국토지리정보원, GPS 신호 단절 실내에서도 5m 정확도 위치결정 측위기술 개발

 

15일 스마트폰 활용한 실내 위치결정 기술 연구성과 시연

 

   국토교통부 국토지리정보원(원장 조우석)은 의사위성(Pseudolite, 송신기)*을 이용하여 GPS 신호가 단절된 실내에서도 5m 정확도로 위치를 결정하는 측위기술을 개발하는 연구를 수행하고, 2월 15일 오후 2시 서울 스마트시티센터(상암동)에서 현장 시연을 할 계획이라고 밝혔다.

* Pseudo-satellite의 줄임말로, GPS 위성신호의 수신이 좋지 않은 지역이나 실내 특정지역에서의 정밀한 항법체계를 위해 인공위성 대신 지상의 고정된 장소에 설치하는 송신기를 의미

 

European Space Agency edited by kcontents

 

 

현장 시연은 GPS 신호가 단절된 실내에서도 5m 정확도로 위치를 결정하는 실내 위치결정 기술의 공공부분 활용 가능성을 모색하기 위하여 마련되었으며, 서울특별시, 서울경찰청, 서울소방재난본부 등 실내 위치결정 기술의 활용도가 높은 관계기관 담당자들이 참관하는 가운데 열릴 예정이다.

 

이번 연구는 위성신호가 잡히지 않는 실내에서 GPS와 동일한 주파수의 의사위성 신호를 사용하여 별도의 장치나 애플리케이션 없이도 스마트폰을 통해 실내 위치와 이동경로를 파악하였다는 데 의의가 있다.

 

의사위성(Pseudolite, 송신기)을 이용한 위치결정 기술(측위기술)은 GPS와 유사한 신호를 사각지대에 설치한 송신기를 통해 제공함으로써, 이용자가 GPS 위성과 의사위성으로부터 동시에 신호를 수신하여 보다 정확하게 위치를 계산할 수 있다.

 

일반적으로 위치를 결정하기 위해서는 4대 이상의 위성으로부터 신호가 수신되어야 하는데, 위성신호가 전혀 수신되지 않는 실내에서는 수신기의 위치를 알 수 없다.

 

 

 

국토교통부 국토지리정보원은 '21년부터 GPS 신호를 수신하기 어려운 실내와 고층건물 밀집지역 등 단절지역에서 사용자의 위치를 결정하기 위한 연구*를 수행해왔다.

* (1차 연구) '21.06.28. ∼ '22.01.23. / 수행사 : 한국측량학회 컨소시엄

(2차 연구) '22.05.26. ∼ '23.01.20. / 수행사 : 경운대학교 컨소시엄

 

먼저, 1차 연구에서는 GPS 신호가 일부 단절되는 교량(안양시 내비산교) 하부와 건물 밀도가 높은 도심지(역삼역 GS타워 열림마당) 등에서 의사위성을 이용하여 끊김 현상 없이 위치추적이 되는 것을 확인한 바 있다.

 

신호단절지역에서는 수신 가능한 위성의 수가 적어 위치오차가 60m~200m까지 발생하였으나, 의사위성을 설치한 결과 스마트폰에서 위치오차가 3m~8m 수준으로 개선되었다.

 

2차 연구에서는 서울특별시, 부산광역시, 경상북도 등 3개소의 GPS 신호가 완전히 단절된 실내공간*에서 실증에 성공하면서 스마트폰에서 5m 내외의 측위 정확도를 확보하였다.

* 서울 스마트시티센터, 부산시청역, 경상북도 도청사 지하주차장

 

한편, 의사위성을 이용한 위치결정 기술은 미국 등을 중심으로 2000년대 초반부터 연구가 진행되었으나, 스마트폰 등 개인 위치결정장비를 지원하는 목적으로 개발된 상용화 기술은 아직까지 없는 상황이다.

 

 

 

해외에서는 Trimble(미국), Locata system(호주) 등 기업에서 상용화된 의사위성 제품을 생산하고 있으나, 비용이 고가이며 별도의 전용 수신기가 필요함에 따라 광산업 등 특수분야에서 제한적으로 활용하고 있다.

 

이 밖에도 여러 국가에서 로봇 이동계획 지원, 응급상황 대비 등을 위한 다양한 위치결정 기술을 연구하고 있으나, 상용화 단계에는 이르지 못하고 있다.

 

향후 상용화 단계로 진입을 위해서는 광역적인 시범운영을 거쳐 안정적인 성능이 보장되어야 하며, 현장에 설치된 단말기를 모니터링하는 관제센터도 설치·운영되어야 할 것으로 보인다.

 

한편, 국토교통부는 오는 '26년까지 의사위성의 핵심기술 국산화 등을 포함한 ｢디지털 국토정보 기술개발｣ 연구개발(R&D) 사업*을 추진하여 다양한 측위기술을 복합적으로 연계하여 단절지역을 포함한 모든 지역에서의 끊김없고 정밀한 연속측위 기술을 개발하고, 개발된 기술을 상용화할 계획이다.

* (사업기간/담당부서) '22. 4월 ~ '26. 12월 / 국토교통부 국토정보정책과

 

국토지리정보원 송시화 위치기준과장은 “이번 연구가 실내 경로안내 및 피난안내, 응급상황신고 등 다양한 분야에서의 위치정보 활용 가능성을 확대하여 국민의 안전과 편의를 증대시키는 효과를 기대한다”라고 밝혔다.

 

 

의사위성을 이용한 실내측위 테스트베드

 

국토교통부 위치기준과

 

 

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