OTF(On The Fly)

1. OTF(On The Fly) 정의

GPS의 신호 체계상 반송파에 의한 위치결정 방법이 코드에 의한 위치결정 방법보다 정밀도 측면에서 큰 이득을 주지만, 반송파에 의한 단독측위 역시 후처리 상대측위 기법보다는 정밀도가 떨어지는 단점이 있다. GPS 정적 측위에서 장시간 관측이 필요한 이유가 대부분 정수 바이어스를 결정하기 위한 것이므로 이 시간을 단축시키기 위한 목적으로 동적측위가 개발되었다. 동적측위는 초기화 문제를 OTF(on the fly) 방식으로  해결할 수 있게 됨에 따라 이 방식의 단점인, 즉 수신 단절에 의해 데이터가 사용할 수 없게 되는 문제가 해결되었다. 

 

 

RTK 측량을 시작할 때 베이스 보정치가 수신 중이고 위성 수가 충분하면 On‑the‑fly 초기화 방법으로 측량이 자동 초기화됩니다. 초기화를 하여야만 cm 수준의 정밀도를 보이는 측량 작업을 시작할 수 있습니다.

단계	작업내용
1	GPS 수신기 설치 및 활성화
2	GPS 신호 수신 및 위성 신호 품질 확인
3	신호 처리 및 거리 측정
4	위치 계산 및 이동 경로 추적
5	모호성 정수 해결 알고리즘 적용
6	실시간 위치 업데이트 및 기록

 

2. OTF(On The Fly)의 모호정수 결정

GPS (Global Positioning System)에서의 모호성 정수 해결은 정밀한 위치 측위를 위한 중요한 단계 중 하나입니다. Kinematic GPS OTF (On-The-Fly) 측위에서 모호성 정수를 해결하는 방법은 다음과 같습니다.

 

 

① 네트워크 RTK (Network Real-Time Kinematic) 또는 VRS (Virtual Reference Station) 사용: 모호성 정수 해결에 필요한 기반국 기지국의 데이터를 수신하기 위해 GPS 수신기는 네트워크 RTK 또는 VRS를 사용할 수 있습니다. 이 네트워크는 다수의 기지국에서 GPS 신호를 수신하고 이를 통합하여 보다 정확한 GPS 보정 데이터를 제공합니다.

② 모호성 정수 해결 알고리즘 사용: GPS 수신기는 모호성 정수를 해결하기 위한 특수 알고리즘을 사용합니다. 이 알고리즘은 GPS 수신기가 계산한 거리 및 위치 정보를 기반으로 모호성 정수 값을 결정합니다. 가장 일반적으로 사용되는 알고리즘 중 하나는 LAMBDA (Least-squares Ambiguity Decorrelation Adjustment) 알고리즘이며, 이를 통해 정밀한 모호성 정수 해결이 가능합니다.

③ 데이터 품질 및 관측 시간 고려: 모호성 정수 해결의 정확도는 GPS 데이터의 품질과 관측 시간에 크게 의존합니다. 더 긴 관측 시간 동안 더 정확한 결과를 얻을 수 있으며, 불필요한 오차를 줄이기 위해 데이터 품질을 유지하는 것이 중요합니다.

④ 신뢰성 있는 기지국 데이터 사용: 모호성 정수 해결에 사용되는 기지국 데이터는 가능한 한 신뢰성 있어야 합니다. GPS 수신기는 기지국의 위치 및 시간 정보를 사용하여 모호성 정수 해결에 필요한 보정을 수행합니다.

⑤ 다중 기지국 사용: 가능한 경우 여러 기지국의 데이터를 사용하여 모호성 정수 해결을 수행하면 보다 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.

이러한 방법을 사용하여 Kinematic GPS OTF 측위에서 모호성 정수를 해결함으로써, 더 정밀하고 실시간으로 위치를 측정할 수 있습니다. 모호성 정수 해결의 정확성과 신속성은 GPS 수신기의 성능과 환경 조건에 따라 다를 수 있으며, 정밀한 위치 측정을 위해 최신 기술과 방법을 사용하는 것이 중요합니다.

 

3. RealTimeKinematic OTF(On The Fly)

RTK는 GPS를 이용하여 두 점간의 거리, 방위, 고도차를 실시각으로 측량할 수 있는 측량방식이다. 기준점에 설치된 측량용 GPS 수신기가 수신한 GPS 위성의 코드 및 위상 데이터를 측점상의 GPS 수신기로 송신하여 GPS 수신기로 하여금 두 점간의 거리, 방위, 고도차를 계산, 실시각으로 표시토록 한다. RTK 측량은 측량 실시전에 반드시 초기화(Initialization), 즉 모호 정수치를 해결하는 과정을 거쳐야만 한다. 

 

 

1) RTK 초기화에 필요한 위성

GPS의 실시간 동적 측위기법을 적용시 미지정수를 구하기 위해서 최소한 5개의 위성이 기준국과 이동국에서 관측되어야 미지정수가 구해지며, 한번 미지정수가 풀리고 나면 1~2cm 정도의 정확도가 될것이며, 초기화를 한 다음에는 위성의 수가 초기화에 필요한 수보다 1개 적은 상태에서도 측위가 가능하고 초기화도 그대로 유지될 수 잇다.

위성시스템	초기화에 필요한 위성	위치 도출에 필요한 위성
GPS	5GPS	4 GPS
GPS + QZSS	4GPS + 1 QZSS	3GPS + 1 QZSS
GPS + GLONASS	4GPS + 2 GLONASS	3GPS + 2 GLONASS
GPS + BeiDou	4GPS + 2 BeiDou	3GPS + 2 BeiDou
GPS + Galileo	4GPS + 2 Galileo	3GPS + 2 Galileo

 

2) RTK 초기화에 필요한 DOP 정보

OTF는 위성의 개수가 5개 이상이라도 DOP가 7을 초과하면 초기화 할 수 없다. 

 

DOP	품질	설명
<1	Ideal	높은 정밀도를 요구하는 응용프로그램에 가장 높은 신뢰 수준
1~2	Excellent	위치측정에 민감한 응용프로그램을 제외한 모든 용도에서 충분히 만족스러운 수준
2~5	Good	정확도 결정에 최소한의 신뢰수준
5~10	Moderate	위치측정 계산에는 사용할 수 있지만 위치정확도를 높일 필요가 있음
10~20	Fair	위치측정 데이터를 폐기하거나 개략위치를 결정할 때 사용
>20	Poor	이 수준의 측정값은 모두 폐기