Airborne GPS ?

Airborne GPS ?

GPS 장비 및 관성항법장치를 비행물체 ( 항공기 , 헬기 , 인공위성 등 ) 에 장착하고 지상국과의 상대관측을 통해 실시간 또는 후처리로 얻은 결과를 이용하여 센서의 위치와 자세를 취득하는 방법으로 항공사진측량용 카메라 , 레이져 스케너와 조합하여 사용되는 최신 GPS 기술

Airborne GPS 의 필요성 항공사진에 의한 지도제작시

막대한 지상기준점 측량 비용 지상기준점 측량에 따른 갱신주기 문제 발생

Airborne Scanning Image Distortion of airborne scanning image Geometric Correction 문제 정확도 유지 문제

Airborne Sensor 의 위치 및 자세

Airborne GPS 의 활용 사진측량

지상기준점 감소지상기준점 감소정확도 향상정확도 향상갱신주기의 단축갱신주기의 단축

지상기준점 감소지상기준점 감소정확도 향상정확도 향상갱신주기의 단축갱신주기의 단축

Airborne GPS 의 활용 - 계속 -

원격탐측

스캐닝 왜곡 보정스캐닝 왜곡 보정기하보정기하보정정확도 향상정확도 향상

스캐닝 왜곡 보정스캐닝 왜곡 보정기하보정기하보정정확도 향상정확도 향상

위치 및 자세각위치 및 자세각위치 및 자세각위치 및 자세각

표정 요소 결정표정 요소 결정표정 요소 결정표정 요소 결정

Airborne GPS 의 처리과정 Post-Processing (AIRGPS)Post-Processing (AIRGPS)

GPS Processing SystemGPS Processing System

GPS Time 과 Sensing 순간의 동기화GPS Time 과 Sensing 순간의 동기화

GPS 에 의한 위치 및 자세 결정GPS 에 의한 위치 및 자세 결정

표정 요소 결정표정 요소 결정

GPS time 과 Sensing 순간의 동기화

GPS Time & X, Y, Z & Vx, Vy, Vz Sensing Time

Interpolation Algorithm

Synchronizing GPS Positions with sensing time

3D Position & Velocity for Sensing time

촬영시간의 보간

3 개의 계수를 갖는 2 차 다항식 보간법 ( 최소제곱조정 ) 5 개의 epoch 를 이용하여 항공기의 궤적 일치 곡선

표현 X, Y, Z 축 각각에 대한 fitting 곡선 표현 1 차 미분과 2 차 미분을 통해 속도 & 가속도 산출

Epoch N Epoch N+1

Exposure Time

Airborne Sensor 의 위치와 자세

외부표정요소 결정외부표정요소 결정

Sensor 에 대한 지심좌표Sensor 에 대한 지심좌표

지심좌표축에 대한 회전각지심좌표축에 대한 회전각

속도성분과 변환행렬속도성분과 변환행렬

GPS/INS ? GPS 의 일관성있는 높은 위치 정확도와

독립적으로 자신의 위치와 자세를 결정할수있는 INS 의 장점을 조합한 최신 기술

GPS/INS 의 장점 GPS 의 높은 정확도로 얻어진 좌표를 INS 에 계속 제공함으로써

시간이 지날수록 위치와 자세 정확도가 저하되는 INS 의 단점을 보완할 수 있음

GPS 의 신호가 빌딩 , 수목 등 외부요건에 의해 단절되는 경우 , INS 에서 제공하는 위치정보로 자동전환되며 , GPS 신호가 다시 이어질 때 INS 로부터 제공되어져 온 위치정보를 이용하여 모호정수의 검색 부피를 줄여 짧은 시간 내에 모호정수 결정이 가능

GPS/INS 하드웨어 구성

Imaging PC

GPS Base Station

Camera

Receiver

GPS Antenna

INS/GPS PC

LN-100(IMU)

GPS/INS 하드웨어 구성 - 계속 -

GPS : 위치결정

Camera : Shutter 신호전달

INS : 회전각 결정

Computer : 동기화 및 신호처리

GPS 안테나

GPS/INS Direct Georeferencing

외부표정요소도출

Camera Frame

(Xo, Yo, Zo)

INS Frame

MappingFrame

GPS/INS 을 이용한 항공사진측량

초기 회전각 Calibration

촬영

항공사진IMU 자료 GPS 자료

Kalman Filtering

외부표정요소 도화기

수치지도 , 정사사진