GNSS,GPS,Sensor

3차원의 위치결정기술은 건설 분야에서 매우 중요하다. 지반조사 시 시추공 위치를 결정하
거나 지형의 형상재현 및 물량 산출을 위한 정밀측량 등 정밀 3차원 위치를 결정할 수 있는 측
량기술은 건설의 모든 분야에서 가장 기본적이고 중요한 기술의 하나이다.
현재, 건설분야에서 주로 사용 되고 있는 정밀측량장비로는 평판, 데오돌라이트, 레벨, 광파거
리측량기 등이 있으며, 최근 들어 인공위성을 이용한 GNSS(Global Navigation Satellite
System) 측량기술이 점차 활용되고 있다. GNSS 측량기술은 급속도로 발전되어, 과거 측지,
측량, 건설분야에서 후처리기반의 GNSS 측량이 사용되었지만 최근 실시간 기반의 정밀 GNSS
측량기술 적용을 위한 시도가 늘어가고 있다.
본 건설동향에서는 건설분야에서 많은 관심을 가지고 있는 실시간 정밀 위치측량기술인

RTK-GNSS(Real Time Kinematic GNSS) 기술개발에 대한 국내.외 현황을 소개하고자 한다.

2. 국내.외 기술 동향
GNSS 위성은 미국의 GPS(Global Positioning System) , 러시아의 GLONASS (GLObal
NAvigation Satellite System), 유럽연합의 Galileo 위성으로 구성된다. 현재, GNSS 위성의 명칭보
다는 GPS 위성의 명칭을 사용하고 있는 이유는 러시아의 경제사정으로 GLONASS 위성은 거의
사용할 수 없는 상태에 있고, 유럽연합의 Galileo 위성은 아직 개발중이기 때문이다. 그러나 러시아
의 GLONASS 현대화정책과 2008년 이후 Galileo 위성의 활용이 가능하게 되면 GPS, GLO
NASS, Galileo의 GNSS 위성군을 이룰 것이다. 이러한 위성군을 활용하게 되는 시기가 되면 현재
GPS 위성을 통하여 얻을 수 있었던 약 10.30m의 위치정확도는 약 1.3m의 위치정확도로 향상
될 것이다.
GNSS 측량기술에는 한대의 GNSS 수신기를 활용한 절대위치결정방법과 두 대 이상의
GNSS 수신기를 활용한 상대위치 결정방법이 있다. 절대위치결정방법(Absolute GPS)은 보통
네비게이션용 GNSS 수신기로 많이 사용되고 있으며, 상대위치 결정방법(Differential GPS)은
측지.측량용으로 많이 사용되고 있다. 특히, 수십 cm이하의 고정밀을 요하는 측량에는 현재
후처리 방식의 DGPS방식을 주로 사용하고 있지만, 전세계적으로 우주 및 지상기반의 보강시스
템의 구축이 이루어지고 있어 가까운 미래에는 RTK-GPS 방식이 고정밀측량에 활용될 것으로
판단된다.
실시간의 보다 정밀한 GNSS 위성정보를 제공하기 위해 개발중인 보강시스템(Augmentation
System)은 우주기반의 보강시스템(Space Based Augmentation System)과 지상기반의 보강시스
템 (Ground Based Augmentation System)으로 분류된다.
우주기반의 보강시스템은 주로 항 공관제에서 활용하기 위해서 개발된 시스템으로 GNSS 위성의 위
치정보에 대한 보정정보를 보정위성을 활용하여 보정된 정밀 위치정보를 GNSS 사용자에게 전송해
주는 위성기반의 광역보정시스템이다 . GNSS 보정위성에는 WAAS, EGNOS, MSAS가 있으
며, WAAS(Wide Area Augmentation System)는 미국의 연방항공청에서 개발 중인 위성광역보정
시스템이고, EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service)는 유럽연합이

EUROCONTROL과 제휴한 유럽 우주국에서 개발 중인 위성광역보정시스템이다. 또한 , MSAS
(MTSAT(Multi-func tion Transport SATellite) Statellite Augmentation Sys tem)는 일본
민간항공국에서 개발 중인 위성광역보정시스템이다.
GNSS 전문가들은 이 3개의 보정위성이 구축되면 전세계 어디에서나 1m이하의 위치정확도
를 획득할 수 있는 RTK-GPS 측량을 수행할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 그림1은 GNSS
위성 활용개념도를 보여준다.
지상기반의 보강시스템은 공항 또는 그 주변의 비교적 좁은 지역 내에 3�4개의 기준수신기
들로 이루어진 몇 개의 수신기들로 구성되며, GNSS에서 획득한 위치정보에 지상기준국에
서 분석된 오차량을 보정한 정밀 위치정보를 GNSS 수신자에게 제공해주는 지상보정시스
템이다.
세계의 각 나라들은 실시간 정밀 GNSS 위성정보들을 제공해주는 보강시스템과 함께 도심지
내에서의 고층빌딩, 신호 음영지역 등의 위성신호가 수신되지 않는 사각지역이나 모든 지역의 위
치정보를 보다 향상시키기 위하여 지역적인 보정시스템을 개발하고 있다. 일례로, 일본에서는
미국의 GPS 위성을 적극적으로 활용하면서 GPS 위성신호 사각지역에서의 위치보완을 위해
QZSS 지역보정위성시스템을 개발하고 있다. QZSS(Quasi-Zenith Satellite System)은 일본 내
항법시스템인 JRANS 개발프로젝 트 로 JRANS(Japanese Regional Advanced Naviga
tion System)는 준 극궤도 위성 QZSS 3개, 긴 타원궤도 위성 HEO 3개, 정지위성 GEO 1개로
구성되며, 고층빌딩에 의해 GPS 정밀도가 현저히 떨어지는 도심지역의 GPS 정밀도를 보강하기
위해 고안된 시스템이다.
JRANS 위성들은 2008년도에 첫 위성을 발사할 예정이다. 또한, 중국에서는 중국 자체의 위
성항법과 관련 응용산업 및 인프라 구축을 위하여 북두항법시스템 구축프로젝트를 추진하고 있
다. 북두항법시스템은 2000년에 공식적으로 시작하여 실험위성을 발사하였고, 2003년 5월 3
개 위성을 궤도에 진입시켰다.

현재 총 4개의 정지궤도위성이 사용되고 있으며, 이 중 2개는 운영하고 나머지 2개는 백업용으로
활용하고 있다.
국내에서도 해양수산부와 국토지리정보원이 주축이 되어 GPS 기준점들을 활용한 실시간
기반의 RTK-GPS 망을 구축∙운용 중에 있다. 해양수산부는 1990년말부터 해상의 선박의 정
밀 위치정보를 제공하기 위한 약1m 정도의 정밀도를 확보할 수 있는 실시간 기반의 해상 DGPS
보정정보를 제공하고 있으며, 2000년 12월 국무총리 훈령 제409호를 제정을 통하여 전국의
실시간 기반의 DGPS 보정정보를 제공하고 있다. 현재, Beacon망을 통하여 전국의 실시간
GPS 보정정보를 제공하기 위하여 해양수산부에서는 1개의 중앙 사무소, 11개의 해안기준국, 6개
의 내륙기준국, 9개의 감시국을 운영하고 있다.
또한, 국토지리정보원에서는 GPS측량의 실용화를 위하여 1995년 3월 GPS 상시관측시스템을 최초로 설치하여,

현재 전국 14개의 GPS상시관측소를 운영하고 있다. 현재, 국토지리정보원에서는 실시간 고정밀 보정정보를

제공하기 위하여 네트워크 기반 실시간 이동측위(Network RTK) 서비스 체계를 구축하고 있다. 네트워크 기반 실
시간 이동측위는 실제로 존재하지는 않지만 기준점과 같이 사용자에게 보정자료를 제공할 수 있는 가상적인 개념의

기준점(VRS : Virtual Referen ceStation)을 설정하고 관측점에 보정데이터를 전송하여 좌표값을 실기간으로 얻는 방식이다.
현재, 구축이 완료되어 시범서비스를 제공하고 있는 상태이며, 측량범위는 망 내부에서 측량을 수행할 경우 관측소로부터
50km 이내까지, 망 외부의 경우 10km 이내에서 사용을 제한하고 있다. 또한, 아직은 시범서비스로 1년간 운용 중에 있어 발
생하는 측량 및 시스템 상의 문제점 및 개선점을 보완하여, 2009년부터 본격적인 네트워크기반의 실시간 보정정보를 제공
할 계획이다. 국토지리정보원의 네트워크 기반 실시간 이동측위로 측량할 경우 수십 cm 정도의 실시간 측량정밀도를 확보
할 수 있을 것이다.

3. 맺음말
앞에서 소개한 바와 같이 전 세계 각 나라들은 실시간 기반의 고정밀 GNSS 보정정보 제공을 위한 광역의 우주기반의 보강시
스템(WAAS, EGNOS, MSAS)과 지상기반의 보강시스템들을 개발하고 있다. 또한, GNSS 시스템이 가지고 있는 단점인 고층
빌딩, 터널 등 GNSS 전파수신이불가능한 사각지역에서의 정밀한 위치정보를 획득하기 위해 지역보정시스템(QZSS, 북두항법
시스템 등) 개발을 위한 적극적인투자를 하고 있다.
국내에서는 우주기반의 보강시스템 개발의 어려움 때문에 지상기반의 보강시스템을 구축 운영 중에 있다. 특히, 해양수산부
와 국토지리정보원에서는 지상의 GPS 기준국들을 이용하여 고정밀의 실시간 GPS 보정정보를 제공하고 있어, 향후 1m 이내의
RTK-GPS 측량이 가능해질 것으로 판단된다.
현재 GNSS 시장은 과거 고정밀 후처리 기반의 측지∙측량분야에서의 활용시장에서 실시간 기반의 고정밀 위치결정 정보를
활용한 다양한 영역(건설, 네비게이션, LBS, 도시공간정보, 유비쿼터스 환경 등)에서의 응용시스템 개발 시장으로 확장되고 있다.
따라서, 현재 제공 중인 많은 실시간 GNSS 보정정보의 통합활용이 이루어진다면 국내 어디에서나 수십 cm 이내의 고정밀
의 위치정밀도를 얻을 수 있는 실시간 기반의 RTK-GPS측량이 가능해져 다양한 분야에서 고정밀 GNSS 위치정보를 실시간
으로 활용한 응용시스템 개발이 가능할 것이다.

■ 자료 :
1. 국토지리정보원, 국토지리정보 2007년 11∙12
월(제48호), 2007, 11
2. 국토지리정보원, http://www.ngi.go.kr
3. 대한측량협회, SURVEYING & MAPPING,
3∙4월호, 2007, 3
4. 대한측량협회, SURVEYING & MAPPING,
7∙8월호, 2007, 7
5. 위성항법중앙사무소,
http://www.ndgps.go.kr