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위성기반보강시스템(SBAS) 운영 동향
한국항공우주연구원
SBAS사업부
윤상은 (선임연구원)
우리가 흔히 GPS라고 부르는 GNSS(Global Navigation Satellite System)는 특정 사용자
의 위치를 파악하기 위해 사용하는 시스템이다. GNSS의 대표적인 예로 미국의
GPS(Global Positioning System), 유럽의 Galileo, 러시아의 GLONASS(GLObal NAvigation
Satellite System), 중국의 베이더우(Beidou) 등을 들 수 있다. GNSS는 하늘에 떠 있는
다수의 위성이 방송하는 전파를 이용하여 사용자가 위치정보를 계산하게 한다. 이 전
파는 사용자에게 무료로 제공되며 사용자는 자동차 내비게이션, 스마트폰 등을 이용하
여 전파를 수신 받을 수 있어, 일상생활에서 쉽고 편리하게 GNSS를 통해 위치를 파악
할 수 있다.
하지만 GNSS는 여러 가지 오차 요인을 가지고 있어 일반적으로 GNSS로 측정한 위
치의 오차가 실제 위치에 비해 17m ~ 37m 까지 발생할 수 있다. GNSS의 오차 요인으
로는 [그림 1]에서 볼 수 있듯이 위성궤도 오차, 위성시계 오차, 전리층 및 대류권 오
차, 수신기 오차 등이 있다. GNSS는 전파를 발사한 3개 이상의 위성으로부터 사용자가
있는 수신기까지의 거리를 기반으로 사용자의 위치를 측정하기 때문에, 거리의 측정에
영향을 미칠 수 있는 위성의 위치(궤도), 전파를 발사한 위성의 시각(시계), 전파의 속
도가 변화하는 전리층 및 대류층의 두께 등이 오차를 발생시킨다.
이러한 GNSS의 오차 때문에 위치 식별이 사용자의 생명과 직결될 수 있는 항공기에
는 GNSS를 위치를 식별하는 신뢰성 있는 수단으로 사용하지 않아왔다. 항공기는 1960
년대부터 운용되어 온 계기착륙시설(ILS), 전방향표지시설(VOR), 거리측정시설(DME), 전
술항행표지시설(TACAN) 등의 전통적인 항행안전시설을 이용하여 자신의 위치를 식별
하며 항행(이륙, 항로 비행, 접근 및 착륙 등)을 하고 있다. 이 시스템들은 오류가 거의
발생하지 않지만, 효율성이 떨어져 계속적으로 증가하는 항공교통 수요를 만족시키는
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데 어려움이 있다.
국제민간항공기구(ICAO)는 항공운항의 효율성을 향상시키고자 GANP/ASBU (Global
Air Navigation Plan, Aviation System Block Upgrade) 계획을 통해 차세대 항행안전시
설 구축과 운영에 대한 로드맵을 수립하였다. 자동종속감시시설(ADS-B) 등의 차세대
항행안전시설은 항공기가 자신의 위치를 식별하는 수단으로 GNSS를 사용하는데, 이를
위해 위성항법보강시스템을 사용할 수 있다. 위성항법보강시스템은 GNSS의 오차요인을
보강(보정)하여 GNSS를 통해 제공되는 위치정보의 무결성 오류가 500만 번에 1회만 발
생하도록 만들어 준다. 사실상 에러가 발생하지 않는 수준으로 GNSS 신호를 보강해 주
는 것이다.
항공 분야에서 사용되는 위성항법보강시스템은 공항 등의 제한된 지역을 보정하는
지상기반보강시스템(GBAS, Ground Based Augmentation System)과 우리나라 전역 등
넓은 지역을 보정하는 위성기반보강시스템(SBAS, Satellite Based Management System
이하 “SBAS”) 등이 있다. 대한민국에서는 현재 2022년을 목표로 SBAS를 개발하고 있
으며, `13년 일반인 대상 공모를 통해 한국형 SBAS에 KASS(Korea Augmentation
Satellite System)이라는 이름을 붙였다. KASS는 [그림 2]와 같이 기준국, 중앙처리국, 위
성통신국, 통합운영국 및 정지궤도위성으로 구성되어 있다. 기준국은 GNSS의 위치 오
차를 수집하고 중앙처리국으로 송신하며, 중앙처리국은 송신 받은 오차를 기반으로 위
치보정정보를 만든다. 생성된 보정정보는 위성통신국과 정지궤도위성을 통하여 우리나
[그림 1] GNSS 오차 요인
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라 전역에 방송된다. 통합운영국은 시스템의 정상작동 여부를 지속적으로 모니터링 한
다.
SBAS는 그 자체로 오류를 허용하지 않는 시스템이지만, 운영자가 잘못된 설정을 입
력하고 운영한다면 오류가 발생할 수 있다. 더욱이 운영자의 오작동, 시스템의 노후화,
예기치 못한 부품의 고장 등으로 서비스 제공이 불시에 중단될 수 있다. 만약 항공기
가 GNSS 신호에 의지하여 자신의 위치를 파악하고 있는 중에 SBAS 서비스가 중단된다
면 해당 항공기 탑승자가 위험해질 수 있다.
미국, 유럽, 일본 및 인도 등 SBAS를 운영하는 해외국가들은 SBAS 서비스의 안전성
을 확보하기 위해 SBAS를 운영하는 전문기관(혹은 부서)을 운영하고 있다. 미국의 경우
미연방항공청(FAA) 산하 국가 운항통제센터(NOCC), 태평양 운항통제센터(POCC)에서
약 50명 이상의 인력이, 유럽은 GSA(정부)와 ESSP(민간)에서 약 110명 이상의 인력이
SBAS를 운영하고 있다. 일본과 인도는 각각 국토교통성(약 90명 이상), 인도항공공사
(약 60명 이상)에서 SBAS를 운영하고 있다. 유럽은 SBAS 운영 시 항공용 서비스 외에
일반사용자(위치기반서비스)용 서비스, 육상/해상 교통 서비스 제공을 하고 있어 타 국
가에 비해 많은 수의 인력을 투입하고 있다.
[그림 2] KASS 구조
구분
미국
유럽
일본
인도
운영
기관
미연방항공청
산하
국가
운항통제센터
(NOCC), 태평양 운
항통제센터(POCC)
GSA (정부)
ESSP(민간위탁기관)
국토교통성(MLIT)
인도항공공사(AAI)
[표 1 ] 해외 SBAS 운영기관 현황
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또한 유럽에서는 [표 2]와 같이 ANSP(Air Navigation Service Provider, 항행서비스제
공자) 관련 법령을 통해 SBAS 운영기관의 운영 안전성을 규정하고 있다. 특히 항행서
비스제공자가 준수해야 하는 요구사항을 규정한 Regulation (EU) No 1035/2011은
ANNEX 5에 항행서비스제공자가 서비스의 안전성을 확보해야 한다고 명시하고 있다.
또한 Regulation (EU) No 1034/2011은 ANSP의 서비스 안전성을 지속적으로 확인하기
위한 안전감독 요구사항을 명시하고 있으며, 이를 수행하기 위해 EASA라는 항공 전문
인증기관을 운영하고 있다. 그리고 SBAS의 경우 대부분의 기능을 소프트웨어로 처리하
므로 Regulation (EC) No 482/2008을 통해 항행시스템에 사용되는 소프트웨어 개발 및
운영 시 준수해야 하는 안전성 요구사항을 규정하고 있다.
각국의 사례에 따르면 SBAS 운영을 위해서는 [그림 3]과 같이 SBAS 관련 국내정책기
획, SBAS 운영에 대한 관리감독, 국제협력, 24시간/7일 시스템 운영, 시스템 분석과 개
선 등의 업무를 수행해야 한다. 이 중 정책기획, 운영 관리감독 및 국제협력 등의 업무
는 정부가 직접 수행하는 것이 적절하며 대부분의 국가에서 정부가 직접 해당 업무를
SBAS 운영기관
관련 유럽 규정
규정 명칭
Regulation (EC)
No 552/2004
European Parliament and of the Council on the interoperability of
the European Air Traffic Management network
- 유럽항공교통관리체계(EATMN) 상호운영성
Regulation (EU)
No 1034/2011
safety oversight in air traf ic management and air
navigation
services
- 유럽 항공교통관제(ATM)/항행서비스(ANS) 안전감독
Regulation (EU)
No 1035/2011
common requirements for the provision of air
navigation
services
- 유럽 항행서비스(ANS) 제공을 위한 공통 요구조건
Regulation (EC)
No 482/2008
software safety assurance system to be implemented by air
navigation service providers
- 유럽 항행서비스제공자(ANSP)의 소프트웨어 안전보증
[표 2 ] SBAS 운영기관 관련 유럽 규정
규모
약 50명
+ α ( 정책, 기술지
원 인력 )
약 110명
+ α ( 정부 인력 )
약 90명
+ α ( 정책인력 )
약 60명
+ α ( 정책인력 )
비고 항공용 서비스 주력
제공
항공용 서비스 외에
일반사용자(LBS),육
상/해상 교통 서비스
제공 및 진흥
항공용 서비스 주력
제공
항공용 서비스 주력
제공, 인도지역 항법
시스템인IRNSS와 함
께 他분야 서비스
고려
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수행하고 있다. 그리고 시스템 운영, 분석 및 개선 등의 업무는 정부가 직접 수행하는
경우가 대부분이나(미국, 일본, 인도) 유럽의 경우 민간에서 수행하고 있다. 해당 업무
를 정부가 직접 수행할 경우 서비스 품질 통제 및 업무 협조가 용이하지만, 모든 SBAS
관련 기술 인력을 정부가 채용하고 유지하는 것은 비효율적이다. 반면 유럽과 같이 해
당 업무를 민간에서 수행할 경우 정부의 조직관리 효율성이 증가하며 민간 산업 활성
화 및 일자리 창출의 효과를 볼 수 있으나 서비스 품질 통제를 위한 수단을 필수적으
로 마련해야 한다.
[그림 3] SBAS 운영업무
대한민국은 국토교통부에서 KASS 운영을 위해 2020년을 목표로 항공위성항법운영센
터(가칭) 설립을 추진하고 있으며 이를 위해 2019년부터 센터 설립 준비팀을 운영한다.
그리고 유럽의 ANSP 관련 규정을 참고하여 SBAS 운영기관의 서비스 안전성 관련 국
내 법제도 개선을 준비하고 있다. 또한 국토교통부는 SBAS 운영 업무를 정부와 민간이
효율적으로 배분하여 수행하고자 SBAS를 개발하고 있는 한국항공우주연구원과 협력을
추진하고 있다.
서두에서 살펴본 바와 같이 GNSS는 항공분야 뿐 아니라 스마트폰과 자동차 내비게
이션 등 일반 사용자에게도 널리 쓰이고 있으므로, 추후 설립될 항공위성항법운영센터
는 업무영역을 항공분야 뿐 아니라 타 영역으로 확장해야 할 것이다. 특히 현재 4차
산업혁명의 핵심인 자율주행차에도 GNSS와 SBAS를 적극 활용할 수 있도록 많은 노력
을 기울여야 한다.
【참고문헌】
- Commission Implementing Regulation (EU) No 1034/2011 on safety oversight in air
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traffic management and air navigation services
- Commission Implementing Regulation (EU) No 1035/2011 on common requirements
for the provision of air navigation services
- Commission Regulation (EC) No 482/2008 on software safety assurance system to be
implemented by air navigation service providers
- Regulation (EC) No 552/2004 of the European Parliament and of the Council on the
interoperability of the European Air Traffic Management network
