타원체
관성 항법과 측지학에서 타원체는 지구의 형태를 단순하고 정밀하며 유용하게 표현하는 수학적 모델입니다. 지구를 완벽한 구로 취급하는 대신 전문가와 항법 시스템은 지구의 회전으로 인해 극지방은 약간 납작하고 적도가 부푼 편평 타원체로 모델링합니다. 이러한 표현은 위치, 고도, 운동을 정확하게 정의할 수 있는 일관된 기하학적 표면을 제공합니다.
타원체는 GNSS 및 결합된 관성 항법 시스템을 위한 기본 기준 표면을 제공합니다. 여기에는 장반경(semi-major axis)과 편평률(flattening factor)을 포함한 주요 매개변수가 사용됩니다. 장반경은 적도 반경을 나타내며, 편평률은 지구가 완벽한 구에서 벗어나는 정도를 설명합니다.
WGS-84와 같은 일반적인 전 지구 기준 타원체는 위치 지정, 항법, 매핑에 있어서 전 세계적인 일관성을 보장합니다.
관성 항법에서 타원체는 위치를 표현하는 데 중추적인 역할을 합니다. 전문가들은 실제 지구 물리적 표면 위가 아니라 타원체 상에서 위도와 경도를 기하학적으로 정의합니다. INS가 가속도와 각속도를 통합하여 속도와 위치를 계산할 때, 곡면 기준 좌표계(reference frame)에서 운동을 올바르게 투영하기 위해 지구 모델에 의존합니다. 타원체는 지구의 곡률과 회전을 고려하면서 동체, 항법, 지구 중심 좌표계 간의 정확한 변환을 가능하게 합니다.
타원체는 한 점과 타원체 표면 사이의 수직 거리를 타원체 고도(ellipsoidal height)로 정의합니다. 이 고도는 해수면 위의 물리적 고도와 다릅니다. 항법 시스템은 정밀한 위치 지정, 센서 융합, GNSS/INS 통합을 위해 이를 사용합니다.
타원체를 사용하면 칼만 필터링 및 오차 전파 모델에 필수적인 수학적 연속성과 안정성이 보장됩니다.
