본 논문에서는 지상송신국 기반의 로란-C 전파항법시스템이 위성항법시스템(GNSS)의 등장이후 급속한 이용자 감소로 운영의 효율성이 떨어짐에 따라 다양한 각도의 로란-C 성능평가를 실시하여 활용능률 향상방안을 제안하였으며, 국가항법시스템의체계인 관리를 위해 DGPS시스템과 로란-C를 연계한 GNSS 정보센터를 운영하여 GPS는 물론 Galileo, GLONASS 등 위성항법시템 전반의 상황을 모니터링하고 GNSS 불능 시 로란-C를 BACK-UP시스템으로 활용한다면 GNSS 장애로 인한 국가적대혼란의 예방함께 체계적인 전파항법시스템 관리가 가능할 것으로 결론하였다.
측위/항법/시각(Positioning, Navigation, and Timing: PNT) 정보는 교통, 측량, 통신, 국방 등 다양한 분야에서 사용되는 정보로 각국은 이를 주요한 국가 정보인프라로서 파악하여 체계적으로 구축하고 있다. 위성항법시스템으로 대표되는 PNT 체계의 국내외 현황에 대해 살펴보고 국내 PNT 체계 발전 방안을 검토해본다.
위성항법시스템은 사회 전반에서 활용되고 있는 필수 인프라로 전세계 어디서나 위치 및 시각정보를 제공한다. 하지만 위성항법시스템은 수신신호의 세기가 미약하고 항법시스템과 통신시스템이 별도로 구축되어 있어 서비스를 제공하는데 제약이 따르므로 이를 해결하기 위한 대안 체계 개발 및 기존 항법시스템의 향상 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 본고에서는 해외국가들의 항법시스템 개발 현황 및 특성을 분석하고, 결과를 바탕으로 한반도 환경에 적합한 한국형 지역항법시스템 구축 방향에 대하여 기술한다.
강대국들의 위성항법시스템 구축을 의식한 중국도 2000년 초 우주 인프라 구축을 위한 국가정책 단행하였다. 따라서 중국의 COMPASS 위성항법시스템이 등장하게 되었으며 최종 개발 완료 시기가 2020년으로 예고 된 가운데 항법서비스를 이미 시작하였다. 본 논문에서는 중국의 위성항법시스템에 대한 체계적 연구 일환으로 COMPASS 시스템 개발 및 추진 계획을 분석하고 향후 우리의 나아갈 방향을 제시하고자 한다.
우리나라의 GIS 구축을 육상과 해상으로 나누어 볼 때 육상부분은 국가지리정보체계사업에 의해 대도심지 중심으로 거의 구축이 완료된 상태이다. 그리나, 해상부분에 있어서의 GIS 구축은 해양수산부가 중심이 되어 구축중이나 아직 지리정보와 속성정보의 정의와 초기구축단계에 있는 실정이다. 지리정보체계는 보다 효율적인 활용방안을 위해 GPS와 연결되어 항법 및 위치추적시스템과 연결되어 그 파급효과를 극대화시키는 연구가 많이 이루어지고 있다. GPS는 정확도면을 기준으로 볼 때 항법용과 정밀측량용으로 나누어진다. 현재는 GPS 기술이 상당히 발전하여 저가격의 정밀측량용 GPS 장비가 소개되고 있지만, 아직은 그 비용면에서 사용자가 원하는 정도의 저가격은 되지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 자동차나 선박항해를 위해 사장되는 GPS 장비는 저가격의 항법용 GPS 장비가 현재 많이 사용되고 있다. 본 연구는 항법용의 저가격의 GPS 장비를 이용하여 해양부분에 있어서 정밀 선박항법 및 위치추적시스템으로 활용하기 위해 측지학적인 좌표해석을 기본으로 한 선박항법시스템을 구축하는 것이다. 또한, 본 연구를 통하여 각자의 선박항법과 더불어 관리국에서 많은 선박을 관리하기 위한 인터넷 GIS 구축에 대한 필요성을 게시하고자 한다.
위성항법시스템(GPS)은 편리성, 활용도 등으로 인해 항법, 이동통신, 금융, 전력 등 여러 분야(측위·항법·시각)에서 사용하고 있다. 위성이 지구로부터 약 2만키로미터 떨어져 있어 위성신호 수신 세기가 약해 외부로부터 전파간섭이나 교란 등 보안에 취약한 단점이 있다. 주요국(미국, 유럽, 중국, 인도 등)은 보안을 강화하여 독자적인 위성항법 시스템을 구축하여 운영하고 있다. 우리나라도 지상기반(eLoran)과, 위성기반(KPS)의 항법시스템을 구축중이다. 시스템 구축이 완료되면 한층 강화된 국가 PNT 체계 구축으로 만일의 사태에 발생할 수 있는 상황에 대비할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 본 연구에서는 지상기반, 위성기반의 항법시스템에 대한 핵심 기능과 추진계획을 기술하였으며, 관련 연구개발을 통해 더욱 정밀한 서비스 제공으로 해양뿐만 아니라 자율주행 이동체, 무인기 등 여러 산업 분야에 서비스를 확대해 나갈 계획이다.
우주개발진흥 기본계획(이하 "기본계획"이라 한다)은 우주개발진흥법에 따라 5년마다 수립되는 우리나라 우주개발에 관한 중장기 정책 목표 및 기본 방향을 정하는 국가계획으로서 우주개발에 관한 우리나라 최고 심의기관인 국가우주위원회의 심의 대상이다. 2018년 2월 국가우주위원회에서 제3차 기본계획이 확정되었다. 제2차 기본계획 및 우주개발 중장기 계획과 비교 시 제3차 기본계획의 두드러진 특징 중 하나는 '한국형 위성항법시스템 구축'이 중점 전략으로 채택되었다는 점이다. 그간 우리나라를 비롯하여 전 세계의 모든 국가가 미국의 글로벌 위성항법시스템인 GPS(Global Positioning System)에 의존해 왔다. 미국은 1983년 소련의 대한항공 007기 격추를 계기로 GPS의 표준위치결정서비스를 전 세계에 무료로 제공해 왔다. 그러나 GPS의 기술적 장애가 발생하거나 국제관계에서 국가 간 이해 충돌로 GPS의 표준위치결정서비스의 무상 제공이 중단될 경우 교통, 에너지, 통신, 금융 등의 국가 기반시설의 통상적인 운영이 불가능하게 되어 궁극적으로 국가의 경제·사회·안보에 큰 피해를 야기할 수 있다. 러시아의 GLONASS, 유럽연합의 Galileo, 중국의 Beidou, 인도의 NavIC 및 인도의 QZSS와 같은 글로벌 또는 지역 위성항법시스템의 등장이 상기와 같은 배경에서 비롯되었다고 할 수 있다. 한국형 위성항법시스템 구축도 마찬가지다. 즉 "국민이 사용하는 IT 기반 기기들과 국가 기간시설이 미국 GPS 등 해외 항법위성에 의존하고 있어 국가 책임하의 안정적 인프라 구축"이 필요하기 때문이다. 현재 위성항법시스템은 도로, 항공, 해양, 재난, 국방, 건설, 물류, 통신, 농축산업 등 국가 전 분야에 활용되고 있다. 다시 말하면 지구관측 목적인 아리랑위성 및 차세대중형위성, 통신 및 해양·기상·환경 관측 목적인 천리안위성 등과는 달리, 한국형 위성항법시스템의 개발, 운영, 활용 등에 있어서 범정부 차원의 역량 집중이 필요하다. 이를 위해서는 위성항법시스템의 종합적·체계적 구축을 비롯하여 활용 관련 각 부처의 주요 정책과 계획을 조정할 수 있는 범정부적 거버넌스가 요구된다. 아울러 위성항법시스템은 수명을 다한 인공위성을 주기적으로 대체해야할 뿐만 아니라 시스템 구축 후 지속적인 운영과 성능 개선을 수반하기 때문에 거버넌스는 법에 근거를 두어야 한다. 우리나라는 아리랑위성, 천리안위성 등과 같이 인공위성을 개별적으로 개발하고 운영한 경험은 풍부하지만, 한국형 위성항법시스템처럼 위성·지상·사용자 시스템을 동시에 개발·운영한 경험, 이른바 거버넌스 경험은 없다. 그러므로 개발·운영에 관한 시행착오를 최소화하기 위해서는 해외 사례의 검토가 요구된다. 미국의 GPS 거버넌스가 대표적인 본보기이다.
국가기본도 평면직각좌표계는 3계로 나뉘어져 있으므로 이를 자동차 항법용 수치지도의 좌표계로 수정없이 적용하면, 좌표계의 경계지역에서 인접도엽간 경계접합시 문제가 발생한다. 따라서, 자동차 항법용 수치지도 좌표계는 분리된 3계의 평면직각좌표계가 갖는 문제를 해결하기 위해 하나의 통일원 새로운 좌표계가 필요하다. 본 연구에서는 투영법에 있어서는 국가기본도 평면직각좌표계와 같은 휭 메느카토르도법을 사용하고 중앙자오선의 위치 및 증대율을 조정하므로서 새로운 자동차 항법용 수치지도좌표계를 설계하였다.
전파항법 (radio navigation) 시스템은 항공교통, 육상교통, 측지측량, 방송통신, 국방 등 다양한 분야에서 국가 기반시설로 사용되고 있으며, 다양한 산업에서 사용되고 있다. 전파항법시스템은 여러 기술의 융합체이기 때문에 그 개발 단계에서 많은 시간과 비용이 소요된다. 선진국은 전파항법시스템 개발 초기에 국제적 호환성과 국제표준에 부합하는 국가적인 중장기 계획을 수립하고 체계적인 시스템 개발을 진행하였다. 우리나라는 전파항법에 대한 국가적인 중장기 계획의 부재로 시스템이 체계적으로 개발되지 못하고 산업발전에 효과적으로 기여하지 못하고 있다. 본 논문은 국가적인 전파항법시스템의 중장기 계획 수립을 위하여 국내외 항공분야의 전파항법시스템 기술 원리를 분석하고 기술 동향을 살펴본다. 분석된 기술동향을 기반으로 향후 국내 전파항법시스템의 기술적 개발전망과 국내 관련 산업 육성방안을 제시한다.
우리나라의 GIS 구축을 육상과 해상으로 나누어 볼 때 육상부분은 국가지리정보체계사업에 의해 대도 심지 중심으로 거의 구축이 완료된 상태이다. 그러나. 해상부분에 있어서의 GIS 구축은 해양수산부가 중심이 되어 구축중이나 아직 지리정보와 속성정보의 정의와 초기구축단계에 있는 실정이다. 지리정보체계는 보다 효율적인 활용방안을 위해 GPS 항법 및 위치추적시스템과 연결되어 그 파급효과를 극대화시키는 연구가 많이 이루어지고 있다. GPS는 정확도면을 기준으로 볼 때 항법용과 정밀측량용으로 나누어진다. 현재는 GPS 기술이 상당히 발전하여 저가격의 정밀측량용 GPS 장비가 소개되고 있지만, 아직은 그 비용 면에서 사용자가 원하는 정도의 저 가격은 되지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 자동차나 선박항해를 위해 사용되는 GPS 장비는 저가격의 항법용 GPS 장비가 현재 많이 사용되고 있다. 본 연구는 항법용의 저가격의 GPS 장비를 이용하여 해양부분에 있어서 정밀선박항법 및 위치추적시스템으로 활용하기 위해 측지학적인 좌표해석을 기본으로 한 선박항법시스템을 구축하는 것이다. 또한, 본 연구를 통하여 각각의 선박항법과 더불어 관리국에서 많은 선박을 관리하기 위한 인터넷 GIS 구축에 대한 필요성을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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