기존의 무인항공기 산업은 군사적인 목적에서 주로 활용되었으나, 최근 무인항공기의 플랫폼이 멀티롭터로 변화하면서 레저, 엔터테인먼트, 기술연구 등 민간분야에서도 활용하려는 시도가 점차 많아지고 있다. 민간분야에서 드론과 같은 소형 무인 항공기가 사용되기 위해서는 유인기 영역에서 운영되어야 하는데, 유인기 공역의 규정은 매우 엄격하게 적용되기 때문에 산업 활용은 현실적으로 매우 어렵다. 상업적 드론 활용이 이렇게 엄격한 규정을 만족하며 드론의 비가시 비행을 하기 위해서는 정확도 향상과 무결성 정보 획득이 필수적이다. 드론의 시스템 구성 요소들을 고려할 때, 항공용 위성 항법 보강시스템인 SBAS를 이용하는 것이 가장 현실적인데, 고층 건물이 많이 밀집해 있는 도심 지역은 SBAS용 정지궤도 위성 비가시 지역이므로, 도심지 운영은 매우 제한적이다. 도심지와 같은 SBAS 차폐 지역에서도 드론을 운용하기 위하여 본 논문에서는 서버를 통해 SBAS 보정정보를 재송출하여 정확도를 향상하고 무결성 정보 및 보호수준을 산출하여 저가형 드론의 항법 성능을 향상하는 것을 제안하고 이를 구현하였다. 저가형 GPS 수신기에 보정정보를 입력하기 위하여 SBAS 신호를 TCP/IP로 송출하는 서버와 수신한 SBAS 보정정보를 RTCM 형태로 변환하고 보호수준을 생성하는 사용자 알고리즘을 python으로 구현하였다. 국내에서 수신 가능한 정지궤도위성 PRN 137위성의 방위각과 고도각을 확인하였고, 이와 같은 방위각과 고도각 조건을 기준으로 세종대학교 근처의 SBAS 차폐지역을 찾아 실험장소로 선정하였다. 해당 실험 장소에서 DJI사의 Phantom 3 드론과 저가형 수신기인 U-blox를 대상으로 GPS 항법은 가능하면서 SBAS 항법이 불가한 환경에 대한 실험을 수행하였다. 본 연구에서 개발한 SBAS 재송출 서버와 사용자 프로그램을 이용해 정확도와 무결성 정보, 보호수준을 획득하였고, Septentrio 수신기의 정확도와 보호수준과 비교하여 그 성능을 비교하였다.

Keywords: drone, GPS, integrity, protection level

Speaker Hyo-jung Yoon