2009년 K-water 연구원에서는 하천에서의 공간적 수체흐름특성을 파악하고자 관성항법장치를 이용한 이동경로 추적장치로 자이로볼을 고안하다. 시험유역을 활용한 수자원 관리기술개발 연구(1차년도 및 2차년도)에서 INS 센서를 이용한 자이로볼이 제작 및 개선되었으며 결과 확인을 위한 수체거동 가시화 모듈(GUI)를 개발하였다.
일반적으로 관성항법장치(Inertial Navigation System, INS)는 가속도와 자이로 센서 값들을 가지고 자세를 계산한다. 자이로 센서는 물체의 각속도를 측정하며, 가속도 센서는 물체의 가속도를 측정하므로, 물체의 자세를 계산하는데 추가적으로 다른 장치나 센서가 필요하지는 않는다. 그러나 저가의 장치를 사용하여 자세를 계산하면, 각속도 및 자이로 센서로 부터 출력되는 원자료에 오차가 존재하여 적분을 통한 자세 계산과정에서 오차가 누적되어 발산하는 결과를 가지고 온다. 2차년도에 개선된 자이로볼은 아직까지 그 오차가 상당히 크게 나타나며, 이런 필연적인 오차를 보정하기 위해 알고리즘 제작에 대한 연구가 필수적이다. 또한 수체거동가시화 모듈에서는 자이로볼 데이터 후처리 및 결과 가시화가 가능하지만, 데이터 후처리 시 절차가 복잡하여 개발자가 아닌 일반사용자는 사용하기 힘든 것이 사실이다. 또한 결과 가시화 GUI의 개발이 미흡하여 결과확인 및 분석에 사용하기 불편함이 많았다.
3차년도의 개선에서는 자이로볼의 오차를 줄이기 위한 알고리즘 개선과 하드웨어 및 GUI의 사용자 편의에 따른 부분의 개선하였다. 센서 및 보드의 구성 변경을 통해 데이터 전송속도를 높여 취득자료에 대한 신뢰성을 높였으며, Housing 기능 강화를 통해 사용자의 편의성을 높였다. 또한 GUI 개발을 통해 데이터 결과 가시화능력을 증대시켰다.
