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GPS 측량의 이해

GPS 측량의 이해. GPS 정의. NAVSTAR GPS ? NAVSTAR NAVigation System with Timing and Ranging GPS Global Positioning system(GPS) 미국방성에 의하여 개발된 전세계적인 3 차원 위치결정체계. GPS 정의 - 계속 -. Space-based 또는 Satellite-based 위치결정체계 군사적 목적을 위해 전세계 어느곳에서나 24 시간 , 일기에 관계없이 3 차원 좌표를 결정할 수 있는 체계

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GPS 측량의 이해

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Presentation Transcript

  1. GPS 측량의 이해

  2. GPS 정의 • NAVSTAR GPS ? • NAVSTAR • NAVigation System with Timing and Ranging • GPS • Global Positioning system(GPS) • 미국방성에 의하여 개발된 전세계적인 3차원 위치결정체계

  3. GPS 정의 -계속- • Space-based 또는 Satellite-based 위치결정체계 • 군사적 목적을 위해 전세계 어느곳에서나 24시간, 일기에 관계없이 3차원 좌표를 결정할 수 있는 체계 • 군사적 목적과 항법을 위해 개발되었지만, 측지기술의 발전에 힘입어 측지·측량분야, 지도제작 및 지구물리분야를 비롯한 각종 응용분야에서 많은 잠재력을 지니고 있음

  4. GPS 특징 • 측위기법에 따라 다양한 정확도 분포 (mm∼100m) • 기선길이에 비해 높은 정확도를 지님 (1ppm∼0.1ppm이상) • 위치결정과 동등한 정확도로 속도와 시간 결정 • 지구상 어느곳에서나 이용 가능(육·해·공) • 날씨, 기상에 관계없이 위치결정 가능 • 24시간 어느 시간에서나 이용 가능 • 3차원 정보를 제공

  5. GPS 특징 -계속- • 기선결정의 경우, 두 측점간 시통에 무관 • Two-Way 방식이 아닌 One-Way 방식 • 다양한 측위기법을 제공하므로 상당히 경제적 • 세계측지기준계(WGS84)를 사용하므로 지역기준계를 사용하는 사용자에게는 다소 번거로움 • 사용자에게 신호사용에 따른 부담이 없음 • 다목적 사용을 전제로 승인 • 무제한 사용이 가능하기 때문에 새로운 유틸리티 개발 가능성

  6. GPS 발전사 • 1960’s : Transit(NNSS) • 1973~1979 1단계 : NAVSTAR GPS 개념확립 • 1973.4. : Navigation Satellite System을 위한 JPO(Joint Program Office)발족 • 1978.2. : 첫번째 BlockⅠGPS 위성 발사 • 1979~1985 2단계 : 전체규모의 개발과 테스트 • 1983.9.16 : KAL-007기 격추사건으로 일반 항공기에 GPS 이용권 제공

  7. GPS 발전사 -계속- • 1985~현재 3단계 : 이용과 개발 • 1989.2. : 첫번째 BlockⅡGPS 위성 발사 • 1990.3.25 : 미국방부에 의한 SA 첫 가동 • 1990.8.~1991.6. : 걸프전 동안 SA 가동중지 및 GPS 활용 • 1991.8. : 군과 일반사용목적의 구분 선언 • 1991.9. : 1993년까지 일반사용자를 위한 SPS를 완료할 것을 선언

  8. GPS 발전사 -계속- • 1993.12. : IOC(Initial Operational Capability) 선언 = 24위성(BlockⅠ/Ⅱ/ⅡA) ; SPS 지원 • 1995.4. : FOC(Full Operational Capability) 선언 = BlockⅡ/ⅡA ; SPS & PPS 지원 • 1996.3. : 향후 10년 이내에 SA 작동중지 선언 • 1997.2. : 미국 부통령은 민간용 제2의 반송파 서비스에 관한 계획선언 • 2000.5. : 미국 대통령의 SA의 해제 발표

  9. GPS의 구성 • 우주부문 • 제어부문 • 사용자부문

  10. 우주부문(Space Segment) • 위성고도 : 20,200km • 궤도주기 : 11시간 58분 • 궤도당 위성수 : 4대 • 총위성수 : 24대 • 궤도면의 수 : 총 6개 • 각각의 궤도는 60°유지 • 적도면에 대하여 55°경사각 • 전세계 어느곳에서나 지평선 5° 이상에서 24시간 4대 이상의 위성 관측을 가능케 함

  11. 제어부문(Control Segment) • 지상에 설치된 시설물로 우주부문의 위성들을 관리하기 위한 지휘 통제소 역할 담당

  12. 제어부문(Control Segment) -계속- • 주 제어국 • 추적국으로부터 GPS 위성신호 수집 • 위성위치와 clock drift 보정값 산출 및 추정 • 보정된 위성위치와 시각데이터 지상국에 전송 • 추적국 • 모든 GPS 위성을 추적하여 신호 수 • DSCS(Defense Satellite Communication System)를 이용하여 주 제어국에 신호 전달 • 지상국 • 주 제어국으로부터 전송받은 자료를 위성에 송신

  13. 사용자부문(User Segment) • 사용자에게 위치, 속도 및 시간을 제공하기 위한 응용장비들과 계산기법 등 • Hardware : 위성신호 추적 및 신호 관측 • 군사용 수신기 : L1/L2, C/A-code, P/Y-code + 해독 key • 일반용 수신기 : L1/L2, C/A-code, P-code • Software : 위치결정 알고리즘, 사용자 인터페이스 • 측위기법 : 요구정확도, 경제성 및 기능성의 영향을 받음

  14. GPS 위성 Block I • 위성번호 1~11 • 1978~1985 발사 • 시험 시스템 • 원궤도 • 경사각: 63° • 기대수명: 5년 • Rockwell International 제조 • 한개의 Cesium과 두개의 Rubidium 시계 장착

  15. GPS 위성 Block II/IIA • 워성번호 13~40 • 1989~ 2000 발사 • AS/SA 운용 • 근 원궤도 • 경사각: 55° • Rockwell International 제조 • Full scale operational satellites • 두개의 Cesium과 두개의 Rubidium 시계 장착

  16. GPS 위성 Block IIR • 워성번호 41~62 • 근 원궤도 • 경사각: 55° • AS/SA capabilities • Lockheed Martin 제조 • Operational replenishment satellites • 한개의 Cesium과 두개의 Rubidium 시계 장착

  17. GPS 위성 Block IIF • 2005~발사예정 • 근 원궤도 • 경사각: 55° • 관성항법장치 장착 • 증가된 신호체제 (C/A on L2, L5:1176.45MHz) • Operational follow on satellites

  18. GPS 위성 현황

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