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위성항법

더 가깝게 더 정확하게…세계는 지금 GPS 경쟁 중

위성정보활용 [이미지]

세계는 국가안보와 경제 발전을 위해 위성항법시스템을 기반으로 하는 위치 정보 기술 개발에 치열한 경쟁을 벌이고 있다.

위성항법시스템이 제공하는 위치, 속도, 방향, 시간 정보는 우리 삶의 필수적인 인프라로 공공 뿐 아니라 민간분야에서도 이미 보편화적으로 활용되고 있다.

위성항법시스템은 차량용 길 안내시스템 뿐 아니라 항공·해상 항법 시스템, 인명 구조, 레저, 야생 동물 보호 등 다양한 영역에서 쓰이고 있다.

최근에는 더 정확한 위성항법 정보를 획득하기 위해 초정밀 위성항법보정시스템 SBAS(Satellite Based Augmentation System)를 개발, 활용하고 있다.

SBAS는 위성항법신호의 오차를 3m 이내로 줄이는 기술로 국제민간항공기구(ICAO)가 SBAS를 국제표준시스템으로 정하고 2025년부터 항공용으로 전 세계서의 운용을 목표로 하고 있다.

우리나라도 한국항공우주연구원을 중심으로 한국형 초정밀 GPS 보정시스템(SBAS)인 KASS 개발에 착수해 오는 2020년 공개서비스를 시작으로 시스템 성능 인증을 거쳐 2022년 10월부터 항공용으로 정식 운영 서비스를 제공할 계획이다.

현재는 항공기가 각 공항과 주요 항공로 지점에 설치된 계기착륙시설(ILS)과 전방향표지시설(VOR/DME) 등 각종 전자장비를 이용하여 비행하고 있으나 KASS가 보급되면 보다 정확한 항공기의 위치를 알 수 있게 되어 SBAS 만으로도 출발 공항에서 목적 공항까지 안전하게 비행이 가능하게 될 것으로 기대하고 있다.

초정밀 GPS 보정시스템, SBAS

항공기, 선박, 내비게이션, 스마트폰으로 GPS를 이용할 경우 지구 밖의 위성에서 쏜 전파신호가 전리층과 대기층을 통과할 때 굴절 등으로 시간 지연이 발생해 17∼37m의 위치 오차가 발생한다.

이에 따라 미국(WAAS), 유럽(EGNOS), 일본(MSAS)은 현행 GPS 오차를 줄이기 위해 정지궤도 인공위성을 통해 오차를 3m 이내로 줄이는 초정밀 GPS 보정시스템 SBAS(Satellite Based Augmentation System)를 개발해 사용하고 있다.

SBAS는 추가적인 위성방송 메시지를 사용해서 광범위한 지역 또는 지역적인 보강을 지원하는 시스템이다. 이 시스템은 정확하게 측량된 지점에 위치한 여러 개의 지상관측소(기준국)로 구성된다.

지상관측소(기준국)는 사용자가 수신하는 GNSS위성 신호에 영향을 줄 수도 있는 환경적인 인자를 측정한다. 이런 측정값을 사용해 정보메시지가 생성되고 최종 사용자를 위해 방송위성에 보내진다.

  • 한국형 SBAS, 'KASS'

    한국항공우주연구원은 위치 오차가 17~37m인 현행 GPS를 3m급 오차로 보정하여 하늘, 땅, 바다 등에 맞춤형 내비게이션 정보를 제공해주는 한국형 초정밀 GPS 보정시스템(SBAS)을 개발하고 있다.

    ‘KASS'로 명명된 이 개발사업은 국토교통부가 주관하고 한국항공우주연구원을 중심으로 한국전자통신연구원(ETRI)이 참여하고 있다. ‘KASS' 개발이 완료되면 우리나라는 미국, 유럽, 일본 등에 이어 세계 7번째 SBAS 보유국이 될 것으로 예상된다.

    한국형 초정밀 GPS 보정시스템, KASS는 2020년 7월부터 항공기를 제외한 모든 영역에 무상으로 공개서비스를 제공할 계획이다. 또 2022년 10월부터는 국내 공역을 비행하는 항공기로 정식서비스가 확대된다.

    인공위성을 통하여 무료로 제공되는 특성상 GPS를 이용하는 모든 분야에서 추가 단말기 구매 없이 단순 소프트웨어 업그레이드만으로 활용이 가능할 것으로 예상된다.

    한국과학기술기획평가원에서 분석한 ‘다목적 전공역 위성항법보정시스템 개발‧구축 사업’ 예비타당성조사 보고서(2013)에 따르면 KASS 개발이 완료되면 2022년부터 2028년까지 항공 분야에서는 항공기 사고 감소 84억원, 탄소배출량 절감 23억원 및 항공기 연료비 절감 367억원 등이 기대된다.

    위치기반서비스 분야에서도 정보통신기기의 성능 개선, 자동차 네비게이터의 오류 감소, 선박사고 예방, 노약자 및 미아·응급환자의 신속한 확인 등이 가능하다.

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