KR100798473B1 - 지피에스 측량결과의 데이터 편차를 이용하는 지형지물의변경확인시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일차로 측정된 연약지반 구역의 침하정도를 간편하게 측정하여, 침하에 따른 지리정보의 편차를 실시간으로 확인할 수 있도록 된 변경확인시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 지피에스 측량결과의 데이터 편차를 이용하는 지형지물의 변경확인시스템은 측정하고자 하는 지역에 분산배치되는 측정장치(10)를 이용하여 각 지역의 침하정도를 측정하여 단말기(20)로 송신하고, 단말기(20)는 이를 수신하여 미리 측정된 각 지역의 지리정보를 보정하므로써, 실시간으로 광범위한 지역의 지리정보의 편차를 조정하여, 실시간으로 토목건축물의 안전대책을 수립할 수 있는 장점이 있다.

Description

지피에스 측량결과의 데이터 편차를 이용하는 지형지물의 변경확인시스템{GPS system}

본 발명은 일차로 측정된 연약지반 구역의 침하정도를 간편하게 측정하여, 침하에 따른 지리정보의 편차를 실시간으로 확인할 수 있도록 된 변경확인시스템에 관한 것이다.

최근들어, 항만이나 공항 등과 같은 대규모의 시설을 건설할 토지가 부족하게 되어감에 따라, 섬이나 기타 해안지형을 매립하여 토지를 확보하여 항만이나 공항 등을 건설하는 경우가 늘어가고 있다.

그런데, 이와같이 해안을 매립하여 형성된 토지는 도 1에 도시한 바와 같이, 하부는 단단한 경질지반(3)이지만, 상부는 매립된 흙이 완전히 다져지지 않아서 시간이 지나면 조금씩 침하되는 연약지반(2)을 이룬다.

따라서, 이러한 매립지에, 항만이나 공항 등과 같은 토목 건축물을 건설할 경우 지반이 침하되는 일이 많이 발생되어, 건축물의 안전에 심각한 문제점이 발생되므로, 지반의 침하정도를 정확히 측정하여 실시간으로 대책을 강구하여야 한다.

그러나, 지금까지 일반적으로 행해지는 수준측량의 경우, 각 지점을 기준으로 다른 지점의 상대높이를 측정하여 전체적인 지형을 측정하므로, 측정에 시간과 비용이 많이 소요되며 광범위한 지역에서 발생되는 전체적인 지형변화를 실시간으로 감시하기에 충분치 못한 문제점이 있었다.

또한, 일반적인 수준측량으로 지형의 변화량을 계산하기 위하여는, 기초적으로 지형의 각 지점의 높낮이를 측정하여 기본데이터를 구축한 후, 필요할 때, 재차 각 지점의 높낮이를 측정하여 기본데이터와 새로 측정된 데이터의 높이차이를 일일이 계산하여야 하는 불편함이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 일차로 측정된 연약지반(2) 구역의 침하정도를 간편하게 측정하여, 침하에 따른 지리정보의 편차를 실시간으로 조정하고, 이에 따른 안전대책을 수립할 수 있도록 된 새로운 지피에스 측량결과의 데이터 편차를 이용하는 지형지물의 변경확인시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상단이 개구된 파이프형상으로 구성되며 상측 둘레부에는 내, 외부를 관통하는 장공(11a)이 길이방향을 따라 형성되며 하단이 경질지반(3)에 고정되도록 지반에 수직방향으로 매입설치되는 매설파이프(11)와, 내주면에는 상기 장공(11a)을 통해 매설파이프(11)의 내부로 연장되는 지지편(12a)이 구비되어 상기 매설파이프(11)의 외부에 매설파이프(11)의 길이방향을 따라 슬라이드가능하게 결합되며 매설파이프(11)와 함께 지면(1)에 매설되는 승강파이프(12)와, 상기 매설파이프(11)의 상단 개구부(11d)에 결합되는 결합블록(13)과, 상기 결합블록(13)의 하측에 구비되어 매설파이프(11)의 내부로 삽입설치되며 상기 지지편(12a)에 연결되어 승강파이프의 상하위치를 측정하는 위치감지장치(14)와, 고유 ID데이터가 저장된 메모리(15a)가 구비되며 상기 위치감지장치(14)에 연결되어 위치감지장치(14)에 의해 측정된 승강파이프의 위치데이터를 메 모리(15a)에 저장하는 측정제어부(15)와, 상기 측정제어부(15)에 연결되어 측정제어부(15)에서 출력되는 ID데이터와 위치데이터를 무선송출하는 무선송출부(24)와, 상기 측정제어부(15)에 연결된 제1 통신용 단자(17)와, 상기 측정제어부(15)에 연결된 측정컨트롤패널(18)을 포함하여, 상기 매설파이프(11)의 상단에는 승강파이프(12)의 상단이 걸리는 플랜지부(11b)가 형성되고, 측정하고자 하는 지역에 분산되어 매입설치되는 복수개의 측정장치(10)와;

케이스(21)와, 상기 케이스(21)에 구비되며 좌표를 측정하여 측정된 좌표데이터를 출력하는 GPS유닛(22)과, 각 측정장치(10)의 무선송출부(24)에서 출력된 ID데이터와 위치데이터를 수신하는 무선수신부(23)와, 상기 제1 통신용 단자(17)에 연결되는 제2 통신용 단자(24)와, 상기 GPS유닛(22)과 무선수신부(23) 및 제2 통신용 단자(24)를 통해 수집된 ID데이터와 좌표데이터 및 위치데이터가 저장되는 메모리(25a)가 구비된 단말기제어부(25)와, 상기 단말기제어부(25)에 연결된 단말기컨트롤패널(26)를 포함하며, 상기 단말기제어부(25)에는 각 측정장치(10)의 좌표데이터와 각 측정장치(10)에 의해 수집된 위치데이터를 바탕으로 지형의 변화량을 연산하는 연산프로그램(27)이 탑재된 단말기(20)를 포함하며,

상기 결합블록(13)에는 상기 단말기(20)가 탈착가능하게 결합되는 결합부(13a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 구조로 되어있다.

본 발명에 따른 지피에스 측량결과의 데이터 편차를 이용하는 지형지물의 변 경확인시스템은 측정하고자 하는 지역에 분산배치되는 측정장치(10)를 이용하여 각 지역의 침하정도를 측정하여 단말기(20)로 송신하고, 단말기(20)는 이를 수신하여 미리 측정된 각 지역의 지리정보를 보정하므로써, 실시간으로 광범위한 지역의 지리정보의 편차를 조정하여, 실시간으로 토목건축물의 안전대책을 수립할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2내지 도 5에 의하면, 본 발명에 따른 지피에스 측량결과의 데이터 편차를 이용하는 지형지물의 변경확인시스템은, 측정하고자 하는 지역에 분산되어 매입설치되어 지반의 침하상태를 측정하는 복수개의 측정장치(10)와; 상기 측정장치(10)와 상호 데이터통신하여 측정장치(10)에 의해 측정된 지반의 침하값을 바탕으로 광범위한 지역의 지리정보를 연산하는 단말기(20)로 구성된다.

상기 측정장치는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 지면(1)에 수직방향으로 매입설치되는 매설파이프(11)와, 상기 매설파이프(11)의 외주면 상단에 길이방향을 따라 슬라이드가능하게 결합되며 매설파이프(11)와 함께 지면(1)에 매설되는 승강파이프(12)와, 매설파이프(11)의 상단에 탈착가능하게 결합되는 결합블록(13)과, 상기 결합블록(13)의 하측에 구비되어 매설파이프(11)의 내부로 삽입되며 승강파이프의 위치를 감지하는 위치감지장치(14)와, 고유 ID데이터가 저장된 메모 리(15a)가 구비되며 상기 위치감지장치(14)에 연결되어 위치감지장치(14)에 의해 측정된 승강파이프의 위치데이터를 메모리(15a)에 저장하는 측정제어부(15)와, 상기 측정제어부(15)에 연결되어 측정제어부(15)에서 출력되는 ID데이터와 위치데이터를 무선송출하는 무선송출부(16)와, 상기 측정제어부(15)에 연결된 제1 통신용 단자(17)와, 상기 측정제어부(15)에 연결된 측정컨트롤패널(18)로 구성된다.

상기 매설파이프(11)는 상단에 개구부(11d)가 형성된 상하로 길이가 긴 강관 파이프로서, 상단 둘레부에는 내, 외부를 관통하는 장공(11a)이 길이방향을 따라 길게 형성되며, 상단에는 상기 승강파이프(12)의 상단이 걸리는 플랜지부(11b)가 형성된다. 이때, 상기 매설파이프(11)는 여러개의 파이프를 연결하여 하단이 경질지반(3)에 닿을 정도로 충분히 길게 형성되며, 하단에는 지면(1)을 굴착할 수 있도록 된 드릴(11c)이 구비되어, 오거를 이용하여 하단이 경질지반(3)에 박혀 고정될 때까지 지면(1)에 박아 매설하므로써, 상부의 지면(1)이 침하되더라도 움직이지 않고 고정되도록 설치된다.

상기 승강파이프(12)는 상기 장공(11a)을 통해 매설파이프(11)의 내부로 연장되는 지지편(12a)이 내주면에 구비되어, 매설파이프(11)의 상단 외부에 승강가능하게 결합되는 것으로, 매설파이프(11)를 지면(1)에 매설할 때 함께 지면(1)에 매설된다. 이때, 상기 승강파이프(12)는 상단이 지면(1)에 노출되도록 매설되며, 지면(1)이 침하될 경우, 상기 매설파이프(11)는 고정된 상태에서, 승강파이프(12)만 지면(1)과 함께 하강되도록 설치된다.

상기 결합블록(13)은 합성수재지 블록으로 구성되며, 상면에는 상기 단말기(20)가 탈착가능하게 결합되는 결합부(13a)가 형성되어, 사용자가 결합부(13a)에 단말기(20)를 결합한 상태에서, 단말기(20)와 측정장치(10)를 조작할 수 있도록 구성된다

상기 위치감지장치(14)는 상기 지지편(12a)에 연결되어 지지편(12a)의 위치를 감지하여, 간접적으로 승강파이프의 상하방향 위치를 측정하고, 그 결과치인 위치데이터를 측정제어부로 전송한다.

상기 측정제어부(15)는 메모리(15a)에 저장된 ID데이터와 위치감지장치(14)에 의해 측정된 위치데이터를 일정시간마다 무선송출부(16)를 통해 출력하는 기능을 한다.

상기 제1 통신용 단자(17)는 후술하는 단말기(20)의 제2 통신용 단자(24)와 연결되어, 측정제어부(15)에서 출력된 ID데이터를 단말기(20)로 전송하는 기능을 한다. 이때, 상기 제1 통신용 단자(17)는 결합부(13a)의 내부 일측에 구비되어, 결합부(13a)에 단말기(20)를 결합하면 제1 통신용 단자(17)와 단말기(20)의 제2 통신용 단자(24)가 자동으로 상호 연결되도록 구성된다.

상기 측정컨트롤패널(18)은 결합블록(13)의 상면에 구비되어, 사용자가 측정컨트롤패널(18)을 조작하여 측정장치(10)를 ON-OFF 시키거나, 측정제어부(15)에 각종 명령을 입력할 수 있도록 구성된다.

이때, 작업자가 측정컨트롤패널(18)을 조작하여 측정장치(10)를 on 시키면, 측정장치(10)는 on 되었을 때의 상기 승강파이프(12)의 위치를 초기값으로 설정함 과 동시에 지지편(12a)를 통해 승강파이프(12)의 높이를 지속적으로 측정하여, 초기값에 대한 승강파이프(12)가 승강된 높이를 나타내는 위치데이터를 일정시간마다 상기 무선송출부(16)를 통해 단말기(20)로 전송한다.

상기 단말기(20)는 도 5에 도시한 바와 같이, 케이스(21)와, 상기 케이스(21)에 구비되며 좌표를 측정하여 측정된 좌표데이터를 출력하는 GPS유닛(22)과, 각 측정장치(10)의 무선송출부(16)에서 출력된 ID데이터와 위치데이터를 수신하는 무선수신부(23)와, 상기 제1 통신용 단자(17)에 연결되는 제2 통신용 단자(24)와, 상기 GPS유닛(22)과 무선수신부(23) 및 제2 통신용 단자(24)를 통해 수집된 ID데이터와 좌표데이터 및 위치데이터가 저장되는 메모리(25a)가 구비된 단말기제어부(25)와, 상기 단말기제어부(25)에 연결된 단말기컨트롤패널(26)를 포함하며, 상기 단말기제어부(25)에는 각 측정장치(10)의 좌표데이터와 각 측정장치(10)에 의해 수집된 위치데이터를 바탕으로 지형의 변화량을 연산하는 연산프로그램(27)이 탑재된다.

상기 케이스(21)는 상기 측정장치(10)의 결합부(13a)에 탈착가능하게 결합되는 합성수지재의 박스로 구성되어, 내부에 탑재되는 각 구성품을 보호할 수 있도록 구성된다.

상기 GPS유닛(22)은 미리 알려진 정지궤도상에 떠있는 인공위성과의 상대위치를 측정하여, 현재위치를 측정하여는 것으로, 단말기(20)가 측정장치(10)의 결합부(13a)에 결합된 상태에서 단말기(20)의 현재위치를 측정하여 측정장치(10)의 위 치를 간접적으로 측정하고, 측정된 위치의 좌표데이터를 단말기제어부(25)로 출력한다.

상기 제2 통신용 단자(24)는 상기 케이스(21)의 외측면에 노출되도록 구비되어, 단말기(20)를 결합블록(13)의 결합부(13a)에 결합고정하면 제2 통신용 단자(24)가 측정장치(10)의 제1 통신용 단자(17)와 상호 연결되어, 제1 통신용 단자(17)에서 출력된 ID데이터를 단말기제어부(25)로 전송한다. 이때, 상기 제1 및 제2 통신용 단자(17,34)는 USB단자를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 단말기제어부(25)는 제2 통신용 단자(24)와 수신장치를 통해 수집된 각 측정장치(10)의 ID데이터와 좌표데이터 및 기울기값 데이터를 DB화하여 메모리(25a)에 저장한다. 그리고, 상기 측정장치(10)의 측정제어부(15)가 무선송출부(16)를 통해 측정장치(10)의 ID데이터와 위치데이터를 지속적으로 송신하므로, 상기 단말기제어부(25)는 무선수신부(23)를 통해 각 측정장치(10)의 기울기값을 지속적으로 업데이트한다. 이때, 각 측정장치(10)는 위치데이터와 ID데이터를 함께 송신하므로써, 단말기제어부(25)는 수신된 ID데이터를 분석하여 수신된 위치데이터가 어느 측정장치(10)에서 송신된 것인지를 확인하여, 해당 측정정치의 위치데이터를 업데이트할 수 있다.

상기 연산프로그램(27)은 각 측정장치(10)의 좌표데이터와 측정장치(10)에서 출력되어 메모리(25a)에 저장된 좌표데이터와 위치데이터를 바탕으로 지형의 변화량을 연산하는 기능을 한다.

이와같이 구성된 변경확인시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 6에 도시한 바와 같이, 지리정보를 측정하고자 하는 지역에 측정장치(10)를 박을 적당한 지점을 선정한 후, 오거를 이용하여 각 지점에 측정장치(10)를 박아 설치한다. 이때, 상기 매설파이프(11)는 하단이 경질지반(3)에 박히고, 상기 승강파이프(12)는 연약지반(2)의 지면(1)상측으로 노출될 정도의 길이로 조절된다.

그리고, 작업자가 각 측정장치(10)의 결합블록(13)에 순차적으로 단말기(20)를 결합하면, 제1 및 제2 통신용단자(17,24)를 통해, 단말기제어부(25)에 저장된 ID데이터와, 위치감지장치(14)에서 출력된 위치데이터, GPS유닛(22)에 의해 측정된 좌표데이터가 단말기제어부(25)로 전송되어 DB화된다.

그리고, 작업자가 모든 측정장치(10)에 단말기(20)를 연결하여 단말기(20)의 DB가 완성된 후부터 지면(1)이 침하되면, 지면(1)과 함께 승강파이프(12)가 승강되며 이에따라 상기 측정장치(10)가 이를 감지하여 무선송출부(16)를 통해 지속적으로 ID데이터와 위치데이터를 송신한다. 그리고, 상기 단말기(20)는 무선수신부(23)를 통해 ID데이터와 위치데이터를 지속적으로 수신하여, 연산프로그램(27)을 이용하여 각 지점의 지형변화량을 연산한다.

따라서, 작업자는 이와같이 구해진 지형변화량을 바탕으로, 미리 측정된 각 지역의 지리정보를 보정하므로써, 실시간으로 광범위한 지역의 지리정보의 편차를 조정할 수 있다.

이와같이 구성된 지피에스 측량결과의 데이터 편차를 이용하는 지형지물의 변경확인시스템은 측정장치(10)를 이용항 각 지점의 지형변화량을 실시간으로 측정하여, 지리정보의 편차를 조정하므로써, 연약지반(2)의 침하에 의해 발생될 수 있는 문제점을 빠른시간 내에 파악하여, 실시간으로 토목건축물의 안전대책을 수립할 수 있는 장점이 있다

도 1은 일반적인 연약지반의 침하를 설명하기 위한 참고도,

도 2는 본 발명에 따른 변경확인시스템을 도시한 참고도,

도 3은 본 발명에 따른 변경확인시스템의 측정장치를 도시한 측단면도,

도 4는 본 발명에 따른 변경확인시스템의 측정장치를 도시한 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 변경확인시스템의 단말기를 도시한 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 변경확인시스템의 작용을 설명하기 위한 참고도이다.

Claims (1)

1. 상단이 개구된 파이프형상으로 구성되며 상측 둘레부에는 내, 외부를 관통하는 장공(11a)이 길이방향을 따라 형성되며 하단이 경질지반(3)에 고정되도록 지반에 수직방향으로 매입설치되는 매설파이프(11)와, 내주면에는 상기 장공(11a)을 통해 매설파이프(11)의 내부로 연장되는 지지편(12a)이 구비되어 상기 매설파이프(11)의 외부에 매설파이프(11)의 길이방향을 따라 슬라이드가능하게 결합되며 매설파이프(11)와 함께 지면(1)에 매설되는 승강파이프(12)와, 상기 매설파이프(11)의 상단 개구부(11d)에 결합되는 결합블록(13)과, 상기 결합블록(13)의 하측에 구비되어 매설파이프(11)의 내부로 삽입설치되며 상기 지지편(12a)에 연결되어 승강파이프의 상하위치를 측정하는 위치감지장치(14)와, 고유 ID데이터가 저장된 메모리(15a)가 구비되며 상기 위치감지장치(14)에 연결되어 위치감지장치(14)에 의해 측정된 승강파이프의 위치데이터를 메모리(15a)에 저장하는 측정제어부(15)와, 상기 측정제어부(15)에 연결되어 측정제어부(15)에서 출력되는 ID데이터와 위치데이터를 무선송출하는 무선송출부(24)와, 상기 측정제어부(15)에 연결된 제1 통신용 단자(17)와, 상기 측정제어부(15)에 연결된 측정컨트롤패널(18)을 포함하여, 상기 매설파이프(11)의 상단에는 승강파이프(12)의 상단이 걸리는 플랜지부(11b)가 형성되고, 측정하고자 하는 지역에 분산되어 매입설치되는 복수개의 측정장치(10)와;

   케이스(21)와, 상기 케이스(21)에 구비되며 좌표를 측정하여 측정된 좌표데이터를 출력하는 GPS유닛(22)과, 각 측정장치(10)의 무선송출부(24)에서 출력된 ID 데이터와 위치데이터를 수신하는 무선수신부(23)와, 상기 제1 통신용 단자(17)에 연결되는 제2 통신용 단자(24)와, 상기 GPS유닛(22)과 무선수신부(23) 및 제2 통신용 단자(24)를 통해 수집된 ID데이터와 좌표데이터 및 위치데이터가 저장되는 메모리(25a)가 구비된 단말기제어부(25)와, 상기 단말기제어부(25)에 연결된 단말기컨트롤패널(26)를 포함하며, 상기 단말기제어부(25)에는 각 측정장치(10)의 좌표데이터와 각 측정장치(10)에 의해 수집된 위치데이터를 바탕으로 지형의 변화량을 연산하는 연산프로그램(27)이 탑재된 단말기(20);

   를 포함하며, 상기 결합블록(13)에는 상기 단말기(20)가 탈착가능하게 결합되는 결합부(13a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 지피에스 측량결과의 데이터 편차를 이용하는 지형지물의 변경확인시스템.

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