INTP학회 전 용어 정리

위성 항법 시스템 (GNSS) 

위성항법 시스템이란 인공위성 네트워크를 통해 사용자의 위치(Position), 항법(Navigation), 시간(Timing)정보를 제공하는 시스템으로 전 세계 6개의 국가에서 독자적인 위성항법 시스템을 갖추고 있다. 

전 지구(Global) 시스템	미국 GPS
	러시아 GLONASS
	유럽연합 Galileo
	중국 BeiDou
지역(Regional) 시스템	일본 QZSS
	인도 IRNSS

 

1. 다중 반송파 

더 정확하고 안정적인 서비스를 제공하기 위해 여러갸의 주파수(반송파)를 동시에 사용하는 방식 

 

- 현재 (ex. GPS) : 주로 1~2개의 주파수(L1, L2등)를 사용 

- 차세대(KPS; 차세대위성항법시스템) : 3개 이상의 주파수를 동시에 사용해, 대기층 특히 전리층에서 발생하는 신호지연 오차를 거의 완벽하게 제거하고 재밍(전파 교란)에도 더 강하게 만드는 것이 목표 

- 핵심 : 여러 주파수 신호를 어떤 파형(waveform), 즉 어떤 모양과 구조를 설계하고 전송해야 서로 간섭없이 가장 효율적인 성능을 낼 수 있는지 그 방법을 연구 

 

 

* 반송파와 PRN코드 

반송파 위성 → 지상으로 정보를 실어나르는 트럭 역할의 고주파 신호 

PRN코드(Pseudo Random Noise Code) → 트럭에 실린 고유한 택배 상자, 수신기는 이 고유한 패턴 코드를 찾아내서 식별 후 거리 계산, 각 GNSS 위성을 구별하기 위한 '고유한 디지털 바코드' or ' 식별표 

 

 

반송파가 훨씬 정확 

근데 반송파와 PRN코드의 상관관계를 아직 모르겠음 

 

 

2. 다중궤도 

서로 다른 높이의 궤도를 어떻게 조합해서 운영하는 것이 가장 효율적인가 

기존 GPS는 중궤도(MEO)만 사용하지만 KPS는 여기에 정지궤도(GEO), 저궤도(LEO)를 추가하는 것을 고려한다. 

 

* PPP(Precise Point Positioning) : 별도 기준국 없이 위성 신호만으로 오차를 cm수준까지 줄이는 초정밀 측위 기술 

* 수렴시간(Convergence Time) : 이 cm급 정확도를 얻는데까지 걸리는 시간 

→  기존 GPS(MEO)기반 PPP는 수렴이 15-30분이 걸려 자율주행차 등에 즉각 쓰는 것이 어려웠지만, LEO위성을 추가하면 이 시간을 1-2분 이내로 단축시킬 수 있음 

 

3. KPS(Korean Positioning System) 

한국이 독자적으로 개발중인 위성항법 시스템으로 2035년 GEO위성 3개와 MEO위성 5기(경사궤도)를 쏘아올려 한반도와 주변지역에 초정밀 서비스를 제공하는 것이 1차 목표 

 

 

4. LEO PNT 

저궤도 위성을 사용해 GPS와 같은 PNT(Positioning, Navigation, Timing) 서비스를 만들 때, 어떻게 시스템을 설계하는 것이 최적인가 

 

1) MEO가 아닌 LEO를 설계하는 이유;

강력한 신호 강도와 빠른 PPP수렴 

 

2) 위성군 설계(Constellation Design) 

→ LEO  PNT에서 가장 어려운 부분으로 MEO는 24-25대로 전세계 커버가 가능하지만 LEO는 수천 ~ 수만대가 필요하다. 이 개념은 스타링크의 설계 개념과 동일함 

 

3) 시스템 아키텍처(ISL, Inter-Satellite Link)

위성들을 어떻게 연결하고 관리할 지 결정하는 문제로 위성계의 레이저나 전파로 통신한다. 이를 통해 궤도/ 시각정보를 서로 공유하고 전달함 

 

---