해양 지구물리 데이터 후처리를 위해 선택한 Qinertia INS
해양 지구물리 측량의 정밀한 위치 측정을 위해 INS 데이터를 후처리하는 데 사용되는 SBG의 Qinertia INS PPK 소프트웨어
" SBG Systems 하드웨어와 소프트웨어는 확실히 우리의 기대에 부응했습니다!" | Luke G., 수로학자 & 해양 지질학자, Namdeb
남뎁 다이아몬드 코퍼레이션은 나미비아 남부 오란제문드에 위치한 충적 다이아몬드 채굴 회사입니다. 탐사, 채굴 및 복구 작업을 수행합니다. 남뎁의 역사는 1920년까지 거슬러 올라갑니다.
이 회사는 여러 가지 혁신적인 채굴 기술을 사용하여 충적층 광석에서 다이아몬드를 추출합니다. 매핑 위해 육상 및 해양 환경에서 다양한 방법론을 채택하여 채굴 활동을 정량화하고 잠재적인 새로운 채굴 부지에 대한 탐사를 수행합니다.
견고하고 비용 효율적인 하드웨어
남데브 팀은 기존 관성 항법 시스템의 업그레이드를 모색하던 중 SBG의 Navsight Apogee가 이전 장비와 사양이 매우 유사하고 비용도 훨씬 저렴하다는 것을 알게 되었습니다.
우리 고객은 초기 설정 과정에서 사용자를 지원하는 하드웨어 구성에서 몇 가지 매력적인 기능을 발견했습니다.
SBG PPK 소프트웨어는 타사 데이터 통합을 허용하고 정밀한 지오레퍼런싱을 위한 사진측량 모듈을 제공합니다.
PPK 소프트웨어의 주요 요구 사항은 해양 지구물리 매핑 정밀한 위치 지정을 위해 INS 데이터를 후처리하는 것이었습니다.
Qinertia는 매일 MBES 측량에서 Navsight Apogee 임무를 후처리하고 SBES 측량에서 Trimble GNSS 수신기의 PPK 데이터를 후처리하는 데 사용되고 있습니다.
최근에는 DJI UAV의 사진 측량 처리에도 사용되고 있습니다.
Qinertia INS 원활한 통합
하드웨어 업그레이드와 관련하여 큰 어려움은 없었습니다. 플러그 앤 플레이 개념으로 고객 매핑 선박에 INS 시스템을 원활하게 통합할 수 있었습니다.
소프트웨어와 관련하여 남뎁은 특히 시스템 구성과 잠재적인 설치 오류 및 데이터 편향에 대해 그래픽으로 도와주는 Qinertia GUI에 만족했습니다. 또한 SBG 팀은 항상 신속하게 대응하여 지원을 제공했습니다.
PPK 소프트웨어 및 MBES 정보
멀티빔 에코 사운더 매핑 (MBES)은 음파를 사용하여 해저 및 해저 구조의 고해상도 지도를 만드는 지구물리학적 매핑 방법입니다.
수로 및 지구물리 탐사에서 일반적으로 수심, 수심 측정 및 지질학적 지형의 위치를 파악하는 데 사용됩니다.
그러나 선박의 위치에 대한 데이터를 수집하는 데 사용되는 INS 위치추적 시스템의 정확도나 교란으로 인해 MBES 측량의 정확도가 제한되는 경우가 있습니다.
PPK 소프트웨어는 임무 중에 수집된 INS 데이터를 처리하여 MBES 매핑 선박의 매우 정확한 위치를 제공함으로써 이러한 문제를 해결합니다.
이를 위해 고급 알고리즘을 사용하여 전리층 및 대류권 지연과 같은 오류를 수정하고 편향성을 제거합니다.
그 결과 매핑 선박의 매우 정확하고 신뢰할 수 있는 위치가 도출되고, 이를 MBES 데이터에 통합하여 정확도를 높입니다.
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RTK와 PPK의 차이점은 무엇인가요?
실시간 키네마틱(RTK)은 GNSS 보정이 거의 실시간으로 전송되는 위치 측량 기술로, 일반적으로 RTCM 형식의 보정 스트림을 사용합니다. 그러나 GNSS 보정의 완전성, 가용성, 적용 범위, 호환성 등 보정의 정확성을 보장하는 데 어려움이 있을 수 있습니다.
실시간 처리에서는 보정 및 전송이 중단되거나 호환되지 않으면 정확도가 떨어지는 반면, RTK 후처리에 비해 PPK의 가장 큰 장점은 정방향 및 역방향 처리를 포함한 후처리 과정에서 데이터 처리 작업을 최적화할 수 있다는 점입니다.
실시간(RTK)과 비교하여 GNSS 후처리(PPK)의 첫 번째 주요 장점은 현장에서 사용되는 시스템에 데이터링크/라디오가 없어도 CORS에서 INS 시스템으로 RTCM 보정을 공급할 수 있다는 점입니다.
사후 처리 채택의 가장 큰 한계는 최종 애플리케이션이 환경에 따라 작동해야 한다는 점입니다. 반면에 애플리케이션이 최적화된 궤적을 생성하는 데 필요한 추가 처리 시간을 견딜 수 있다면 모든 결과물에 대한 데이터 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다.
순방향 및 역방향 처리는 어떻게 이루어지나요?
매핑 도중에 60초 동안 GNSS가 중단되었다고 가정해 보겠습니다. 순방향 처리의 위치 오차가 빠르게 증가합니다(속도는 IMU 사양 및 기타 매개변수에 따라 달라짐)이 빠르게 증가하여 중단이 끝날 때 최대치에 도달합니다. 그런 다음 빠르게 복구됩니다. 후처리에서는 물리적 방정식이 유효하므로 시간이 거꾸로 흐르는 것으로 가정하고 반시계적 순서로 처리합니다. 이 역방향 처리에서 오류는 자연스러운 순방향 처리와 매우 대칭적인 방식으로 GNSS 중단이 실제로 시작될 때 최대가 됩니다.
이 두 가지 계산을 병합하면 정전 중간 즈음에 최대 오차가 발생하며, 순방향 전용 또는 역방향 전용 솔루션보다 훨씬 낮은 오차가 발생하며, 특히 SBG Systems 제품에서 허용하는 INS 솔루션을 개선할 수 있지만 GNSS 전용 처리도 이 워크플로우의 이점을 누릴 수 있습니다.
이미 언급했듯이 이 개선은 처음부터 끝까지 모든 데이터를 사용할 수 있어야 하므로 매핑 끝날 때까지 사용이 지연되므로 후처리를 통해서만 수행할 수 있습니다.
GNSS 후처리란 무엇인가요?
GNSS 후처리 또는 PPK는 데이터 수집 활동 후에 GNSS 수신기에 기록된 원시 GNSS 데이터 측정값을 처리하는 접근 방식입니다. 이를 다른 GNSS 측정 소스와 결합하여 가장 까다로운 환경에서도 해당 GNSS 수신기에 가장 완벽하고 정확한 운동 궤적을 제공할 수 있습니다.
이러한 다른 소스는 데이터 수집 프로젝트의 로컬 GNSS 기지국 또는 일반적으로 정부 기관 및/또는 상업용 CORS 네트워크 제공업체에서 제공하는 기존의 지속적으로 운영되는 기준국(CORS)일 수 있습니다.
포스트 프로세싱 키네마틱(PPK) 소프트웨어는 무료로 제공되는 GNSS 위성 궤도 및 시계 정보를 활용하여 정확도를 더욱 향상시킬 수 있습니다. PPK를 사용하면 절대 글로벌 좌표 기준 프레임 데이텀에서 로컬 GNSS 기지국의 위치를 정확하게 결정할 수 있습니다.
PPK 소프트웨어는 엔지니어링 프로젝트를 지원하기 위해 서로 다른 좌표 기준 프레임 간의 복잡한 변환도 지원할 수 있습니다.
즉, 수정에 액세스하고 프로젝트의 정확성을 높이며 미션 후 매핑 또는 설치 중 데이터 손실이나 오류를 복구할 수도 있습니다.
정밀 포인트 포지셔닝이란 무엇인가요?
정밀 포인트 포지셔닝(PPP)은 위성 신호 오류를 보정하여 고정밀 위치 측위를 제공하는 위성 내비게이션 기술입니다. 지상 기준국(RTK처럼)에 의존하는 기존 GNSS 방식과 달리 PPP는 글로벌 위성 데이터와 고급 알고리즘을 활용하여 정확한 위치 정보를 제공합니다.
PPP는 현지 기준국 없이도 전 세계 어디에서나 작동합니다. 따라서 지상 인프라가 부족한 외딴 곳이나 까다로운 환경의 애플리케이션에 적합합니다. 정밀한 위성 궤도 및 클록 데이터와 대기 및 다중 경로 효과에 대한 보정을 사용함으로써 PPP는 일반적인 GNSS 오류를 최소화하고 센티미터 수준의 정확도를 달성할 수 있습니다.
PPP는 수집된 데이터를 사후에 분석하는 사후 처리 위치 측위에도 사용할 수 있지만, 실시간 위치 측위 솔루션도 제공할 수 있습니다. 사용자가 실시간으로 위치를 수정하고 결정할 수 있는 실시간 PPP(RTPPP)가 점점 더 많이 사용되고 있습니다.