나라마다 독자 위성항법 개발 붐
정확도 높이고 시스템 보강부터

위성통신, 기상관측, 구글 위성사진 등 인공위성은 이미 우리 일상생활의 한 부분으로 자리 잡아 가고 있다. 특히 21세기에 들어 위치 및 시간 정보를 제공하는 GPS 위성의 역할은 점점 더 중요해지고 있다. 자동차, 기차, 선박, 항공기 등의 교통체계는 물론 휴대전화 서비스도 신호 동기에 GPS 신호를 사용하고 있다. 또 정보기술(IT)의 발달로 GPS를 활용한 위치기반 상업 서비스가 보편화되고 있으며, 유럽의 경우 이미 국가총생산의 6∼7%가 GPS에 기인하고 있다. 반면 이렇게 GPS 이용이 사회 전반으로 확대될수록 태양 활동에 따른 전리층 이상, 기기 고장 또는 인위적인 서비스 중단이나 전파 방해로 GPS가 오작동할 경우 인명을 포함한 막대한 피해가 있을 수 있다. 그러나 현재 우리나라는 이에 대한 대책 없이 전적으로 미국 GPS에만 의존하고 있다.

백홍열 항공우주연구원 연구위원

GPS는 미 공군이 운용하는 글로벌위성항법시스템(GNSS)으로 고도 2만2000km에서 지구 궤도를 돌고 있는 24개 위성을 이용해 지구상 어디에서든지 위치를 정확히 측정할 수 있는 시스템이다. 각 GPS 위성에는 원자시계가 있어 자기의 시간 정보를 지구로 보내면 이를 GPS 수신기가 받아 송수신 시간차를 구하고, 여기에 전파 속도를 곱해 해당 위성까지 거리를 측정할 수 있다. 따라서 최소 3개의 GPS 위성으로부터 신호를 받으면 삼각측량에 의해 수신기 위치를 알 수 있다. 빠르게 움직이는 위성에서는 시간이 지구보다 천천히 가므로 위성 시계는 아인슈타인의 상대성이론에 따라 보정해야 한다. GPS는 원래 군 전용이었으나 1983년 소련 영공에서 격추된 대한항공 007기 사고를 계기로 민간에 개방되었다. GPS 오차는 민간용 C-A코드만 사용하면 최대 10m이나 군용인 P코드를 사용할 경우 30cm 이하로 상당히 정확하다. 또 군용의 경우 전파 방해에도 강하다. 한편 미국은 GPS를 중요한 국가자산으로 인식해 대통령 직속으로 이를 관리하고 있다.

이렇게 위성항법은 국가 전략적으로 매우 중요하기에 선진국들은 최근 GPS의 독점을 벗어나 독자적인 위성항법 체계 구축에 심혈을 기울이고 있다. 러시아는 2011년 완성을 목표로 자체 위성위치정보시스템 글로나스(GLONASS) 현대화 계획을 추진 중이며, 유럽연합은 2014년까지 27개의 위성으로 이루어진 갈릴레오(Galileo) 위성항법체계를 구축해 관련 산업을 발전시킨다는 계획이다. 중국은 군사목적으로 베이더우(北斗) 독자위성항법을 구축하고 있고, 일본과 인도도 각기 지역 위성항법체계인 준천정위성시스템(QZSS)와 글로나스의 로컬판인 IRNSS를 개발하고 있다. 이와 병행해서 각국은 이미 미국 WAAS, 유럽 EGNOS, 일본 MSAS, 인도 GAGAN 등 GPS의 정확도를 높이고 신호 이상을 감지할 수 있는 우주기반보강시스템(SBAS)을 운영하고 있다.

그러나 우리나라는 기간시설은 물론 국민의 일상생활에 GPS 사용이 크게 늘어났는데도 위성항법에 대한 국가 차원의 대책은 아직 미흡하다. 장기적으로는 우리도 독자적인 위성항법체계를 구축해야 하겠지만, 우선은 GPS의 정확도를 높이고 신호 이상 여부를 탐지할 수 있는 보강 시스템이라도 시급히 구축해야 한다. 그래야 국민이 안심하고 편리하게 GPS를 사용할 수 있다. 또 미국 GPS뿐만 아니라 유럽 갈릴레오 등도 병용해서 국가 위성항법체계를 다변화해야 안전성과 활용성을 극대화 할 수 있을 것이다.

국민에게 정확한 위치와 시간 정보를 제공하는 것은 국가의 기본 의무이다. 정부는 국가위성항법 인프라를 확충하고 관련 산업을 육성해 국민이 편리하게 위치기반 서비스를 이용할 수 있도록 해야 한다.

백홍열 항공우주연구원 연구위원

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