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