개념 한 쪽
토목기사 위성측위시스템(GNSS) 개요 — DOP와 위성 신호·기준계
위성측위는 하늘에 뜬 위성의 신호로 지상의 위치를 구하는 측량이다. 정확도는 위성이 하늘에 어떻게 흩어져 있는지(DOP)와 어떤 신호 대역을 쓰는지, 그리고 어떤 기준계 위에 좌표를 얹는지에 따라 달라진다.
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뜻
DOP는 오차가 얼마나 증폭되는지를 나타낸다. 위성의 기하학적 분포에 따른 오차 증폭 계수이므로 값이 클수록 정확도가 낮아진다. 위성끼리 이루는 각도가 넓어 하늘에 고르게 흩어져 있을수록 기하학적 구조가 안정되어 DOP가 줄고 정밀도는 올라간다. 「공간이 넓으면 정밀도가 낮아진다」처럼 인과를 뒤집은 선지가 오답이다. 성분 사이의 관계도 함께 나오는데, PDOP는 HDOP와 VDOP의 제곱합의 제곱근(√(HDOP²+VDOP²))이라 단순한 합이 아니다.
쓰는 신호 대역도 정해져 있다. GPS는 L1·L2·L5 반송파를 쓰고 L4는 쓰지 않는다. 용도도 갈려 L1은 민간용, L2는 정밀측량, L5는 항공안전용이다. 대역 번호를 하나 끼워 넣거나 용도를 서로 바꿔 놓은 선지가 오답이다.
신호는 대기를 지나며 늦어진다. GPS 전파는 대류권 수증기 때문에 지연되므로 대기 보정이 필수다. 좌표를 얹는 기준계는 WGS84이고 원점은 지구질량 중심이며, GPS로 얻는 높이는 타원체고라서 지반고와 다르다. 기준계를 지역 좌표계로 적거나 두 높이를 같은 것으로 본 선지가 오답이다.
정리하면 위성측위의 정확도는 세 갈래로 확인한다. ① 위성 분포가 DOP를 어떻게 바꾸는가(넓게 흩어지면 DOP 감소), ② 어느 대역을 쓰는가(L1·L2·L5), ③ 무엇을 기준으로 좌표를 얹는가(WGS84·지구질량 중심·타원체고)다.
예제
출제 패턴은 네 가지다. ① DOP — 위성 분포와 정밀도의 인과를 뒤집거나 PDOP를 HDOP·VDOP의 단순 합으로 적은 선지가 오답이다. ② 신호 대역 — 쓰지 않는 대역(L4)을 넣거나 L1·L2·L5의 용도를 바꾼 선지가 오답이다. ③ 대기 — 대류권 수증기에 의한 지연과 보정의 필요성을 부정한 선지가 오답이다. ④ 기준계 — 기준타원체(WGS84)나 원점(지구질량 중심), 높이의 종류(타원체고)를 바꾼 선지가 오답이다.
자주 묻는 물음
- DOP는 정밀도와 어떤 관계인가요?
- 반비례합니다. DOP는 위성 분포에 따른 오차 증폭 계수라 값이 클수록 정확도가 낮아지고, 위성이 하늘에 넓게 흩어질수록 DOP가 줄어 정밀도가 올라갑니다. PDOP는 HDOP와 VDOP의 제곱합의 제곱근입니다.
- GPS는 어떤 신호 대역을 쓰나요?
- L1·L2·L5 반송파를 씁니다. L4는 쓰지 않으며, L1은 민간용, L2는 정밀측량, L5는 항공안전용입니다. 대역 번호를 하나 끼워 넣거나 용도를 바꾼 선지는 오답입니다.
- GPS로 얻은 높이와 기준계는 무엇인가요?
- 높이는 타원체고이고 기준계는 WGS84입니다. WGS84의 원점은 지구질량 중심이며, 타원체고는 지반고와 다릅니다. 또 전파가 대류권 수증기로 지연되므로 대기 보정이 필요합니다.
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