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한반도 초정밀 위성항법 시대 온다…한국형 GPS 2027년 첫 위성 발사

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한반도 초정밀 위성항법 시대 온다…한국형 GPS 2027년 첫 위성 발사

2021.06.09 16:01
9일 국가우주위원회
과학기술정보통신부는 9일 열린 제19회 국가우주위원회에서 한국형 위성위치확인시스템(GPS)인 한국형 위성항법시스템(KPS) 추진안이 담긴 ‘제3차 우주개발진흥 기본 계획 수정안’을 심의∙확정했다고 밝혔다.. 과기정통부 제공
과학기술정보통신부는 9일 열린 제19회 국가우주위원회에서 한국형 위성위치확인시스템(GPS)인 한국형 위성항법시스템(KPS) 추진안이 담긴 ‘제3차 우주개발진흥 기본 계획 수정안’을 심의∙확정했다고 밝혔다.. 과기정통부 제공

한국형 위성위치확인시스템(GPS)인 한국형 위성항법시스템(KPS)을 구성할 위성 8기 중 1기가 2027년 우주로 올라간다. 2035년까지 위성을 차례로 발사해 KPS를 구성하고, 2034년 시범서비스를 진행한다. 미국 GPS에 전적으로 의존하고 있는 상황에서 탈피해 교통과 통신, 금융, 국방, 농업, 재난 대응 등 경제∙사회 전반에 활용될 독자적 위성항법체계를 구축한다는 계획이다. KPS가 완성되면 한반도 인근의 위치 정보 정확도가 크게 높아질 것으로 기대된다. 


과학기술정보통신부는 9일 열린 제19회 국가우주위원회에서 이 같은 내용을 담은 ‘제3차 우주개발진흥 기본 계획 수정안’을 심의∙확정했다고 밝혔다. 지난달 21일(현지시간) 미국에서 열린 한미 정상회담에서 합의된 '한미 위성항법 협력 공동 서명' 내용을 반영해 한미 양국이 KPS 개발 지원과 KPS·GPS 간 상호운용성을 강화하기로 한 내용을 담았다.


KPS는 다양한 위성항법 수요 충족을 위해 한반도 인근 위치(Positioning), 항법(Navigation), 시각(Timing)을 뜻하는 ‘PNT 정보’를 제공하는 항법위성체계를 구축하는 사업이다. 현재는 미국 GPS와 같은 해외 항법위성체계에 전적으로 의존하고 있는데, 여기에서 탈피해 독자적 체계를 구축하겠다는 것이다. 과기정통부와 국토교통부, 해양수산부, 해양경찰청 등이 참여하는 다부처 사업인 KPS는 사업 예산으로 4조원이 계획돼 있으며 2022년부터 2035년까지 총 14년 간 진행될 계획이다. 현재 예비타당성조사가 진행 중이며, 상반기에 예타가 마무리되는 대로 내년부터 사업에 착수한다.

 

한국항공우주연구원 제공
한국항공우주연구원 제공

KPS는 위성시스템과 지상시스템으로 구성된다. 위성시스템은 지상시스템의 지시에 따라 항법메시지가 담긴 항법신호를 사용자들에게 방송하는 역할을 담당하게 된다.

 

우선 위성시스템의 경우 고도 3만6000km에서 지구를 도는 ‘정지궤도(GEO) 위성’ 3기와 ‘경사지구동기궤도(IGSO) 위성’ 4기, 테스트∙예비용 IGSO 위성 1기 총 위성 8기로 구성된다. GEO 위성은 위성의 주기가 지구의 자전주기와 같아 지구상에서 봤을 때 항상 정지하고 있는 것으로 보이는 위성이다. IGSO 위성은 지구 동기 궤도의 한 형태로 적도면에 대해 약간의 경사각을 갖는 궤도를 도는 위성으로 궤도가 비스듬히 기울어져 있기 때문에 지구의 자전과 함께 위성도 점차 각도를 바꿔 이동한다.


지상시스템은 감시국과 통합운영센터, 위성관제센터, 안테나국, 서비스별 임무제어국으로 구성된다. 감시국에서는 KPS의 항법신호를 수신해 이를 통합운영센터에 전달하고, 통합운영센터는 이를 토대로 항법메시지를 생성하고 궤도 유지나 변경과 같은 위성 유지보수 계획을 수립하는 역할을 맡는다. 위성관제센터는 안테나국에 항법메시지를 전달하고, 위성 유지 보수에 계획에 따른 위성 운용을 실시한다. 안테나국은 항법메시지 송신, 서비스별 임무제어국은 여러 서비스에 필요한 신호 정보 생성 후 통합운영 센터에 전달하는 역할을 맡는다.

 

KPS 위성 배치안. 과기정통부 제공
KPS 위성 배치안. 과기정통부 제공

이렇게 만들어진 PNT 정보는 6대 주요 서비스에 활용된다. 우선 상용 GPS와 호환되는 신호를 발송해 한반도 인근에서 정밀도를 높일 것으로 기대된다. 현재 오차 범위가 10~15m 정도인데 KPS와 GPS를 동시 활용하면 10cm 이하까지 오차범위를 보정할 수 있을 것으로 분석된다. 위성항법체계와 관련된 일반 서비스의 정확도를 크게 높일 것으로 예상된다. 또 여객기 이착륙 등에 사용하는 GPS 신호 보정시스템인 ‘SBAS’나 공공안전을 위한 암호화 서비스, 선박의 조난 신호를 받아 위치를 전송하는 탐색 구조 서비스 등에 활용도 가능할 것으로 기대된다.

 

현재 미국과 러시아, 유럽연합(EU), 중국, 인도, 일본이 독자적인 항법위성체계를 보유하고 있다. KPS가 구축되면 이들에 이어 7번째로 자체 항법위성체계를 보유한 국가가 된다. 역대 최대 규모의 위성기반 시스템 개발을 통해 국내 민간 우주산업 시장의 확대, 관련 전문가 양성과 같은 효과가 기대된다. 자율주행차나 드론 등 무인이동체와 위치기반 서비스 관련 신산업 시장 확대도 도움이 될 전망이다.

 

KPS 위성 1호기는 2027년 발사될 예정이다. 1호기 발사 후에는 2032년부터 2034년까지 매년 2대씩, 사업종료 해인 2035년 1기를 발사한다.  2034년 첫 시범서비스에 들어가고 2035년까지 KPS 개발을 완료한다는 계획이다.

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