Real Time Kinetic Global Position System

#https://m.blog.naver.com/compass1111/221171736268를 참고하여 개인 학습을 위해 정리한 자료 입니다. 

먼저 RTK GPS는 쉽게 말해서 기지국을 통한 오류신호의 브로드캐스팅과 이 값을 바탕으로 한 수정을 통해 얻을 수 있는 좀 더 정확한 GPS로 이해하면 쉽다. 

GPS는 군용 목적에서 시작해 이제는 우리 생활에 없어서는 않될 필수적인 기술 수단이 되었다.
초기 군사용으로 개발되어 민간으로 공개된 GPS는 일반인들이 정확성이 많이 부족했습니다. 미군에서 민간이 사용하는 GPS에 위도/경도의 뒷자리에 랜덤 에러를 추가하여 이로 인해 약 100m의 오차가 야기 되었기 때문이다.  랜덤 에러 없이 공개된 없어진 계기는 1983년 대한항공 007편이 러시아 상공에서 격추되어 269명이 사망하게 된 사건 때문이다.  당시는 항로 항법시 GPS 아닌 자이로센서를 사용했으며, 자이로센서가 가지는 오차가 대한항공을 러시아 공해로 잘못 진입을 했다고 생각하게 했기 때문이다. 그러나, 현재도 GPS는 전리층/대기권/위성오차 등의 여러 이유로 오차를 가지고 있다. RTK GPS는 이러한 오차를 1-2cm까지 줄일 수 있는 기술을 말한다.  

RTK(Real Time Kinematic)라는 개념을 정리해보면, 실시간 이동측위라는 개념으로 정밀한 위치정보를 가지고 있는 기준국의 반송파 위상에 대한 보정치를 이용하여 이동국에서 실시간으로 1~2Cm 정확한 측위 결과를 얻는 일련의 측량 과정을 말한다.

다시 풀이해서 설명해보면, 
GPS가 설치되어있는 기준점의 정확한 위치를 알고 있다면 GPS 위상 오차를 알 수 있다. 그렇게 알아낸 그 위상 오차를 주변에 이동국(Rover)라는 곳에 전달해서 오차 보정할 수 있다는 뜻이다. 

위에 말씀 드린 것처럼 GPS는 전리층과 대류권, 그리고 위성 궤도의 공통적인 오차가 발생한다.  만약 전리층과 대류권에 의한 오차가 얼마인지 알 수 있다면,  GPS 오차를 다시 보정할 수 있다. 

그럼 RTK GPS의 오차를 감지하는 방법과 오차를 보정하는 절차를 알아 보겠습니다. 

1. 위도/고도/경도를 미리 알고 있는 위치에 GPS를 설치. (GPS Base)
2. GPS Base에서는 현재의 정확한 위치를 미리 알고 있으므로 수신된 GPS의 오차가 얼마인지 알 수 있다.
3. GPS Base에는 RF 송신 장치가 있어서 주변에 RF 수신이 가능한 GPS 장치에게 오차를 전송한다. 
4. 주변 GPS(GPS Rover)에서는 오차율을 수신 받고, 현재 수신 GPS 데이터에 오차 보정합니다.
   # RF 장치는 네트워크, UHF RF, WIFI 등을 말한다.

위에 그림에서 GPS base는 위치가 고정되어 있으므로 기존에 알고 있는 정보를 통해 수신되는 GPS 데이터 오차를 계산하여 GPS Rover들로 송신하고,  GPS Rover는 이동할 수 있는 GPS 장치로 GPS base로부터 오차를 수신 받아 자기 위치를  다시 보정한다. 

과거에는 지도/측량 등에 많이 운용되었지만, 최근에는 드론에 많이 적용되는 것으로 보인다.  실제 운용되는 메커니즘은 단순하지만 판매되는 제품 가격은 고가의 장비로 분류가 되고 있다.  일반 GPS와 데이터를 전송할 수 있는 RF 장치만 있다면, 누구나 만들 수 있다.