직접거리측량에 사용되는 기계기구

1. 헝겊테잎(베줄자 ; 권척 ; 천tape ; Cloth tape)

휴대 및 사용하기가 편리하여 좋으나 건습 및 장력(표준은 2~5kg이고 10kg의 장력에 1/1,000)에 대하여 신축(보통습기에서 약 1/1,000단축)이 심하여 정도가 좋지 않다. 재료는 놋쇠줄을 넣고 짠, 베헝겊이나 화학제헝겊으로 넓이 15mm 정도이고 길이 20~50mm가 보통이다.


2. 강철테잎(steel tape)

1) 폭이 12mm 정도의 얇은 강철에 mm 단위로 잣눈을 한 Tape로 길이는 10~50m짜리가 흔하나 때로는 100m, 200m, 300m짜리도 있다.
2) 삼각측량의 기선측정과 같은 중요한 측량에 사용된다.
3) 습도에 의한 길이의 신축이 거의 없으나 녹이 슬기 쉽고, 무게가 무겁고, 쉽게 꺾어져 부러지기 쉬우며, 취급할 때 손을 다치기 쉬운 결점 등이 있다.
4) 근래에는 12~18크롬강으로 만든 스텐레스(stainless)강철 Tape와 같은 녹이 나지 않는 것도 있다.
5) steel tape는 사용 후 불순물을 닦아내고 글리세린과 같은 기름을 칠하여 두면 좋다.

cf) 표준온도 15˚, 표준장력 10km
강철테이프의 정오차 (온도변화, 장력, 처짐) → 보정가능
                   부정오차 (바람에 의한 오차 등) → 보정불가


3. Invar tape

1) nickel(약 36%), 강철(63.6%), 탄소(0.4%)를 혼합한 합금으로 불변강철이다.
2) 온도에 대한 신축은 steel tape의 약 1/10 정도이다.
3) 삼각측량에서 기선(base line) 측정에 사용한다. (높은 정도를 필요로 함)
4) 선 팽창계수는 1℃에 대하여 0.0000009이다.
5) 양측 끝단에 단측이 있다.
6) 형태는 Tape형, Wire형이 있다.


4. 대자(죽척 ; Bamboo Chain)

1) 대껍질을 두께 3mm 정도로 하여 만든 Tape로 온도, 습도에 대한 신축은 적으나 이음부가 불완전하여 정도가 낮다.
2) 잣눈은 cm까지 표시되었으며 넓이는 1~2cm, 길이 20~50m가 보통이다.
3) 신축이 적기 때문에 농경지 측정에 많이 사용한다.


5. 측승(간승 ; 잼줄 ; 줄자 ; Measuring Rope)

1) 마사와 금속의 심으로 외부에는 가는 마포로 감은 직경 약 3mm 정도의 줄이다.
2) 정도는 좋지 않으나 산악, 광산 등의 측량에는 편리하다.
3) 길이는 보통 50m, 100m이다.
4) 습기나 장력에 변화가 생기기 때문에 화학섬유인 비닐(vinyl)로 만든 것이 사용된다.


6. Pole(測稈)

1) 지름 2.5~3.0cm 정도의 원통나무로 길이는 2~5m이다.
2) 표면에는 20cm 길이로 적색과 흰색을 번갈아 칠했다.
3) 끝에는 강철로 된 뾰족한 발(iron shue)이 달려있어 땅에 박을 수 있게 되어 있다.
4) 측선의 방향결정, 측선의 연장 등에 사용되며 약측도 할 수 있다.
5) 측각(測角)혹은 시준선의 기준이 되므로 지평선에 직각이 되도록 바르게 세워야 한다.
6) 측점위치표시, 측선방향결정, 측선연장, 단거리측정 등에 유용하게 사용된다.


7. 직각을 만드는 기구

직각기, 경구, 복식직각기 등이 있다.


8. 지도거리계(地圖距離計 : Curvimeter)

지도상의 거리측정 및 곡선거리측정을 하는 기구로 도로, 하천, 해안선 등의 거리를 측정할 때 사용된다. 특히, 곡선거리측정에 편리하다.


9. Tape에 의한 방법(직각결정법)

3.4.5법, 이등변삼각형법


10. Tape의 허용오차

1) Steel Tape

1m 이하	5m 이하	5m 이상
±0.6mm	0.6mm에 1m 넘을 때마다  0.1mm를 더한다.	4mm에 5m를 넘으면 5m마다  1mm 더한다.

2) Cloth Tape

50cm 이하	50cm~1m	1m 이상
±2.5mm	±4mm	4mm에 1m 넘을 때마다  1mm을 더한다.

시중에 팔기 전에는 계량법에 의하여 도량형 검사소에서 검사를 득해야 한다.


11. 전자파(電磁波) 거리의 원리(Electronic Distance Measuring Equipment ;
   EDM)

전자파 측거의로 측정하고자 하는 2점간에 전자파를 왕복시키면 반사하여 되돌아오는 전자파의 위상(位相)은 거리에 상응하여 현장에서 거리측량을 실시하는 것으로 지형에 좌우되는 일이 없이 거리가 측정되는 이점이 있다.

1) EDM측정기의 분류
① 전자파기기(electro-optical instrument)
   ㉠ 보통 파장이 0.9㎛ 정도인 적외선 광산을 변조하여 반송파로서 이용한다.
   ㉡ 광원은 보통 GaAs진공관을 사용한다.
   ㉢ 적용범위는 2~3km로 제한되어 있다.
   ㉣ 일반적으로 측량에서 많이 사용된다.
   ㉤ 대표기계는 Hewelett paxkard 3800이다.

② 극초단파 측정기기(microwave instrument)
   ㉠ 주파수가 3~35GHZ인 극초단파를 사용한다.
   ㉡ 작업범위는 상당히 길고, 일기가 흐리거나, 안개, 약간의 비속에서도 작동할 수 있다.
   ㉢ 측정에 편리하게 발진장치, 수신장치, 안테나, 작동회로망 그리고 내장되어 있는 통신
      장치를 포함한다.
   ㉣ 측정범위는 약 50km 정도이다.
   ㉤ 안테나를 부착하고 있는 tellurometer MRA5이다.

③ 장거리 라디오파 측정기(long radio-wave instrument)
   ㉠ 보통 1km 이상의 매우 긴파를 가진 에너지를 사용하는 기기이다.
   ㉡ 측정범위는 거의 100~800m 정도의 거리를 측정할 수가 있다.
   ㉢ 항해, 항공사진측량에서의 위치조정, 지자계측정, 해양이나 수로측정, 항구준설과 같은
      특수 측량에 사용된다.
   ㉣ 장거리 전파측정기로는 hyperbolic method와 two-range mode 중의 한 가지 방법을
      이용한다.

2) 전자파 측거기와 그 원리

  ※ c = f × λ
      c = 전파속도
       f = 주파
      λ = 파장

전파측거기는 Micro Wave를 이용하는 경우 원거리측정용이며 광파측정기는 광파(Optical Wave)를 이용하는 경우 중ㆍ근거리 측정용이다.


3) 오차의 발생
① EDM측정기 오차
   ㉠ 개인오차 : 오독, 구심의 부정확, 기상요인, 기계고 부정확 측정
   ㉡ EDM측정기의 기계오차 : 부정한 기계 오차
   ㉢ 자연오차 : 대기온도, 대기압력, 습기에 의한 오차

② 거리에 따른 EDM측정기의 오차
   ㉠ 거리에 비례하는 오차
      ⓐ 광속도 오차 : 매우 미소하므로 무시한다.
      ⓑ 광변조 주파수의 오차 : 거리에 커다란 영향을 준다.
         D는 -(Δf/f)×D 만큼 영향을 준다.
         여기서, f : 주파수, Δf : 주파수의 오차, D : 거리

   ㉡ 굴절률의 오차
      거리오차 ΔD = -(Δn/n)×D
      여기서, Δn : 전자파에너지의 굴착에 의한 오차

   ㉡ 거리에 비례하지 않는 오차
      ⓐ 측정기의 정수, 반사경 정수의 오차 : 측정기기에 따른 오차로 보통 2~3mm정도이다.
      ⓑ 위상차(位相差)측정오차 : 개인오차를 보통거리에 대하여 1~2cm 정도이다.
      ⓒ 측정기와 반사경의 구심오차 : 1~2mm정도 오차가 발생하며 단거리측정시 주의한다.


12. VLBI(Very Long Base Interferometer : 초장기선간섭계)

지구상에서 1,000~10,000km 정도 떨어진 1조의 전파간섭계를 설치하여 전파원으로부터 나온 전파를 수신하여 2개의 간섭계에 도달한 전파의 시간차를 관측하여 거리를 측정한다.
시간차로 인한 오차는 30cm 이하이고 10,000km의 기선의 경우 관측소의 위치로 인한 오차 15cm 이내가 가능하다.


13. GPS, NNSS

① NNSS(Navy Navigation Satellite System)체계
   ㉠ 1959년 TRANSIT계획으로 시작 - 1964년 실용화
   ㉡ 도플러 효과에 의한 전파 관측법 이용
   ㉢ 지구자전속도 변동조사 및 범 세계적 위치결합에 이용
   ㉣ 이용 좌표계는 WGS-72

② GPS(Global Positioning System)체계
   ㉠ NNSS와 교체되는 새로운 항해체계 - 범 지구적 위치 결정체계
   ㉡ NNSS발전형(관측 소요시간, 정확도)
   ㉢ 위성 24개 (예비6)
   ㉣ 이용좌표계 WGS-84 (지심좌표계 ; 질량중심)
   ㉤ 정확한 위치를 알고 있는 위성에서 발시선 전파를 수신하여 관측점까지의 소요시간을
      관측함으로써 고속물체의 위치관측과 속도관측에 유효
   ㉥ 후방교회법의 일종이다.
   ㉦ 관측점 간의 시통불필요
   ㉧ 고정밀도 측량, 장거리 측량, 4차원측량 가능
   ㉨ 전천후체계, 전파도달시간을 이용