DGPS(Differencial GPS)

DGPS 는 GPS 수신기를 2개이상 사용하여 상대적 측위를 하는 방법 인데, 좌표를 알고있는

기지점에 베이스 스테이션용 GPS 수신기 를 설치하고, 위성들을 모니터하여 개별위성의

거리오차 보정 치를 정밀하게 계산한후 이를 작업 현장의 로버(Rover)용 수신기 의

오차보정에 이용하는 방식이다. 이방식을 도해하면 다음그림 과 같다.

DGPS위치의 계산-보정치를 측위시 적용하여계산

DGPS 의 위치의 오차는 항법장비의 경우, 대략 10m 내외, GIS 데이타 취득용 장비 또는

해양측량용 장비의 경우는 1m 가 된다.

DGPS의 종류

또한 DGPS 측위는 실시각 (Realtime)처리방식과 후처리(Post-processing)방식의 2가지로

대별된다.

1. 실시각 DGPS

베이스 스테이션에서 취득한 DGPS 보정치를 무전기를 이용하여 송신하고, 로버에서 이를

수신하여 보정치를 의사거리에서 가 감한후 위치를 계산함으로서 현장에서 바로

DGPS 위치를 구하는 방식이다.

현장에서 정확한 위치를 구할 수 있기 때문에 해양측 량, 도로보수공사, 지하매설물

보수공사등의 분야에 응용된다.

2. 후처리 DGPS

베이스 스테이션에서는 작업기간동안 연속적으로 GPS 데이타 를 수신하여 베이스용 파일을

생성시키고, 로버는 현장작업시 GPS 데이타 및 속성자료등을 취득하여 로버 파일을

생성시킨 후 이를 사무실에서 후처리 소프트웨어로 DGPS 보정을 행하는 방식 이다.

현장에서는 얻어지는 데이타는 100m 2dRMS 의 오차를 가지나, 후처리 후에는 정확한

DGPS 위치를 얻게된다.

후처리를 하여야만 DGPS 위치를 얻을 수 있기 때문에 GIS 용 데이타 취득에 이용되 며,

수도관, 가스관, 전신주조사등에도 손쉽게 이용할 수 있다.

작동 원리

DGPS 는 두 개의 GPS 수신기를 필요로 한다. 하나의 수신기는 정지해있고(Stationary)

다른 하나는 이동을(roving) 하면서 위치측정을 시행한다. 정지한 수신기가 바로 DGPS

개념의 핵심이 되는것으로 이 정지된 수신기는 실제 위성을 이용한 측정값과 이미 정밀하게

결정된 실제 값과의 차이를 계산한다.

오차의 발생

GPS 수신기는 4개 이상의 위성으로부터 시각정보를 담은 신호를 수신받아 위치측정에

이용한다. 신호가 위성에서 수신기까지 이르는 동안 거치는 여러 오차 요인으로 인하여 이

신호는 정확도가 떨어지게 되는데 각 위성의 신호가 이런식으로 오차를 포함하고 있으므로

이들을 이용하여 계산한 위치 정보도 어쩔수 없이 오차를 수반하기 마련이다.

동일한 오차 조건

인공위성은 지표면으로부터 상당히 먼거리에 위치하므로 지표상에서 우리가 이동하는

거리는 상대적으로 작은 길이가 된다.

그림에서 보는 바와 같이 두 수신기가 수백 km 이내의 거리에 있다면 위성의 신호는 거의

같은 경로로 수신기까지 도달하게 되고 동일한 오차를 수반하게 된다. 결국 두 개의

수신기는 같은 조건하에 놓인다고 볼수있다.

기준점에서의 오차측정

만약 자신의 정확한 위치를 알고 있는 수신기로 하여금 위성으로 부터 계산한 값과

비교하여 오차를 계산하도록 만들고 이것을 움직이고 있는 다른 수신기에 전달할수만

있다면 결과적으로 신호경로에 수반되는 오차를 제거하는것이된다. 이러한 오차 상쇄

효과는 비단 신호 경로에서 비롯하는 오차뿐만 아니라 미 국방성에서 정밀도의 저하를 위해

고의로 실시하는 SA(Selective Availability)까지도 극복할수 있도록 만들어 준다.

기준점에서 오차측정의 원리

여러차례의 측지를 통하여 위치가 정확히 알려진 지점에 기준 수신기를 배치시킨다. 이

수신기는 움직이는 수신기와 동일한 위성신호를 받지만 일반 수신기와는 다른 방식의

계산-역으로 방정식을 거슬러 올라가는-을 수행한다. 즉 위성의 신호로 부터 위치를

계산하는 대신에 이미 정확하게 알려진 그 지점의 위치를 이용하여 신호의 값을 추정하고

이것을 수신받은 신호와 비교한다. 바로 이 차이가 보정값이 된다. 이러한 보정값을

기준계에서 움직이는 수신기에 전송하며 이동하는 수신기는 이 보정값을 이용하여 자신의

위치 측정값을 수정한다.

기준점은 이용할수있는 모든 위성에 대하여 보정값을 계산

이동중인 수신기가 이용할수 있는 위성중 어느것을 위치계산에 사용할지를 기준국에서는

알수가 없으므로 기준점 수신기는 가능한 모든 위성신호를 받아 각 위성의 보정값을

계산한다. 이 보정값을 표준 형식으로 전환한다음 이동중인 수신기로 전송한다.