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GPS 기준계

GPS 기준계. 지역측지기준계 (Local Geodetic Datum) 특정지역 해수면의 크기와 형상에 fitting 된 기준계 타원체의 중심은 지구의 질량중심과 불일치 대부분 국가는 지역측지기준계에 근거하여 공간정보체계를 구축하고 있는 실정 한국 : Tokyo Datum(TD) 호주 : Australian Geodetic Datum(AGD). GPS 기준계 - 계속 -. GPS 기준계 - 계속 -. 지심기준계 (Geocentric Datum) 지구전체의 형상과 크기에 fitting

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Presentation Transcript

  1. GPS 기준계 • 지역측지기준계(Local Geodetic Datum) • 특정지역 해수면의 크기와 형상에 fitting된 기준계 • 타원체의 중심은 지구의 질량중심과 불일치 • 대부분 국가는 지역측지기준계에 근거하여 공간정보체계를 구축하고 있는 실정 • 한국 : Tokyo Datum(TD) • 호주 : Australian Geodetic Datum(AGD)

  2. GPS 기준계 -계속-

  3. GPS 기준계 -계속- • 지심기준계(Geocentric Datum) • 지구전체의 형상과 크기에 fitting • 타원체의 중심은 지구의 질량중심과 일치 • 지심기준계는 어느 특정지역에 적합시키기 보다는 지구 전반적인 적용과 투영에 응용하 고자 하는 것 • 미국의 GPS와 러시아의 GLONASS는 지심기준계에 근거하여 위치를 나타냄

  4. GPS 기준계 -계속-

  5. WGS84(World Geodetic System84) • 미국방성에서 1950년대 말에 개발하기 시작 • 전세계에 대하여 하나의 통일된 좌표계를 사용하므로써 세계적인 정보의 이용과 응용을 목적 • WGS1960→WGS1966→WGS1972→WGS1984 • 지구의 질량중심이 원점인 지심좌표계 • Z-축 :국제시보국(BIH)에서 정의한 극운동에 대한 관용형상축(CTP : Conventional Terrestrial Pole)에 평행한 축 • X-축 :BIH에서 정의한 기준자오면과 평행한 WGS84 기준자오면이 CTP 적도면과 교차하는 축 • Y-축 : 적도면 X축으로부터 동쪽으로 90°방향의 축

  6. WGS84(World Geodetic System84) -계속-

  7. WGS84 타원체의 제요소

  8. WGS84 기준계 특징 • 최근의 관측을 통해 지구중심에서 약 10cm정도 벗어난 ITRF와 비교해 볼 때, WGS84와 NAD83 기준계의 중심이 약 2m가량 지구중심에서 벗어나 있음이 증명됨 • NAD83 타원체의 비중심성은 NAD83으로 표현될때에는 상대적인 GPS 위치결정에 있어 그 영향은 무시될 수 있지만, 타원체고는 약 0.5m정도까지의 오차가 발생할 수 있음

  9. WGS84 기준계 특징 -계속- • 정밀궤도력 • CIGNET, IGS, VLBI 측점과 같은 ITRF로 위치가 주어진 측점들에 대한 관측을 토대로 계산됨 • IAG에서 채택하고 있는 GRS80 타원체 • 측지사업에 공식적인 기준면으로 사용할 것을 권고 • GRS80의 구면조화함수를 정규화하여 사용할 때 유효숫자로 8자리만 채용 • WGS84와 GRS80사이에는 편평률에서만 약간의 차이를 보이고 있으며, 이 차이는 실용적인 목적에서 거의 무시될 수 있음

  10. 지심직각 좌표계 • 일반적으로 X, Y, Z로 나타냄 • 원점 : 타원체의 중심 • X축 : 타원체의 중심으로부터 그리니치 자오선과 적도면이 만나는 점의 연장선 • Y축 : X축으로부터 적도면을 따라 동쪽으로 90°방향에 위치 • Z축 : 타원체의 회전축

  11. 지리좌표계 • 위도, 경도, 높이로 구성되는 좌표계 • 위도 : 임의점 P를 통과하는 타원체의 법선과 적도면이 이루는 각 • 경도 : 그리니치를 통과하는 자오선 타원체와 임의점 P를 지나는 자오선 타원체 사이의 각 • 그리니치 자오선으로부터 적도를 따라 동쪽으로 360°까지 표현하거나 동쪽 180°, 서쪽 180°로 표현 • 높이 : 임의점 P의 법선을 따라 측정된 타원체로부터의 거리

  12. 지리좌표와 지심직각좌표 관계

  13. : 모유선의 곡률반경 : 타원체 장, 단반경 지리좌표의 지심직각좌표 변환

  14. 위도계산식 위도를 직접 계산 할수 없으므로 초기값을 이용해 반복계산 초기값 경도계산식 높이계산식 지심직각좌표의 지리좌표 변환

  15. WGS84와 지역기준계간의 변환 • 지도제작이나 측지활동은 지역기준계를 이용하므로 WGS84와 지역기준계간의 변환관계 확립은 매우 중요 • 변환계수 산출 • 같은 지점에서 WGS84 좌표와 지역기준계 좌표를 알고 있어야 하며, 가능한한 많은 측점들에 대한 기준점 성과를 알고 있어야 함 • 좌표변환 방법 • 7-매개변수 변환, 회귀다항식(MRE) 변환과 표준 Molodensky방법

  16. 높이의 기준면 • GPS로부터 획득된 높이성과 • WGS84 타원체면을 기준 • 정표고(H) = 타원체고(h) - 지오이드고(N) • 광역 지오이드 모델 • OSU91a • EGN96 • 정확한 정표고를 획득하기 위해서는 지역적인 지오이드 모델이 개발되어야 함

  17. 높이의 기준면 -계속-

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