보다 정확한 위치결정 기술로 스마트폰의 위치정확도를 높이겠습니다-스마트폰에서 1m 이내 정확도의 위치정보 확인 가능

보다 정확한 위치결정 기술로 스마트폰의 위치정확도를 높이겠습니다-스마트폰에서 1m 이내 정확도의 위치정보 확인 가능

담당부서위치기준과 등록일2021-06-15 11:00

 

 

 

 

 

 

보다 정확한 위치결정 기술로

스마트폰의 위치정확도를 높이겠습니다.

 

‘스마트폰에서 1m 이내 정확도의 위치정보 확인 가능’

 

□ 국토교통부 국토지리정보원(원장 사공호상)은 ‘20년 10월부터 제공하고 있는 새로운 방식의 GNSS 보정정보(SSR*)을 스마트폰에서 활용 가능하도록 개발한 위치보정정보 적용 기술을 6월 16일부터 공개한다.

 

   * (기존 방식(OSR)) 모든 보정정보 활용, 고가의 전문가용 GNSS 측량기기에 사용

   ** (새로운 방식(SSR)) 필요한 보정정보만 활용가능하여 데이터량이 작음, 보급형 GNSS기기인 스마트폰 및 드론, 자율차 등에서 활용 가능

 

 ㅇ 공개하는 기술은 연구개발 결과 및 SSR 정보를 스마트폰에서 활용하기 위한 ①디코딩 기술, ②개발자용 매뉴얼로써,

 

 ㅇ 해당 기술을 활용하여 일상생활에서 많이 사용하는 스마트폰 위치정보 서비스(지도, 네비게이션 등) 및 드론, 자율차 등에서 더욱 정확한 위치정보를 얻을 수 있을 것으로 전망된다.

 

□ 최근에는 텔레매틱스, 위치기반서비스 등 다양한 분야에서 GNSS를 이용한 위치결정 기술을 활용하고 있으며, 특히 스마트폰, 웨어러블 기기, 드론, 자율주행차 등 새로운 산업의 발전으로 GNSS의 고정밀 위치정보 기술 수요가 증가하고 있는 추세이다.

 

 ㅇ 이에 따라, 국토지리정보원에서는 기존 전문가용 측량기기에서만 사용 가능하였던 GNSS 보정정보를 일반인들을 위한 스마트폰에서  이용 할 수 있는 고정밀 위치결정 기술을 개발하였다.

 

□ 국토지리정보원의 SSR 보정정보 서비스는 GNSS를 활용한 위치결정 시 발생하는 각각의 오차정보를 개별로 생성·제공하여 사용자의 위치정확도를 향상시키는 기술로써, 스마트폰 등 보급형 GPS 기기에도 적용할 수 있으며, 특히 드론·자율차 등에서도 높은 안정성과 정확도로 위치결정이 가능하다.

 

 □ 현재 국내에서는 SSR을 활용한 서비스가 비활성화 되어, 국토지리정보원에서는 SSR 활용 서비스 개발의 활성화를 위해 시범적으로 ‘SSR 보정정보를 활용한 스마트폰 위치결정 어플리케이션’을 개발 하였으며, 정지 및 보행·차량주행 성능테스트를 실시하였다.

 

  ㅇ 정지측량의 경우, 스마트폰에서 SSR 보정정보 적용 후 정확도가 70~80% 향상 되었으며, 평지(건물 옥상)에서 1m 이하의 오차가 발생하였다. 그러나 고층건물 밀집 도심지(가산디지털단지)에서는 5~13m의 오차가 발생하는 한계를 확인하였다.

 

  ㅇ 이와 같이, 도심지에서는 여전히 고층건물의 영향으로 위성신호 수신 장애를 일으켜 오차의 원인이 되고 있다. 이에 따라 국토지리정보원에서는 후속 연구사업으로 도심지, 터널 등 GNSS 신호 폐색지역 내 정확도 개선 연구를 추진한다고 하였다.

 

□ 국토지리정보원은 지난 3월 위치정보 서비스 개발 관련 민간기업 초청 ‘스마트폰 위치결정 기술 현장 시연회’를 개최하여 위치결정 기술 소개 및 참여형 현장테스트를 실시하고, 민간 기업과 해당 기술을 적용한 서비스 개발 및 향후 발전방향에 대해 논의하였으며,

 

 ㅇ 기술공개 후에도 민간 서비스 개발 기업과 협력을 통해 스마트폰 위치결정 기술을 활용한 서비스 발굴을 위해 노력하고 있다.

 

□ 공개하는 자료로는 연구개발 결과 보고서, 기술 개발용 매뉴얼 및 SSR 보정정보 디코딩 라이브러리 소스를 제공하고 있으며,           자료 요청 절차는 국토지리정보원 국토정보플랫폼(map.ngii.go.kr)의 팝업 및 공지사항에서 확인 가능하다.

 

□ 국토교통부 국토지리정보원 사공호상 원장은 “고정밀 위치정보 서비스를 통해 4차 산업혁명, 스마트 시티 등 미래산업의 발전 및 국민들의 편의가 증진 될 수 있도록 노력하겠다”라고 말했다.

 

참고1

 

 위성기준점 서비스 개요

 

 

 

 

참고2

 

 GNSS 기반 위치보정정보 서비스

 

 

□ 네트워크RTK 서비스 개요

 

 ㅇ (필요성) GNSS는 위성에서부터 지상까지 신호를 전달하면서 다양한 오차가 발생하여, 정확도 향상을 위해 각 오차의 보정이 필요

 

  - 정확한 위치를 알고 있는 위성기준점의 관측값을 이용해 사용자 위치에 적합한 오차보정정보를 제공하여 정확도를 향상

 

   * 위성신호지연, 위성시계오차, 위성궤도오차, 대류권오차, 전리층오차, 멀티패스 등 

   ** 오차보정을 하지 않는 경우 수십m의 측위오차 발생

 

□ 네트워크RTK 서비스 종류

 

 ㅇ (기술구분) 네트워크RTK는 실시간 측위기술로, 보정정보의 생성·제공 방식에 따라 OSR(관측공간보정)과 SSR(상태공간보정)로 구분

 

  - (OSR방식) 각 오차요인을 모두 더하여 제공하는 방식

 

  - (SSR방식) 각 오차요인별 보정정보를 생성하여 제공하는 방식

 

   * OSR(observation space representation), SSR(state space representation)

 

 

 

참고3

 

 기존방식(OSR)과 새로운 서비스(SSR) 비교

 

 

 

구분

OSR 방식

SSR 방식

원리

· 중앙 서버가 사용자 위치에 적합한 보정정보를 생성하고 인터넷 등 통신매체를 이용해 사용자에게 전달하여 측위정확도를 향상

· 중앙 서버가 위성항법측위에 발생하는 오차를 모델링하여 사용자에게 제공하는 방식

· 사용자는 모델링된 보정정보로 오차보정값을 계산하여 측위정확도 향상

서비스대상

·기본·공공측량, 일반측량 등 측량사

·정지한 상태로 정확한 위치결정

 

 * 고가의 2중주파수 수신장비 필요(측량장비는 약 1∼2천만원 수준)

· 측량사업자(정밀측량용), 

· 일반사용자(스마트폰, 내비게이션 등)

· 자동차, 드론 등 이동체 대상 서비스

 

 * 장비성능에 따라 보정정보 선택적용이 가능 → 저가수신기에 보정정보 적용가능

서비스방식

· 인터넷 통신(TCP/IP)방식의 서비스제공

· 중앙서버와 양방향통신(사용자위치를 서버로 송신, 보정신호 수신)

· 양방향(인터넷 통신 방식)

· 단방향(DMB, 위성통신 등 방송형태)(오차모델링정보를 방송하여, 사용자 개별활용)

활용

장비

· 2주파수 이상 고정밀 GNSS관측장비

· 2주파수 이상 고정밀 GNSS관측장비

· 저가형(1주파수)장비(스마트폰, 차량내비게이션 등 활용장비)

정확도성능

· 정밀측량기기(약 1천만원) / 2∼3cm

·정밀측량기기(약 1천만원) / 수 cm

·중저가수신기(1∼2백만원,1주파수) / 수십 cm

·저가수신기(∼10만원, 1주파수) / 수 m

특이

사항

· 양방향 통신이 반드시 필요

· 고가 수신장비 필요(2주파수신기)

· 정지 측량에 한해 정밀도 확보 가능

· 단방향 통신이 가능

· 이동측위(드론, 자율주행차 등) 활용가능

· 보정정보의 국제표준포맷 부재

 * 국제표준제정 3단계 중 3단계 진행중(‘19 기준)

개념도

 

 

 

참고4

 

 위성기준점 개요

 

 

□ 개요

 

 ㅇ (목적) 국가위치기준의 결정과 위성측량 지원서비스 등을 위해 GNSS 상시관측소(위성기준점) 설치 및 GNSS중앙국 운영

 

     * 현재 서울, 수원, 세종 등 85개소의 상시관측소 운영 중(전국 30km간격 배치)

    **「공간정보의 구축 및 관리 등에 관한 법률」에 따라 설치·운영, 성과고시

 

 ㅇ 수신된 데이터의 정밀처리를 통해 3차원 위치정보를 산출할 수 있으며, 이를 통해 측량, LBS, 지각변동, 기상기후 등 다양한 분야에서 활용 중

 

   * 수원·세종 위성기준점은 IGS(International GNSS Service) 네트워크에 등록되어 실시간으로 관측 데이터를 공유함으로써 전지구 공간정보 업무(기준좌표계 설정) 수행

 

 

위성기준점 사진

구성

역할

 

안테나

∙GNSS 신호 수신

수신기

∙GNSS위성신호 저장

통신장비

∙실시간관측데이터 전송

내부 온도 조절 장치

∙전압, 온도, 습도 등 관측

∙온습도 조절

전원관리장비

∙시설 내 전력 공급 모니터링

충전기 및 배터리

∙상시전원이 끊겼을 때 전원 공급

 ? (정확도) 실시간 이동측량(네트워크RTK) 이용 시 수평방향 2~3cm

<위성기준점의 구성 및 역할>

 

□ 활용분야

 

 ㅇ 측량분야 외에도 자율주행차, 무인비행체, 스마트폰, IoT, 구조물 안전관리, 레저용 LBS, 영상기기 등 다양한 분야에 널리 활용 중

 

 

구분

활용 분야

재난·재해·안전

지진, 홍수 등 재난재해 관리 및 구조물 변위측정 등

항법

자율주행 자동차, 무인 항공기, 선박 등 자동항법

LBS

위치기반 마켓팅, 네비게이션, 게임과 증강현실 등

공간정보

정밀측량 및 제도제작, 지적재조사, 도로·철도·지하시설물 등 측량

 

 

□ 위성기준점 전국 배치도

 

국립해양측위정보원

 

   * (빨간색) 국토지리정보원 기준국, (파란색) 해양측위정보원 공동활용 관측소