GPS의 활용 속초소방서 설악119산악구조대 장 남 중.

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1 GPS의 활용 속초소방서 설악119산악구조대 장 남 중

2 목 차 1. GPS 2. 측지학 3. 가민 60CSx GPS 사용법 및 설정 4. 가민 60CSx GPS 항법
목 차 1. GPS 2. 측지학 3. 가민 60CSx GPS 사용법 및 설정 4. 가민 60CSx GPS 항법 5. 평면직각좌표계 설정 6. 산악구조 현장에서의 활용

3 1. GPS에 대하여

4 1. GPS에 대하여 평면상의 위치(좌표값) – 최소3개의 인공위성 평면상의 위치 및 고도값 – 최소 4개의 인공위성
위성신호를 일방적으로 수신(One-Way System) 위성신호 송신출력 26.61W

5 2. 측지학(Geodesy) 가. 좌표계(Coordinate System)
나. 측지계(Map Datum, Geodesy Datum) 다. 방위(Azimuth)

6 가. 좌표계(Coordinate System)
전 지구 주소체계 어느 특정 지점의 위치를 문자와 숫자로 표시하는 수학적 체계 평면직각좌표계 (Projected Coordinate) 경위도 좌표계 (Geodetic Longitude and Latitude)

7 경위도 좌표계 위 도 지구를 타원체로 가정하고 그 타원체상에 위치를 위도와 경도라는 각도를 통해 표현하는 좌표체계 절대좌표
* 지구타원체 중심을 기준점으로 남북방향의 각도로 위치 표현 지심위도 측지위도 – 일반적인 위도 * 북위(N) 남위(S) - N38° S38° * 위도선(위선) - 간격이 대체적으로 일정

8 경위도 좌표계 위 도 지구를 타원체로 가정하고 그 타원체상에 위치를 위도와 경도라는 각도를 통해 표현하는 좌표체계 절대좌표
* 지구타원체 중심을 기준점으로 남북방향의 각도로 위치 표현 지심위도 측지위도 * 북위(N) 남위(S) - N38° S38° * 위도선(위선) - 간격이 대체적으로 일정

9 경위도 좌표계 경 도 지구를 타원체로 가정하고 그 타원체상에 위치를 표시할 때 위도와 경도라는 각도를 통해 표현하는 좌표체계
절대좌표 경 도 * 그리니치 전문대를 기준방향으로 동서방향의 각도로써 위치 표현 * 자오선(경도선,경선) * 본초자오선 0° * 동경, 서경 E128° W128° * 적도에서 간격이 넓고 극 지역으로 갈수록 좁아져 남,북극에서 모인다

10 경위도 좌표계 경 도 지구를 타원체로 가정하고 그 타원체상에 위치를 표시할 때 위도와 경도라는 각도를 통해 표현하는 좌표체계
절대좌표 경 도 * 그리니치 전문대를 기준방향으로 동서방향의 각도로써 위치 표현 * 자오선(경도선,경선) * 본초자오선 0° * 동경, 서경 E128° W128° * 적도에서 간격이 넓고 극 지역으로 갈수록 좁아져 남,북극에서 모인다

11 경위도 좌표 포맷 2. [hddd° mm.mmmʹ] or [DEG/MIN.MMM]
- 위도 1° 차이는 지표면에서 약 111km 거리 해당 - 좀더 정확한 위치를 나타내기 위해 도( ° ) 단위를 보다 세분화 할 필요가 있다 - 경위도 좌표를 세분화하여 표현하는 방식은 세가지가 있다 1. [hddd.ddddd°] or [DEG.DDDDD] 2. [hddd° mm.mmmʹ] or [DEG/MIN.MMM] 3. [hddd° mmʹss.sʺ] or [DEG/MIN/SEC]

12 경위도 좌표 포맷 hddd.ddddd° - ex> N37.42013° E126.99172° - [도] 포맷
- 소수 여섯째 자리에서 반올림 소수 다섯째 자리까지 표기 - h : [반구]를 뜻하는 것으로 북위·남위, 동경·서경을 표현 - d : [도] 를 뜻한다 - 경기도 지역에서 위도 °의 차이는 약 1.1m거리 경도 °의 차이는 약 0.9m거리 - ex> N ° E °

13 경위도 좌표 포맷 hddd° mm.mmmʹ - ex> N37° 25.208ʹ E126° 59.503ʹ - [도/분] 포맷
- 도 단위 소수를 대신하여 분(ʹ)단위를 사용 - 1도의 각도를 60등분하면 1분의 각도 - 분 단위 정수 이하는 소수로 표현, - 소수 네째자리에서 반올림 소수 셋째 자리까지 표기 - m : [분] 을 뜻한다 - 경기도 지역에서 위도 0.001ʹ의 차이는 약 1.8m거리 경도 0.001ʹ의 차이는 약 1.5m거리 - ex> N37° ʹ E126° ʹ

14 경위도 좌표 포맷 hddd° mmʹss.sʺ - [도/분 /초] 포맷 - 분 단위 소수를 대신하여 초(ʺ)단위를 사용
- 1분의 각도를 60등분하면 1초의 각도 - 초 단위 정수 이하는 소수로 표현, - 소수 둘째자리에서 반올림 하여 소수 첫째 자리까지 표기 - s : [초] 를 뜻한다 - 경기도 지역에서 위도 0.01ʺ 의 차이는 약 3.1m거리 경도 0.01ʺ 의 차이는 약 2.5m거리 - ex> N37° 25ʹ12.5ʺ E126° 59ʹ30,2ʺ

15 연습문제 [도/분 /초] 포맷 - N38°07ʹ 08.9ʺ E128°27ʹ 55.4ʺ [도/분] 포맷 변환
경위도 좌표 포맷 - 위 예시된 세가지 좌표포맷은 실제 같은 지점 [연습문제] 대청봉 포인트 [도/분 /초] 포맷 - N38°07ʹ 08.9ʺ E128°27ʹ 55.4ʺ [도/분] 포맷 변환 - N38°07.148ʹ E128°27.923ʹ [도] 포맷 변환 - N ° E °

16 평면직각좌표계 평면직각 좌표계 - 평면에 투영된 지도상에 직각격자의 형태로 그리는 좌표계 - TM 좌표계
- 평면에 투영된 지도상에 직각격자의 형태로 그리는 좌표계 - TM 좌표계 - 지도기반평면직각좌표계

17 평면직각좌표계 - 원통의 방향을 자전축과 수직이 되도록 돌려서 머케이터 투영을 하는 것
횡단 머케이터(Transverse Mercator, 이하 TM) 투영법 - 원통의 방향을 자전축과 수직이 되도록 돌려서 머케이터 투영을 하는 것 - 원통이 특정 경도선(= 자오선)과 접하는데 이를 중앙자오선이라 한다 - 중앙자오선에서 동,서쪽으로 멀리 떨어진 지역으로 갈수록 면적이 확대되는 왜곡현상이 심해진다 - 면적왜곡을 더 줄이기 위해 국토를 동서방향으로 서부, 중부, 동부, 동해로 분할하여 각각 TM투영을 실시

18 평면직각좌표계 * 서부 : E125° 경도선이 중앙자오선 - E124°~E126°까지 투영

19 평면직각좌표계 TM 좌표계 * 투영된 경위도좌표계 경도선과 위도선 중 중앙자오선을 제외 하고는
* 투영된 경위도좌표계 경도선과 위도선 중 중앙자오선을 제외 하고는 지도상에 모두 곡선이 되므로 별도로 지도에 평면직각좌표계를 만들어 활용 서부구역 : 서부 좌표계 – 원점 : N38° 00ʹ00ʺ / E125° 00ʹ00ʺ 중부구역 : 중부 좌표계 – 원점 : N38° 00ʹ00ʺ / E127° 00ʹ00ʺ 동부구역 : 동부 좌표계 – 원점 : N38° 00ʹ00ʺ / E129° 00ʹ00ʺ 동해구역 : 동해 좌표계 – 원점 : N38° 00ʹ00ʺ / E131° 00ʹ00ʺ * 실제 이동한 거리 값이 좌표값, 미터(m)를 사용 * 원점의 동향축 값 200,000m, 북향축 값 500,000m - 중부원점의 북향축 값만 550,000m

20 평면직각좌표계 TM 좌표계 - GPS단말기로 내 위치의 좌표값을 실시간 알 수 있다 - 지도에 좌표선이 그려져 있어야 한다
- 좌표선들의 간격을 세분화한 좌표척이 필요 - 실제의 거리값을 좌표값으로 사용 - 1:25,000/1:50,000 지도에서 실 거리1km 간격으로 표시하기 때문에 격자 한 변의 길이가 4cm/2cm가 된다 - 활용법이 비교적 쉽고 현장에서 바로 사용할 수 있다 - 좌표값만 표시되는 단순한 기능의 저가 GPS로도 충분하다 자기기반 평면직각좌표계 - 구조현장에서 GPS, 좌표척이 있는 지도만으로 활용 가능 - 구조대원들이 활용 방법을 반드시 알고 있어야 한다

21 나. 측지계(Map Datum) 한 지점에 대한 휴대용 GPS의 좌표값이 차이가 나는 것은 서로 다른 측지계 때문이다
* 좌측은 같은날의 대청봉 위치 좌표값인데 위치값이 서로 다르게 표시되어 있는걸 볼 수 있다 * 위도는 약10초 차이 경도는 8초차이를 보인다 * 위도 1초 차이가 실제 남북방향으로 대략 30m의 거리 경도 1초 차이가 실제 동서방향으로 대략 25m의 거리 * 좌표값만 놓고 볼 때 같은 대청봉임에도 불구하고 남북방향으로 240m 동서방향으로 200m 떨어져 있는 게 된다 한 지점에 대한 휴대용 GPS의 좌표값이 차이가 나는 것은 서로 다른 측지계 때문이다

22 나. 측지계(Map Datum)

23 나. 측지계(Map Datum) 측지 데이텀, 지도 데이텀
측지 데이텀, 지도 데이텀 좌표 값의 산출 값이 되는 지구 타원체 재원과 타원체 원점의 위치 값 지구형태를 어떤 타원체로 가정하였는지 실제의 지구에 대하여 가상의 타원체를 어떻게 위치 시켰는가에 따라 어떤 한 지점의 좌표 값이 달라진다 베셀 타원체(Bessel1841)를 바탕으로 한 한국측지계(Toykyo) 지구의 질량 중심에 위치한 GRS80(WGS84) 지구타원체를 바탕으로한 세계 측지계 GRS80(WGS84) 지도상에서 GPS를 통해 현 위치를 파악하려면 지도의 측지계 확인 후 GPS의 측지계 설정을 변경 하여야 함 한국측지계에서 세계 측지계로 전환되고 있음

24 나. 측지계(Map Datum)

25 다. 방위(Azimuth) 지도 활용에 있어서 방위각을 많이 사용 - “도” 단위 사용 : 도각법
- “밀리”단위 사용 : 밀리각법 방위각은 방위에 각도의 개념을 도입하여 북쪽을 기준으로 시계방향으로 각도를 부여 동쪽방위각 90° 남쪽방위각 180 ° 서쪽방위각 270 ° 북쪽방위각 360 °, 0 ° 방위각의 기준이 되는 북쪽에는 진북, 도북, 자북이 있다

26 다. 방위(Azimuth) 진 북 - 지도에 표시된 경위도 좌표계의 경도선 위쪽방향 - 지도에서 직선과 별 모양으로 표시
도 북 - 지도에 표시된 평면직각좌표계의 세로선 위쪽방향 - 지도에서 직선과 이등변삼각형 화살표로 표시 자 북 - 자석나침반의 N극이 가리키는 방향 - 지도에서 직선과 화살표로 표시하되 진북에 대하여 기울어진 방향쪽의 화살표 반만 표시

27 다. 방위(Azimuth) 편차각 도표 자편각 : 진북과 자북 사이의 각 서편각 남부지방의 경우 5~6°
중부지방의 경우 6~7° 북부지방의 경우 7~9° 년간 3~3.5° 서쪽으로 변화 도편각 : 진북과 자북 사이의 각 도자각 : 도북과 자북 사이의 각

28 3. GARMN GPS 60CSx사용법 및 설정

29 3. GARMN GPS 60CSx사용법 및 설정 가. 키 기능 나. 위성페이지 - GPS 시작 다. GPS 설정
가. 키 기능 나. 위성페이지 - GPS 시작 다. GPS 설정 라. 트립 컴퓨터 페이지 마. 지도 페이지 바. 나침반 페이지

30 가. 키 기능 확대/축소 키 전원 키 - 길게 누른다 라커 키 검색 키 - 검색 페이지를 볼 때 페이지/나침반행/종료 키
- 지도 확대/축소 - 다른 페이지 위 아래 스크롤 - 확대 : 영문,숫자 변환 - 길게 누른다 - 백 라이트 조절 라커 키 - 목록 상하/좌우 이동 - 항목, 화면버튼, 아이콘선택 - 지도이동 화살표 검색 키 - 검색 페이지를 볼 때 페이지/나침반행/종료 키 기록 키 - 메인 페이지 이동할때 - 화면 키보드 사용을 중지 할때 - 나침반 실행/종료 시 길게 누름 - 현재 위치 웨이 포인트 기록 메뉴 키 취소 키 - 메뉴의 옵션을 볼 때 - 메인 메뉴를 볼 때 두 번 누른다 - 데이터 입력 취소 - 페이지 종료 시 엔터 키 - 선택된 옵션이나 데이터를 입력

31 나. 위성페이지 - GPS 시작 전원 키를 길게 눌러 GPS를 켠다 초기화면 이 표시된 후 위성 페이지가 나타난다
바깥쪽원은 지평선, 안쪽원은 지평선으로부터 45도 위치를 표시 표시된 숫자는 위성번호, 막대그래프는 신호의 강도를 표시 GPS가 3개 이상의 위성신호 포착 시 위치 정확도와 위치좌표 표시 막대기에 D 자가 보이는 경우에는 WAAS 신호수신

32 위성 페이지 - 메뉴 1. ON/OFF 옵션 : 필요에 따라 선택 - ON : 정상작동 - OFF : 위성수신차단
위성이 보이지 않는곳(실내). 트립컴퓨터 정지 필요 시 사용 항법이 정지가 되며, 트립컴퓨터가 정지 됨 자체센서로 작동되는 전자나침반, 고도계는 정상 작동 2. 트랙업/노스업 옵션 : 큰 의미 없음 - 나침반(큰원) 전 방향을 북쪽을 가르키게 하느냐 - 진행 방향을 가르키게 하느냐 3. GPS 고도 : 위성고도계 수치를 나타냄

33 다. GPS 설정 1.메뉴 키 2회 연속 엔터 2. 설정 메뉴 선택 각 메뉴별 사용자 정의

34 시스템 설정 시스템 : 수신기의 기본 작동을 설정 하는 것 1. GPS : 표준모드 설정 - 전지절약 :
시스템 : 수신기의 기본 작동을 설정 하는 것 1. GPS : 표준모드 설정 - 전지절약 : 위성수신이 1초마다 하는데 업데이트 시간을 느리게 하여 배터리를 절약하는 기능 산악구조 시 배터리가 부족 할 때 사용할 수 있음 - GPS OFF 위성 신호 수신 정지 기능 트립컴퓨터의 보존기록 변동없이 수신기 조작시 사용 - 데모모드 GPS OFF 상태에서 가상으로 신호를 받는것처럼 동작 루트를 만들어 시물레이션 해 볼 수 있음 2. WAAS : 적용 3. 외부전원차단 : ON - USB 제거시 계속 사용 여부 4. 근접알람 : 근접경보 포인트 설정 했을때 경보울림 여부

35 디스플레이 설정

36 인터페이스 설정

37 톤 설정 1. 메시지 소리 : 적절한 음 선택 - 항법 중에 나타나는 각종 메시지 창이 뜰 때 이를 가청음으로 알려 주는 기능
2. 키 소리 : off - 수신기 조작 버튼을 누를 때마다 나는 소리 선택 3. 전원비퍼 : 적절한 음 선택 - 전원을 켜거나 끌 때 나는 소리 4. 회전예고(초기, 최종) : 적절한 음 선택 - 항법 시 일정각도 이상의 방향변경을 예고해 주는 소리 - 루트 항법 시 2회 예고 5 음소거 : 소리는 밧데리 용량에 영향을 줌으로 필요 없을 시 체크 Tone 8번 소리는 호루라기 소리로 오프코스 경고 시에도 호루라기 소리가 나므로 오프코스로 설정 시에는 Tone8번은 사용하지 않는다

38 페이지 순서 설정 현장에서 사용이 빈번한 위성-트립-지도-나침반 페이지만 남겨
구조 시 신속한 판단을 위해 필요한 페이지로 빠른 이동이 가능하게 합니다 페이지 제거

39 페이지 순서 설정 현장에서 사용이 빈번한 위성-트립-지도-나침반 페이지만 남겨
구조 시 신속한 판단을 위해 필요한 페이지로 빠른 이동이 가능하게 합니다 페이지 추가

40 루팅 설정