GPS 오차 보정기술, RTK와 PPK

최근 업무상으로 드론을 활용한 항공 측량(Aerial survey)를 접하면서 자연스럽게 RTK와 PPK 용어를 보게되는데 이 두 용어가 비슷하면서도 햇갈려서 아래처럼 정리해본다.

 

두 용어 모두, GNSS 오차를 보정하는 방법이며, 쉽게 말하자면, 실시간(으로 오차를 보간하는지(RTK), 아니면 작업종료 후에 일괄 처리(PPK)하는지에 따라 차이가 있다. 

 

우리가 흔히 아는 드론에는 GNSS(GPS를 비롯한 위성항법 시스템의 통칭) 수신기가 내장되어 있어, 이를 토대로 현재 기체의 위치를 정확하게 판별할 수 있다.

 

 이 GNSS의 인공위성은 모두 지구 대기권 밖에 존재하고 있고, 여러 GNSS위성에서 수신되는 신호를 드론의 GNSS수신기로 전송받아 현재 위치를 계산할 수 있는데, 기상조건이나 지형, 장애물 등에 의해 오차가 생기기 마련이다.

 

RTK와 PPK 모두 상대 측위(DGPS, Differential GPS)방법에 기반한것으로 보인다.

2가지의 방식 모두 기준점 위치의 오차값을 보정하는 방법이므로.

 

RTK(Real-time kinematic positioning)

실시간 운동학 포지셔닝이라는 뜻인데, 굳이 우리말로 부르지 않고 현업에서는 두 용어 모두 영어 약자 그대로 쓴다.

 

기준점 위치(Base Station)에서 측정된 GNSS 오차값을 Rover Station으로 Data-Link나 LTE 통신과 같은 유무선 통신으로 전달하여 Rover의 GNSS 오차를 보정하는 방식이다.

 

여기서 드론이 Rover Station에 해당된다고 보면 된다.

 

이 RTK 보정을 위해 NTRIP(Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) 이라는 프로토콜로 지자체나 국토지리정보원에서 API를 제공하고 있다.

 

이론상으로 위 방법으로 보정하면 수 cm(2~5cm)까지 오차를 줄일 수 있다고 한다.

 

다만, 이 방식은 실시간으로 통신으로 송수신되는 GNSS 오차값을 적용하는 방식이기 때문에 통신 상태에 따라 오류가 발생할 수 있다.

 

PPK(Post Processed Kinematic)

PPK는 용어에서도 알 수 있듯이 이러한 보정방법을 작업이 종료된 후에 일괄적으로 처리하는 후처리방법이다.

 

작업이 종료된 후(비행이 끝난 후,) RTK 방식처럼 기준점 위치(Base)로 수신되는 위치값을 드론(Rover)이 촬영한 데이터에 보정해주는 작업을 진행한다.

 

 

기준점 위치와 대략 20km이상 멀어지게 되면 오차 보정의 의미가 없어진다고 한다. 그 이유는 기준점(Base)이 수신하고 있는 GNSS 위성과 드론(Rover)가 수신하고 있는 GNSS 위성의 차이가 생길 수 있기 때문이다.