3중 차분(3중차, Triple Difference)

1. 3중 차분이란?

3중 차분(Triple Difference)이란 GNSS 정지측위법으로 기준점측량을 수행할때 기지점과 미지점에 복수의 GNSS수신기를 설치하여 위상차를 측정, 기선해석의 정확도를 높이는 방법으로 차분기법을 사용하며 3중차분법은 모호정수를 해결하는데 활용되는 기법이다.

 

 

Triple Difference 방법은 GPS 측위에서 사용되는 하나의 방법으로, GPS 수신기들 사이의 시간과 거리 차이를 계산하여 보다 정밀한 위치 측정을 수행하는 기술입니다. 이 방법은 정밀 측위를 위해 GPS 수신기를 세 개 이상 사용하는 경우에 적용됩니다.

1) 3중차분 동작순서

Triple Difference 방법은 다음과 같이 동작합니다

① 세 개 이상의 GPS 수신기 배치: Triple Difference 방법을 사용하려면 측정하려는 위치와 최소 세 개 이상의 미리 알려진 위치에 GPS 수신기를 배치해야 합니다. 이러한 GPS 수신기들은 측정 지점에서 고정되어 있어야 합니다.

② 시간 및 거리 차이 측정: GPS 수신기들은 위성 신호를 수신하여 각 GPS 수신기와 위성 사이의 시간 차이를 측정합니다. 또한, 각 GPS 수신기들 간의 거리 차이도 계산합니다. 이를 통해 위성 신호가 도달하는 시간과 거리에 따른 오차를 계산합니다.

③ 오차 보정: Triple Difference 방법은 두 단계의 차이를 계산하여 위치 측정을 정밀화하는데, 첫째로 각 GPS 수신기와 위성 사이의 시간 차이를 계산하고, 둘째로 각 GPS 수신기들 간의 거리 차이를 계산합니다. 이렇게 계산된 오차를 서로 빼서 보정하면 오차를 상당히 줄일 수 있습니다.

④ 위치 측정: 오차 보정이 완료된 후에는 정밀한 위치를 계산할 수 있습니다. Triple Difference 방법은 다중 GPS 수신기를 사용하고 오차를 서로 빼는 방식으로 작동하므로 높은 정확도로 위치를 측정할 수 있습니다.

 

2. 차분기법의 종류

 

1) 1중차분  

Single Difference 방법은 가장 간단한 GPS 측위 방법으로, 하나의 기준 GPS 수신기와 측정하려는 위치의 GPS 수신기 사이의 시간과 거리 차이를 계산하여 위치를 측정하는 방법입니다. 이 방법은 기준 GPS 수신기의 위치가 이미 알려져 있어야 하며, 해당 기준 위치에서의 거리 차이를 측정하여 위치를 추정합니다. 하지만 이 방법은 다른 오차들로 인해 정확도가 제한적입니다.

- 1대의 위성신호를 두대의 수신기로 관측
- 위성의 궤도오차, 위성의 시계오차가 소거

2) 2중차분

Double Difference 방법은 Single Difference 방법의 단점을 보완하기 위해 개발된 방법으로, 최소 두 개 이상의 GPS 수신기를 사용하여 시간과 거리 차이를 계산합니다. 기준 GPS 수신기와 측정하려는 위치의 GPS 수신기 사이의 거리 차이 뿐만 아니라, 다른 GPS 수신기들 사이의 거리 차이도 계산하여 위치를 보정합니다. 이를 통해 오차를 상당히 줄일 수 있으며, 정확도가 개선됩니다.

- 2대의 위성신호를 두대의 수신기로 관측
- 수신기의 시계오차를 소거
- 1중차를 두번 관측

3) 3중차분

Triple Difference 방법은 Double Difference 방법보다 더 많은 GPS 수신기를 사용하여 보다 정밀한 위치 측정을 수행합니다. 최소 세 개 이상의 GPS 수신기를 배치하여 각각의 GPS 수신기들 사이의 시간과 거리 차이를 계산합니다. 그런 다음 오차를 보정하기 위해 서로의 차이를 빼는 방식으로 작동합니다. Triple Difference 방법은 높은 정확도와 신뢰성을 갖춘 GPS 측위 기술 중 하나로, 특히 지리적으로 넓은 지역이나 요구되는 정밀도가 높은 분야에서 사용됩니다.

- 특정한 시간에 관측된 위상차와 다음 시간의 위상차의 차이 값을 산출
- 2중차분을 두번 관측
- 모호정수를 해결, 위상차 변화를 관측