1, GPS 기술 개발 현황
GPS (GlobalPositioningSystem) 는 미국 육해공군이 공동으로 개발한 위성 항법 시스템이다. 전 세계, 연중무휴, 연속, 실시간 탐색 위치 지정 기능을 통해 다양한 사용자에게 정확한 3D 좌표, 속도 및 시간을 제공합니다. 단일 지점 탐색 및 상대 측지 포지셔닝은 GPS 어플리케이션의 두 가지 측면입니다. 상대 측지 포지셔닝은 기존 측정의 주요 적용 방법입니다.
상대 측지 포지셔닝은 L 1 및 L2 반송파 위상 관찰을 사용하여 고정밀 측정을 수행하는 것입니다. 그 원리는 반송파 위상 측정의 국부차법, 즉 수신기 간의 첫 번째 차이, 수신기와 위성 관측 역원 사이의 두 번째 차이를 구하고, 두 번의 차이 계산을 통해 결정되어야 할 기준선의 길이를 계산하는 것이다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 전체 주 모호성을 해결하는 것이 핵심 기술입니다. 알고리즘 모델에 따라 정적, 빠른 정적 및 RTK 실행 모드가 설계되었습니다. 정적 작업 모드는 주로 지각 변형 관찰, 국가 측지, 댐 변형 관찰 등 정밀도 측정에 사용됩니다. 빠른 정적 측정은 효율성과 센티미터급 정밀도로 일반 엔지니어링 측정에 널리 사용됩니다. RTK 측정은 빠르고 실시간이며 센티미터급 정밀도로 데이터 수집 (예: 상세 측정) 및 엔지니어링 로프트에 널리 사용됩니다. RTK 기술은 GPS 상대 측정지 위치 어플리케이션의 주류를 대표한다.
GPS 측량지 수신 장치는 측량지 포지셔닝을 위한 기본 조건입니다. 수신기는 단일 주파수와 이중 밴드로 나뉘며, 이중 밴드는 L2 관측을 사용하여 전리층 굴절 효과를 수정할 수 있으며, 중간 긴 기준선 (20km 이상) 측정에 가장 적합하며 RTK 기능으로 업그레이드할 수 있는 빠른 정적 측정 기능을 갖추고 있습니다. 단일 주파수기는 20km 미만의 짧은 기준선 측정에 적합하며 일반 엔지니어링 측정에 대한 가격 대비 성능이 우수합니다. RTK 시스템은 GPS 수신 장치, 무선 통신 장치, 전자 노트북 및 보조 장치로 구성됩니다. 전체 설비는 무게가 가볍고, 조작이 간단하며, 실시간으로 믿을 수 있고, 정확도가 센티미터급에 달하며, 데이터 수집 및 엔지니어링 로프트의 요구 사항을 완벽하게 충족할 수 있습니다. GPS 시스템의 궤도 위성 수가 제한되어 있기 때문에, 빈 가시도가 가려진 경우 정상적인 계산을 보장할 수 없으며 위치 지정의 정확도와 신뢰성에 영향을 줄 수 있습니다. 실습에 따르면 다양한 환경 제약으로 인해 단일 주파수 GPS 시스템에는 큰 한계가 있습니다. 러시아 글로벌 항법 위성 시스템 (CLONASS) 이 개선되면서 미국 Ashtech 는 GLONASS 를 이용해 GPS 성능을 향상시키는 쌍별자리 시스템 (GLONASS GPS) 을 개발하는 데 성공했다. 이 전천후, 전 지역, 고정밀 시스템은 사용자에게 더욱 정교한 수신 장치를 제공하며, 이중 별자리 시스템의 수신 장치는 새로운 수준에 이르렀다.
고속도로 측량에서 2.GPS 기술의 응용 가능성.
우리나라 국민경제의 급속한 성장과 서부 대개발의 시행으로 우리 성의 고급 도로 건설은 전례 없는 발전 기회를 맞이하여 탐사 설계에 더 높은 요구를 제기하였다. 도로 설계 업계의 소프트웨어 기술 및 하드웨어 장비가 발달하면서 도로 설계는 이미 CAD 를 위주로 하고 있으며, 일부 소프트웨어 자체는 지상 디지털 측량 제품의 지원이 필요합니다. 조사, 설계, 시공, 후기 관리 일체화 데이터 체인을 구축하고 데이터 복제, 입력 등의 중간 부분을 줄이는 것은 도로 조사 설계' 내외업 일체화' 의 요구 사항이자 고급 도로 설계 기술 발전에 영향을 미치는' 병목 현상' 이다. 현재 도로 측량은 전자토탈 스테이션과 같은 첨단 기기 설비를 사용하지만, 일반적인 측량 방법은 가로방향 가시도와 작업 조건에 의해 제한되며, 작업 강도가 높고 비효율적이며, 설계 주기를 크게 연장한다. 측정 기술의 진보는 설비의 도입과 기술 개조에 있다. 현재의 기술 조건 하에서 GPS 기술을 도입하는 것이 우선일 것이다. 현재 GPS 정적 또는 빠른 정적 방법을 사용하여 선 전체 제어 측정을 설정하고 측량 단계 측량 리본 지형도, 측량 선형의 평면 및 종단의 기초를 제공합니다. 공사 단계에서 교량 터널 공사 통제망을 구축하는 것은 GPS 가 도로 측량에 응용하는 초급 단계일 뿐이다. 사실 도로 측량의 기술적 잠재력은 RTK (실시간 동적 위치) 기술의 응용에 있다. RTK 기술은 도로공학에서의 응용 전망이 매우 넓다. 다음은 고속도로 측량에서 RTK 기술의 적용에 대한 간략한 소개입니다.
고속도로 측량에 3.RTK 기술 적용
3. 1 RTK 포지셔닝 기술 소개
실시간 동적 (RTK) 위치 지정 기술은 캐리어 위상 관측을 기반으로 하는 실시간 차등 GPS(RTDGPS) 기술입니다. 그것은 GPS 측정 기술 발전의 새로운 돌파구로, 도로 공사에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있다. 정적 위치 지정이든 준 동적 위치 지정이든, 데이터 처리의 지연성으로 인해 위치 결과를 실시간으로 계산하거나 관찰 데이터를 검사할 수 없으며 관찰 데이터의 품질을 보장하기가 어렵다는 것은 잘 알려져 있습니다. 실제 업무에서, 거친 차이로 인한 불합격 관측 결과는 왕왕 재작업 재테스트가 필요하다. 이 문제를 해결하는 주요 방법은 관찰 시간을 연장하여 측량 데이터의 신뢰성을 보장하는 것입니다. 이로 인해 GPS 측정의 생산성이 떨어집니다.
실시간 동적 위치 확인 시스템은 참조 스테이션과 이동소로 구성됩니다. 무선 데이터 통신 구축은 실시간 동적 측정을 보장합니다. 그 원리는 첫 번째 점의 정확도가 높은 제어점을 기준점으로 수신기를 기준점으로 배치하여 위성을 지속적으로 관찰하는 것이다. 이동국의 수신기는 위성 신호를 수신하는 동안 무선 전송 장치를 통해 참조 스테이션의 관측 데이터를 수신하며, 임의 컴퓨터는 상대 위치 지정 원리에 따라 이동국의 3D 좌표 및 측정 정확도를 실시간으로 계산하고 표시합니다. 이를 통해 사용자는 측정 중인 점의 데이터 관찰 품질 및 기준선 계산 결과의 수렴을 실시간으로 모니터링하고, 측정 중인 점의 정밀도 지표에 따라 관찰 시간을 결정하고, 중복 관찰을 줄이고, 생산성을 높일 수 있습니다.
3.2 애플리케이션
실시간 동적 (RTK) 포지셔닝에는 빠른 정적 위치 지정과 동적 위치 지정이라는 두 가지 측정 모드가 있습니다. 도로 측량, 건설 로프트, 감독 및 GIS (지리 정보 시스템) 프런트 엔드 데이터 수집을 포괄하는 두 가지 위치 지정 모드의 조합입니다.
3.2. 1 빠른 정적 포지셔닝 모드. GPS 수신기는 각 모바일 스테이션에서 정적으로 관찰해야합니다. 관측할 때 참조 스테이션과 위성의 동시 관측 데이터를 모두 수신하여 전체 미지수와 사용자 스테이션의 3D 좌표를 실시간으로 계산합니다. 계산 결과의 변경이 안정화되고 정확도가 설계 요구 사항을 충족하는 경우 실시간 관찰을 종료할 수 있습니다. 일반적으로 제어 네트워크 암호화와 같은 측정을 제어하는 데 사용됩니다. 토탈 스테이션 측정과 같은 일반적인 측정 방법을 사용하면 객관적인 요인에 크게 영향을 받고 자연 조건이 열악한 지역에서는 구현이 어렵고 RTK 빠른 정적 측정은 적은 비용으로 더 많은 작업을 수행할 수 있습니다. 단일 포인트 포지셔닝은 정적 측정에 필요한 시간의 5 분의 1 도 채 안 되는 5-10 분 (기술 발전에 따라 포지셔닝 시간이 단축됨) 에 불과합니다. 도로 측량에서 토탈 스테이션 대신 와이어 측정과 같은 제어점의 암호화를 완료할 수 있습니다.
3.2.2 동적 위치 측정 전에 몇 분 동안 기준점 관찰 (일부 기기에는 2 ~ 10s 만 필요) 을 초기화해야 합니다. 그러면 흐름 스테이션은 참조 스테이션의 동기화 관찰 데이터와 함께 미리 정의된 샘플링 간격으로 자동으로 관찰되어 샘플링 점의 공간 위치를 실시간으로 결정할 수 있습니다. 현재 위치 정확도는 센티미터급에 이를 수 있다.
동적 위치 지정 모드는 도로 측량 단계에서 광범위한 적용 전망을 가지고 있어 지형 측량, 중간 파일 측량, 횡단 측량, 종단 지반선 측량 등을 완료할 수 있습니다. 2 ~ 4 s 를 측정한 후 정확도는 1 ~ 3 cm 에 달할 수 있으며, 전체 측정 과정은 통시할 필요가 없고 토탈 스테이션과 같은 일반 측정 기기와 비교할 수 없는 장점을 가지고 있습니다.
3.3 RTK 기술의 장점
3.3. 1 신뢰성 테스트 후 센티미터급 정밀도 측정 결과 (고도 포함) 의 실시간 동적 표시
3.3.2 거친 차이로 인한 재작업에서 완전히 벗어나 GPS 작업의 효율성을 높입니다.
3.3.3 작업 효율이 뛰어나 로프트 점당 1 ~ 2s 만 있으면 됩니다. 이동국 그룹화 작업, 각 그룹 (3 ~ 4 명) 은 5 ~ 10km 중심선 측정을 완료할 수 있습니다. 지형 측량에 사용되는 경우 각 그룹은 매일 0.8 ~ 1.5km3 의 지형도 측량을 완료할 수 있으며 정확도와 효율성은 보통입니다.
3.3.4 중간 선을 방출하는 동시에 중간 말뚝의 평평함을 완성한다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 중간, 중간, 중간, 중간, 중간, 중간, 중간, 중간)
3.3.5 적용 범위가 넓습니다. 도로 측정 (평면, 세로, 가로 포함), 시공 로프트, 감독, 준공 측정, 정비 측정, GIS 프런트엔드 데이터 수집 등 다양한 측면을 포괄할 수 있습니다.
3.3.6 해당 소프트웨어 지원이 있는 경우 RTK 는 토탈 스테이션과 함께 작동하여 각자의 장점을 최대한 활용할 수 있습니다.
3.4 프로모션 권장 사항
3.4. 1 GPS 정적 위치 지정 기술과 동적 위치 지정 기술을 결합하면 도로 평면 제어 측정을 효율적이고 정확하게 수행할 수 있습니다.
3.4.2 기존 방법과 GPS 기술을 결합한 생산 공정은 생산성을 크게 높일 수 있다.
3.4.3 RTK 기술을 특징으로 하는 GPS 기술이 발달하면서 각 업체들은 자체 특허 기술을 갖춘 기기를 잇달아 출시하여 초기화 시간이 짧고 추적 능력이 뛰어나며 정확도가 높고 신뢰성이 뛰어나며 가격 대비 성능이 우수합니다. 조사 설계 단위는 토탈 스테이션을 교체하는 경향이 있으며, 단위 설비를 업데이트할 때 이 요소를 고려해야 한다.
3. 4. 4 GPS 기술을 도로 측량에 적용하는 것은 도로 측량에서 혁명적인 기술 혁신으로 전통적인 작업 이념을 새롭게 할 것이다.
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