KR101149348B1 - System and method for assessing accuracy of spatial information using gps surveying in realtime - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공간정보 위치 정확도 평가 시스템 및 평가방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수치지도, 영상지도, GIS 등의 공간정보 위치에 대한 정확도를 단독 GPS 측량을 이용하여 평가하는 시스템 및 평가방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a system and method for evaluating spatial information location accuracy, and more particularly, to a system and method for evaluating the accuracy of spatial information such as digital maps, image maps, and GISs using a single GPS survey. will be.
공간정보(Spatial Information)는 지표, 지하, 지상의 토지 및 구조물의 지리적 위치, 높이, 형상, 범위를 나타내는 기하학적 위치 데이터와 자연적, 사회적, 경제적, 특성을 나타내는 속성데이터로 구분 할 수 있다. 따라서 공간정보의 품질은 위치정보와 속성정보의 정확도로 나타낼 수 있는데, 공간정보의 위치를 확인하기 위한 방법으로 GPS를 이용한 위치 정확도 평가 방법이 가장 많이 활용되고 있다.Spatial information can be divided into geometric position data representing the geographical position, height, shape, and range of land, underground, ground and structures, and attribute data representing natural, social, economic, and characteristics. Therefore, the quality of the spatial information can be represented by the accuracy of the location information and the attribution information. As a method for confirming the location of the spatial information, a location accuracy evaluation method using GPS is most used.
GPS는 위성에서 보내는 신호를 수신해 사용자의 현재 위치를 계산하는 위성항법시스템으로 국가의 기준점이나 지각 변동 등 위치를 mm단위까지 계산할 수 있는 고정밀?고정확 GPS와 사용자의 위치를 대략 10m~50m 내외에서 알려주는 GPS 등 여러 가지 종류가 있다. GPS is a satellite navigation system that receives signals from satellites and calculates the user's current location.It is a high-accuracy and high-precision GPS that can calculate the location of the country's reference point and perceptual fluctuation up to mm units, and the user's location is about 10m ~ 50m. There are several types of GPS, such as
그러나 상기와 같이 GPS를 이용하여 1m 이내의 평면 위치 정확도를 확보하거나 위치에 대한 정확도를 평가하기 위해서는 고가의 GPS 수신기를 이용하거나, 최소 2대 이상의 GPS를 이용하여 GPS 수신기 위치 사이의 거리차를 계산하여 위치를 산출하는 DGPS 또는 RTK-GPS 방법을 이용하여야 한다.However, in order to secure the planar position accuracy within 1m or to evaluate the position accuracy using GPS as described above, an expensive GPS receiver is used or at least two GPSs are used to calculate the distance difference between GPS receiver positions. The DGPS or RTK-GPS method of calculating the position should be used.
하지만, 2대 이상의 GPS 수신기를 이용하여 위치를 계산할 경우에는 GPS 전용 처리 소프트웨어를 이용하여 후처리하여야 하기 때문에 전문 지식이 없는 일반인의 접근이 극히 제한적이라고 할 수 있다. However, when calculating the position using two or more GPS receivers, post processing is required using GPS-only processing software. Therefore, access to the general public without expertise is extremely limited.
한편, 현재 주변에서 쉽게 접하고 이용할 수 있는 내비게이션, 스마트폰 또는 타블렛 PC에 사용되는 GPS 수신기의 경우는 비교적 가격이 저렴하고 일반인이 쉽게 사용할 수 있으나 공간위치 정확도가 평균 10~15m 이상 발생하여 1m 이하의 공간정보의 정확한 위치를 결정하거나 확인하기 위해서는 부적합한 단점을 가지고 있다.
On the other hand, GPS receivers used in navigation, smartphones or tablet PCs that are easily accessible and used around the present are relatively inexpensive and easy to use by the general public, but the accuracy of spatial location is more than 10m and 15m. There is an inadequate disadvantage in determining or confirming the precise location of spatial information.
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, GPS 신호를 이용하여 검사점에 대한 'GPS 상대좌표'를 산출하고, 절대좌표로 표시되어 있는 공간 정보상의 검사점에 대한 절대좌표를 '공간정보 상대좌표'로 변환시킨 다음, 검사점에 대한 'GPS 상대좌표'와 '공간정보 상대좌표'의 오차량을 비교할 경우 저가의 GPS 수신기를 이용하여도 공간정보의 정확도를 실시간으로 평가할 수 있다는 사실을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, the present inventors have made an effort to solve the above problem, and as a result, the GPS signal is used to calculate the 'GPS relative coordinates' for the check points, and the absolute coordinates for the check points on the spatial information indicated by the absolute coordinates are' After converting to 'spatial information relative coordinate' and comparing the error amount between 'GPS relative coordinate' and 'spatial information relative coordinate' for a checkpoint, the accuracy of spatial information can be evaluated in real time even with a low-cost GPS receiver. The facts were confirmed and the present invention was completed.
본 발명의 목적은 1/5,000 이상의 대축척 수치지도 뿐만 아니라 항공사진 및 위성영상을 이용한 고해상도 정사영상 등의 공간정보 품질 중에서, 위치 정확도에 대한 평가시, 고가의 GPS 또는 최소 2대 이상의 GPS를 이용하지 않고도 정확한 위치정보를 확인할 수 있는 공간정보 위치 정확도 평가 시스템 및 이를 이용한 실시간 평가방법을 제공하는데 있다.
An object of the present invention is not to use expensive GPS or at least two or more GPS when evaluating the positional accuracy among spatial information quality such as high resolution orthogonal image using aerial photographs and satellite images as well as large scale digital map of 1 / 5,000 or more. The present invention provides a spatial information position accuracy evaluation system capable of confirming accurate position information without using the same and a real time evaluation method using the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) GPS 위성으로부터 GPS 신호를 입력받는 GPS 수신부; (b) 공간 정보상에 기준점의 위치를 지정하고, GPS 수신 상태를 확인하는 기준점 위치 지정부; (c) 상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 상기 기준점과 검사점간의 이동거리 및 방위각을 산출하는 위치 산출부; (d) 상기 위치 산출부에서 산출된 이동거리 및 방위각을 이용하여 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)를 계산하는 GPS 상대좌표 계산부; (e) 절대좌표로 표시되어 있는 공간 정보상의 검사점에 대한 절대좌표를 공간정보 상대좌표(X′,Y′)로 변환하는 공간정보 상대좌표 변환부; 및 (f) 상기 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)와 상기 공간정보 상대좌표(X′,Y′)의 오차량을 비교하여 공간정보의 정확도를 판단하는 비교계산부를 포함하는 단독 GPS 측량을 이용한 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention (a) GPS receiver for receiving a GPS signal from a GPS satellite; (b) a reference point position designation unit for designating a position of the reference point on the spatial information and checking a GPS reception state; (c) a position calculator for calculating a moving distance and azimuth between the reference point and the inspection point by using the received GPS signal; (d) a GPS relative coordinate calculation unit that calculates a GPS relative coordinate (X, Y) for a test point by using the moving distance and azimuth angle calculated by the position calculator; (e) a spatial information relative coordinate converter for converting the absolute coordinates of the inspection points on the spatial information represented by the absolute coordinates into spatial information relative coordinates (X ', Y'); And (f) a comparison calculator that compares the error amounts of the GPS relative coordinates (X, Y) and the spatial information relative coordinates (X ′, Y ′) with respect to the inspection point to determine the accuracy of the spatial information. Provides a real-time spatial information position accuracy evaluation system using surveying.
본 발명은 또한, (a) GPS 수신부에서 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 입력받는 단계; (b) 기준점 위치 지정부에서 공간 정보상에 기준점의 위치를 지정하는 단계; (c) 위치 산출부에서 상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 상기 기준점과 검사점간의 이동거리 및 방위각을 산출하는 단계; (d) GPS 상대좌표 계산부에서 상기 산출된 이동거리 및 방위각을 이용하여 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)를 계산하는 단계; (e) 공간정보 상대좌표 변환부에서 절대좌표로 표시되어 있는 공간 정보상의 검사점에 대한 절대좌표를 공간정보 상대좌표(X′,Y′)로 변환하는 단계; 및 (f) 비교계산부에서 상기 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)와 상기 공간정보 상대좌표(X′,Y′)의 오차량을 비교하여 공간정보의 정확도를 판단하는 단계를 포함하는, 상기 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 시스템을 이용한 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 방법을 제공한다.
The present invention also includes the steps of (a) receiving a GPS signal from a GPS satellite at the GPS receiver; (b) designating a position of the reference point on the spatial information in the reference point position designating unit; (c) calculating a moving distance and azimuth between the reference point and the inspection point by using the received GPS signal in a position calculator; (d) calculating GPS relative coordinates (X, Y) with respect to an inspection point by using the calculated moving distance and azimuth in the GPS relative coordinate calculation unit; (e) converting the absolute coordinates of the inspection points on the spatial information represented by the absolute coordinates in the spatial information relative coordinate conversion unit into the spatial information relative coordinates (X ′, Y ′); And (f) comparing the error amount between the GPS relative coordinates (X, Y) and the spatial information relative coordinates (X ′, Y ′) with respect to the checkpoint in the comparison calculator to determine the accuracy of the spatial information. It provides a real-time spatial information position accuracy evaluation method using the real-time spatial information position accuracy evaluation system.
본 발명에 따르면 최소 2대 이상의 고가의 GPS 수신 장비를 이용하여 공간 위치 정확도를 확보할 수 있던 것을 저가로 구성된 1대의 GPS 수신 장비를 이용하더라도 공간정보 위치 정확도 비교에 필요한 위치정확도 1m 이내의 정확도를 확보할 수 있어 GPS 수신 장비 구매가를 획기적으로 줄일 수는 경제적인 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, at least two expensive GPS receivers can be used to secure spatial position accuracy. As a result, the purchase price of GPS receivers can be reduced economically.
또한 기존 방식은 결과 값을 확인하기 위해서 후속 처리 과정을 거침으로 인하여 검수자가 공간 위치 정보를 확인하는데 소요되는 공정 및 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, GPS 처리 소프트웨어를 다룰 수 있는 전문가만이 가능하던 고정확 공간정보 위치 정보를 전문가가 아니더라도 쉽게 접근할 수 있기 때문에 공간정보의 위치 정확도 품질을 높여 위치기반 산업에 폭넓게 활용이 가능하며, 본 발명을 이용할 경우 현장에서 검수 결과를 실시간으로 확인할 수 있어 공정 단축에 따른 시간 및 비용 절감뿐만 아니라 공간정보 위치 품질에 대한 객관성을 확보 할 수 있다.
In addition, the conventional method can reduce the process and time required for the inspector to confirm the spatial position information by going through subsequent processing to confirm the result value, and only the expert who can handle the GPS processing software can use it. Accurate spatial information location information can be easily accessed even by non-professionals, so the location accuracy of the spatial information can be improved and widely used in the location-based industry. In addition to time and cost savings, it is possible to secure objectivity of the quality of spatial information.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 시스템을 이용한 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 위치 정확도 비교를 위하여 공간정보 상에서 기준점으로 사용할 점의 위치를 고정점으로 설정하는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 한 지점에서(0,0) 두 점간의 직선거리와 그 직선의 각도 값을 알 때 어느 지점의 좌표 값(X, Y)을 구하는 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 공간정보 상에서 검수하고자 하는 위치를 지정하고, GPS의 방위각과 거리 정보를 이용하여 계산한 GPS 상대좌표와 공간정보에서 계산한 공간정보 상대좌표를 비교하여 오차량을 계산하고 검사를 실시하여 판정 여부를 확인하는 것을 나타낸 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 검사 기준점을 기준으로 검측한 위치점들에 대한 오차량을 벡터로 표현하고, 검사점들의 표준편차, 최대오차, 최소오차를 나타난 예시도이다.1 is a flowchart of a method for evaluating real-time spatial information position accuracy using a system for evaluating real-time spatial information position accuracy according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram for setting a position of a point to be used as a reference point in spatial information as a fixed point for comparing position accuracy according to an embodiment of the present invention.
3 is an explanatory diagram showing a method of obtaining coordinate values (X, Y) at a certain point when knowing a straight line distance between two points at a point (0,0) and an angle value of the straight line according to an embodiment of the present invention. to be.
4 is a diagram for designating a position to be inspected on spatial information according to an embodiment of the present invention, and comparing GPS relative coordinates calculated by using azimuth and distance information of GPS and spatial information relative coordinates calculated by spatial information. It is explanatory drawing which showed that a vehicle is calculated and a test | inspection is carried out and confirmed whether it is determination.
FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating an error amount of position points detected based on an inspection reference point as a vector, and showing standard deviation, maximum error, and minimum error of the inspection points according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
본 발명은 일 관점에서, (a) GPS 위성으로부터 GPS 신호를 입력받는 GPS 수신부; (b) 공간 정보상에 기준점의 위치를 지정하고, GPS 수신 상태를 확인하는 기준점 위치 지정부; (c) 상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 상기 기준점과 검사점간의 이동거리 및 방위각을 산출하는 위치 산출부; (d) 상기 위치 산출부에서 산출된 이동거리 및 방위각을 이용하여 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)를 계산하는 GPS 상대좌표 계산부; (e) 절대좌표로 표시되어 있는 공간 정보상의 검사점에 대한 절대좌표를 공간정보 상대좌표(X′,Y′)로 변환하는 공간정보 상대좌표 변환부; 및 (f) 상기 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)와 상기 공간정보 상대좌표(X′,Y′)의 오차량을 비교하여 공간정보의 정확도를 판단하는 비교계산부를 포함하는 단독 GPS 측량을 이용한 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 시스템에 관한 것이다.The present invention in one aspect, (a) a GPS receiver for receiving a GPS signal from a GPS satellite; (b) a reference point position designation unit for designating a position of the reference point on the spatial information and checking a GPS reception state; (c) a position calculator for calculating a moving distance and azimuth between the reference point and the inspection point by using the received GPS signal; (d) a GPS relative coordinate calculation unit that calculates a GPS relative coordinate (X, Y) for a test point by using the moving distance and azimuth angle calculated by the position calculator; (e) a spatial information relative coordinate converter for converting the absolute coordinates of the inspection points on the spatial information represented by the absolute coordinates into spatial information relative coordinates (X ', Y'); And (f) a comparison calculator that compares the error amounts of the GPS relative coordinates (X, Y) and the spatial information relative coordinates (X ′, Y ′) with respect to the inspection point to determine the accuracy of the spatial information. A real-time spatial information position accuracy evaluation system using surveying.
상기 GPS 수신부는 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 입력받기 위한 것으로서, 본 발명에서는 별도의 GPS 수신기를 구입할 필요 없이 핸드폰, 스마트폰, 타블렛 PC 등에 장착되어 있는 GPS를 그대로 이용하거나, 저가형 GPS 수신기를 이용할 수 있다.The GPS receiver is for receiving a GPS signal from a GPS satellite, and in the present invention, a GPS installed in a mobile phone, a smartphone, a tablet PC, etc. may be used as it is, or a low-cost GPS receiver may be used without purchasing a separate GPS receiver. .
상기 기준점 위치 지정부는 공간 정보상에 기준점의 위치를 지정하고, GPS 수신 상태를 확인하는 기능을 수행한다.The reference point position designator designates the position of the reference point on the spatial information and checks the GPS reception state.
상기 위치 산출부는 상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 상기 기준점과 검사점간의 이동거리 및 방위각을 산출하는 기능을 수행한다.The position calculating unit calculates a moving distance and an azimuth angle between the reference point and the inspection point by using the received GPS signal.
상기 GPS 상대좌표 계산부는 상기 위치 산출부에서 산출된 이동거리 및 방위각을 이용하여 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)를 계산하는 기능을 수행한다.The GPS relative coordinate calculator calculates the GPS relative coordinates (X, Y) for the inspection point by using the moving distance and the azimuth angle calculated by the position calculator.
상기 공간정보 상대좌표 변환부는 절대좌표로 표시되어 있는 공간 정보상의 검사점에 대한 절대좌표를 공간정보 상대좌표(X′,Y′)로 변환하는 기능을 수행한다.The spatial information relative coordinate converting unit converts the absolute coordinates of the inspection points on the spatial information represented by the absolute coordinates into the spatial information relative coordinates (X ′, Y ′).
상기 비교계산부는 상기 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)와 상기 공간정보 상대좌표(X′,Y′)의 오차량을 비교하여 공간정보의 정확도를 판단하는 기능을 수행한다.
The comparison calculator compares the error amounts of the GPS relative coordinates (X, Y) and the spatial information relative coordinates (X ', Y') with respect to the checkpoint to determine the accuracy of the spatial information.
그리고, 본 발명은 다른 관점에서, (a) GPS 수신부에서 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 입력받는 단계; (b) 기준점 위치 지정부에서 공간 정보상에 기준점의 위치를 지정하는 단계; (c) 위치 산출부에서 상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 상기 기준점과 검사점간의 이동거리 및 방위각을 산출하는 단계; (d) GPS 상대좌표 계산부에서 상기 산출된 이동거리 및 방위각을 이용하여 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)를 계산하는 단계; (e) 공간정보 상대좌표 변환부에서 절대좌표로 표시되어 있는 공간 정보상의 검사점에 대한 절대좌표를 공간정보 상대좌표(X′,Y′)로 변환하는 단계; 및 (f) 비교계산부에서 상기 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)와 상기 공간정보 상대좌표(X′,Y′)의 오차량을 비교하여 공간정보의 정확도를 판단하는 단계를 포함하는, 상기 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 시스템을 이용한 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 방법에 관한 것이다.
And, in another aspect, (a) receiving a GPS signal from a GPS satellite in the GPS receiver; (b) designating a position of the reference point on the spatial information in the reference point position designating unit; (c) calculating a moving distance and azimuth between the reference point and the inspection point by using the received GPS signal in a position calculator; (d) calculating GPS relative coordinates (X, Y) with respect to an inspection point by using the calculated moving distance and azimuth in the GPS relative coordinate calculation unit; (e) converting the absolute coordinates of the inspection points on the spatial information represented by the absolute coordinates in the spatial information relative coordinate conversion unit into the spatial information relative coordinates (X ′, Y ′); And (f) comparing the error amount between the GPS relative coordinates (X, Y) and the spatial information relative coordinates (X ′, Y ′) with respect to the checkpoint in the comparison calculator to determine the accuracy of the spatial information. It relates to a real-time spatial information position accuracy evaluation method using the real-time spatial information position accuracy evaluation system.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 시스템을 이용한 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 방법의 순서도이다.1 is a flowchart of a method for evaluating real-time spatial information position accuracy using a system for evaluating real-time spatial information position accuracy according to an embodiment of the present invention.
먼저, GPS 수신부에서 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 입력받는다(S1).First, the GPS receiver receives a GPS signal from a GPS satellite (S1).
GPS 신호를 입력받으면, 기준점 위치 지정부에서 공간 정보상에 기준점의 위치를 지정한다(S2).When receiving the GPS signal, the reference point position designator designates the position of the reference point on the spatial information (S2).
상기 기준점 위치 지정부는 공간정보 위치를 상대 비교할 수 있는 기준점을 지정해주는 기능을 수행한다.The reference point position designator performs a function of designating a reference point capable of performing a relative comparison between spatial information positions.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 위치 정확도 비교를 위하여 공간정보 상에서 기준점으로 사용할 점의 위치를 고정점으로 설정하는 예시도이다.2 is an exemplary diagram for setting a position of a point to be used as a reference point in spatial information as a fixed point for comparing position accuracy according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 검사하고자 하는 수치지도, 영상지도, GIS 등의 공간정보를 공간정보 열기 기능(202)으로 불러오면, 전체화면에 표시(206)된다. 이때 확대된 공간정보의 개략적인 위치 또한 화면에 표시(205)된다. 상기 전체화면에서 사용자가 원하는 임의의 위치 좌표를 기준점 좌표로 고정하면 위치 지정하기 기능(203)을 이용하여 기준점 좌표를 고정한다.As shown in FIG. 2, when spatial information, such as a numerical map, an image map, a GIS, to be examined, is loaded into the spatial
이때 기준점 좌표(207)는 공간정보에 입력된 좌표가 지도 좌표계로 표시된다. 사용자 지정좌표(208)은 기준점 좌표(207)를 고정된 좌표로 그대로 사용할 수 있으나, 작업자가 현재 기준점 좌표의 좌표값을 쉽게 인지하기 위하여 사용자가 임의 X, Y 값을 (0, 0) 또는 (10, 10) 등으로 지정하여 사용할 수 있는 기능을 나타낸다.At this time, the
상기 기준점이 되는 위치의 정확도는 GPS 위성 상태에 따라 다소 차이가 있을 수 있으므로, GPS 수신기에 수신되는 위성의 개수 및 PDOP(Position Dilution of Precision. 위성들의 배치에 따라 위치 결정에 미치는 오차를 나타내는 수로 숫자가 적으면 오차량이 적은 것을 의미함)을 자동 계산하여 기준점으로 사용가능한지 자동으로 판단하여(204) 표시한다. 위치에 따라 다소 차이가 있을 수 있으나 수신되는 위성의 개수는 최소 4개 이상이며, PDOP 값은 3.0 이하인 것이 바람직하다.
Since the accuracy of the position serving as the reference point may be somewhat different depending on the GPS satellite state, a number representing an error in positioning according to the number of satellites received by the GPS receiver and the placement of the Position Dilution of Precision. Less means that the error amount is small) and automatically calculates whether it is usable as a reference point (204). Although there may be some differences depending on the location, the number of satellites received is preferably at least four, and the PDOP value is preferably 3.0 or less.
다음으로, 위치 산출부에서는 상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 상기 기준점과 작업자가 공간정보에서 검사하고자 하는 검사점간의 이동거리 및 방위각을 산출한다(S3).Next, the position calculating unit calculates the moving distance and the azimuth angle between the reference point and the inspection point to be inspected by the operator using the received GPS signal (S3).
상기 GPS 수신부에서는 수신된 GPS의 위치좌표와 방위를 수신신호에서 별도로 추출할 수 있으며, 추출된 값을 이용하여 상기 위치 산출부는 하기 수학식 1에 의하여 기준점과 검사점간의 방위각(P)를 산출하고, 수학식 2에 의하여 기준점과 검사점간의 이동거리(D)를 산출한다. The GPS receiver may separately extract the position coordinates and azimuth of the received GPS from the received signal, and using the extracted values, the position calculator calculates an azimuth angle P between the reference point and the inspection point according to Equation 1 below. , And calculates the moving distance (D) between the reference point and the inspection point by the equation (2).
상기 수학식 1에서, 상기 기준점과 검사점을 연결한 직선과 좌표평면의 Y(동쪽)축이 이루는 각은 90°이하임
In Equation 1, the angle formed by the straight line connecting the reference point and the inspection point and the Y (east) axis of the coordinate plane is 90 ° or less.
다음으로, GPS 상대좌표 계산부에서는 상기 산출된 이동거리 및 방위각을 이용하여 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)를 계산한다(S4). Next, the GPS relative coordinate calculation unit calculates the GPS relative coordinates (X, Y) for the inspection point by using the calculated moving distance and azimuth (S4).
GPS 상대좌표 계산부는 하기 수학식 3에 의하여 GPS 상대좌표(X,Y)를 계산한다. GPS relative coordinate calculation unit calculates the GPS relative coordinates (X, Y) by the following equation (3).
상기 수학식 3에서, D는 기준점과 검사점간의 이동거리이며, 상기 기준점과 검사점간의 방위각(P)는 상기 수학식 1에 의하여 산출됨.
In Equation 3, D is a moving distance between the reference point and the inspection point, and the azimuth angle P between the reference point and the inspection point is calculated by Equation 1.
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본 발명의 일 실시예에 따라 한 지점에서(0,0) 두 점간의 직선거리와 그 직선의 각도 값을 알 때 어느 지점의 좌표 값(X, Y)을 구하는 방법을 나타낸 설명도인 도 3을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 3 is an explanatory diagram illustrating a method of obtaining coordinate values (X, Y) at a certain point when the linear distance between two points at a point (0,0) and the angle value of the straight line are known according to an embodiment of the present invention. When described in more detail with reference to as follows.
먼저, 기준점을 A(0,0)이라고 지정하고 구하고자 하는 점(B)의 거리 및 방위를 알고 있는 경우에는 수식을 통하여 GPS 상대좌표(X,Y)를 계산할 수 있다. First, if the reference point is designated as A (0,0) and the distance and orientation of the point B to be obtained are known, the GPS relative coordinates (X, Y) can be calculated through the equation.
예를들어, 기준점(A)의 좌표는 (0,0)이고, 검사점(B)까지의 이동거리는 116.3102이며, 방위각이 29.2922°인 경우, 검사점(B)의 라디안(radian) 값은 3.141592(PI)/180×29.2922 = 0.511245(Radian)이 되며, 이를 수학식 3에 대입하여 X=116.3102 ×cos(0.511245), Y=116.3102 ×sin(0.511245)를 계산하면 (101.43830, 56.90636)의 검사점의 상대좌표(X,Y) 값을 얻을 수 있다.For example, if the coordinate of the reference point A is (0,0), the travel distance to the check point B is 116.3102, and the azimuth is 29.2922 °, the radian value of the check point B is 3.141592. (PI) /180×29.2922 = 0.511245 (Radian), and by substituting this in Equation 3, X = 116.3102 × cos (0.511245) and Y = 116.3102 × sin (0.511245) are calculated (101.43830, 56.90636) The relative coordinates of (X, Y) can be obtained.
다음으로 공간정보 상대좌표 변환부에서는 절대좌표로 표시되어 있는 공간 정보상의 검사점에 대한 절대좌표를 공간정보 상대좌표(X′,Y′)로 변환한다(S5).Next, the spatial information relative coordinate conversion unit converts the absolute coordinates of the inspection points on the spatial information represented by the absolute coordinates into the spatial information relative coordinates (X ', Y') (S5).
수치지도, 영상지도, GIS(지리정보시스템) 등과 같은 공간정보 자료는 국가 표준 좌표체계에 의하여 절대좌표 체계를 사용한다. 본 발명에서는 GPS 상대 좌표 계산부에서 계산된 상대좌표가 비교 대상이 되기 때문에 공간정보의 절대 좌표도 상대좌표로 변환시켜야 한다. 절대좌표에서 상대좌표로의 변환은 공간정보에서의 기준점 좌표(X,Y)와 검사점 좌표(X,Y)의 차이값을 수학식 2를 이용하여 쉽게 계산할 수 있다.Spatial data such as digital maps, image maps, and GIS (geographical information systems) use the absolute coordinate system according to the national standard coordinate system. In the present invention, since the relative coordinates calculated by the GPS relative coordinate calculator are to be compared, the absolute coordinates of the spatial information must also be converted to the relative coordinates. In the conversion from the absolute coordinates to the relative coordinates, the difference between the reference point coordinates (X, Y) and the checkpoint coordinates (X, Y) in the spatial information can be easily calculated using Equation 2.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 공간정보 상에서 검수하고자 하는 위치를 지정하고, GPS의 방위각과 거리 정보를 이용하여 계산한 GPS 상대좌표와 공간정보에서 계산한 공간정보 상대좌표를 비교하여 오차량을 계산하고 검사를 실시하여 판정 여부를 확인하는 것을 나타낸 설명도이다.4 is a diagram for designating a position to be inspected on spatial information according to an embodiment of the present invention, and comparing GPS relative coordinates calculated by using azimuth and distance information of GPS and spatial information relative coordinates calculated by spatial information. It is explanatory drawing which showed that a vehicle is calculated and a test | inspection is carried out and confirmed whether it is determination.
도 4에 도시된 바와 같이, 위치 검수 좌표 지정(401)은 검사점의 위치를 개략적인 위치를 표시할 수 있도록 전체영상 표시부(405)와 같이 배치하고 공간정보 열기(402)의 기능을 이용해서는 검사하고자 하는 검사점이 위치한 수치지도, 정사영상, GIS 등 공간정보를 불러올 수 있고 사용자가 (406)과 같이 공간정보와 현장에서 쉽게 찾을 수 있고 비교 대상이 되는 맨홀, 도로 교차로, 건물 모서리 등 검사하고자하는 지점을 선택하고, 해당 지점을 지정하여 사용할 수 있도록 위치 지정하기(403) 기능을 이용할 수 있다. 위치 검수 좌표 지정(401)에서도 검사하고자 하는 위치의 GPS 위성현황(407) 기능을 이용하여 GPS 수신 상태를 확인하여 현재 위치에서 GPS 신호 사용여부를 판단할 수 있다.As shown in FIG. 4, the position check coordinate
위치 산출부에서 산출된 기준점과 검사점간의 이동거리 및 방위각은 화면에 표시(406)되고, GPS 상대좌표 계산부에서 계산된 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)도 화면에 표시(408)되며, 공간정보 상대좌표 변환부에서 계산된 공간정보 상대좌표(X′,Y′) 또한 화면에 표시(409)된다.
The moving distance and azimuth between the reference point and the inspection point calculated by the position calculator are displayed on the screen (406), and the GPS relative coordinates (X, Y) for the inspection point calculated by the GPS relative coordinate calculation unit are also displayed on the screen (408). The spatial information relative coordinates X 'and Y' calculated by the spatial information relative coordinate converter are also displayed 409 on the screen.
끝으로, 비교계산부에서는 상기 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)와 상기 공간정보 상대좌표(X′,Y′)의 오차량을 비교하여 공간정보의 정확도를 판단한다(S6).Finally, the comparison calculation unit compares the error amounts of the GPS relative coordinates (X, Y) and the spatial information relative coordinates (X ', Y') with respect to the inspection point to determine the accuracy of the spatial information (S6).
상기 비교계산부는 하기 수학식 4에 의하여 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)와 공간정보 상대좌표(X′,Y′)의 오차량(410)을 계산한다.The comparison calculator calculates an
계산된 오차량을 이용한 정확도의 판단결과는 검사자가 지정한 범위 내에 만족할 경우 OK로 표시되고, 만족하지 않을 경우 불합격으로 표시(411)된다.
The result of the determination of accuracy using the calculated error amount is displayed as OK if satisfied within the range specified by the inspector, and if not satisfied (411).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 검사 기준점을 기준으로 검측한 위치점들에 대한 오차량을 벡터로 표현하고, 검사점들의 표준편차, 최대오차, 최소오차를 나타난 예시도이다.FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating an error amount of position points detected based on an inspection reference point as a vector, and showing standard deviation, maximum error, and minimum error of the inspection points according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 비교계산부에서 판단된 정확도는 검수 결과(501)와 같은 화면으로 표시된다. 검수 결과들에 대한 표준편차, 최대오차 및 최소오차 값이 화면에 표시됨으로써, 검수자가 현장에서 공간정보 위치 정확도의 판정을 실시간으로 할 수 있도록 하며 최종 결과값은 결과 저장하기(503)을 이용하여 저장할 수 있다. 또한, 기준점(506)을 중심으로 하여 검사점들에 대한 오차를 벡터량으로 실시간 표시창(504)에 표시하여 사용자가 평가하고자 하는 공간정보에서 오차 분포를 쉽게 확인할 수 있다.As shown in FIG. 5, the accuracy determined by the comparison calculator is displayed on the same screen as the
검사기준점(506)은 사용자가 공간정보에서 검사 기준으로 설정한 점의 위치를 표시한 것을 나타내며, 실시간 표시창에서 각각의 화살표의 방향과 크기는 측정된 각각의 검사점들에 대한 오차방향과 오차량을 표시한 것을 나타낸다. 즉, 기준이 되는 화살표 표준 크기(505)가 오차량 1.0을 나타낸다고 할 경우, 실시간 표시창(504)에 나타난 화살표가 화살표 표준 크기(505)의 화살표 보다 작을 경우 오차량이 1.0보다 작은 지점을 나태나고, 화살표보다 클 경우는 오차량이 1.0을 넘는 지점으로 오차가 큰 지점의 직관적으로 쉽게 파악할 수 있는 기능을 가진다. 각점들에 대한 표준표차와 최대 및 최소 오차값을 계산하여 표시(502)하며, 완료된 결과들에 대해서는 결과 저장하기(503) 기능을 이용하여 해당 결과를 저장하게 된다.
The inspection reference point 506 indicates the position of the point set by the user as the inspection criterion in the spatial information. The direction and size of each arrow in the real-time display window indicate the error direction and the amount of error for each of the measured inspection points. Indicates that is displayed. That is, when the
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above in detail specific parts of the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that these specific descriptions are merely preferred embodiments, and thus the scope of the present invention is not limited thereto. will be. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (6)
(b) 공간 정보상에 기준점의 위치를 지정하고, GPS 수신 상태를 확인하는 기준점 위치 지정부;
(c) 상기 수신된 GPS 신호를 이용하여 상기 기준점과 검사점간의 이동거리 및 방위각을 산출하는 위치 산출부;
(d) 상기 위치 산출부에서 산출된 이동거리 및 방위각을 이용하여 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)를 계산하는 GPS 상대좌표 계산부;
(e) 절대좌표로 표시되어 있는 공간 정보상의 검사점에 대한 절대좌표를 공간정보 상대좌표(X′,Y′)로 변환하는 공간정보 상대좌표 변환부; 및
(f) 상기 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)와 상기 공간정보 상대좌표(X′,Y′)의 오차량을 비교하여 공간정보의 정확도를 판단하는 비교계산부를 포함하는 단독 GPS 측량을 이용한 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 시스템.
(a) a GPS receiver for receiving a GPS signal from a GPS satellite;
(b) a reference point position designation unit for designating a position of the reference point on the spatial information and checking a GPS reception state;
(c) a position calculator for calculating a moving distance and azimuth between the reference point and the inspection point by using the received GPS signal;
(d) a GPS relative coordinate calculation unit that calculates a GPS relative coordinate (X, Y) for a test point by using the moving distance and azimuth angle calculated by the position calculator;
(e) a spatial information relative coordinate converter for converting the absolute coordinates of the inspection points on the spatial information represented by the absolute coordinates into spatial information relative coordinates (X ', Y'); And
(f) An independent GPS surveying unit comprising a comparison calculation unit for comparing the error amounts of the GPS relative coordinates (X, Y) and the spatial information relative coordinates (X ′, Y ′) with respect to the inspection point to determine the accuracy of the spatial information. Real-time spatial information location accuracy evaluation system using
[수학식 1]
상기 수학식 1에서, 상기 기준점과 검사점을 연결한 직선과 좌표평면의 Y(동쪽)축이 이루는 각은 90°이하임
[수학식 2]
The method of claim 1, wherein the position calculating unit calculates the azimuth angle (P) between the reference point and the inspection point by the following equation 1, and calculates the moving distance (D) between the reference point and the inspection point by the equation (2) System:
[Equation 1]
In Equation 1, the angle formed by the straight line connecting the reference point and the inspection point and the Y (east) axis of the coordinate plane is 90 ° or less.
[Equation 2]
[수학식 3]
상기 수학식 3에서, D는 기준점과 검사점간의 이동거리이며, 상기 기준점과 검사점간의 방위각(P)는 상기 수학식 1에 의하여 산출됨.
The system of claim 1, wherein the GPS relative coordinate calculator calculates the GPS relative coordinates (X, Y) according to Equation 3 below:
[Equation 3]
In Equation 3, D is a moving distance between the reference point and the inspection point, and the azimuth angle P between the reference point and the inspection point is calculated by Equation 1.
The method of claim 1, wherein the spatial information relative coordinate converter calculates the spatial information relative coordinates using a difference value between the reference point coordinates of the spatial information in the spatial information displayed in absolute coordinates and the coordinates of the inspection point using GPS. System.
[수학식 4]
The method of claim 1, wherein the comparison calculator calculates an error amount between the GPS relative coordinates (X, Y) and the spatial information relative coordinates (X ′, Y ′) with respect to the inspection point by Equation 4 below. system:
&Quot; (4) "
(b) 기준점 위치 지정부에서 공간 정보상에 기준점의 위치를 지정하는 단계;
(c) 상기 GPS 수신부에서 입력받은 GPS 신호를 이용하여 위치 산출부에서 기준점과 검사점간의 이동거리 및 방위각을 산출하는 단계;
(d) GPS 상대좌표 계산부에서 상기 산출된 이동거리 및 방위각을 이용하여 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)를 계산하는 단계;
(e) 공간정보 상대좌표 변환부에서 절대좌표로 표시되어 있는 공간 정보상의 검사점에 대한 절대좌표를 공간정보 상대좌표(X′,Y′)로 변환하는 단계; 및
(f) 비교계산부에서 상기 검사점에 대한 GPS 상대좌표(X,Y)와 상기 공간정보 상대좌표(X′,Y′)의 오차량을 비교하여 공간정보의 정확도를 판단하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제5항중 어느 한 항의 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 시스템을 이용한 실시간 공간정보 위치 정확도 평가 방법.
(a) receiving a GPS signal from a GPS satellite at a GPS receiver;
(b) designating a position of the reference point on the spatial information in the reference point position designating unit;
(c) calculating a moving distance and an azimuth angle between a reference point and an inspection point by a position calculator by using the GPS signal input from the GPS receiver;
(d) calculating GPS relative coordinates (X, Y) with respect to an inspection point by using the calculated moving distance and azimuth in the GPS relative coordinate calculation unit;
(e) converting the absolute coordinates of the inspection points on the spatial information represented by the absolute coordinates in the spatial information relative coordinate conversion unit into the spatial information relative coordinates (X ′, Y ′); And
(f) comparing the error of the GPS relative coordinates (X, Y) and the spatial information relative coordinates (X ′, Y ′) with respect to the checkpoint in the comparison calculator to determine the accuracy of the spatial information. The real-time spatial information position accuracy evaluation method using a real-time spatial information position accuracy evaluation system according to any one of claims 1 to 5.
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