고정밀 GPS 필드테스트 결과

[소병조]

드디어 고정밀 GPS 필드테스트를 했습니다. 일단 결과는 성공적이라고 말씀드릴 수 있겠는데요. 처음에 오캐드에서 활성화가 안되어 난감했었는데, GPS 메뉴에서 "DGPS required" 항목을 선택해제 했더니 종전과 같이 실시간 맵핑이 가능하도록 활성화 되더군요.

고정밀 GPS이니 당연히 DGPS를 선택하면 되겠거니 했는데 이런 간단한 문제로 인해 그동안 마음고생 했던 것이 우습기도 하네요. 구입 당시에 아센코리아 담당자분과의 통화내용중 "DGPS 방식이 아니라 SBAS 방식"라고 했던 것이 생각나더군요. 두 놈의 의미를 검색해보니 다음과 같이 나옵니다.

SBAS( 위성기반 오차보정시스템 ) - Satellite Based Augmentation System

GNSS(범지구위성항법시스템)의 보강은 외부정보를 계산과정에 통합하므로써 항법시스템의 정확도, 신뢰도, 가용성와 같은 특성을 개선하기위한 방법중 하나이다. 현재 이와같은 많은 시스템이 전세계에 존재있으며 통상 GNSS센서가 외부 정보를 수신하는 방법에 따라서 이름을 부른다. 몇몇 시스템은 오차원에 대한 추가적인 정보(시계 드리프트, 력(ephemeris), 전리층지연)를 전송한다. 어떤 시스템은 위성신호가 과거에 얼마나 차이가 나는지 직접적인 관측을 제공하는 반면에, 계산과정에 통합될 수 있는 추가적인 차량의 정보를 제공하는 시스템도 있다. SBAS : 위성기반보강시스템은 추가적인 위성방송메시지를 사용해서 광범위한 지역 또는 지역적인 보강을 지원하는 시스템이다. 이런 시스템은 보통 정확하게 측량된 지점에 위치한 여러개의 지상관측소로 구성된다. 지상관측소는 한개 또는 그 이상의 GNSS위성, 위성신호, 또는 사용자들에 의해 수신된 신호에 영향을 줄 수도 있는 다른 환경적인 인자를 측정한다. 이런 측정값을 사용해서 정보메시지가 생성되고 최종 사용자를 위한 한개 또는 그 이상의 방송위성에 보내진다. SBAS 설계 및 실행은 다를수 있지만, SBAS라는 용어는 이런 위성기반보강시스템을 말한다. 국제민간항공기구(ICAO)는 SBAS는 특별한 미국의 WAAS(광역오차보정시스템)의 설계와 부합하는 메시지 포맷과 주파수를 전송해야만한다고 규정하고 있다

DGPS(정밀 위성 위치 확인 시스템) - 精密衛星位置確認, differential global positioning system

기준점에서 측정한 데이터에 포함된 오차를 기준점으로부터 떨어진 위치에서 실측한 데이터에 적용하여 보정하는 상대 측위 방식. 즉, 위치를 정확하게 알고 있는 기준점에서 그 기준점의 위치 데이터와 위성 위치 확인 시스템(GPS) 수신기를 이용하여 측정한 위치 데이터를 비교하여 오차 성분을 검출한다. 기준점에서 100~ 200km 떨어진 지점의 실제 측정값의 오차는 기준점의 오차와 유사하므로, 측정한 데이터에서 기준점의 오차 성분을 제거하면 측정 위치의 정밀도는 현저히 향상된다. 이때 기준점에서 데이터를 보정할 오차 정보를 전송하기 위해 반송 방식이나 데이터 링크를 이용한다. 기준점에서 동시 처리 위치 보정 정보를 전송하는 방법에 따라 고정밀 서비스를 제공하는 근거리 정밀 위성 위치 확인 시스템(DGPS)과 저정밀 원거리 DGPS가 있다.

작은 배낭에 안테나를 꽂아 넣고, UMPC는 손에 들고.. UMPC와 안테나는 USB로 유선 연결되어 있습니다. 안테나를 좀 더 높이고 수직으로 세우면 더 정확해지겠지요.

트인 장소에서의 위치정확도 측정을 위해 아래 장소의 반코드 농구장에서 라인을 따라 걸으면서 그려봤습니다.

먼저 기존에 사용하던 일반 GPS(BT-335)를 이용해서 그린 그림입니다. 네모 테두리는 두번 돌았고 원은 한번씩 돌면서 그렸는데 오차가 있고 모양도 엉성하네요. 참고로 가로 세로 격자 간격은 실제거리 10M입니다.

다음은 고정밀 GPS입니다. 곡선도 실제와 거의 비슷하고 두번 걸었던 외곽의 사각형도 그대로 유지하는 것을 알 수 있습니다. 이 정도면 만족.. 투자한 보람을 느끼는 순간...ㅎㅎ

다음은 산에 가서 사용해봤는데 2번 정도 끊김 현상이 있었고(신호가 약했던 지역인 것으로 판단) 평지에서는 정지상태에서 튀는 현상이 거의 없었는데 약간씩 튀는 일이 있었습니다. 하지만 일반 GPS와 비교하면 훨씬 더 안정된 느낌이었습니다. 아래 그림은 전에 나침반의 방위각과 보측을 이용해 그렸던 지도를 띄워놓고 다녀봤는데 보측햇던 위치와는 오차가 비교적 많은 편이었습니다. 오히려 수치지도와 거의 가깝게 움직이는 것을 봤을 때 기존 지도에 오차가 많았던 것으로 판단됩니다.

아래 그림에서 검정색 점선은 나침반을 이용해서 그린 길이고, 청색 실선은 수치지도에 나와 있는 길입니다. 그리고 자주색 점선은 고정밀 GPS로 그린 길을 나타냅니다. 방위각과 보폭을 이용했던 길보다 수치지도에 나온 길에 거의 일치되게 그려지는 것을 알 수 있습니다. 그래서 여기서도 만족...!!

다음은 산과 들, 마을 골목을 이리저리 다녀봤습니다. 아래 그림에서 흰색의 가는 선은 수치지도, 위성사진을 매칭했습니다만 약간 오차가 있습니다. 자주색 선은 고정밀 GPS로 걸어다닌 궤적을 나타냅니다. 위성사진은 매칭에 오차가 있을 수 있으므로 수치지도가 정확한 위치로 보시면 됩니다. 두번 다녔던 길도 거의 일치하고 있고, 좁은 골목길이나 능선길에서도 비교적 정확한 결과를 보여주고 있습니다. 사진을 클릭하면 크게 볼 수 있습니다.

기존 GPS에 비하면 현저하게 차이가 나고 수치지도와 거의 일치하게 위치데이터를 볼 수 있기 때문에 전반적으로 만족스런 결과였습니다. 산길을 그리는 것만 해도 몇분의 1로 시간과 노력을 단축하면서도 정확도를 유지할 수 있는 것으로 평가되었습니다. 바로 위 사진의 코스를 기록하는데 1시간 정도밖에 소요되지 않았습니다.

다음은 실제 작업에 들어가서 평이한 곳이 아닌 숲과 산에서의 위치정확도, 점, 선, 면형 특징물의 조사, 고도점을 이용한 등고선 수정 등에 대해 정리해보겠습니다.......^^  

[류병구]

열정에 박수와 응원을 보냅니다. 우리나라의 오리엔티어링을 한걸음 한걸음 발전시켜주시는 발자취가 되어주시니 한없이 감사드립니다. 화이팅입니다.

[소병조]

권오삼 회장님과 김시영 이사님께서 시작하신 GPS Mapping System에 조금씩 완성도를 높여가는 느낌이 들어서 좋습니다. 외국의 수준과 비슷한 지도가 만들어질 때까지 계속 달려보겠습니다....^^

[남기호]

훌륭하십니다. 다음 글이 기대되네요.. 감사합니다.^^

[운영자]

수고하셨습니다더추가적인결과올려주세요

[정인철]

돈이 들어가면 결과가 더욱 좋아지는 군요. 수고하셨습니다. (좋은 지도를 만드는데는 열정과 +노력과 +자본), 현장조사때 뵙겠습니다.