삼각 측량 대 삼각 측량: 삼각 측량은 어떻게 작동하나요?

관심 지점의 미지의 좌표를 결정하기 위해 거리를 사용하는 것입니다. 여러분과 몇몇 친구들이 넓은 정사각형 운동장에 서 있다고 상상해 보세요. 각 친구는 다른 소리(권총 소리, 심벌즈 소리, 고함 소리 등)를 내는 방법을 가지고 있습니다. 시계를 맞추고 한 친구가 운동장의 각 구석에 서 있습니다. 정오부터 친구들은 10초마다 한 번씩 소리를 내기로 합의합니다.

이제 소음이 시작될 때 두 개의 소리가 동시에 도착하고 곧이어 다른 두 소리가 이어진다고 가정합니다. 그런 다음 지연된 소리의 방향으로 조금 움직입니다. 10초 후 또 다른 소음이 도착하지만 이번에는 두 번째 소리의 지연 시간이 더 짧습니다. 계속 움직이면 네 개의 소음이 동시에 도착하는 지점에 도달하게 됩니다. 각 사람이 경기장 구석에 서 있다는 것을 알기 때문에 자신이 정확히 중앙에 서 있어야 한다는 것도 알 수 있습니다.

다음과 같은 측면에서 GPS 내비게이션위성이 하늘 구석에 잘 보이지 않을 수 있지만, 천문 데이터 덕분에 신호가 전송되었을 때 알려진 좌표계를 기준으로 정확한 위치를 파악할 수 있으며, C/A 코드를 사용하여 알려진 위치에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지 계산할 수도 있습니다. 다음 단계는 삼각 측량이라고 하는 프로세스입니다.

삼각 측량은 삼각 측량과 비슷합니다. 삼각 측량을 사용하면 특정 지점이 'a' 점 1에서 각도 'b' 점 2에서 시작합니다. 각 점에서 지정된 각도로 그려진 선이 교차하며, 선이 교차하는 지점이 새 점의 위치가 됩니다.

삼각 측량도 비슷한 방식으로 작동하지만 각도가 아닌 거리를 사용하여 점을 찾습니다. 또 다른 주요 차이점은 삼각 측량에서는 검색 범위를 한 위치로 좁히기 위해 두 개가 아닌 최소 세 개의 기준점이 필요하다는 것입니다. 아래에는 삼각 측량 공식이 나와 있습니다.

삼각형은 길이가 알려져 있지만 각도를 알 수 없는 선(즉, 원)을 사용하여 점을 찾습니다. 하나의 기준점인 포인트 x 의 경계 어디든 있을 수 있습니다.

두 개의 기준점이 있을 때, 우리는 그 지점 x 는 두 교차점 중 하나에 있어야 하지만 세 번째 기준점이 없으면 어느 교차점에 있는지 알 수 없습니다.

두 개 이상의 기준점이 있는 한 새 점의 위치를 식별할 수 있습니다. 따라서 점 x 는 점 1에서 1미터, 점 2에서 1.5미터, 점 3에서 0.75미터이므로 이 원이 교차하는 지점이 점의 위치여야 합니다. x.

지금까지 살펴본 원은 2차원적인 도형입니다. 실생활에서는 훨씬 더 3차원적이며, 이는 교차하는 원이 교차하는 구가 된다는 것을 의미합니다.

두 개의 구가 교차하면 두 개의 교차점이 아니라 교차 고리가 만들어집니다(두 개의 버블이 합쳐진다고 상상해 보세요). 세 번째 버블이 합쳐지면 세 개의 교차 고리가 모두 만나는 두 지점이 만들어집니다.

이쯤 되면 글로벌 포지셔닝 시스템이 위치 측정을 생성하는 데 위성이 3개만 있으면 된다는 말을 들었을 것입니다. 이 말은 맞기도 하고 틀리기도 합니다. 위의 이미지를 보면 삼각 측위를 사용하여 단일 지점에 도달하기 위해서는 네 번째 구체가 필요하다는 것을 알 수 있습니다(어느 지점이 정확한 지점인지 표시하기 위해). 그러나 GPS는 지구 중심의 지구 고정 좌표계를 사용하므로 한 지점은 지구 대기권 밖에 있기 때문에 즉시 배제할 수 있습니다. 따라서 다른 지점이 올바른 지점이어야 합니다.

따라서 GPS는 3개의 위성만으로 위치 측정을 생성할 수 있지만, 이를 위해서는 내부 시계가 정확해야 하며 그렇지 않으면 거리를 제대로 계산할 수 없습니다. 그리고 내부 시계를 수정하려면 4개의 위성이 필요합니다! 그렇기 때문에 이 말은 맞기도 하고 틀린 말이기도 합니다. 시스템이 내부 시계를 보정하기 위해 4개의 위성을 사용하는 한, 위성을 3개로 줄여도 위치 추정을 할 수 있지만 영원히 할 수는 없습니다.

질문에 완전히 답하려면 'GNSS란 무엇인가요?', 즉 C/A 코드만을 기반으로 하는 GPS 위치 측정에 대해 논의할 수 있습니다. 표준 포지셔닝 서비스(SPS).