기타 위성항법 시스템 및 기술 동향

Ⅰ. 서론 1. 위성항법 시스템 정의 위성항법 시스템은 지구궤도상에 다수의 위 성으로 구성된 위성군으로부터 수신되는 위성 의 위치정보와 전파를 이용한 거리측정을 통해 3 차원의 위치 및 시각동기정보를 제공하는 위성 시스템이다. 위성항법 시스템은 한창 냉전 시대 였던 1970년대에 중궤도 위성으로 구성된 미국 의 GPS(Global Positioning System)[1]와 러시아의 GLONASS[2]의 개발 구축으로 시작되었다. 이후 에 인도의 NavIC(Navigation with Indian Constellation; 이전의 명칭은 IRNSS: Indian Regional Navigation Satellite System)[3]과 중국의 BDS(BeiDou Navigation Satellite System)[4]가 각각 2016년 및 2020년에 구 축 완료되었고, 유럽의 Galileo 시스템[5]과 일본의 QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)[6]가 개발 및 구 축 중에 있다. 우리나라에서도 지역항법 시스템으 로서의 KPS(Korea Positioning System)사업을 계획 중 에 있다[7]. 위성항법은 전파항법(Radio Navigation)의 일종으 로, 원자시계로 동기화되어 항법위성으로부터 송 출되는 위성항법 신호를 수신하여 그 도달하는 시 간 차이를 이용하여 TDOA(Time Difference of Arrival) 기법으로 수신기의 위치를 결정한다. 수신기 의 시계를 TCXO를 사용하여 정밀도가 낮아 수신 기의 시계오차도 함께 결정해야 하므로 3차원 측 위를 위해서는 3개가 아닌 4개의 항법신호를 수신 해야 위치와 수신기 시간을 정확하게 결정할 수 있 다. 이러한 전파 위성항법 원리로 인하여 항법신호 가 닿는 어디에서나 3차원측위는 물론 수십 나노 초의 정밀도로 시각정보를 제공할 수 있어 방송, 이동통신, 금융거래, 스마트 그리드 등의 분야에 서 위성항법 수신기를 이용하고 있다. 우리나라에서도 2035년 서비스를 목표로 지역 항법 위성시스템을 계획[7] 중에 있으며, 그림 1 은 2020년 9월 기준 세계위성항법 시스템의 현황 을 나타내며 각국 위성항법 시스템의 특성을 운용 연도, 커버리지, 궤도면수, 위성주기, 궤도경사각, 위성수, 주파수 및 신호방식으로 표현한다. 위성항법 시스템은 전파항법으로 사용하는 주 파수가 할당되어 있다. 이를 사용하기 위해서는 이 미 해당 주파수를 점유하여 사용 중인 주체와 협상 및 상호 간섭에 대한 합의과정을 통하여 사용 승인 을 받고 있다. 위성항법 주파수할당과 기존 위성항 법 시스템에 의해 점유되어 있는 주파수 현황은 L1 주파수 대역에는 GPS, GLONASS, Galileo, BDS, QZSS 등의 시스템이 사용 중이다. L2 주파수 대 역에는 GPS, GLONASS, QZSS 등의 시스템이 사 용 중이며, L5 주파수 대역에는 GPS, GLONASS,