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목차
제1장 서론 19
1. 연구배경 및 목적 19
2. 연구의 내용 및 범위 21
제2장 시범 네트워크 정밀성과 계산 및 분석 23
1. 시범 네트워크 구성 및 정밀 GNSS 측량 23
(1) 시범 네트워크의 구성 23
(2) 정밀 GNSS 측량 24
2. VLBI 기준 프레임의 정밀 Daily 성과계산 31
(1) GAMIT/GLOBK의 개요 31
(2) GAMIT/GLOBK를 이용한 정밀해석 35
(3) 정밀 Daily 성과 계산 및 분석 51
3. 학술용 정밀 GNSS 처리 S/W를 이용한 성과분석 53
4. 연결측량결과 분석 및 개선 방향 제시 56
(1) 연결측량 정의와 필요성 56
(2) 연결측량 방법 59
(3) 연결측량 결과 분석 60
(4) 연결측량에 있어서 개선사항 62
제3장 측지 VLBI 국제공동관측결과 및 측지학적 활용성 분석 63
1. 측지 VLBI 국제공동관측결과 분석 63
(1) 국제공동관측결과의 분석 방법 63
(2) 국제공동관측 결과에 따른 경향성 분석 65
2. 측지학적 거동분석 및 연결벡터량 분석 69
(1) 측지학적 거동분석 69
(2) 연결벡터량 분석 70
3. VLBI 관측성과와 연계한 시범 네트워크 국가기준점 성과 계산 72
(1) 국가기준점과의 연계 방안 72
(2) 측지 VLBI 관측결과에 따른 국가기준점 성과 계산 73
제4장 VLBI-SLR 간의 측지학적 연계 방안 75
1. SLR의 기준점 정의 75
(1) SLR의 개요 75
(2) SLR의 기준점 정의 방법 88
2. VLBI-SLR 간의 통합 방안 97
(1) 천문연구원 SLR 주요 구성 및 특징 97
(2) VLBI-SLR 간의 통합 방안 100
(3) 요소기술 간의 통합을 위한 전략 모색 104
제5장 천문 VLBI 안테나 측지망 융합 기반 마련 108
1. 측지망 융합을 위한 VLBI 안테나 기준점 결정 방법 108
(1) 해외사례 조사 108
(2) 해외사례의 비교·분석 119
2. 천문 VLBI 주변 국가기준점 현황 및 측량환경 분석 121
(1) 천문 VLBI 인근 국가기준점 현황 및 측량환경 분석 121
(2) 천문 VLBI 사이트에서의 지역측지계 설정 방안 126
3. 천문 VLBI 측지망 융합을 위한 중력측정 및 지역적인 지오이드 모델 결정방안 129
(1) 국가기준점 현황 분석에 따른 임의점 선별 129
(2) 중력측량 수행 방법 133
(3) 중력자료 처리 이론과 과정 및 분석 135
(4) 지오이드 모델 결정 방안 140
(5) 최신 중력자료를 활용한 지오이드 모델 개발 방안 144
(6) 국내 측지망의 기하학적 정합성 고도화 방안 152
제6장 융합된 측지 VLBI 네트워크에 의한 국가기준점 성과관리 방안 161
1. 망조정 기법 및 ITRF 시점 적용 방안 161
(1) 망조정 기법 161
(2) ITRF 시점 적용 방안 165
2. 측지 VLBI 네트워크와 경위도 원점 연계방안 171
(1) 측지 VLBI의 국가기준점 연계방안 171
(2) 경위도 원점과의 연계 방안 174
3. 천문 VLBI 안테나 중심점 성과유지 관리 방안 177
제7장 관측센터 정밀 천문측량 표준(안) 작성 및 천문 경위도 추이 분석 180
1. 천문측량 작업 매뉴얼 및 시보수신 및 영상처리장치 운영 매뉴얼 작성 180
(1) 경도 관측 181
(2) 위도 관측 186
(3) 방위각 관측 189
(4) 시보수신기 190
(5) 영상처리장치 매뉴얼 193
2. 천문관측용 전자야장 표준제작 및 성과산출 S/W 고도화 195
(1) 천문관측용 전자야장 표준제작 196
(2) 성과산출 S/W 고도화 202
3. 천문기준과 타원체 기준면과의 융합 파라미터 및 측지성과(통합기준점 방위각 등) 영향성 분석 203
(1) 연구의 목적과 개요 203
(2) 지오이드 기준의 지역관측적 방위각(Azimuth: A)과 천정거리(zenith angle: z)과 지구타원체 기준의 방위각(ellipsoidal Azimuth: α)과 천정거리(ellipsoidal zenith angle: ζ) 와의 관계 : 최종표현식 204
(3) 위 두 최종표현식들의 상세한 유도 205
(4) 지역측정 수평각에 대한 연직선편차의 영향 212
(5) 디지털 천문측량 213
(6) 천문경위도 추이 분석 215
제8장 결론 216
참고문헌 223
부록 229
I. 천문측량 영상처리장치 HD-SDI 카메라 매뉴얼 229
II. 위성기준점 정밀처리 결과 요약(ITRF2008, 2016.00) 236
III. 경위도 원점 이격량 계산을 위한 GNSS 측량(2점) 251
판권기 252
〈표 2-1〉 기준점의조서(U대전03) 25
〈표 2-2〉 기준점의조서(U0475) 26
〈표 2-3〉 기준점의조서(U청주20) 27
〈표 2-4〉 기준점의조서(U0464) 28
〈표 2-5〉 기준점의조서(U청주23) 29
〈표 2-6〉 기준점의조서 (U대전33) 30
〈표 2-7〉 GAMIT에 의한 자료해석에 사용한 주요 측지자료 35
〈표 2-8〉 GAMIT에 의한 처리작업에서 산출되는 주요 결과 파일들 45
〈표 2-9〉 세션별 기선해석 결과의 NRMS 46
〈표 2-10〉 관측값의 적합성 검사 47
〈표 2-11〉 지역적인 기준좌표계 구성 결과의 정밀도 48
〈표 2-12〉 지역적인 기준좌표계 계산결과(4회 조정) 49
〈표 2-13〉 고정점 항목에서 소거된 상시관측소 49
〈표 2-14〉 전국 범위의 망조정 작업에 고정점으로 사용한 상시관측소 현황 50
〈표 2-15〉 측지 VLBI 관측성과와 동일시점의 세종 위성기준점 처리결과 51
〈표 2-16〉 위성기준점(ITRF2000, EPOCH 2002) 성과와의 차이 53
〈표 2-17〉 새로운 기준에 따른 위성기준점 성과 계산 결과 54
〈표 2-18〉 연결측량에 따른 VLBI 안테나 기준점 위치 60
〈표 2-19〉 VLBI 기준점 위치에 대한 잔차의 차이통계 61
〈표 3-1〉 이상값 제거 전 차이통계 65
〈표 3-2〉 이상값 제거 후 차이통계 65
〈표 3-3〉 세종 측지 VLBI 관측결과의 차이통계 69
〈표 3-4〉 세종 위성기준점 관측결과의 차이통계 69
〈표 3-5〉 측지 VLBI와 세종 위성기준점 성과에 대한 차이통계 70
〈표 3-6〉 정적인 연계에 따른 새로운 통합기준점 관측 결과 74
〈표 4-1〉 우주측지기술의 종류와 우주부문의 구성요소 92
〈표 4-2〉 우주측지기술을 이용한 성과물의 종류 및 지원분야 93
〈표 4-3〉 연결측량에 이용할 수 있는 토탈스테이션의 장비성능 94
〈표 4-4〉 연결측량에 이용할 수 있는 레벨의 장비성능 95
〈표 3-5〉 연결측량에 이용할 수 있는 GNSS의 장비성능 96
〈표 4-6〉 한국천문연구원 ARGO-M의 주요사양 98
〈표 4-7〉 ARGO-M 활용과 NASA NGSLR 도입의 장단점 비교 102
〈표 4-8〉 요소기술별 통합을 위한 단계별 전략 107
〈표 5-1〉 2013년 Onsala 관측소의 VLBI 안테나 기준점 측정결과 비교 111
〈표 5-2〉 Onsala 관측소의 VLBI 안테나 기준점 측정결과 비교 113
〈표 5-3〉 Hartebeesthoek 관측소의 2003년/2014년 벡타값 비교 118
〈표 5-4〉 Hartebeesthoek 관측소의 2003년/2014년 좌표값 비교 119
〈표 5-5〉 해외사례 조사에 따른 VLBI 안테나 기준점 결정방법의 비교 120
〈표 5-6〉 천문 VLBI인근의 국가기준점 점검결과 125
〈표 5-7〉 IGS에서 권장하는 GNSS 상시관측소의 Monumentation 고려사항 128
〈표 5-7〉 선진국 지오이드 모델 구축 현황 147
〈표 5-8〉 잔여지오이드고 계산 및 장파장/단파장 효과 복원 시 고려할 변수 150
〈표 5-8〉 기존의 망 설계와 최적망 설계에 따른 오차의 차이 155
〈표 6-1〉 각 측지망별 랭크부족 수 162
〈표 6-2〉 ITRF2014의 구현을 위해 상호연계 사용된 우주측지기술 166
〈표 6-3〉 ITRF의 개정이력 요약 167
〈표 6-4〉 ITRF2008과 ITRF 구버전들의 상호 변환을 위한 파라미터 170
〈표 7-1〉 천문경위도 추이 215
〈그림 1-1〉 연구의 배경 및 목적 20
〈그림 1-2〉 연구의 내용 및 범위 22
〈그림 2-1〉 통합기준점에 의한 시범 네트워크 구성 23
〈그림 2-2〉 통합기준점에 대한 정밀 GNSS 측량 수행 24
〈그림 2-3〉 GAMIT/GLOBK를 이용한 자료 처리 과정 32
〈그림 2-4〉 GAMIT/GLOBK의 좌표 계산의 단계 34
〈그림 2-5〉 GAMIT 초기좌표 파일의 구성 예 36
〈그림 2-6〉 GNSS 관측점 정보파일의 구성 37
〈그림 2-7〉 수신기의 종류를 나타내는 코드 정보(rcvant.dat 파일) 38
〈그림 2-8〉 안테나의 종류를 나타내는 코드 정보(rcvant.dat 파일) 38
〈그림 2-9〉 GNSS 안테나의 높이측정 방법과 방법별 편심정보(hi.dat 파일) 39
〈그림 2-10〉 GPS 안테나의 phase center 변동량 정보(antmod.dat 파일) 40
〈그림 2-11〉 기선해석 및 좌표추정 방법의 설정 40
〈그림 2-12〉 GAMIT에 의한 GNSS 관측점 위치에 대한 추정 결과와 추정 정밀도의 예 43
〈그림 2-13〉 GAMIT에 의한 기선요소 추정 결과와 추정 정밀도의 예 44
〈그림 2-14〉 지역적인 기준좌표계의 계산에 사용한 주요 통계 지표 48
〈그림 2-15〉 측지 VLBI 관측시점과 동일한 세종 위성기준점의 처리결과 52
〈그림 2-16〉 국토지리정보원의 위성기준점 배치 현황 53
〈그림 2-17〉 연결측량의 개념도 56
〈그림 2-18〉 연결측량 방법의 절차 59
〈그림 2-19〉 변위측량을 위한 지역좌표계 설정 62
〈그림 2-20〉 변위측량과 연결측량의 구분 62
〈그림 3-1〉 연결측량 결과를 이용한 측지 VLBI 국제공동 관측결과 분석 64
〈그림 3-2〉 측지 VLBI 관측결과에 대한 잔차 분포도 65
〈그림 3-3〉 2015년부터 2016년의 세종 측지 VLBI 관측결과 66
〈그림 3-4〉 2016년의 세종 측지 VLBI 관측결과 67
〈그림 3-5〉 측지 VLBI 관측결과를 고려한 세종 위성기준점 결과 68
〈그림 3-6〉 연결벡터의 개념도 70
〈그림 3-7〉 연결측량 결과의 SINEX 파일 작성 방법 71
〈그림 3-8〉 연결측량 결과의 SINEX 파일 71
〈그림 3-9〉 측지 VLBI 관측성과의 국가기준점 연계방안 72
〈그림 3-10〉 측지 VLBI를 이용한 국가기준점 연계 73
〈그림 4-1〉 SLR 활동위성 75
〈그림 4-2〉 ILRS SLR 국제 네트워크 현황 77
〈그림 4-3〉 NASA의 MOBLAS-7 SLR 시스템 78
〈그림 4-4〉 TLAS-4 SLR system at Haleakala, HI 모습 79
〈그림 4-5〉 McDonald Observatory Visitors Center 모습 80
〈그림 4-6〉 Haleakala 관측소 81
〈그림 4-7〉 중국의 고정형 SLR 관측소 분포 82
〈그림 4-8〉 Shanghai 관측소 82
〈그림 4-9〉 JAXA GUTS 시스템. (좌) GUTS SLR 시스템, (우) GUTS SLR 관측소 84
〈그림 4-10〉 Hydrographic 관측소의 위치 및 전경 84
〈그림 4-11〉 러시아 SLR 네트워크 85
〈그림 4-12〉 Komsomolsk 관측소와 및 500mm 망원경 86
〈그림 4-13〉 Mendeleevo SLR 관측소 86
〈그림 4-14〉 Maidanak SLR 관측소 87
〈그림 4-15〉 Shelkovo SLR 관측소 87
〈그림 4-16〉 SLR의 기준점 결정 사례(프랑스 Grasse 관측소) 88
〈그림 4-17〉 중국 Wuhan 관측소의 연결측량 사례 89
〈그림 4-18〉 미국 Fort Davis 관측소의 연결측량 사례 90
〈그림 4-19〉 페루 Characato 관측소의 연결측량 사례 90
〈그림 4-20〉 레벨을 이용한 수준측량 96
〈그림 4-21〉 ARGO-M 시스템 사이트 외부구조 99
〈그림 4-22〉 ARGO-M 사이트 내부구조 99
〈그림 4-23〉 NGSLR 구성요소 101
〈그림 4-24〉 천문연구원 SLR과의 네트워크 구성 103
〈그림 4-25〉 요소기술별 통합을 위한 전략 모색 105
〈그림 5-1〉 Onsala 관측소의 VLBI 안테나와 GPS 기준점 108
〈그림 5-2〉 Onsala 관측소의 VLBI 안테나 기준점과 IGS 기준점 109
〈그림 5-3〉 Onsala 관측소의 기준점 배치와 네트워크 구성 109
〈그림 5-4〉 VLBI 안테나에 부착된 GPS 안테나 110
〈그림 5-6〉 Onsala 관측소의 2015년 VLBI 안테나의 기준점 결정방법 112
〈그림 5-7〉 Metsahovi VLBI 관측소와 네트워크 구성 113
〈그림 5-7〉 VLBI 안테나 기준점 결정모델 개발을 위한 변수의 관계 114
〈그림 5-8〉 지상 모니터링 시스템의 기하학적인 구조 115
〈그림 5-9〉 Hartebeesthoek 관측소의 기준점 분포 현황 116
〈그림 5-10〉 Hartebeesthoek VLBI 관측소의 기준점 116
〈그림 5-11〉 Hartebeesthoek 관측소의 콜로케이션 측량을 위한 측량망 117
〈그림 5-12〉 Sheshan VLBI 관측소의 반사경 117
〈그림 5-13〉 KVN을 구성하는 천문 VLBI 사이트 121
〈그림 5-14〉 국가기준점 현황을 확인할 수 있는 국토정보플랫폼 서비스 121
〈그림 5-15〉 연세대 전파천문대 주변 국가기준점 분포도 122
〈그림 5-16〉 울산 전파천문대 주변 국가기준점 분포도 123
〈그림 5-17〉 탐라 전파천문대 주변 국가기준점 분포도 124
〈그림 5-18〉 VLBI 네트워크 구성과 천문 VLBI 사이트 126
〈그림 5-19〉 서울특별시 운영하는 GNSS 상시관측소 127
〈그림 5-20〉 연세대 전파천문대 지역의 임의점 선점 130
〈그림 5-21〉 울산 전파천문대 지역의 임의점 선점 131
〈그림 5-22〉 탐라 전파천문대 지역의 임의점 선점 132
〈그림 5-23〉 중력측량 흐름도 133
〈그림 5-24〉 가반형 상대중력계 관측사진(예시) 135
〈그림 5-25〉 지오이드 개발 과정 140
〈그림 5-26〉 지오이드 모델 개발 시 활용할 수 있는 기반 자료 145
〈그림 5-27〉 중력 및 합성 지오이드 모델 계산 과정 148
〈그림 5-28〉 지오이드 모델의 절대 정밀도 및 상대 정밀도 152
〈그림 5-29〉 기존의 망 설계와 최적망 설계의 예 154
〈그림 5-30〉 내적 신뢰성 158
〈그림 5-31〉 탄성 변형에 의한 x-y평면에서의 두 점의 변위 160
〈그림 6-1〉 ITRF2014 구현에 상호연계 활용된 우주측지기술 168
〈그림 6-2〉 ITRF2014 속도장(예시) 168
〈그림 6-3〉 측지 VLBI 도입에 따른 국가기준점 체계 171
〈그림 6-4〉 측지 VLBI 관측성과의 국가기준점 연계 방안 172
〈그림 6-5〉 우리나라 최조의 측지 VLBI 관측과 경위도 원점 174
〈그림 6-6〉 1995년 관측된 경위도 원점 결과 174
〈그림 6-7〉 경위도 원점 성과 비교 방안 175
〈그림 6-8〉 정밀 지상측량을 통한 수원 위성기준점과 경·위도 원점 이격량 계산 176
〈그림 6-9〉 GNSS를 이용한 안테나 기준점 결정 방안 177
〈그림 6-10〉 GNSS 측량방식과 샘플링 자료에 따른 기선장의 변화 178
〈그림 6-11〉 GNSS 측량방식에 따른 연결벡터량의 변화 178
〈그림 6-12〉 Metsahovi VLBI 관측소의 측정결과 179
〈그림 7-1〉 LONGINES 버튼 설명... 191
〈그림 7-2〉 Time Control System 버튼 설명... 192
〈그림 7-3〉 Pillar HD 실행 화면 194
〈그림 7-4〉 방위각 관측 전자야장 동작 순서 196
〈그림 7-5〉 방위각 관측 전자야장-가 197
〈그림 7-6〉 방위각 관측 전자야장-나 197
〈그림 7-7〉 방위각 관측 입력 윈도우-가 198
〈그림 7-8〉 방위각 관측 결과표-가 198
〈그림 7-9〉 방위각 관측 입력 윈도우-나 199
〈그림 7-10〉 방위각 관측 결과표-나 199
〈그림 7-11〉 위도 관측 전자야장 동작 순서 200
〈그림 7-12〉 위도 관측 전자야장 화면 200
〈그림 7-13〉 위도 관측 입력 윈도우 201
〈그림 7-14〉 위도 관측 결과표 201
〈그림 7-15〉 지구타원체의 연직과 지오이드의 연직의 차이 203
〈그림 7-16〉 관측된 천정 213
〈그림 7-17〉 성과 계산에 사용하기 위한 별 추출 214
〈그림 7-18〉 카탈로그를 참조하여 별 인식 214
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