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복수의 기준국 GPS 수신기 및 측량선에 설치된 복수의 이동국 GPS 수신기를 통해 위성신호 관측데이터를 취득하는 GPS 관측부; 음향 측심기를 통해 음파의 왕·복 전파시간을 측정하여 측정 경사수심을 결정하는 수심 관측부; 및 상기 취득된 위성신호 관측데이터를 이용하여 상기 이동국 GPS 수신기의 안테나 좌표 및 측량선의 자세각을 추정하고, 상기 추정된 측량선의 자세각을 이용하여 상기 결정된 측정 경사수심을 연직방향 수심으로 환산하고, 상기 이동국 GPS 수신기의 안테나 좌표, 상기 음향 측심기의 동체좌표 및 회전행렬을 이용해 상기 음향 측심기 참조점의 평면직교좌표 및 정표고를 계산하여 수중 지표면의 3차원 좌표를 계산하는 데이터 처리부를 포함하고,상기 복수의 이동국 GPS 수신기 중에서 어느 하나의 이동국 GPS 수신기는 원점으로 지정되고, 상기 어느 하나의 이동국 GPS 수신기와 다른 이동국 GPS 수신기를 연결한 선을 기준으로 동체좌표계가 설정되고, 상기 설정된 동체좌표계에 대한 이동국 GPS 수신기의 안테나 좌표는 기측정된 이동국 GPS 수신기의 안테나 간의 거리, 사잇각 및 높이 차이를 이용하여 각각 설정되는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 시스템
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제1항에 있어서,상기 측량선에 위치하고, 상기 GPS 관측부의 이동국 GPS 수신기 및 상기 수심 관측부의 음향 측심기와의 통신을 통해 상기 취득된 위성신호 관측데이터 및 상기 결정된 측정 경사수심을 획득하여 저장하는 데이터 획득부를 더 포함하는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 시스템
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제1항에 있어서,상기 데이터 처리부는 상기 위성신호 관측데이터에 대한 함수모형과 통계모형을 생성하는 데이터 모형화부; 상기 생성된 함수모형 및 통계모형을 이용하여 이동국 GPS 수신기의 안테나 좌표를 추정하는 좌표 추정부; 상기 추정된 이동국 GPS 수신기의 안테나 좌표를 이용하여 측량선의 자세각을 추정하는 자세각 추정부; 및 상기 추정된 측량선의 자세각을 이용하여 상기 결정된 측정 경사수심을 연직방향 수심으로 환산하고, 상기 음향 측심기의 동체좌표 및 회전행렬을 이용하여 상기 음향 측심기 참조점의 평면직교좌표를 계산하고, 상기 환산된 연직방향 수심 및 상기 계산된 음향 측심기 참조점의 평면직교좌표를 이용하여 수중 지표면의 3차원 좌표를 계산하는 위치 계산부를 포함하는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 시스템
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제4항에 있어서,상기 데이터 모형화부는 상기 취득된 위성신호 관측데이터를 이용하여 복수의 기선에 대해 이중차분을 형성하고, 상기 형성된 이중차분과 상기 이동국 GPS 수신기 사이의 거리 불변 조건식을 이용하여 위성신호 관측데이터에 대한 함수모형과 통계모형을 생성하고, 상기 함수모형은 위성신호 관측데이터와 추정해야 하는 미지수 사이의 함수관계를 나타내고 상기 통계모형은 위성신호 관측데이터의 불확실성과 상관성을 나타내는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 시스템
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제4항에 있어서,상기 좌표 추정부는 반송파 미지정수가 결정되지 않은 경우에 반송파 미지정수 추정 과정을 더 수행하고, 상기 반송파 미지정수가 결정된 경우에 기결정된 반송파 미지정수를 이용하여 이동국 GPS 수신기의 3차원 좌표를 최소제곱법 또는 칼만 필터에 따라 추정하는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 시스템
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제4항에 있어서,상기 위치 계산부는 상기 이동국 GPS 수신기의 안테나와 상기 음향 측심기가 이격되어 설치되는 경우, 상기 음향 측심기의 동체좌표 및 항법좌표를 동체좌표로 변환하는 회전행렬을 이용하여 상기 음향 측심기 참조점의 평면직교좌표를 계산하는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 시스템
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제4항에 있어서,상기 위치 계산부는 이동국 GPS 수신기의 ECEF 좌표를 경도, 위도 및 타원체고로 변환하고, 상기 변환된 경도, 위도를 투영함수를 이용하여 평면직교좌표로 변환하고, 상기 음향 측심기의 동체좌표를 회전행렬을 이용해 항법좌표로 변환하고, 상기 변환된 평면직교좌표에 상기 변환된 항법좌표를 합산하여 수중 지표면의 평면직교좌표를 계산하는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 시스템
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제8항에 있어서,상기 위치 계산부는 육상에 설치하는 GPS 기준국의 평면직교좌표, 타원체고 및 정표고를 이용하여 지오이드 모델을 통해 획득한 지오이드고 및 국부적 왜곡량을 계산하고, 상기 음향 측심기 참조점의 타원체고에서 상기 계산된 지오이드고 및 국부적 왜곡량을 차감하여 상기 음향 측심기의 참조점 정표고를 계산하는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 시스템
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복수의 기준국 GPS 수신기 및 측량선에 설치된 복수의 이동국 GPS 수신기를 통해 위성신호 관측데이터를 취득하는 단계; 음향 측심기를 통해 음파의 왕·복 전파시간을 측정하여 측정 경사수심을 결정하는 단계; 상기 취득된 위성신호 관측데이터를 이용하여 이동국 GPS 수신기의 안테나 좌표를 추정하는 단계; 상기 추정된 이동국 GPS 수신기의 안테나 좌표를 이용하여 측량선의 자세각을 추정하는 단계; 상기 추정된 측량선의 자세각을 이용하여 상기 결정된 측정 경사수심을 연직방향 수심으로 환산하는 단계; 상기 이동국 GPS 수신기의 안테나 좌표, 상기 음향 측심기의 동체좌표 및 회전행렬을 이용하여 상기 음향 측심기 참조점의 평면직교좌표 및 정표고를 계산하는 단계; 및 상기 환산된 연직방향 수심 및 상기 계산된 음향 측심기 참조점의 평면직교좌표 및 정표고를 이용하여 수중 지표면의 3차원 좌표를 계산하는 단계를 포함하고,상기 복수의 이동국 GPS 수신기 중에서 어느 하나의 이동국 GPS 수신기를 원점으로 지정하는 단계; 상기 어느 하나의 이동국 GPS 수신기와 다른 이동국 GPS 수신기를 연결한 선을 기준으로 동체좌표계(body frame)를 설정하는 단계; 및 기측정된 이동국 GPS 수신기의 안테나 간의 거리, 사잇각 및 높이 차이를 이용하여 상기 설정된 동체좌표계에 대한 이동국 GPS 수신기의 안테나 좌표를 각각 설정하는 단계를 더 포함하는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 방법
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제10항에 있어서,상기 위성신호 관측데이터에 대한 함수모형과 통계모형을 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 안테나 좌표를 추정하는 단계는 상기 생성된 함수모형 및 통계모형을 이용하여 이동국 GPS 수신기의 안테나 좌표를 추정하는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 방법
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제12항에 있어서,상기 함수모형과 통계모형을 생성하는 단계는 상기 취득된 위성신호 관측데이터를 이용하여 복수의 기선에 대해 이중차분을 형성하고, 상기 형성된 이중차분과 상기 이동국 GPS 수신기 사이의 거리 불변 조건식을 이용하여 위성신호 관측데이터에 대한 함수모형과 통계모형을 생성하고, 상기 함수모형은 위성신호 관측데이터와 추정해야 하는 미지수 사이의 함수관계를 나타내고 상기 통계모형은 위성신호 관측데이터의 불확실성과 상관성을 나타내는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 방법
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제10항에 있어서,상기 안테나 좌표를 추정하는 단계는 반송파 미지정수가 결정되는지를 확인하는 단계; 상기 확인 결과, 반송파 미지정수가 결정되지 않은 경우에 미지정수 추정하는 단계; 및 상기 확인 결과, 반송파 미지정수가 결정된 경우에 기결정된 미지정수를 이용하여 이동국 GPS 수신기의 3차원 좌표를 최소제곱법 또는 칼만 필터에 따라 추정하는 단계를 포함하는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 방법
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제10항에 있어서,상기 음향 측심기 참조점의 평면직교좌표 및 정표고를 계산하는 단계는 상기 이동국 GPS 수신기의 안테나와 상기 음향 측심기가 이격되어 설치되는 경우, 상기 음향 측심기의 동체좌표 및 항법좌표를 동체좌표로 변환하는 회전행렬을 이용하여 상기 음향 측심기 참조점의 평면직교좌표를 계산하는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 방법
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제10항에 있어서,상기 음향 측심기 참조점의 평면직교좌표 및 정표고를 계산하는 단계는 이동국 GPS 수신기의 ECEF 좌표를 경도, 위도 및 타원체고로 변환하는 단계; 상기 변환된 경도, 위도를 투영함수를 이용하여 평면직교좌표로 변환하는 단계; 상기 음향 측심기의 동체좌표를 회전행렬을 이용해 항법좌표로 변환하는 단계; 상기 변환된 이동국 GPS 수신기의 평면직교좌표에 상기 음향 측심기의 항법좌표를 합산하여 수중 지표면의 평면직교좌표를 계산하는 단계; 육상에 설치하는 GPS 기준국의 평면직교좌표, 타원체고 및 정표고를 이용하여 지오이드고 및 국부적 왜곡량을 계산하는 단계; 및 상기 음향 측심기 참조점의 타원체고에서 상기 계산된 지오이드고 및 국부적 왜곡량을 차감하여 상기 음향 측심기의 참조점 정표고로 환산하는 단계를 포함하는 복수의 GPS 수신기 및 음향 측심기를 이용한 3차원 수중 지형정보 측량 방법
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