Total_station 광파기 측량의 기본

[시삽]

1.광파기(TotalStation,光波測距器)

 ; 광파기는 요즘 시대 토목 기술자들에게는 가장 기본적인 소양?으로 발전해 있고, 인공위성을 이용한 GPS(GPS ; Global Positioning System) 측량을 주로 이용하는 현장도 많다. GPS는 삼각측량과 트랜싯 측량, 스타디아 측량 등을 응용하여 기지국과 서버와 인공위성의 자료를 종합하여 화면에 많은 정보를 보여주고, 광파기는 주로 삼각측량, 스타디아측량 등을 주로 이용한 전파의 영향을 받지 않고 측량할 수 있다. 최근에는 다기능을 내장한 광파기도 출시되고 있다.

2.광파기의 주요 장비 및 도구

 ; 측량에서 보면 항상 3가지는 기본적으로 통용이 된다 하지만 요즘 많이 사용되는 GPS는 이 모든것이 1개로 묶여 있다고 생각하면 되는데 이것은 차후 시간이 허락하는데로 글을 올리도록 하겠고 고전? 측량은 기계(Total Station ; 광파기), 삼각대, 표척(단독 프리즘, 다중 프리즘) 이 기본 1셋이다.

3.광파기의 설치

 ; 설치는 기술자의 숙련도에 따라 설치 시간이 짧아지지만 설치 시간이 짧다고 해서 좋은것 만이 아니고 얼마나 정밀하게 세우고 정밀하게 점을 지정해 주는지가 중요하다.

3-1.삼각대와 광파기를 부착.

 ; 광파기는 손잡이가 있는데 꺼낼때 손잡이를 잡고 반드시 아래 부분을 손으로 받처서 삼각대까지 이동하여 삼각대에 올려놓고 이상태에서 손잡이에서 손을 때지 않고 하부를 받처들던 손으로 하부고정 나사를 조여 고정하도록 한다.

3-2.기계점과 지상점과 일치.

 ; 삼각대의 한쪽을 바닥에 고정하고 나머지 두개를 잡고 자신의 발 한쪽을 내미는데 기계점이 있는 부근에 놓되 기계점을 가리지 않도록 한 후 삼각대 다리 2개를 양손으로 잡고 지상의 점과 기계점이 서로 일치하도록 저정하여 고정하는데 이때 어렵겠지만 기계의 하부 기포관을 조정하고 기계점을 동시에 보면서 1차 고정하는것을 습관화 하도록 한다.

3-3.하부 및 상부 기포관을 이용한 수평조정

 ; 상부 기포관을 90도 회전하여 조정하고 다시 반대 방향으로 90도 회전하여 반복하고 더이상 기포관의 유동이 없을때 지상의 점을 보고 때로는 삼각대의 다리 고정부를 풀거나 조여서 높이를 조정하여 상부의 기포관을 맞추면 하부의 기포관도 동시에 맞춰지므로 조정할 필요는 별로 없다.

4.광파기 측량법

; 측량법을 설명하기 앞서 다음처럼 임의의 점을 정의한다. 

   CP1 : 기계점(광파기를 세우는 점), CP2 : 후시점, IP1 : 내리고자 하는 점

기계의 셋팅이 끝나고 곧이어서 IP1 점을 내리고자 한다고 가정한다.

4-1.CP1 에 기계점에 기계를 세운다. 기본적인 셋팅을 한다.

4-2.CP2 를 시준한다. 모든 셋팅을 완료한다.

4-3.CP1 부근에 확인점을 설치하여 시준하여 확인하거나 후시점을 측정하여 확인한다.

4-4.IP1 점을 선정하여 내리는데 내리기전에 반드시 지상에 점이 움직이지 않도록 표시를 고정하는 등의 선행 준비를 미리 해두어야 한다.

1.내리고자 하는 IP1점을 시준하여 기계에서 자동으로 계산하여 내리는 기능을 사용하는 IP1점을 임시로 내린다. 2~3회 정도 반복하여 내린다. 이때 프리즘은 2번과 같이 세우는데 통상 2.2의 방법으로 세우고 고정한다. 시야가 확보되는 즉, 하부까지 다 보인다면 2.1의 방법을 하부가 다 보이지 않는다면 2.2의 방법을 사용한다.

2.1.CP2 를 시준한다.

  프리즘을 뒤집어 반대로 세운다. 즉, 평상시에는 프리즘이 위에 위치하지만 이것을 반대로 세우므로서 프리즘이 아래쪽 폴 하부가 위쪽에 오도록 세운다. 이때 폴의 프리즘에 부착된 타겟의 시선 유도판을 분리하고 프리즘 상부에 모서리 부분이 있다. 이 부분을 IP1 점의 중심에 대고 프리즘이 아래쪽에 오도록 뒤집어 폴을 세우고 폴의 하부(위쪽)에 기포관을 부착하고 기포관 맞추고 세운다. 이때 주의할 부분이 있다. 프리즘이 보이지 않는다고 프리즘을 꺽어서 사용하지 않도록 한다. 프리즘 중에는 프리즘 윗부분에 모서리가 프리즘을 꺽으므로 인해 변동이 발생하는 프리즘도 있으니 이점 유의하기 바란다.

※ 위에서 처럼 프리즘을 꺽었는데 프리즘 상부의 뾰족한 모서리가 변동이 발생한다면 미니 프리즘 이라고 있는데 이것을 사용하면 좌표점을 내리는데 아주 유용하다. 프리즘고는 미리 반듯한 곳에 놓고 줄자로 직접 측정하여 사용한다.

2.2.일반적으로 프리즘을 고정할 수 있는 고정 삼발이 사용하여 움직이지 않도록 고정하는데 이때 반드시 프리즘 삼발이의 다리는 모두 빼서 지반에 단단히 고정하도록 하여야 하며 되도록이면 프리즘의 최상부에 고정집게로 고정하고 기포관을 직접적으로 대고 고정하지 않도록 한다. 프리즘 삼발이의 다리를 빼지 않고 하부만 고정하는 경우가 종종있는데 그렇게 않도록 한다.

3.CP2 -> CP1 -> IP1 간의 방향각과 방위각을 기록한다. 반드시 정밀 측량을 하도록 한다.

4.IP1 -> CP1의 거리를 기록한다. 반드시 정밀 측량을 하도록 한다.

5.광파기에서 3번, 4번을 수행하면서 구한 값으로 기본으로 좌표를 산출한다.

※ 1번에서 구한 좌표 값과 5번에서 구한 좌표 값을 토대로 하여 비교해 보아야 한다. 두 값을 비교하였을때 어느정도의 차이가 발생하는지 반드시 확인하도록 한다.

최종 값이 차이가 미미하게 발생한다면 5번에서 산출한 값을 기준한다.

(위에서 1번은 5번 값과 비교하기 위한 일종의 수단으로 이해하기 바란다.)

5. 좌표 측량시 주의사항 및 제원관리

5-1.기본적으로 CP점(원점)에서 1번째 내린 점에서 점을 찾을수는 있지만 1번째에서 내린점에서 2번째 점을 내리고 2번째 점으로 1번째 점을 후시로 하여 기계를 셋팅하고 측량하는 일은 없도록 하는데 이런 측량은 대충 보는 것 이외에는 하지 않도록 한다.

5-2.측량 점을 내린다면 먼저 자리를 선점하고 적당한 이격거리(3~5m) 이내에서 확인점을 만들도록 하는데 이것은 만약에 있을지 모르는 실수를 최소화 하고 기기 설치의 정밀도가 어느정도 인지를 판가름 하기 위한 것이다.

5-3.측량 후 반드시 측량한 점을 멀리서 전체적으로 보는데 이때는 특이하게 밖으로 나와있는 것이나 틀어져 있는지를 알기 위함이고 두번째로 해야 하는 것은 직접 줄자를 가지고 몇개만 셈플링해서 측량하려고 하는 범위에 들어오는지 확인하는 것이다.

5-4.보통 광파기로 재측시 그 오차량은 1~3cm 이내로 이어야 하고 3~5cm 이내 이라면 그날 측량한 점들의 간격을 점검해보는데 그 간격도 3~5cm를 왔다 갖다한다면 프리즘을 잘못 잡은 경우이고 6cm 부터는 측량한 의미가 없는 것으로 다시 TP점을 확인하고 광파기를 처음부터 다시 셋팅 후 측량한다.

5-5.제원은 보통 간단하게 근접거리에서 사진1장, 5m 정도의 거리에서 사진 1장, 20m~40m 정도의 거리에서 전체가 보이도록 사진 1장을 찍어서 보관한다. 요즘은 디지탈 카메라를 많이 사용하므로 편하게 사진을 몇장 더 찍어서 측량점 제원 관리를 할 수 있도록 한다.

6.프리즘

6-1.프리즘 정수

대부분 보면 프리즘의 정수를 -30mm로 알고 그렇게 입력을 하는데 이대로 한다면 맞을 수도 있고 틀릴 수 있다. 프리즘을 분해해 보면 그 이유를 알 수 있는데 분해를 해 보면 프리즘 몸체와 프리즘을 보호해 주는 플라스틱이 전부다.

  프리즘 몸체를 자세히 보면 광파기의 광원이 들어오는 부분은 평평하고 반짝반짝 하게 되있고 투명하지만 뒷부분은 못처럼 뾰족하고 거칠고 불투명하다.

  그럼 이 뾰족한 부분에서 폴 중앙까지의 거리를 자로 재보면 3cm 정도의 차이를 보일 것이다. 이것이 프리즘 정수이다. 그래서 프리즘 정수를 입력할 때는 다음 상황을 고려하여 설정하도록 한다.

6-1-1.광파기 측량시 프리즘이 앞으로 돌출 되있고, 측정시 광파기 쪽으로 오는 값이 '-' 이라면 +30mm을 입력.

6-1-2.광파기 측량시 프리즘이 앞으로 돌출 되있고, 측정시 광파기 쪽으로 오는 값이 '+' 이라면 -30mm을 입력하여야 한다.

보다 정확히 하기 위해서 사무실에 기계를 세워 놓고 정확하게 광파기를 셋팅후 후시점 값이나 기계점 값은 중요하지 않으므로 입력값은 아무렇게나 입력한다. 그리고 기계점과 프리즘 셋팅 거리를 스틸자를 이용하여 측정하고 계속해서 광파기로 거리를 측정해보자.

값이 같은가? 틀린가?

이번에는 광파기의 프리즘 정수 값을 수정하여 다시 거리를 측정해 보면 좀더 정확히 알 수 있을 것이다. ^^