• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.567-572
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• 2016

GPS의 도입과 함께 위성항법시스템과 관련된 많은 연구들이 수행되었으며 이를 통해 위성항법시스템을 이용한 위치 결정의 활용성이 충분히 제시되었다. 하지만 대부분의 연구가 정확도 부분에 초점을 맞추고 있으며 현재 빠르게 발전하고 있는 위성항법시스템과 관련 국가 인프라에 대한 분석적 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 현재 다중 위성항법 시스템과 국토지리정보원의 위성기준점의 현황을 파악하고, 실험을 통해 측위성능 향상을 위한 위성측량 인프라 고도화의 방향과 이에 따른 기대효과를 제시하고자 하였다. 연구를 통해 GPS, GLONASS 뿐만 아니라 Galileo, COMPASS, QZSS 등 다중 위성항법시스템이 측량에 적용할 수 있을 정도로 운영되고 있음을 알 수 있었다. 또한 기존 GPS와 GLONASS만을 이용한 VRS 서비스와 다중 위성항법 시스템을 활용하는 경우의 비교를 통해 가용 위성 수, 정밀도, PDOP 등 다중 위성항법시스템 활용에 대한 정량적인 개선점을 제시하고, 위성측량 인프라 고도화를 위해 우선적으로 고려해야할 사항들을 도출하였다. 향후 VRS에서 다중 위성항법 서비스가 가능해 진다면 도심에서 GNSS 측량 요구가 증가하고 있는 현재 대민서비스 만족도를 크게 재고할 것이며, 측량 인프라 선진화에 크게 기여할 것이다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제9권3호
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• pp.237-248
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• 2020

GNSS has been evolving dramatically in recent years. There are currently 6 GNSS (4 GNSS, AND 2 RNSS) constellations, which are GPS (USA), GLONASS (Russia), BeiDou (China), Galileo (EU), QZSS (Japan), and IRNSS (India). The Number of navigation satellites is expected to be over 150 by 2020. As the number of both constellations and satellites used for the improvement of positioning performance, high accuracy, and robustness of precise positioning is more promising. However, a large amount of the correction messages is required to support the augmentation system for the available satellites of all the constellations. Since bandwidth for the correction messages is generally limited, sending or scheduling the correction messages might be a critical issue in the near future. In this study, we analyze the relationship between the size of the bandwidth and Real-Time Kinematics (RTK) performance. Multiple Signal Messages (MSM), the only Radio Technical Commission for Maritimes (RTCM) message that supports multi-constellation GNSS, has been used for this assessment. Instead of the conventional method that broadcasts all the messages at the same time, we assign the MSM broadcasting interval for each constellation in 5 seconds. An open sky static and dynamic test for this study was conducted on the roof of Sejong University. Our results show that the RTK fixed position accuracy is not affected by the 5-second interval corrections, but the ambiguity fixing rate is degraded for poor DOP cases when RTK correction are transmitted intermittently.

• Spatial Information Research
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• 제14권2호
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• pp.177-189
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• 2006

범세계 위치정보의 원천을 미국에 의존하고 있는 실정에서 정부는 다원화된 위성측위체계 시대에 직간접적으로 막대한 영향을 미치게 될 Galileo, 준천정위성 등의 다양한 프로젝트에 대응하여 국가 GIS 추진에 따른 어떤 연구 전략을 수립하여 장단기적으로 추진해 나가야 할 것인가를 결정해야 한다. 위치정보의 원천이 다양해짐에 따라 이를 효율적으로 이용하기 위해서는 정부적인 차원에서 체계적인 연구지원이 필요하며 특히, 국가GIS추진위원회를 중심으로 한 연구관련 분과위원회의 대응전략 마련은 매우 중요하다. 그러므로 공간정보전문가그룹과 연구개발지원위원회의 신설, 필수요소기술 분야의 선정을 통해 대응해 나간다면 다원화된 위성측위체계 환경에 효율적으로 대처할 수 있다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제10권2호
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• pp.103-111
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• 2021

A series of experiments have been carried out by using National Geographic Information Institute(NGII)'s Continuously Operating Reference Station (CORS) data with various strategies to analyze the impact of multi-GNSS measurements on baseline processing. The results of baseline processing were compared in terms of ambiguity fixing rate, precision, and hypothesis tests were conducted to confirm the statistical difference. The combination of multi-GNSS measurements has helped to improve ambiguity fixing rate, especially under harsh positioning environments. Combination of GPS, Galileo, BeiDou could get better precision than that of GPS, GLONASS, Galileo, and adding QZSS made the baseline solution's vertical component more precisely. The hypothesis tests have statistically confirmed that the inclusion of the multi-GNSS in the baseline processing enables not only to reduce field observation time length but also to enhance the solution's precision. However, it is of interest to notice that results of the baseline solution are dependent upon the software used. Hence, comprehensive studies should be performed shortly to derive the best practice to select the appropriate software.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.80-80
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• 2016

GPS로 대표되는 위성항법시스템(GNSS : Global Navigation Satellite System)은 지구 주위를 돌면서 연속적으로 항법신호를 보내고 있다. 그 중 지구표면으로부터 반사되는 항법신호를 수신하고 해석함으로써 지구표면에 관한 정보를 취득할 수가 있다. GPS로 대표되는 항법신호는 L밴드를 사용하기 때문에 토양수분의 변화 등에 대한 반사강도의 감도가 비교적 높다고 알려져 있으며, 토양수분 측정 등에 사용할 수 있다. 뿐만 아니라 경량화, 소형화하기 쉬운 점, 능동적 마이크로웨이브 리모트센싱시스템(Active Microwave Remote Sensing System)과 달리 스스로 신호를 발사하지 않기 때문에 관측의 스텔스성(Stealth)dl 뛰어난 점 등의 장점을 가지고 있다. 또한 향후 10년 이내에 준천정위성(QZSS), Galileo, COMPAS, IRNSS 등 많은 위성항법시스템이 본격 운용되어 GPS와 함께 120기 정도의 항법위성이 항법신호를 송신할 예정이므로 이용 가능성은 크게 늘어날 것으로 기대된다.한편, 항법위성을 이용한 바이스테이틱 리모트센싱은 반사파의 강도가 상당히 미약하기 때문에 정량적 계측모델의 구축은 미미한 상태이다. 즉, 지상 타워에서의 관측, 항공기에서의 관측, 소형 위성에서의 관측 등이 수행되고 있으나, 타워관측과 같이 지상의 거의 동일한 장소를 계속적으로 관측하는 경우를 제외한 기존의 연구에서는 토지의 피복상황이나 토양수분 등의 상관관계를 제시하는 수준으로써 정량적인 계측방법은 아직 확립되어 있지 않다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 GPS위성으로부터의 항법신호를 이용하여 지구표면에 관한 정보를 얻는 바이스테이틱 리모트센싱(Bi-static Remote Sensing) 기술을 바탕으로 육지면과 해면의 판별에 신호특성이 어떻게 유효한가를 실험적으로 밝혔다. 이러한 기술은 토양수분 측정 등 수자 원인자를 추출하는데 유용할 뿐만 아니라 수면의 고도 측정, 해상풍 산출 등에도 응용 가능하다.

• 한국항행학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.418-426
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• 2022

반송파 기반 위성항법 보강시스템은 GNSS(global navigation satellite system) 측정치 오차를 보상하는 방식에 따라 OSR(observation space representation)과 SSR(state space representation)으로 구분된다. 대표적인 OSR 기반 보강시스템인 N-RTK(network real time kinematics)는 약 100 km 수준의 서비스 영역 내에서 cm급 측위 정확도를 확보할 수 있는 시스템이지만, 일반적으로 사용자-인프라 간 양방향 통신 방식에 의해 서비스가 구현된다. 이러한 특징으로 인해 N-RTK를 활용한 위성 기반 cm급 전국토 정밀 측위 서비스 구축은 현실적으로 많은 제약이 따른다. 반면, SSR 보강시스템은 서비스 영역 내 모든 사용자에게 동일한 보정정보를 제공하기 때문에 단방향 서비스에 적합하고, 각 보정정보의 전송주기를 유동적으로 조절할 수 있으므로 위성 기반 광역 정밀 보정정보 방송 서비스에 적합하다. 이러한 장점으로 인해 위성항법시스템을 보유한 각국은 SSR 보정정보 기반의 PPP(precise point positioning)/PPP-RTK 정밀 측위 서비스 구축에 박차를 가하고 있다. 이에 본 논문에서는 위성 기반 SSR 보정정보 방송 서비스들의 구성 및 특징, 측위 성능 분석을 통해 PPP/PPP-RTK 서비스 동향과 정밀 측위 현황을 파악하고자 한다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제4권2호
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• pp.43-55
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• 2015

In the case of satellite navigation positioning, the shielding of satellite signals is determined by the environment of the region at which a user is located, and the navigation performance is determined accordingly. The accuracy of user position determination varies depending on the dilution of precision (DOP) which is a measuring index for the geometric characteristics of visible satellites; and if the minimum visible satellites are not secured, position determination is impossible. Currently, the GLObal NAvigation Satellite system (GLONASS) of Russia is used to supplement the navigation performance of the Global Positioning System (GPS) in regions where GPS cannot be used. In addition, the European Satellite Navigation System (Galileo) of the European Union, the Chinese Satellite Navigation System (BeiDou) of China, the Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) of Japan, and the Indian Regional Navigation Satellite System (IRNSS) of India are aimed to achieve the full operational capability (FOC) operation of the navigation system. Thus, the number of satellites available for navigation would rapidly increase, particularly in the Asian region; and when integrated navigation is performed, the improvement of navigation performance is expected to be much larger than that in other regions. To secure a stable and prompt position solution, GPS-GLONASS integrated navigation is generally performed at present. However, as available satellite navigation systems have been diversified, finding the minimum satellite constellation combination to obtain the best navigation performance has recently become an issue. For this purpose, it is necessary to examine and predict the navigation performance that could be obtained by the addition of the third satellite navigation system in addition to GPS-GLONASS. In this study, the current status of the integrated navigation performance for various satellite constellation combinations was analyzed based on 2014, and the navigation performance in 2020 was predicted based on the FOC plan of the satellite navigation system for each country. For this prediction, the orbital elements and nominal almanac data of satellite navigation systems that can be observed in the Korean Peninsula were organized, and the minimum elevation angle expecting signal shielding was established based on Matlab and the performance was predicted in terms of DOP. In the case of integrated navigation, a time offset determination algorithm needs to be considered in order to estimate the clock error between navigation systems, and it was analyzed using two kinds of methods: a satellite navigation message based estimation method and a receiver based method where a user directly performs estimation. This simulation is expected to be used as an index for the establishment of the minimum satellite constellation for obtaining the best navigation performance.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.108-115
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• 2012

현재까지 국내 위성항법 연구는 기존 위성항법체계기술을 활용한 연구가 주를 이루었으나, 새로운 위성항법 체계에 대한 연구도 점차 그 중요성이 부각되고 있다. 심지어 대한민국 독자적인 항법위성을 보유하자는 의견도 대두되었다. 지리적, 경제적, 기술적인 이유로 아직 수면 위로 떠오른 적은 없지만 자체 항법위성 관련 우주개발 로드맵이 제 1차 우주개발기본계획에 막연하게 제시되어 있다. 그러나 전세계적으로 4개의 전지국적 위성항법체계가 운영 중이거나 구축 중이고, 여러 개의 지역위성항법 시스템이 계획 중에 있다. 특히 아시아에서 중국은 독자의 전지구적 위성항법시스템 (COMPASS을 2020년에 완성하고자 위성을 발사 중에 있으며, 일본은 지역위성항법 시스템인 QZSS(Quasi Zenith Satellite System)를 2013년 완성을 목표로 제작 및 발사하고 있다. 이제 대한민국도 독자적인 위성항법시스템을 국내 우주개발 기술확보 및 항법안보를 위해서 꼭 개발해야 할 시기이다. 이 연구에서는 대한민국 자체의 위성항법시스템의 개발 여부나 그 개발 가능성을 논하지 않고, 다만 자체의 항법위성을 보유할 경우, 그 항법 메시지에 기존의 정보 외에 어떤 종류의 정보를 실을 수 있는지 조사하여 보았다. 대한민국의 지리적, 경제적 특성상 지역항법위성체계가 첫 번째 항법위성의 탑재체가 될 가능성이 높다. 따라서 이 연구도 이에 준해서 이루어졌다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1588-1595
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• 2021

안드로이드 기반 스마트폰은 GNSS (Global Navigation Satellite System) 신호를 수신하여 위치를 결정하고, GNSS 원시계측정보를 사용자에게 제공하고 있다. 현재까지 안드로이드 기기에서 안드로이드 9.0 기준으로 가용한 다중 GNSS 신호는 GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS를 포함하고 있다. 본 논문에서는 가용한 다중 GNSS 신호를 이용하여, 해상 이용자를 위한 이중 주파수 안드로이드 스마트폰의 의사거리 기반 다중 GNSS 측위정확도 성능을 비교 분석하였다. 선박에 이주파 수신이 가능한 스마트폰을 설치하고, 해상 환경에서의 멀티 GNSS 원시정보를 계측하여 스마트기기별, GNSS 별, 의사거리 기반 이주파 측위성능 결과를 비교하였다. 더 나아가 본 측위 성능 결과가 해양 항법 이용자를 위한 IMO의 HEA 요구성능을 충족할 수 있을지에 대해 분석하였다. 해상 실험 결과로부터 이주파 GNSS 신호를 지원하는 스마트폰의 경우 6미터(95%) 정도의 측위정확도를 얻을 수 있었으며, IMO에서 요구하는 10미터 이내의 HEA 측위정확도 성능을 달성할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제35권3호
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• pp.127-150
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• 2020

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.