion formed in a cylindrical shape and having a center of gravity at a lower portion thereof and having a ground circuit portion inside an empty cylindrical portion, and a grounding antenna disposed on an upper plane of the cylindrical portion;
A horizontal holding part pivotally installed on a part of an upper side surface of the circuit box part to maintain the horizontal position of the circuit box part at a slope; / RTI >
The horizontal holding portion
A first pivot shaft protruding in a straight line on both sides of the upper side of the cylindrical portion and rotating the circuit box portion in a range of 180 degrees in one direction;
A rotating tether having a first rotating hole in which the first rotating shaft is inserted in a rotating state and formed in a straight line and having an inner diameter larger than an outer diameter of the cylindrical portion and having a circular tapered shape;
A second pivot shaft protruding from the outer peripheral surface of the rotating frame in both directions on a straight line perpendicular to the straight line formed by the first rotating hole;
A second rotating hole for inserting the second rotating shaft in a rotating state;
A support portion formed with the second rotation hole at a height longer than the length of the cylindrical portion; And
A frame portion having a rectangular shape as a whole and fixed to the receiving portion; , ≪ / RTI >
Two fixed portions provided at corresponding positions of the frame portion and fixed to the outer circumferential surface of the cylindrical portion constituting the circuit box portion so as to fix the cylindrical portion so as not to move or to freely rotate; Further comprising:
The fixed holding part
A piston portion for driving the drive shaft in the linear direction of forward and backward by the control signal;
A piston rod part having one end fixed to a drive shaft of the piston part and being driven forward and backward together with a state in which the drive shaft is driven forward and backward;
A stable holding portion which is fixed to the other end of the piston rod portion and has a plate-like shape which is in contact with the outer circumferential surface of the cylindrical portion and has an arc shape; And a geodesic surveying planning system based on precision reception of the geophysical satellite signals.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180098073A KR101946309B1 (en) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | GPS satellite with accuracy receiving survey plan system |
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