그냥 재미로 뭘 하는게 있는데 제가 엔지니어가 아니라서 기술적으로 잘 모릅니다.
GPS가 몇센티 단위로 위치파악을 정밀도는 없다고 알고 있습니다.(군사용은 어떤지 모르지만)
1) 만약 GPS 수신기가 1개가 아닌 A.B.C.D............등 다수의 GPS수신기에 각각 고유의 값을 넣은후에 몇십미터에서 몇백미터 떨어뜨려 고정시켜 놓습니다.
2) 각각의 GPS는 수신값이 원활한 상태로 가정합니다.
3) 각 수신기를 완전하게 고정해놓은 상태에서 이중 1개 혹은 2개의 위치가 조금이라도 변동될 경우 그것들이 몇센티 단위로 움직였는지 그 값을 피드백 받을 수 있는 것이 가능한가요?
1개는 모르지만 여러개인 경우 정밀도가 높아진 위치계산이 가능한지 궁금해서 여쭈어봅니다. 그리고 이것을 실시간으로 변화상황을 서버에서 받을 수 있는 것을 구축하는데는 특별한 GPS가 필요한지도 궁금합니다.
말씀하신 기능은... 일종의 AGPS나 DGPS인데 이미 여러분이 사용하는 GPS수신기는 그 기능을 사용하고 있습니다. 뭔 말이냐면 고정된 기지국에서 쏴주는 가상의 위성신호를 이미 이용하고 있다는 것입니다. 단일 GPS 수신기자체가 이미 지구상의 절대위치를 파악할 수 있는 기능이 있어서 여러개를 이용할 필요는 없습니다. 여러개를 이용할 순 있어도 그 중에 어느 수신기가 정밀한 것이냐... 는 또 다른 질문이 되거든요. 따라서 일반적으로는 잘 알려진 기준점 위치 정보를 사용합니다.
여러개를 이용하는 경우는 보통 지각변동의 정보등 입체적인 움직임을 파악하는 경우에 사용하곤 합니다. 가령 큰 건물의 기울어짐을 감시한다고 할 때 여러 지점에 GPS 수신기를 설치해서 그것들의 상대적인 변위를 관측하면 건물의 기울어짐이나 변위를 입체적으로 파악이 가능하겠죠? 일종의 모션캡춰라고 보시면 됩니다. 움직임이 빠른 물체는 가속도센서등을 사용해서 측정이 가능하지만 이렇게 느리게 변하는 절대위치 정보는 GPS가 더 정밀하죠.
혹시 달에다가 박아놓고 지구에서 레이저를 쏜다는 그 반사판처럼 GPS가 어디박혀 있는지 그 값만 쏘고 받을 수 있는게 나와 있는 기기가 있을까요? 혹은 배터리만 넣어서 계속 위치값을 수신하게 하는 GPS수신기라든지요.
아니면 아두이노와 GPS 모듈을 붙여서 자작하는 방법도 있고요. 정민도는... 뭐 그냥.. ^^;
쉽게 생각하면 GPS수신기가 붙어 있는 모든 장비는 이 기능이 가능합니다.
GPS는 레이저처럼 반사되는 신호를 이용하는게 아니라 위성이 쏴주는 신호를 그냥 수신해서 사용하기 때문에 위에서 설명한 것 처럼 이미 알려져 있는 기준점 위치를 보정 정보로 사용합니다.
일반적인 GPS수신기들은 최소 RS-232를 지원하고, USB방식도 있습니다.
전문적인 모바일 장비들은 좀 더 다양한 것들도 있구요....
싸게 만들고, 유선이나 Wifi를 이용해 통신하시려면 라즈베리파이 같은거 쓰셔서 연결한 다음 프로그램 짜셔야 되구요...
무선(LTE)로 데이터를 받으시려면 GPS수신기와 LTE모뎀이 일체화된 장비가 시중에 많이 나와 있습니다.
"위치추적기"로 옥션에서 검색하시면 제품 많이 나옵니다..
일부 LTE라우터는 자체에 GPS수신기가 내장되어 추적이 가능하다고 하는데, 사용해 보지는 않았습니다.
네이버 등에서 "LTE라우터 GPS"로 검색해 보시면 몇가지 제품이 나올꺼고(대부분 LG U+), 기술적인 부분에 대해서 제품 대리점은 잘 모를테니 제조사 기술지원 파트에 직접 전화해서 알아보셔야 할 겁니다.
위 제품들은 모두 정밀도가 그리 높지는 않습니다. 대충 공산오차가 20M이상으로 보시면 됩니다.
제가 만들려는 것은 시골집 뒷산이 산사태위험이 있어서입니다.동네사람들은 이야기해도 신경도 안쓰지만 저는 산사태로 구사일생으로 살아난 경험이 있는데 충분히 가능한 상황이라 한여름에 폭우내리면 일하다가도 바로 짐싸서 철수했습니다.물론 시청등에 이야기해도 어렵다고 했고요
그래서 DIY로 자작이 가능한지 알아보는중 복잡하고 정밀도 높은 것중 서너가지 방법을 생각해내고 고안중인데 그중 GPS수신기의 정확도를 높이기 위해 이 방법이 맞는지 고수님들께 도움을 얻고자 하는것이고요.
그냥 말뚝 몇개 박아 놓고, 철선 연결한 다음 스위치에 연결하면 끝인데 왜 어렵게 가십니까..
그러니까. 부비트랩 비슷한 거죠. 말뚝이 움직이면 케이블이 당겨지고, 그 끝에 있는 스위치가 on 되는 간단한 구조로 가세요..
단 1Cm 움직이는것 만으로도 경보 울리게 할 수 있는걸요..
그게 아니면....
신축성이 있는 긴 파이프 내부에 물이나 기체를 채우고 밀봉한 다음 매립해서, 파이프가 꺽이거나 해서 압력이 변화하면 트리거가 당겨지는 구조도 아주 좋구요....
금속재질의 파이프 내에 와이어를 하나 설치하고, 파이프가 꺽여서 와이어와 접촉되면 경보가 울리게 하는 방법도 있고...
레이저를 사용하는 방법도 있고.. 뭐 원하시는 용도로 쓸 기술은 무궁무진 합니다.
하여튼 원래 그런 계측을 하는 연구소나 경보센터에서 하는 방법들을 검색하셔서 그 방법과 유사하게 시스템을 꾸미는 쪽을 추천합니다.
몇만원~몇십만원 짜리 GPS수신기로는 원하시는 결과를 얻을 수 없습니다.
GPS로 구상하는 것은 아주 조금씩 변화가 일어나면 임계점에 가기전에 얼마나 변하는지 그걸 실시간으로 확인하고 대비하는 그런 형태중 하나이고요.
즉석형중에 배터리 안들어가고 낙석이 움직이면 줄이 끊어지면서 압축공기가 아주 큰소리로 나팔을 불어주는 것도 고안해놓은게 있는데 이건 현장에 설치했을때 동네사람들 밤중에 깨울까봐 마당에서만 실험해보았습니다. 가격이 저렴하면 사서 설치하려고 했는데 아무리 검색해도 이런것은 파는게 없더군요. 그래서 몇개 만들어보는 중입니다.
질문의 3번 내용은, GPS수신기가 매번 좌표를 받아올 때 마다 상이한 값을 받아오기 때문에 아무런 의미가 없고, 단일 기기 자체의 정밀도를 높여야 합니다. 그래서 아용되는 기술들이 DGPS등과 같은 기술입니다.
아울러, 몇만원짜리 GPS수신기로는 잘해봐야 미터단위 정밀도가 한계이고(공산오차가 큽니다..) 측량용 고정밀 GPS를 이용하면 단일기기로도 상당히 정밀도 높은(수 Cm단위) 좌표값을 얻을 수 있습니다.
물론, 대당 가격이 수백만원 이상이라는게 함정....
좀더 싸고 더 정확 하다고 하던데 ....
이건 좀 어떤가요?
그리고... 불곰국 물건은 당췌 믿을수가 없어요.. ^.^;;
(단일 GPS 수신기로)현재 기술로 오차범위는 민간인에게 무료 개방된 레벨에서 수십cm, 군용망까지 총동원하면 9cm 정도라고 합니다.
하나의 기계 안에 여러개의 GPS 를 이용해서 오차를 보정하는 경우 위의 대략 절반 정도까지 가능하다고는 합니다만, 항상 절반이 되는것도 아니고 단가와 배터리 소모가 폭증하는 문제로 거의 쓰이질 않는걸로 알고 있습니다. (그냥 시계열 추적과 가속도 센서로 GPS를 보정해서 정확도를 '높이는 것 처럼' 보이게 하지...)
문제는 GPS 수신기를 지표면상에 고정된 곳에 박아 놔도, 그곳에 박혀 있는 수신기는 자기가 박혀 있는지 아니면 움직이고 있는지 알 방법이 없습니다.
GPS 수신기는 전적으로 자기가 수신한 위성 신호만 가지고 그걸 체크하는데, 위성신호 라는게 정말 상상도 못할 온갖 이유로 오차가 발생할 수 있는지라...
(특히나 오차범위가 수 cm 레벨이 되면, 인공위성이 빙글빙글 회전하느라 안테나 방향만 돌아가도 오차범위 넘어섭니다.)
(그리고 맨땅도 움직여요. 대륙이동설이나 지진이나 토석류나 기타 온갖 오만가지 이유로.)
그래서 미터급 이하 지리위치 보정에는 가속도 센서가 거의 필수로 들어갑니다.
수십번에 걸쳐 GPS 로 위치를 측정하고, 거기에 관성 센서로 수신기에 가해진 가속도(좌측으로 쏠렸는지 우측으로 쏠렸는지 등등)를 가지고 GPS 정보를 보정해서 가능한한 현재 위치에 가장 가까운것을 '추측' 할 뿐이지 '절대로 거기에 있다' 라고 알 방법은 없습니다.
표적지에 절대로 정확하게 가서 들이박아야 하는 미사일용 항법장치 같은데 들어가는건 GPS, 가속도 센서, 레이저 거리측정 장치, 목표물 까지의 3D 지형지도, 전투기로부터의 표적 데이터, 적진에 침투한 특수부대의 레이저 목표 지시기등 적어도 4~7가지 이상의 초고급 기술을 총동원하는데도 오차가 수미터 급입니다.
그나마 아직까지도 저 위에 언급된 것 중에서 가장 정확한건 특수부대가 레이저 포인트 등짝에 메고 들고가서 직접 좌표 찍어주는 거구요....
이런 마당이니 GPS 만 가지고 수 cm 급 오차를 확보한다는건 불가능합니다.
이론적으로야 얼마든지 가능하겠습니다만, 모든 환경이 통제 가능한 실험실 내부가 아닌 온갖 변수가 발생 가능한 일반 사용조건 에서는 절대로 불가능 합니다.
(심지어 비가 올때랑 하늘이 맑을때, 구름 꼈을때 죄다 GPS 신호가 인공위성에서 맨땅에 도착하는 시간에 차이가 발생합니다.
이거 절대로 다 보정 못해요.)
1. 여러개의 GPS를 특정 위치에 박아 넣고
2, 각각의 GPS 에 '너 제자리에 박혀 있음' 이라고 따로 명령을 줘서 현위치에 대한 오차보정을 하게 하고
3. 각각의 GPS에 레이저 거리 측정계를 박아서 서로의 상대 위치에 대한 삼각 측량을 하게 한후
4. 각각의 GPS 수신기 끼리 계속해서 레이저 거리측정을 하게 한다면
레이저 거리측정계 정밀도에 따라 달라지지만, 수cm 는 물론이고 수 mm 단위 오차까지 측정 가능합니다.
다만 이 경우 레이저 거리측정기가 전기를 무진장 쳐먹는 데다가
각 지점 간의 상대 위치 측정만 한다면 GPS는 필요 없는 기능이고
(a에서 거리가 10m 이고 b 에서 11m 였는데 10.0001 미터가 되고 11.00002 미터가 되었다 라고 측정하는 데에는 GPS가 관여 안합니다.)
레이저 측정을 위해서는 각각의 수신기 사이에 열린 공간(레이저를 가로막지 않는) 공간이 확보되어야 하는등
이것도 현실적으로 쓰기에는 무리가 많습니다.
물리적으로, 정확도가 높은 측정기술일수록 사소한 요인에도 많이 방해 받습니다.
거리측정 같은경우 그나마 전파라도 되니까 중간에 벽이고 뭐고 좀 가로막아도 지나가지, 레이저는 짤 없어요. 안개만 껴도 측정 안됨.
저희 학교 실험실에 있는 초정밀 전자 저울 같은경우 파리가 앉았다 다시 날아간 경우의 파리 발바닥에서 저울에 묻은 기름때 무게까지 측정이 가능합니다.
(농담이나 비유가 아니고 문자 그대로의 의미에서요)
상황이 이따위니 뭐 시료하나 정확한 무게 재고 싶으면 저울 닦고 오차 보정하는데만 하루 죙일 걸려요....
레이저는 기술적으로 더 몰라서 제가 단순하게 생각해 본 내용으로는 산사태 위험과 낙석이 100 미터에서 300미터 정도 되는데 산위에서 직선거리에 시골집 마당과 벽이 보입니다. 그래서 높은 봉끝에 웬만한 레이저빔도 몇백미터 나가니까 땅이나 바위가 움직이면 봉끝의 스위치가 ON이 되고 레이저를 흰판에 쏘게 맞추는걸 생각해보았습니다. 그런데 정작 산사태 위험이 큰 여름에 폭우내릴때는 빛이 안갈것이고 봉을 나무보다 높이 박아야 하는데 그건 가능할것 같지 않을거 같다고 생각들었었습니다.
그냥 위에분 말씀하신대로 말뚝하나 박아놓고, 땅 물러지면 말뚝 쓰러지게 해 둔 다음에, 거기에 '말뚝이 쓰러지는 경우에만 작동하는 알람' 달아 놓으세요.
이게 GPS 이용한 상시 감시 체계 구축하는것보다 백만배는 간단하게 구축 가능합니다.
p.s
저희집도 몇년전에 우면산 산사태 발생했을때 직통으로 맞은 집입니다.
제가 있는 아파트 동에서도 사망자 나왔어요.
그래서 저도 잠깐 구상은 했었는데, GPS 로는 답이 없어 보이더군요.
사실 아주 단순하면서도 효과적를 보긴 했습니다.
몇년전 시골집 장모님댁의 담 한쪽이 쓰러질것 같아서 걱정이 많았는데 1천원으로 창문침입 접촉센서로 효과를 본적이 있습니다. 소리가 난다고 전화가 왔길래 내려가보니 확실이 접촉센서가 떨어질만큼 벌어전길레 그 부분만 부수고 나무로 임시담을 해넣고 온적이 있습니다.
이런식으로 많이 방법을 여러가지 구상하다보면 적은 비용에 최소한의 효과를 얻을 수 있는 게 나올것 같아서 알아보는중이었습니다.
대학교 다닐 때 초음파센서와 Z80 으로 사람 키 재는 장치를 만든 적이 있습니다.
천장에 송수신기를 두고 그 아래 사람이 서면 키를 알려줬었는데 비교적 정확하게 동작했습니다.
각 지그비 모듈은 베터리 1개만 들어가고 저전력 모드로 꽤 오랬동안 쓸 수 있었던 것으로 압니다. 그런 센서들을 여러 포인트에 고정해두고 최종 수신기 쪽에서만 인터넷으로 데이터를 쏘게 하면 될듯한데... 가만 생각 해보면
그런걸 이용한 요즘 기술이 비콘과 NFC 의 접목이 아닐까 싶습니다.
http://www.slideshare.net/nasmedia/ss-42950860
이것은 두 지점 간의 변위를 측정하는 것이 아니라, 한 지점에서 깊이에 따른 수평 변위를 측정합니다. 결국 수직으로 박아놓은 말뚝이 어떻게 기울어지나 경사를 측정하는 것이지요. 땅에 시추기 같은 것으로 구멍을 뚫어 놓고 그 안에 probe를 집어넣고 바깥에서 reader로 센서값을 읽어들이는 방식입니다.
이런 계측기는 건설공사하는 사람들이 사서 쓰는 것이 아니라 용역업체에 맡깁니다. 용역업체에서 계측기를 사서 설치하고 필요한 기간동안 측정하고 결과를 해석하여 건설공사하는 사람들에게 보고서 따위로 알려주는 것입니다. 긴급한 상황에서는 직접 알려주기도 하고요.
매일 측정한다든지 하루에 세번 측정한다든지 하여간 주기적으로 측정하여 그 변화를 그래프로 그려 시간에 따라 어떻게 변하는지를 모니터링하는 방식. 무너지기 일초 전에 알아보아야 소용이 없는 것이고 며칠 전에는 알아야 쓸모가 있을 겁니다. 그래프를 볼 때 시간에 따라 아주 쪼금씩 변화하다가 이게 점점 변화가 심해진다면 무너질 위험이 있다고 보고 미리 손을 쓰는 것입니다.
장비 예)
http://www.das-co.com/html/bbs_form/Fckeditor/upload/File/SI_200/SI-200_catalogue_kor_r1.pdf
가격이 얼마인지는 모르겠습니다.
하여간 말씀하신 용도를 위한 계측은 완전히 고정된 기준점과 측정하려는 지점의 변위를 측정하는 방법보다는 한 지점에서 깊이에 따른 수평변위를 측정하는 방법이 효율적이기 때문에 많이 쓰이고 있습니다.
저런 종류의 장비를 만드시려면 '지중 경사계'로 검색하여 나오는 문서들이 참고가 될 것 같습니다.
제가 오래전에 산사태를 당한후에 수천개 넘게 산사태나 낙석관련한 자연재해영상들이나 자료들을 보아왔는데 재해가 발생하는 형태가 워낙 변수가 많더군요. 지방에 다닐때 산사태난곳이나 낙석위험 표지가 있는 곳은 일부러 차 세우고 가서 보기도 하고요. 그간 경험으로 보니 산사태 최초 발생지점의 깊이는 아주 얕아서 10~20센티인곳도 있고 중간은 5~10미터인곳이 있었습니다. 기술적으로는 지질전공도 아니고 관련분야나 학문도 모르기에 최초 발생지점과 연관지점을 분석하는 자체가 접근가능한 수준이 아니고요.
그래서 아주 단순화 해서 호주의 에메랄드 파낸후 땅밑 폐광산에서 사는 사람들의 방법처럼 아주 직접적이고 필요한 부분만 아는 수는 없을까 여러가지로 알아보는 중입니다. 그런 단순화로 징조를 볼수 있는 방법을요.
거기 사람들은 지하에 땅을 파고 각각 방을 만들어서 사는데 지붕에 지지대가 없고 벽이나 천정틈이 갈라지면 얇은 종이 한장을 끼워넣는다고 합니다. 그 종이가 떨어지면 틈이 벌어진것이므로 이사가거나 보강조치를 한다고 하는데 이게 상당히 효과적이라고 합니다. (공기와 만나면 단단해지는 그쪽 지질의 특성도 있다고 합니다)
http://www.inspirationgreen.com/assets/images/Blog-Building/Earth%20Sheltered/Australia%20Coober%20Pedy.jpg
2014-06-17
http://goo.gl/mTpC8p
이 안에 첨부파일로 '참고자료'란 것이 들어 있네요. 거기에 나오는 것을 설치해 달라고 요청해 보는 것은 어떨까요?
고위험지역에 설치한다는데, 우선순위가 떨어져 안된다면 좀 자세한 자료라도 달라고 해 보시면 참고가 될 듯.
국민세금으로 운영되는 기관이니만큼 그사람들이 연구해 놓은 자료는 많이 퍼질수록 좋겠지요.
'나 이런 사람인데~...' 하면서 공동연구를 제안해 보시는 것도 좋을 듯
다만, 위 3가지중 하나라도 안되면 소용없다는......
http://www.ip-edu.net/ipedu2012/front/kosie/judge.do?method=main&ju_mn=00 여기에 17번 무게추를 이용한 건물 기움임 및 산사태 자동경보장치
라는게 있는데..집뒷산 이라면 이게 더 나으실거 같아요 제작도 간편할거 같고 전원을 어떻게 상시공급 하고 경보를 무선으로 수신을 하는
부분도 크게 어려운 상황은 아닌거 같아요