한국항공우주연구원

[2008년 3사분기 동향] 위성항법분야

1. 국내 외 시장 동향

   2010년 무렵까지 전체시장은 현재와 같이 독점적 지위를 누리고 있는 GPS를 중심으로 지속적인 성장이 예상되고 있는데 이러한 이유는 단기적으로 GPS 이외에 별다른 대안을 찾기가 어렵기 때문이다.  러시아가 당초 예상된 GLONASS 현대화 계획을 2009년까지 조기에 마무리 지을 것이라고 밝히고 있으나 24기 위성이 모두 갖추어지고 성능 및 궤도 검증 등을 완료하여 서비스를 제공하는 시점은 2010년 이후가 될 것으로 보인다.  또한 GALILEO도 2012년 이후 서비스가 가능할 것으로 보이기 때문에 당분간은 GPS 체제에 기초한 성장이 필연적이다.  그러나 이와 같은 상황에서도 GPS-GALILEO Dual Signal 수신기 등의 기술개발은 급속하게 진행될 것으로 보인다.  시장현황 및 분석은 ABI Research社에서 제시하는 내용이 널리 인용되고 있으며2010년까지의 단기 세계 GPS 응용시장 규모는 다음 표와 같다.

<표 내용은 첨부파일 참조>

   위의 표는 전세계 산업에서 GPS 단말기 등의 출하량을 기준으로 한 것이다. 개인용 휴대폰 등에 GPS 수신기가 장착되는 추세에 힘입어 통신시장에서의 응용이 활발하다는 것을 알 수 있다.  2004년을 기준으로 전 세계적으로 총 6천 6백만대의 GPS 단말기가 장착된 것으로 조사되고 있는데 통신 분야에서의 출하량은 이의 절반을 상회하는 3,450만대(52%) 수준이다.  휴대폰 등 통신분야에서 GPS 장착의 convergence화는 향후 지속적인 경향으로 보이면서 2010년에는 전체 장착율의 약 68%까지 상회할 것으로 보이는데 이는 휴대폰에 GPS 기능을 통합하는 것에 많은 비용이 요구되지 않으면서도 위치기반서비스(LBS) 등 개인별 요구를 충족시킬 수 있는 다양한 메리트가 있기 때문이라고 볼 수 있다. 2010년에는 GSM/WCDMA 핸드폰의 32%가 GPS 또는 GALILEO 수신기능을 장착할 것으로 전망되고 있어 차량항법시스템 중심의 시장 구도에 변화가 있을 것임을 시사하고 있다.

2. 국가별 기술개발 및 활용 동향

○ 미국 GPS

  - Spirent Federal System사의 GPS/관성 시뮬레이터가 NASA의 오리온 프로젝트의 항법시스템 제작 및 성능검증을 위해 Honeywell사에 의해 선정되었음을 발표하였다. 이 시뮬레이터는 우주환경의 편리한 모델링과 다중 안테나의 위치 및 다중 RF(Radio Frequency) 출력을 시험하도록 지원해주고 있다. 또한, GPS RF 신호를 모의실험할 때 관성 센서의 출력 상황을 모방(emulation)해주는 다중 SimlNERTIAL unit을 갖추고 있다.

  - 보잉사는 캘리포니아 El Segundo의 위성 조립을 위한 새로운 “pulse line' 공정을 소개하였다. 이 새로운 공정은 우주선의 생산 시간을 줄여줄 것으로 기대되고 있다. 이 공정을 통한 첫 번째 위성은 미공군에 납품하게될 GPS IIF이며, 보잉사의 모든 위성 생산라인을 점진적으로 바꿔나갈 계획이다.

  - OnStar사는 GM 차량에 장착된 OnStar 버튼을 누르기만하면 재난 상담사(Crisis Advisor)에게 연결되는 ‘Crisis Assist'라고 하는 긴급 재난 서비스를 텍사스, 루이지에나, 미시시피 및 알바마지역의 가입자들에게 제공하였다.

○ 유럽 Galileo

  - Trimble사는 Trimble VRS Now H-Star 서비스를 소개하였다. H-Star 서비스는 독일, 영국, 스페인 마드리드에서 실시하고 있다. 이 서비스를 가입한 사용자는 공익설비, 지역 정부, 천연자원, 토지관리 등의 분야에서 10센티미터 레벨의 정확도로 실시간 위치정보를 지속적으로 받아 업무에 적용할 수 있게 되었다. 이를 통해 현장 근무자는 수분 이내로 효율적이며 정밀한 지도 제작이 가능하게 되어 생산성 향상을 기대할 수 있다. 또한, 입증된 Trimble VRS 기술 덕분에 가입자는 기지국을 세워 현장 데이터를 보정할 필요가 없으며 데이터의 후처리도 필요 없게 되었다.

  - ESA(European Space Agency)와 Septentrio 위성항법 연구진이 갈릴레오 GIOVE-B 위성 신호를 관측한 결과, MBOC(Multiplex Binary Offset Carrier) 변조방식이 L1 주파수대의 BOC(1,1) 변조 보다 다중경로 또는 신호의 반사에 대한 영향을 감소시키는 효과가 있음을 밝혀내었다. 벨기에 Leuven에 있는 GNSS 수신기 제조사의 연구소에서 지난 5월에 수집된 데이터를 분석하였고, 낮은 앙각에서도 MBOC 방식이 BOC(1,1)보다 다중경로 영향을 20~25% 덜 받음을 보였다. 이는 수신기의 상관 검출에러인 고주파 성분이 줄어들었기 때문이라고 연구진은 말하였다.

  - 스페인의 Indra사는 현 EGNOS 위성항법 시스템의 MRS(Multiconstellation Regional System)에 대한 타당성 연구를 수행하고 있다. 예산 150만 유로와 연구수행기간 18개월을 통해 이용자 수 및 서비스 지역 확장을 계획하고 있다. 연구팀은 현 EGNOS 시스템을 다중 위성군 시스템으로 변환 가능성 분석을 목표로 하고 있으며, 시스템 및 최종 사용자를 위한 시스템 요구사항, 기술 명세서, 항법알고리즘 설계와 성증 검증 및 시스템 구조 설계 등을 수행할 것이다. 또한 미국의 GPS, 러시아 GLONASS, 중국의 Compass/Beidou와 유럽의 Galileo 신호를 모두 수신할 수 있도록 하여 보다 향상된 서비스를 많은 사람이 이용하도록 할 것이다.

  - SSTL은 궤도에 있는 GIOVE-B 위성의 신호분석 테스트를 종료하였다. 이로써 GIOVE-B는 정상작동하고 있다는 결론을 얻었으며 EU가 자금지원하는 갈릴레오 위성항법시스템 프로젝트의 구성요소로서 기술검증이 이루어졌다. 지난 5월, 6월 동안, SSTL 갈릴레오 팀은 중심주파수, 신호세기 및 세 개의 갈릴레오 신호 구조를 분석하기위해 STFC(Science and Technology Facilities Council)의 25미터 접시안테나에서 들어오는 데이터를 처리하였다. 그리고 지상실험에서 예측하였던 신호의 기대치와 상관값과 부합하는지 여부를 궤도로부터 오는 신호를 통해 검증하였다.

  - 유럽의 두 번째 갈릴레오 항법위성인 GIOVE-B는 우주방사능으로 인해 2주 이상 shut-down 모드에 들어갔다. GIOVE-B위성은 지난 4월에 발사되었으며 우주 방사선으로부터 민감한 회로를 보호하기 위해 9월 9일에서 9월 24일까지 자동으로 작동을 멈추었다. 방사능이 일정수준을 넘으면 shut-down 모드로 들어가게 되는데 거의 모든 위성은 이러한 기능을 갖고 있으며 가끔씩 일어나는 현상이라고 ESA의 Franco Bonacina는 밝혔다.

○ 북한

  - 북한은 우주정보과학 기술을 국가산업 부문에 활용한 업적을 소개하였다. 북한은 Global Positioning System(GPS)와 Global Information System(GIS)를 3S기술이라 칭하고 농업, 지적관리, 환경보호, 석탄산업에 적용하고 있다고 영자 주간지인 평양 타임지는 전하였다. 북한의 과학자들은 3S 기술의 활용도를 높여 산불 조기경보와 교통통제에 적용하기 위해 컴퓨터 통신망을 구축할 계획을 갖고 있다고 평양 타임지는 덧붙였다. 최근 북한은 수십명의 과학자, 기술자, 대학강사 및 대학원생이 참여하는 우주정보과학 국제심포지움을 평양에서 개최하였다.

○ 러시아 GLONASS

  - 러시아 블라디미르 푸틴 총리는 Glonass 위성 개발에 26억불을 추가로 지원할 것을 지난 금요일에 지시하였다. Glonass(Global Navigation Satellite System)는 미국의 GPS와 동등한 시스템으로 이용자에게 위치정보를 제공하며 군용과 민간 두가지 용도로 사용될 수 있다. 또한 푸틴은 조만간 국가 우주 개발 프로그램에 450억 루블(18억불)을 추가 지원할 것을 지시할 계획이라고 밝혔다. 산업개발, 국방, 원자력, 우주산업 등을 관장하고있는 Ivanov 부총리는 대부분의 자금은 새로운 Glonass 위성 개발에 투입할 것임을 밝혔다. “올해안에 6기의 새로운 위성을 추가하여 총 22개 위성을 보유할 것이며, 2012년까지 전지구 위성항법 시스템을 갖출 계획이다.” 그리고 러시아 우주국(Roscosmos)의 Anatoly Perminov는 현재 러시아의 Glonass 위성은 16기이며 2011년까지 30기로 늘릴 것이라고 하였다.

  - 9월 25일, 카자흐스탄의 Baikonur 우주센터에서 GLONASS-M 위성 3기를 실은 Proton-M 로켓이 발사되었고 궤도 진입에 성공하였다. 이들 위성은 이미 가동 중인 13개의 GLONASS 위성군(총 16기 중 2기는 유지보수, 1기는 폐기예정)에 소속될 것이며, 정상가동은 45일후가 될 것이다. 또 다른 GLONASS-M 위성 3기가 12월 25에 발사될 예정이다.