위치기준 구축

VLBI(Very Long Baseline Interferometer)

• 측지 VLBI(Very Long Baseline Interferometer, 超長基線 電波干涉計)란 수십억 광년 떨어져 있는 준성(Quasar)에서 방사되는 전파를 지구상 복수의 전파망원경(안테나)으로 동시에 수신하여 그 도달시각의 차이를 정밀하게 계측하고 해석함으로써 관측점의 위치좌표를 고정밀도로 구하는 시스템입니다.

• 국토지리정보원은 우리나라 국가측지기준점의 정확도 향상 및 지각변위연구 등 정밀한 지각변동량 분석을 위하여 2006년부터 측지 VLBI 도입을 위한 기본계획 수립 및 실시설계사업을 시작하였으며 2008년부터 2011년까지 측지 VLBI 관측장비 제작 및 관측동 건설공사를 완료하였습니다.
• 측지VLBI는 전세계적으로 17개국(37개의 안테나 운영, '22년 말 기준)에서 운용하고 있으며, 우리나라는 세계에서 16번째(아시아 3번째)로 측지 VLBI를 도입하게 되었습니다.
• 2012년 2월에는 측지 VLBI 시험관측을 성공적으로 수행하였고, 제7회 국제VLBI기구(IVS) 총회에 참석하여 우리나라 측지VLBI 시스템의 구축현황 및 향후 관측계획, VLBI 관측성과와 지상기준점과의 연계방안에 대하여 발표하였습니다. 또한 측지 VLBI 관측국(세종시 우주측지관측센터)의 IVS의 정식 회원국 및 Network Station 가입을 위한 신청서 제출하여, 정기총회 기간에 열린 IVS 이사회에서 정식회원 가입이 승인되었습니다.
• 2012년 3월 27일에는 국토해양부 장관, 행복청장, 충남 행정부지사, 측량협회장, 어린이지도그리기 대회 수상자 및 관계자 등 250여명 참석한 가운데 세종시 우주측지관측센터 준공식이 성공적으로 치러졌습니다. 세종시 우주측지관측센터는 직경 22m의 측지 VLBI 안테나와 수신기 등의 주요 관측장비와 지상 2층, 지하 1층 규모의 첨단 관측동으로 구성되어 있으며, 관측동은 대지면적 7,412㎡에 건축연면적 1,026㎡규모로 관측실, 데이터 분석실, 홍보관 등 다양한 시설을 갖추고 있습니다.
• 2014년 9월 국제 VLBI 공동관측 본격 참여, 2019년 국제측지학연맹(IAG) 글로벌지구관측소(GGOS) 가입, 2022년 우주측지관측센터 VLBI, 세종 위성기준점 성과(좌표, 이동속도) ITRF2020(전세계위치기준) 등록
  * IAG : International Association of Geodesy, GGOS : Global Geodetic Observing System
  * ITRF : International Terrestrial Reference Frame

• 이러한 측지 VLBI의 도입과 우주측지관측센터의 본격 운영을 통해 우리나라 국가기준점의 정확도를 더욱 제고함은 물론 국가 간 장거리 측량 및 대륙간 지각변동을 정밀 관측하여 지진 등 자연재해 예방 등에 기여할 계기로 기대됩니다.

천문측량

• 국토지리정보원은 1973년부터 천문측량기(WILD T-4)의 도입과 함께 정밀 측지망 설정사업의 일환으로 1,2등 삼각점에서 천문측량을 실시하여 삼각망의 왜곡을 바로잡아 삼각점 성과의 정확도를 유지하고 있다.
  일반적으로 측지좌표계는 측지원점으로부터 출발하여 국토의 여러 점을 연결하는 삼각망을 형성하면서 삼각측량 및 삼변측량 다각측량 등의 방법에 의하여 기하학적으로 확대하면서 각 삼각점의 좌표와 표고를 결정한다. 한편, 천문측량 위치는 지구 물리적 요소에 바탕을 둔 지오이드면에서 중력방향인 연직선을 기준하여 실시하는 독립적인 좌표이다.
  측지원점에서는 지오이드면과 준거타원체와 접하여 천문경위도와 측지경위도는 일치하지만 멀리 떨어진 점에서는 지오이드면 상의 수직선과 타원체의 수직선과는 차(연직선 편차)가 나타나며 이를 해결하기 위해 삼각망내의 사방 50km.100km 마다 천문측량의 Laplace점을 설치하여 삼각망의 진방향의 위치를 바로 잡는다.
• Laplace점의 정의
  측지좌표계에서의 그 구성상 필연적으로 준거타원체의 단축에 있는 극축은 평행하지 않으면 안된다. 바꾸어 말하면 측지학적 목적으로는 어떠한 좌표계를 사용하여도 좌표축의 1개는 지구의 극축에 평행하는 것을 전제하고 있다.
  무한대의 반경을 가진 천구에 대해서는 이들 2개의 극 사이의 거리는 무시되므로 지구의 극과 측지좌표의 극은 일치한다.
  천문천정은 지구중력 포텐셜면에 대한 법선 즉 연직선의 방향과 천구의 교점이다.
  측지천정은 준거타원체 면에 대한 법선과 천구와의 교점이다.포텐셜면은 타원체면에 비해 요철이 있고 준거타원체도 또 지오이드의 평균적 형상의 위치에 있지 않다.
  따라서 이들 2개의 천정은 천구면상에 일반적으로 일치하지 않는다.측지 및 천문표에서 수직선 편차가 생기는데 이를 지구자전축과 타원체 극축이 평행하다는 조건에서 자동적으로 만족하는 수학적 조건(Laplace조건)으로 물리적인 의무를 포함하지 않는다. 그러나 이 조건을 사용하여 삼각망의 연장에 따라 산적하는 비틀림을 규제할 수 있으므로 측지학적인 중요한 의미를 가지고 있다. 이 때문에 측지원점 이외에서도 정밀한 천문측량을 하고 있으나 이와 같이 삼각측량과 천문측량이 함께 실시되고 있는 기준점을 Laplace점이라 부르고 있다.
  이 경우 원점 이외에서도 천문관측에 의한 규제가 행해지고 있어 이러한 측지망은 다원점계(Multidatum System)라 한다.
• Laplace점의 기능
  삼각점의 규정, 수평각관측의 점검, 삼각망평균계산의 조건식