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항법

  • GNSS

      우리가 널리 알고 있는 위성기반의 항법시스템인 GPS (Global Positioning System)는 미국에서 1970년대초 사용자의 위치 (Position) 뿐만 아니라 속도 (Velocity), 시각 (Timing)을 정확하게 추정하기 위해 만든 군사 목적의 시스템이다. 현재는 군사 목적뿐만 아니라 민간에게도 개방돼 유용하게 널리 쓰이고 있다.

      GNSS의 구성은 크게 위성, 관제, 사용자로 구성되어 있다. 위성은 항법신호 생성기능 등이 탑재되어 특정 궤도 (중궤도 및 정지궤도)에 복수로 배치되어 있고, 지상 관제 부분에서 모니터링되어 운영 유지가 되고 있다. 사용자는 4개 이상의 위성으로부터 항법 신호를 수신 받아 약 15m 이내의 위치를 계산할 수 있다. 위성으로부터 전송되는 정보를 바탕으로 사용자 수신기는 위성과 수신기 사이의 거리 (의사거리 : Pseudorange)와 위성의 위치를 사용자 위치 계산에 사용되며, 사용자의 위치 정확도 및 신뢰성을 높이기 위해 위성시계오차, 전리층 및 대류층 지연오차 모델, 위성상태 정보 등을 활용한다.

      GNSS의 구성은 크게 위성, 관제, 사용자로 구성되어 있다. 위성은 항법신호 생성기능 등이 탑재되어 특정 궤도 (중궤도 및 정지궤도)에 복수로 배치되어 있고, 지상 관제 부분에서 모니터링되어 운영 유지가 되고 있다. 사용자는 4개 이상의 위성으로부터 항법 신호를 수신 받아 약 15m 이내의 위치를 계산할 수 있다. 위성으로부터 전송되는 정보를 바탕으로 사용자 수신기는 위성과 수신기 사이의 거리 (의사거리 : Pseudorange)와 위성의 위치를 사용자 위치 계산에 사용되며, 사용자의 위치 정확도 및 신뢰성을 높이기 위해 위성시계오차, 전리층 및 대류층 지연오차 모델, 위성상태 정보 등을 활용한다. ​

       

  • GNSS

      미국
      BeiDou 시스템은 중국에서 자체적으로 개발하여 운영하는 전역 위성항법시스템이다. BeiDou 시스템 개발은 총 3단계로 계획되어 있다. 첫 번째 단계인 BeiDou-1은 초기 버전으로 3개의 정지궤도위성으로 구성되어 있다. BeiDou-1은 ‘00년 이후 중국을 중심으로 인접지역에 있는 국가에 대해 서비스를 제공했다. 이후의 개발단계인 BeiDou-2는 35개의 위성으로 구성된 전역 위성항법시스템이며 현재까지도 개발을 진행하고 있다. ‘12년 10월 이후로 10개의 위성이 운용 중이며, ‘12년 내로 아시아 태평양 지역의 범위의 서비스, ‘20년까지 30개의 위성을 운용하는 전역 서비스를 목표로 하고 있다.

      러시아
      GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System)는 러시아의 위성항법시스템으로 ‘70년대 중반부터 개발에 착수 되었다. ‘82. 10월 12일 첫 발사를 시작으로 ‘88년 국제민간항공기구(ICAO, International Civil Aviation Organization)의 FANS(Future Air Navigation Service) 회의에서 국제사회에 공식 발표되었다. ‘93년 초기정상가동 (IOC, Initial Operational Capability)을 선언하였고, ‘95년에 21개의 위성과 3개의 예비 위성군을 완성하였다. 그러나 후속 발사의 지연과 관리 부실로 ‘03.1월 경제난으로 인해 정상적인 유지 보수가 진행되지 않아 9개의 위성군으로 감소되어 정상적인 서비스가 한때 불가능하였다. ‘02년 이후 수명이 연장된 GLONASS-M, GLONASS-K 위성의 운용 및 지속적인 위성 개수의 확장을 통해 현재 27개의 위성을 운용 중이다.

      유럽연합
      Galileo 시스템을 구성하는 30기의 항법 위성은 27기의 운영 위성과 3기의 예비 위성으로 이루어져 있고, 위성들은 3개의 원형 중궤도에 위치하며, 궤도면은 적도면을 기준으로 56도 기울어져 있다. Galileo의 민간용 OS(Open Service)신호는 GPS L1C와 유사하게 설계되었고, GPS를 군에서 운영하는 것과 달리 Galileo는 민간에서 운영한다. Galileo는 ‘20년까지 30기의 위성 동작을 목표로 하고 있으며, GPS와 GLONASS와의 통합항법을 통하여 기존 위성항법 시스템의 성능 개선을 목표로 하고 있다. Galileo의 서비스는 민간 사용자들을 위해 무료로 서비스를 제공하며, 상용 서비스를 통해 향상된 서비스 제공에 목적을 가지고 있다. GSA(European GNSS Agency)는 Galileo 개발의 중추 역할을 맡고 있다. Galileo가 제공하는 서비스는 OS(Open Service), CS(Commercial Service), PRS(Public Regulated Service), SAR(support to search and rescue service)와 같이 4가지로 분류된다. 

      중국
      BeiDou 시스템은 중국에서 자체적으로 개발하여 운영하는 전역 위성항법시스템이다. BeiDou 시스템 개발은 총 3단계로 계획되어 있다. 첫 번째 단계인 BeiDou-1은 초기 버전으로 3개의 정지궤도위성으로 구성되어 있다. BeiDou-1은 ‘00년 이후 중국을 중심으로 인접지역에 있는 국가에 대해 서비스를 제공했다. 이후의 개발단계인 BeiDou-2는 35개의 위성으로 구성된 전역 위성항법시스템이며 현재까지도 개발을 진행하고 있다. ‘12년 10월 이후로 10개의 위성이 운용 중이며, ‘12년 내로 아시아 태평양 지역의 범위의 서비스, ‘20년까지 30개의 위성을 운용하는 전역 서비스를 목표로 하고 있다.​

  • GNSS

      일본
      IRNSS는 ISRO (Indian Space Research Organization)에서 개발을 주도한 인도의 지역 위성항법시스템이다. 인도에서는 IRNSS를 NAVIC (NAVigation with Indian Constellation)이라고도 하며, ‘06.5월부터 개발되기 시작하여 ‘16.4월에 7개의 위성이 모두 발사되었다. 각 위성의 이름은 ‘1’로 시작하며, 발사 순서대로 뒤에 A, B, C와 같이 알파벳 순서대로 이름이 붙여진다. 예를 들면 첫 번째 발사된 위성의 이름은 IRNSS-1A 위성이며, 가장 마지막에 발사된 위성의 이름은 IRNSS-1G이다. 각각의 위성은 ‘13.8월부터 발사되기 시작하였는데, ‘13년에 1개, ‘14년에 2개, ‘15년에 1개, ‘16년에 3개가 발사되었다. IRNSS 위성이 모두 발사된 후 ‘16.9월에 ISRO에서 최종적으로 2개의 Spare 위성을 추가 발사하기로 결정하여 ‘17.3월까지 제작을 완료하고, ‘18년까지 프로젝트를 완료하도록 계획되어 있다.

      인도
      IRNSS는 ISRO (Indian Space Research Organization)에서 개발을 주도한 인도의 지역 위성항법시스템이다. 인도에서는 IRNSS를 NAVIC (NAVigation with Indian Constellation)이라고도 하며, ‘06.5월부터 개발되기 시작하여 ‘16.4월에 7개의 위성이 모두 발사되었다. 각 위성의 이름은 ‘1’로 시작하며, 발사 순서대로 뒤에 A, B, C와 같이 알파벳 순서대로 이름이 붙여진다. 예를 들면 첫 번째 발사된 위성의 이름은 IRNSS-1A 위성이며, 가장 마지막에 발사된 위성의 이름은 IRNSS-1G이다. 각각의 위성은 ‘13.8월부터 발사되기 시작하였는데, ‘13년에 1개, ‘14년에 2개, ‘15년에 1개, ‘16년에 3개가 발사되었다. IRNSS 위성이 모두 발사된 후 ‘16.9월에 ISRO에서 최종적으로 2개의 Spare 위성을 추가 발사하기로 결정하여 ‘17.3월까지 제작을 완료하고, ‘18년까지 프로젝트를 완료하도록 계획되어 있다.​

       

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