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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 양인태
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2017
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우리나라는 삼면이 바다로 이루어져 있는 반도이며, 특히 연안에서는 많은 산업시설과 상업시설이 활발한 경제활동을 하고 있다. 최근 지구전체의 해수온도의 상승, 엘리뇨에 의한 해류의 변화, 간척사업, 하구언 및 방조제 같은 토목사업 등의 이유로 계속 해수면이 변화하고 있으며, 백중사리와 같은 천체에 의해 발생하는 조차로 인해 연안의 해수범람과 같은 자연재해가 빈번히 발생하고 있다. 또한 서해안과 같이 조차가 큰 지역에서는 선박이 운행 중 좌초되는 일까지 발생하고 있다. 따라서 선박의 안전운항과 연안개발을 위한 효율적인 토목공사를 위해서는 지역별 정밀한 수준면의 높이 정보와 수준면으로부터의 기본수준점 성과가 필수적이다.
기본수준점의 성과 결정은 일반적으로 조석관측을 통한 기본수준면(Datum Level, D.L)의 위치 결정과 이를 기준으로 기본수준점까지의 높이차를 관측하는 수준측량(Leveling)의 두 부분으로 이루어진다. 먼저 기본수준면의 위치 결정은 지역별 장기간의 조석관측을 통해 산출된 평균해면(Mean Sea Level, MSL)과 조석관측 자료를 조화분해를 하여 얻어지는 조화상수를 평균해면에 보정하여 결정하게 된다. 그 후 수준측량에서는 결정된 기본수준면을 높이‘0’으로 하여 설치된 기본수준점까지의 높이를 결정하게 되는데, 이를 표척관측이라고도 부른다. 하지만, 이러한 표척관측은 정지된 기본수준면이 아닌 계속 변동하는 해수면을 대상으로 장비, 표척 등의 정치 후 수행되어 작업자의 숙련도에 따른 성과의 오차, 관측시간의 제약 및 육지와 인접하지 않은 해양에서는 관측이 불가능한 문제점이 존재한다.
본 연구에서는 조석차가 크고 복잡한 조석형태를 갖는 서해안 2개소의 연구대상지를 선정하여 표척관측 대신에 해수면에 직접 띄어 해수면의 높이를 관측을 할 수 있는 GPS Buoy 장비를 적용하였다. GPS Buoy 관측으로 얻어진 데이터는 학술용 GPS 정밀해석 S/W에서 구현된 Post Processing Kinematic(PPK)방식을 사용하여 정밀하게 해석하였다. 해석된 GPS Buoy 결과는 수압식검조기에서 얻어진 조석관측 결과와 연계하여 해수면의 움직임을 비교·분석하였으며, 최종적으로는 기존의 방식인 표척관측을 적용하여 결정된 기본수준점의 높이와 GPS Buoy를 적용한 높이를 비교하여 GPS Buoy 방식의 효용성을 평가하였다.
본 연구의 결과를 통해 GPS Buoy 장비를 활용하는 경우 육상과 인접하지 않은 해상지역에서도 간단하고 효율적으로 해양 높이 정보를 산출할 수 있을 것이라 판단되며, 향후 GPS Buoy를 통해 장기간의 연속적인 해수면 관측을 수행할 수 있다면 표척관측뿐만 아니라 검조기를 이용한 조석관측 방식 또한 대체할 수 있을 것으로 생각된다. 다만, 이를 위해서는 해수면 상 GPS Buoy에 대한 안정적 전원공급, 대용량 자료 저장 및 전송과 같은 장비의 고도화뿐만 아니라, mm 정밀도 PPK해석 결과를 확보할 수 있는 향상된 자료 처리 기술에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
기본수준점의 성과 결정은 일반적으로 조석관측을 통한 기본수준면(Datum Level, D.L)의 위치 결정과 이를 기준으로 기본수준점까지의 높이차를 관측하는 수준측량(Leveling)의 두 부분으로 이루어진다. 먼저 기본수준면의 위치 결정은 지역별 장기간의 조석관측을 통해 산출된 평균해면(Mean Sea Level, MSL)과 조석관측 자료를 조화분해를 하여 얻어지는 조화상수를 평균해면에 보정하여 결정하게 된다. 그 후 수준측량에서는 결정된 기본수준면을 높이‘0’으로 하여 설치된 기본수준점까지의 높이를 결정하게 되는데, 이를 표척관측이라고도 부른다. 하지만, 이러한 표척관측은 정지된 기본수준면이 아닌 계속 변동하는 해수면을 대상으로 장비, 표척 등의 정치 후 수행되어 작업자의 숙련도에 따른 성과의 오차, 관측시간의 제약 및 육지와 인접하지 않은 해양에서는 관측이 불가능한 문제점이 존재한다.
본 연구에서는 조석차가 크고 복잡한 조석형태를 갖는 서해안 2개소의 연구대상지를 선정하여 표척관측 대신에 해수면에 직접 띄어 해수면의 높이를 관측을 할 수 있는 GPS Buoy 장비를 적용하였다. GPS Buoy 관측으로 얻어진 데이터는 학술용 GPS 정밀해석 S/W에서 구현된 Post Processing Kinematic(PPK)방식을 사용하여 정밀하게 해석하였다. 해석된 GPS Buoy 결과는 수압식검조기에서 얻어진 조석관측 결과와 연계하여 해수면의 움직임을 비교·분석하였으며, 최종적으로는 기존의 방식인 표척관측을 적용하여 결정된 기본수준점의 높이와 GPS Buoy를 적용한 높이를 비교하여 GPS Buoy 방식의 효용성을 평가하였다.
본 연구의 결과를 통해 GPS Buoy 장비를 활용하는 경우 육상과 인접하지 않은 해상지역에서도 간단하고 효율적으로 해양 높이 정보를 산출할 수 있을 것이라 판단되며, 향후 GPS Buoy를 통해 장기간의 연속적인 해수면 관측을 수행할 수 있다면 표척관측뿐만 아니라 검조기를 이용한 조석관측 방식 또한 대체할 수 있을 것으로 생각된다. 다만, 이를 위해서는 해수면 상 GPS Buoy에 대한 안정적 전원공급, 대용량 자료 저장 및 전송과 같은 장비의 고도화뿐만 아니라, mm 정밀도 PPK해석 결과를 확보할 수 있는 향상된 자료 처리 기술에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
목차
제1장 서 론 11.1 연구배경 및 목적 11.2 연구동향 2제2장 이론적 배경 52.1 GPS의 측위원리 52.1.1 GPS 위성신호 62.1.2 의사거리(pseudorange) 72.1.3 위상차 측정 72.1.4 이동측량(Kinematic Survey) 원리 82.2 조석 102.2.1 조석현상 102.2.2 조석관측 11제3장 GPS Buoy 관측 및 자료처리 143.1 연구대상지 143.2 GPS 기준점관측 및 처리 153.2.1 GPS 관측장비 153.2.2 GPS 기준점측량 163.2.3 GPS 데이터 처리(GAMIT/GLOBK) 173.3 GPS Buoy 관측 및 자료처리 253.3.1 GPS Buoy 관측장비 253.3.2 GPS Buoy 측량 263.3.3 GPS Buoy 데이터 처리(GAMIT/TRACK) 28제4장 GPS Buoy 관측 처리 결과 분석 314.1 대상지역별 GPS Buoy 관측 결과 314.2 GPS Buoy 해석 결과의 비교·분석 334.3 기본수준점 성과 비교 38제5장 결론 40참고 문헌 42부 록 45Abstracts 55
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