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원픽, 지적기술사/ALL THAT 'GNSS'33

측지좌표계와 지오이드 4 1. 제 4의 좌표, 시간 시스템 제4의 좌표라고 하면 4차원 공간을 의미하는 상대성이론 등을 떠올리겠지만, 그렇게 어려운 부분까지 논의하려는 것은 아니다. 여기에서는 인공위성궤도를 논할 경우 시각과 시간이 매우 중요한 파라미터이므로 이에 관련된 문제만을 언급하기로 한다. 우리가 일상생활에서 자연스럽게 사용하고 있는 시각과 시간은 정밀 과학기술에서는 엄밀한 정의 및 이를 뒷받침할 수 있는 고정밀 시각장치가 필요하다. 다시 확인하는 의미에서 시각은 시간의 흐름 속에서 어떤 한 점을 가리키는 것이며, 시간은 어떤 시각과 다음 시각의 간격을 나타내는 것이다. 여담이지만, 열차 「시간표」라고 하는 표현방법은 잘못된 것으로서, 「시각표」라고 하는 것이 옳다. 그리고 서울, 부산 사이의 「소요시간」은 올바른 표현방.. 2022. 12. 22.
측지좌표계와 지오이드 3 1. 지오이드 지오이드란 「지구중력 등포텐셜면 중에서 평균해수면에 일치하는 것」으로서, 간단히 말하면 지구 전체를 물로 채웠다고 가정했을 경우 나타나는 해수면의 형태이다. 지오이드에는 지구회전에 의한 원심력이 포함되어 있으므로 적도면이 약간 부풀어 있지만, 그림 1에서처럼 다른 지역에서는 잘 나타나지 않는다. 그 이유는 기준면에 이미 원심력의 영향이 포함되어 있기 때문이다. 지구회전은 오랜 세월에 걸쳐 속도가 천천히 줄어들고 있으므로, 원심력도 조금씩 감소하고 있다. 그러나 그 양은 극히 작아서 현재 상태에서는 검출하기 불가능하다. 지오이드는 중력에 의한 포텐셜 에너지가 동일한 면(지구중력 등포텐셜면)의 하나로서 정의되므로 지오이드면과 중력의 방향은 직교한다. 외부에서 힘이 가해지지 않는다면, 물은 중력.. 2022. 12. 21.
측지좌표계와 지오이드 2 1. 측지좌표계 측량은 일반적으로 「지표에 있는 각 점의 상호 위치를 구하고, 위치⋅형상⋅면적을 측정하며, 이것들을 표시하는 기술」이다. 이러한 작업을 수행하기 위해서는 각 점의 3차원적 위치를 정량적으로 표시하는 기준, 즉 좌표계의 설정이 필요하다. 좌표계는 본질적으로 무수히 많은 방법이 있으나, 지표 부근에 있는 물체의 3차원 위치를 표시하는 방법으로는 경도⋅위도⋅높이 등 3가지 요소를 이용하는 측지 좌표계(Geodetic Coordinate System)가 가장 널리 사용된다. 측지 좌표계는 지구의 형태와 유사한 회전 타원체를 지구에 고정하였다고 가정하고 물체를 타원체에 투영하여 위도, 경도, 높이를 결정한다. 즉 물체로부터 타원체에 내린 수직선의 길이가 타원체고(Ellipsoidal height).. 2022. 12. 19.
측지좌표계와 지오이드 1 1. GNSS 위성 측량의 영향 재래식 측량과 GNSS 측량의 차이점을 보면 GNSS의 정확도, 장거리 측량능력, 간편함 등이 강조되는 경우가 많지만, 더욱 중요한 본질적인 차이점이 있다. 그 차이는 VLBI(초장기선간섭계)나 SLR 등 우주측지기술에 공통적으로 적용되는 것이다. 지금은 고전적인 기술이 된 항성과 달의 성식현상(星食現象)을 이용한 엄폐관측(掩蔽觀測, occultation), 인공위성의 광학관측, NNSS 등을 이용한 측량에도 동일한 차이점이 있다. 즉 재래식 측량은 수준면을 기준으로 측량하지만, 우주기술은 지구중심을 원점으로 하는 좌표계를 기준으로 순수하게 기하학적인 측량을 한다는 점이다. 재래식 측량도 기하학에 기초하여 측량하는 것은 사실이지만, 문제는 수준면이다. 수준면을 전 세계로 .. 2022. 12. 16.
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