GNSS(Global Navigation Satellite System)는 인공위성을 이용해 지상물의 위치·고도·속도 등에 관한 정보를 제공하는 시스템을 말한다. 한국전자통신연구원을 중심으로 Multi-GNSS를 비롯한 영상, 다중신호, 센서 융합 등을 이용해 GNSS 사각지대 제로화를 실현할 수 있는 기술들이 개발되고 있어 귀추가 주목된다.
이 기술들은 지난 2022년 4월부터 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 지원 아래 LX한국국토정보공사 공간정보연구원을 중심으로 진행 중인 ‘디지털 국토정보 기술개발 사업단’(단장 송원호) 과제 중 1핵심 과제를 통해 선보일 예정이다.
사업단은 ‘초정밀 디지털 국토 구축’, ‘디지털 국토의 구축 효율화’, ‘초연결 디지털 국토 실현’, ‘차세대 디지털 국토 구축’ 등 4가지의 핵심과제를 통해 고정밀·고품질의 3차원 디지털 국토 구축기술 및 동적정보의 실시간 연계 기술 등 국가공간정보체계 고도화 기술을 개발하고 있다.
고정밀·고품질 3차원 디지털국토 구축 등
국가공간 정보체계 고도화 기술개발 박차
‘실시간 위치정보’ 플랫폼 구축 연구 활발
현재 정밀위치정보 획득을 위해 국토지리정보원에 의해 제공되고 있는 GNSS 보정신호는 외산 소프트웨어 기술에 의존하고 있어 사용자와 수요에 최적화된 서비스 제공에 한계가 있는 것으로 알려져 있다.
따라서 예산절감과 국내 기술력 확보 등을 위해서는 국산 소프트웨어를 통한 GNSS 보정신호 제공이 이뤄져야 한다는 의견이 제기되고 있다.
또한, GNSS 측위 가능지역과 음영지역은 연결된 공간으로, 공간의 연결에 따른 연속적인 측위가 제공돼야 하지만, 측위기법 차이 등으로 연속적인 측위의 제공이 어려운 현실이다.
이를 보완하기 위해서는 무선신호, 영상·센서 등 다양한 측위자원을 이용한 연속적이고도 복합적인 측위가 제공도 필요한 시점이다.
실제로 정확하고 정교한 디지털 국토정보의 구축을 위해 요구되는 다양한 기술 중 정보 획득과 활용을 위한 정밀 및 연속측위기술은 반드시 확보해야 하는 핵심기술로 꼽히고 있는 가운데 공간정보를 활용하는 다양한 분야에서 GNSS 가능지역과 음영지역에 대한 끊김 없는 측위지원의 중요성과 필요성이 대두되고 있다.
이에 한국전자통신연구원을 주관기관으로 ‘Milti-GNSS 정밀측위 및 정밀 연속복합 측위 기술을 통한 사각지대 제로화’를 목표로 ‘초정밀 디지털 국토 구축’ 연구가 진행되고 있다.
연구내용
이 연구는 Multi-GNSS를 비롯한 영상, 다중신호, 센서융합 등의 기술을 이용해 다양한 이동환경에서 GNSS 음영지역을 해소하는 한편, 끊김 없는 실시간 위치정보 제공을 위한 초정밀 절대, 상대, 연속복합측위 및 측위지원 단말·서버 플랫폼 기술 개발 연구다.
현재 ‘Multi-GNSS 정밀측위기술 및 고정밀 실시간 Multi-GNSS 보정정보 제공 기술 개발’ 연구와 함께 ‘GNSS 불량·음영지역에서의 끊김 없는 위치 결정을 위한 연속복합측위 기술 개발’, ‘이동환경별 연속복합측위 최적화 및 실증’ 등 크게 3개 분야에서 관련 연구가 이뤄지고 있다.
‘Multi-GNSS 정밀측위기술 및 고정밀 실시간 Multi-GNSS 보정정보 제공 소프트웨어 기술 개발’ 분야에서는 모바일 환경에서 정밀 위치정보 확보를 목표로, 모바일 환경 Multi-GNSS 정밀측위 기술 개발과 최적화를 비롯해 고정밀 실시간 Multi-GNSS 보정정보 서버 소프트웨어 국산화 및 국토지리정보원 적용, 고정밀 실시간 Multi-GNSS 보정정보 활용 및 서비스 기술 개발에 나서고 있다.
‘GNSS 불량·음영지역에서의 끊김 없는 위치결정을 위한 연속복합측위 기술개발’ 연구는 측위 성능이 저하되는 GNSS 음영지역에서의 측위 정밀도와 실시간성 확보를 위한 영상·신호·센서 기반의 단일·복합 측위 및 연속복합측위 기술과 함께 정밀측위에 특화된 단말 및 서버 오픈 플랫폼 기술 개발을 목표로 하고 있다.
이를 위해 연속복합측위 데이터 프레임워크와 표준 개발 연구를 비롯해 영상 기반 정밀상대 위치 및 자세결정 기술, 다중신호 및 센서복합측위 기술, 연속복합측위 및 이동 단말 탑재 플랫폼 기술, 연속복합측위 지원 서버 오픈 플랫폼 기술, GNSS 불량·음영지역 최소화를 위한 Pseudo-GNSS 기술 등을 개발하고 있다.
‘이동환경별 최적화 및 실증’ 분야에서는 보행자를 비롯한 차량, 드론 등 다양한 이동체의 이동환경을 기반으로 이동체별 응용 서비스 시나리오 정의와 실증에 적합한 단지 선정·구축, 개발 기술의 성능과 활용성 검증, 검증 기술의 통합 테스트베드 적용 등의 연구를 수행하고 있다.
연구진은 이 같은 연구를 통해 모바일 환경 Multi-GNSS 정밀측위 기술 등 초정밀 디지털 국토 구축을 위한 핵심기술들을 선보일 예정이다.
핵심기술
‘모바일 환경 Multi-GNSS 정밀측위 기술’은 Multi-GNSS 다중주파수 신호를 기반으로 정밀한 절대 위치정보를 산출·활용할 수 있도록 지원하는 기술이며, ‘GMSS 보정정보 서버 소프트웨어 기술’은 대규모 사용자에게 고정밀·실시간 GNSS 보정정보를 제공한다.
‘Pseudo-GNSS 실증지원 기술’은 GNSS 음영 지역에서의 연속적인 측위환경을 지원하고, ‘영상 기반의 상대측위 및 자세결정 기술’은 GNSS 및 신호센서 측위 음영지역에서 영상 기반으로 상대측위를 지원한다.
‘다중신호·센서복합 측위기술’은 다양한 신호 및 센서의 정보를 복합적으로 사용, 실내와 같은 GNSS 음영지역에서 위치를 결정할 수 있도록 지원하고, ‘연속복합측위기술’은 GNSS 측위 음영지역을 포함하는 이동 시나리오에서 끊김 없는 실시간 측위 서비스를 제공하는 기술이다.
‘이동 단말 탑재 플랫폼 기술’은 서버와 동기화를 통한 측위 DB 갱신을 지원하는 측위 통합형 단말 플랫폼 기술이다.
‘서버 오픈플랫폼 기술’은 신연속복합측위를 지원하고, 수집되는 데이터 활용을 위한 공간정보 플랫폼 기술로, DB와 오픈 API, 측위를 포함한 오픈 플랫폼으로 위치정보 제공 생태계 조성에 기여할 수 있다.
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‘끊김 없는’ 실내외 측위 정밀화가 핵심
한국전자통신연구원 유재준 책임연구원은 “현재 GNSS 신호가 수신되지 않는 실내의 경우 다양한 방법을 통해 실내측위가 간헐적으로 제공되고 있지만, 정확도가 부족한 단점이 있다”고 말했다.
이어 “GPS와 같은 위성기반의 측위도 다양한 응용과 산업 확장 등을 고려할 때 현재의 정확도보다 정확도가 정교화돼야 한다”며, “특히, 실외에서의 측위와 실내에서의 측위는 방법적인 차이로 인해 연계가 이뤄지지 못하고 있는 상황”이라고 밝혔다.
이 같은 상황과 문제 해결을 위해 이 연구에서는 초정밀 디지털 국토 구축을 목표로, 측위 정밀화와 함께 끊김 없는 제공 기술에 박차를 가하고 있다.
실제로 실외에서의 GNSS 측위 고정밀화와 실내에서의 측위 정밀화, 이들의 연계를 위한 기술 개발이 이뤄지고 있다.
유 박사는 “현재 진행 중인 GNSS 측위 분야에서는 국토지리정보원에서 제공하고 있는 보정정보 생성 소프트웨어의 국산화와 함께 다양한 오류 모델 및 보정 등을 통해 스마트폰과 저가형 단말에서도 GNSS 측위가 가능한 고도화 연구를 수행하고 있다”고 소개했다.
이어 “또한, 영상과 다양한 무선신호 및 센서를 이용해 실내측위를 정밀하게 수행하고, 이를 GNSS 측위와 연계하는 연속복합측위 기술개발 연구에도 집중하고 있다”고 말했다.
GNSS 보정정보 생성 소프트웨어 국내산 버전 조만간 선봬
내비게이션 물류 자율주행 UAM 등 다양한 부분 활용 기대
현재 전자통신연구원에서는 각 참여기관들이 개발하는 GNSS 측위, 영상기반 측위 및 무선신호 기반 측위 등을 효율적·효과적으로 연계, 통합, 보완해 실내외에 걸쳐 끊김 없는 측위를 제공하는 부분을 담당하고 있다.
유 박사는 “지금까지의 연구를 통해 실내외를 연계하는 연속복합측위의 PoC를 위한 소프트웨어를 마련했고, 조만간 국토지리정보원 설치·운영을 위한 GNSS 보정정보 생성 소프트웨어의 국산 초기 버전을 선보일 예정”이라고 설명했다.
이 같은 국산화는 국부 유출을 막는 효과는 물론 관련 기술력 확보, 추가적으로 원하는 방향으로의 확장 등이 가능해질 것으로 기대를 모으고 있다.
유 박사는 “또한, 연구 성과들을 기반으로 실외에서 GNSS 기반으로 보다 고정밀 측위가 제공되고, 실내에서의 측위와 함께 끊김 없는 측위가 제공될 것”이라며, “이를 통해 향후 실내외에서 위치를 활용하는 다양한 응용 및 산업에서 핵심요소 기술로 활용될 수 있을 것”이라고 전망했다.
이어 “또한, 디지털 국토정보 구축은 물론 내비게이션, 자산관리, 물류 분야와 함께 나가서는 자율주행, UAM 등과 같은 다양한 부분에서도 활용될 수 있을 것으로 판단된다”고 말했다.
끝으로 유 박사는 “일반적으로 연구개발(R&D)이 쉽게 진행될 수 있을 것으로 생각하지만, 기존의 방법을 개선하는 새로운 아이디어와 방향에 대한 끊임없는 고민과 함께 아이디어를 실제로 설계, 구현해 유효하게 활용될 수 있는 기술 개발에 병행돼야 한다”고 강조했다.
이어 “이번 연구에서도 연구 목표 달성을 위해 끊임없는 고민을 바탕으로 혁신적인 기술개발에 적극 나서겠다”고 덧붙였다.
