스마트폰 등에서 cm급 위치결정이 가능한 GNSS보정정보 제공-내달 19일부터 측량용 위치보정정보→일반 위치기반서비스로 확대

스마트폰 등에서 cm급 위치결정이 가능한 GNSS보정정보 제공-내달 19일부터 측량용 위치보정정보→일반 위치기반서비스로 확대

담당부서국토측량과 등록일2020-09-20 11:00

 

 

스마트폰 등에서 cm급 위치결정이 가능한 GNSS보정정보 제공
-내달 19일부터 측량용 위치보정정보→일반 위치기반서비스로 확대

□ 국토교통부 국토지리정보원(원장 사공호상)은 측량 목적으로 사용되던 cm수준의 위치보정정보를 일반 위치기반서비스에 확대 이용할 수 있도록 하는 새로운 방식(SSR, State Space Representation 상태공간보정)의 위치보정정보를 10월 19일부터 제공한다.

□ 위치보정정보란 GPS 등 위성항법시스템(GNSS)을 이용하는 위성측위에서 정확도를 향상시키기 위해 사용되는 부가 정보로, 국토지리정보원은 2007년부터 인터넷을 통해 실시간으로 위치보정정보(OSR) 서비스를 무상으로 제공하고 있다.

ㅇ OSR(Observation Space Representation, 관측공간보정) 방식인 기존의 서비스는 연간 150만 명 이상의 사용자가 이용하고 있으며, 3~5cm 수준의 정확도로 측위*가 가능하다.

ㅇ 하지만 고가(高價)의 측량용 기기를 이용해야 하므로, 일반사용자를 대상으로 하는 민간 위치기반 서비스에는 쉽게 활용하기가 다소 어렵다는 한계가 있었다.

* 측위(測位) : 관심 지점의 위치를 재거나 위치에 관한 정보를 얻는 일

□ 최근에는 텔레매틱스, 위치기반서비스 등 다양한 분야에서 GNSS를 이용한 위치결정 기술을 활용하고 있으며, 특히 스마트기기의 보급 확대, 자율주행기술 발전 등 새로운 산업의 발전으로 GNSS를 이용한 정확도 높은 위치결정 서비스 수요가 크게 증가하고 있다.

ㅇ 이에 따라, 국토지리정보원은 일반적인 위치보정정보 서비스에서 주로 사용되는 위치결정용 단말기의 정확도 향상을 위해 새로운 방식(SSR)의 위치보정정보 서비스를 연구해왔다.

□ 새로운 방식의 위치보정 서비스는 GNSS를 이용한 위치결정 시 발생하는 오차보정정보를 위성의 궤도, 시각, 대기층 등 오차 요인별로 구분하여 사용자에게 제공하는 방식으로, 기존 방식(OSR)에서 제한적이었던 스마트폰 등 보급형 수신기에서도 cm급 위치결정이 가능하다.

ㅇ 특히, 전송되는 데이터양이 작아 방송 등 단방향의 형태로 보정정보를 제공할 수 있어, 드론·자율주행자동차 등 이동체의 위치 안정성과 정확도를 제고할 수 있는 이점이 있다.

□ 국토지리정보원에서는 SSR방식의 위치보정 서비스실시를 위해 민간 사업자와 공동 테스트를 거쳐 서비스의 기초성능을 확인 하였으며(‘19. 9.~11.), 올해 초부터 품질개선과 안정화를 거쳐 현재 국내 환경에 적합하도록 최적화를 완료하였다.

ㅇ 그 결과, SSR방식의 보정정보 적용 시 저가형 GNSS 기기의 위치정확도가 약 3미터에서 약 23cm로 약 10배 이상 향상되었다.

□ 국토지리정보원에서는 SSR기반 서비스의 민간 활용 활성화를 위해 스마트폰 어플리케이션 형태의 SSR보정정보 수신·적용기술 개발에 착수하였다.

ㅇ 개발이 완료되는 ‘21년 상반기부터는 안드로이드 OS를 이용하는 스마트폰에서 SSR보정정보를 직접 적용하여 약 1m미터 수준의 정확도로 위치를 결정할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

ㅇ 아울러 ’22년부터는 스마트폰 기기에서 약 2~30cm 수준의 정확한 위치를 결정할 수 있도록 기술개발을 계획하고 있다.

□ 한편, 국토지리정보원은 SSR보정정보를 민간에서도 폭넓게 활용할 수 있도록 민·관 협력 워크숍*을 개최할 예정이다.

* (일시/장소) 9월 24일 / 국토지리정보원, (참석대상) 위치기반서비스 사업자 및 전문가
** 코로나19 예방 및 확산방지를 위해 50명 이내로 참여인원 제한

ㅇ 워크숍에서는 SSR보정정보 서비스의 측위성능 평가결과와 앞으로의 발전 계획을 공유하고, 민간기업의 위치보정정보서비스 사례를 공유한다. 워크숍에 참여를 희망하는 관련기업에서는 9월 22일까지 국토지리정보원 담당자 이메일(hhkim@korea.kr)을 통해 사전등록 하여 참가신청을 할 수 있다.

□ 국토교통부 국토지리정보원 사공호상 원장은 “그 동안 측량 분야에만 한정적으로 사용하던 고정밀 위치보정 정보를 민간에서 보다 쉽게 활용할 수 있도록 노력하겠다”면서,

ㅇ “위치기반서비스의 품질 향상으로 공익적 서비스를 지속 발굴하여 국민생활의 편의 증진과 산업발전을 위해 힘쓰겠다”고 말했다.

참고1

설명 자료

 

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 77개소의 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

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