KR100765154B1 - 경사지에서 수준측량 시 전, 후시의 거리조정을 이용한측량방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 (a) 최소 독취거리를 유지하며, 전, 후시 수준점에 측량 막대를 세우고 측정 지점과 상기 전, 후시 수준점 사이의 거리를 측정하는 단계; (b) 상기 측정 지점에 세워진 수준 레벨 기계를 사용하여 상기 전, 후시 수준점에 세워진 측량 막대의 고저차를 측정하는 단계; (c) 상기 전, 후시에 세워진 측량 막대 및 상기 수준 레벨 기계를 이동시켜 가면서 상기 (a), (b) 단계를 반복 수행하는 단계; (d) 측정된 전시 거리와 후시 거리의 합을 동일하게 유지하여 부정오차를 소거하는 단계를 포함하는 경사지에서 수준측량 시 전, 후시의 거리조정을 이용한 측량방법을 제공한다.

본 발명은 경사지에서 전, 후시의 거리에 구애받지 않고 유동적으로 TP 점을 선정하여 1회 관측 거리를 증가시킴으로써 수준 측량을 위한 기계 설치 횟수를 최소화할 수 있으며, 이를 통하여 관측 시간 및 관측에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있는 경사지에서 수준측량 시 전, 후시의 거리조정을 이용한 측량방법을 제공한다.

수준측량, 경사지, 전, 후시

Description

경사지에서 수준측량 시 전, 후시의 거리조정을 이용한 측량방법{A leveling method at the slope}

도 1은 종래 일반적인 수준 측량의 방법을 도시한 도면.

도 2는 종래 경사지에서의 수준 측량 방법을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 경사지에서의 수준 측량 방법을 도시한 도면.

도 4 내지 도 7은 종래 및 본 발명의 수준 측량 방법을 이용한 수준 측량 데이터.

본 발명은 경사지에서 수준측량 시 전, 후시 전체 거리의 합계를 동일하게 유지하여 기계 오차를 소거함으로써 보다 적은 횟수의 측량만으로 정밀한 수준 측량이 이루어 질 수 있도록 한 경사지에서 수준측량 시 전, 후시의 거리조정을 이용한 측량방법에 관한 것이다.

일반적인 수준 측량은 전, 후시 수준점에 측량 막대를 세우고 수준 레벨 기계를 사용하여 상기 전, 후시 수준점에 세워진 측량 막대의 고저차를 측정하여 각 TP 점에서의 고도를 측정하게 된다. 이 때 상기 전, 후시 사이의 거리는 등간격을 유지하는 것이 일반적이며, 실무적으로 상기 수준 레벨 기계와 전, 후시 사이의 거리는 50m 정도를 유지하며, TP 점의 고도를 측정하게 된다. 그러나, 구릉지나 경사지에서 수준 측량을 수행할 경우 지면의 경사로 인하여 상기 수준 레벨 기계와 전, 후시 사이의 거리는 단축될 수 밖에 없다. 따라서 구릉지나 경사지에서 수준 측량을 수행할 경우에는 평탄한 지형에서 수준 측량을 수행할 경우보다 동일한 거리를 측정함에 있어서, 더 많은 횟수의 측량이 이루어져야 하는 문제점이 존재한다.

이하, 도면을 참조하여 종래 기술을 설명하고, 종래 기술이 가진 문제점을 보다 상세히 기술한다.

도 1은 종래 일반적인 수준 측량의 방법을 도시한 도면이다.

일반적으로 수준측량 시에 발생하는 오차는 기계적인 오차 및 구차, 기차 등 다양한 원인에 의해서 발생한다. 이러한 부정오차 등을 소거하는 것은 매우 어려우나, 종래에는 다음과 같은 방법으로 수준측량의 정밀도를 향상시켜 왔다.

도 1을 참조하면, A점과 B점의 수준차는 후시(B.S) a에서 전시(F.S) b를 감하여 구하나 기계적인 오차 및 구차, 기차 등의 오차 요인들로 인하여 각각 오차량 e', e'' 가 포함된 a', b'를 표척으로부터 읽게 된다. 수식으로 표현하면 다음 수학식 1과 같다.

[수학식 1]

여기서 오차량 e', e''는 각각

로 표현할 수 있으며, 전 후시의 거리가 같은 경우 (d1=d2) 전, 후시에 포함된 오차량이 동일하며 (e'=e'') 따라서 상기 오차량 e', e''는 자동으로 소거된다.

도 2는 종래 경사지에서의 수준 측량 방법을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 종래 수준 측량 시에는 b1=b2=b3....=bn=f1=f2=f3=f4....=fn 식을 만족하도록 전시와 후시의 거리를 같게 하여 수준측량을 시행하도록 되어 있다(공공측량 작업규정 3장 3절 2항).

그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공공측량 작업규정 3장 3절 2항 규정에 따른 전, 후시 등거리 측정방법을 구릉지나 경사지에 적용할 경우, 상향 구배에서는 전시 거리의 제한과 하향 구배에서는 후시 거리의 제한으로 인하여 평탄지와 비교하여 보다 많은 수의 기계를 세워 측량을 반복해야 하는 불편이 발생한다. 더욱이 직접 수준 측량 관측 작업시 전, 후시의 거리를 같게 하기 위하여 TP 점을 선정하는데 많은 시간이 소요됨으로 관측 작업이 신속히 이루어질 수 없다는 문제점이 발생한다.

이러한 불편은 산간 지역과 같이 지면의 경사도가 유독 큰 지형을 수준 측량하고자 하는 경우 더욱 크게 문제된다. 따라서, TP 점 선정시 전, 후시의 거리가 다르더라도 관측 지점을 유동성 있게 선정하여 거리를 독취한 후 구간 작업이 완료 되기 전 전, 후시의 거리를 합계하여 마지막 관측점에서 전, 후시의 합을 갖도록 하는 수준 측량 방법의 개발이 요구된다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 경사지에서 전, 후시의 거리에 구애받지 않고 유동적으로 TP 점을 선정하여 1회 관측 거리를 증가시킴으로써 수준 측량을 위한 기계 설치 횟수를 최소화할 수 있으며, 이를 통하여 관측 시간 및 관측에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있는 경사지에서 수준측량 시 전, 후시의 거리조정을 이용한 측량방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 (a) 최소 독취거리를 유지하며, 전, 후시 수준점에 측량 막대를 세우고 측정 지점과 상기 전, 후시 수준점 사이의 거리를 측정하는 단계; (b) 상기 측정 지점에 세워진 수준 레벨 기계를 사용하여 상기 전, 후시 수준점에 세워진 측량 막대의 고저차를 측정하는 단계; (c) 상기 전, 후시에 세워진 측량 막대 및 상기 수준 레벨 기계를 이동시켜 가면서 상기 (a), (b) 단계를 반복 수행하는 단계; (d) 측정된 전시 거리와 후시 거리의 합을 동일하게 유지하여 부정오차를 소거하는 단계를 포함하는 경사지에서 수준측량 시 전, 후시의 거리조정을 이용한 측량방법을 제공한다.

보다 바람직하게는, 상기 (a) 단계에서, 상기 전, 후시 수준점에 측량 막대를 세움에 있어, 상향 구배 시에는 상기 후시 수준점에 설치되는 측량 막대와 상기 측정지점 사이의 거리를 길게, 하향 구배 시에는 상기 전시 수준점에 설치되는 측량 막대와 상기 측정지점 사이의 거리를 길게 조정하여 거리를 측량할 수 있다.

발명과 본 발명의 동작성의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 경사지에서의 수준 측량 방법을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 수준 측량 방법은 TP 점 각각의 관측 시에는, 다음 식과 같이 b1≠b2≠b3....≠bn≠f1≠f2≠f3≠f4....≠fn 전, 후시 각각의 거리를 동일하게 유지하지 않으나, 전체 관측된 전시 거리의 합과 후시 거리의 합을 동일하게 유지하여(B=F) 부정오차를 소거함으로써 정밀한 측정이 이루어질 수 있도록 한다. 여기서 B, F는 각각,

식으로 표현된다.

여기서, 부정오차라 함은 수준 레벨 기계의 평형을 조절하는 기포관이 제 위치를 찾지 못했음에도 전, 후시의 고도를 측정하면서 발생하는 기계의 불완전 조정으로 생기는 오차이다. 이는 전시, 후시의 시준 거리에 비례하므로 종래에는 전시, 후시의 거리를 같게 하여 소거하였으나, 본 발명의 경우, 전체 관측에 따른 전시와 후시의 합을 동일하게 유지함으로써 상기 부정오차를 소거한다. 보다 상세히, 도 1을 참조하면, 전체 관측에 따른 전시와, 후시를 동일하게 유지하는 경우 총 d1의 합과 d2의 합이 동일하게 유지되며, 부정오차인,

,

의 전체 합은 동일하게 되어 상기 부정오차를 소거한다.

이러한 관측 방법을 적용할 경우 전 후시 거리를 조정하여 상향 구배 시에는 후시 거리를 길게, 하향 구배 시에는 전시 거리를 길게 하여, 도 3에 도시된 바와 같이 관측 횟수를 줄일 수 있다. 그러나, 상기 수준 레벨 기계를 이용하여 전, 후시를 측정함에 있어서, 보다 정밀한 결과를 얻기 위해서는 "최소 독취거리"를 유지하며, 시준할 필요성이 있다. 상기 "최소 독취거리"라 함은 수준 레벨 기계나, 관측자의 시력 등에 따라 결정되는 수준 레벨 기계와 전시 또는 후시 사이의 최적 거리를 의미한다. 상기 "최소 독취거리"는 일반적으로 30~50m 정도를 유지하며, 관측 시작점으로부터 전, 후시 측량을 수행함에 있어 지켜지는 것이 바람직하다. 특히, 최종 관측점에 다가갈수록 상기 "최소 독취거리"를 유지하기 위해서는 최초 관측 지점으로부터 상기 전, 후시의 총합을 계산하고, 상기 전, 후시의 총합이 동일하도 록 측정할 전, 후시의 거리를 정하고, 상기 전, 후시 사이의 적정 위치에 상기 수준 레벨 기계를 세워 고도를 측정해야 한다. 즉, 최종 관측 시 총 전시의 합과 후시의 합이 동일하게 유지될 수 있는 동시에 "최소 독취거리"가 만족될 수 있도록 할 필요성이 있다.

상기 제시한 방법에 의하여 2회에 걸쳐 수준측량을 시행하였다.

관측 결과는 하기 표 1 및 도 4 내지 도 7과 같다.

[표 1]

구간	관측방법	관측시간	관측횟수	관측결과
A→B (983m)	등간격	2시간 23분	39회	10.8930m
	수정방법	57분	17회	10.8959m
B→C (945m)	등간격	2시간 14분	38회	-24.9866m
	수정방법	1시간 6분	19회	-24.9791m

상기 관측이 수행된 도 4 내지 도 7의 BM, TP1, TP3, TP4 지점은 과천시 갈현동이며, TP2 지점은 과천시 문원동이다.

상기 표 1 및 관측결과를 나타낸 도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 전, 후시 거리를 조정한 관측방법이 일반적인 등거리 측정방법에 비하여 측정시간을 약 50%~70% 정도 단축하며, 측정 횟수도 약 50% 단축하는 효과가 있음을 확인할 수 있다. 측정 결과에 대한 비교에서도 두 가지 측정방법에 대한 차이가 각각 1.9 PPM과 3.4 PPM으로 정밀도에 있어서도 양호한 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.

경사구간의 수준측량 시 시준상의 문제로 인하여 짧은 전, 후시 간격은 측정횟수의 증가와 측정시간의 지연 등을 야기하였다. 그러나 전, 후시 측정거리를 지형의 특성에 맞게 조정하는 방법을 통하여 구릉지역의 수준측량 시 약 50% 정도의 측정시간 절감과 측정횟수 감소의 효과를 가져올 수 있다. 더 나아가 측정횟수의 감소는 기계적 오차에 의한 누적 오차를 줄일 수 있으며, 전체 관측 과정의 전시 거리와 후시 거리의 합을 같게 하여 부정오차를 소거함으로써 고 정밀도를 유지하며, 효율적인 경사지 수준측량을 가능하게 한다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명은 경사지에서 전, 후시의 거리에 구애받지 않고 유동적으로 TP 점을 선정하여 1회 관측 거리를 증가시킴으로써 수준 측량을 위한 기계 설치 횟수를 최소화할 수 있으며, 이를 통하여 관측 시간 및 관측에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있는 경사지에서 수준측량 시 전, 후시의 거리조정을 이용한 측량방법을 제공한다.

Claims (2)

1. (a) 최소 독취거리를 유지하며, 전, 후시 수준점에 측량 막대를 세우고 측정 지점과 상기 전, 후시 수준점 사이의 거리를 측정하는 단계;

   (b) 상기 측정 지점에 세워진 수준 레벨 기계를 사용하여 상기 전, 후시 수준점에 세워진 측량 막대의 고저차를 측정하는 단계;

   (c) 상기 전, 후시에 세워진 측량 막대 및 상기 수준 레벨 기계를 이동시켜 가면서 상기 (a), (b) 단계를 반복 수행하는 단계; 및

   (d) 측정된 전시 거리와 후시 거리의 합을 동일하게 유지하여 부정오차를 소거하는 단계를 포함하는 경사지에서 수준측량 시 전, 후시의 거리조정을 이용한 측량방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 (a) 단계에서, 상기 전, 후시 수준점에 측량 막대를 세움에 있어,

   상향 구배 시에는 상기 후시 수준점에 설치되는 측량 막대와 상기 측정지점 사이의 거리를 길게, 하향 구배 시에는 상기 전시 수준점에 설치되는 측량 막대와 상기 측정지점 사이의 거리를 길게 조정하여 거리를 측량하는 전, 후시의 거리조정을 이용한 측량방법.

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