최근 항만 및 연안을 대상으로 해양 4차 산업 관련 연구개발이 활발히 진행되면서, 정확한 위치정보뿐만 아니라 무결성 정보까지 필수적으로 요구되고 있다. 최근 국내에서는 자율운항선박과 스마트항 만을 목표로 기술개발을 추진하고 있다. 그러나 항만 및 연안에서 센티미터급 정밀 측위 및 무결성 정보 획득은 어렵다. 육상에서 센티미터급 측위서비스를 제공하는 Network RTK 서비스는 네트워크를 벗어난 항만 및 연안에서 활용이 어려우며, 무결성 정보를 제공받지 못한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 극복하기 위한 지상기반 센티미터급 해양 정밀 PNT 시스템 아키텍처 설계를 제시한다. POINT 시스템은 기준국, 감시국, 중앙처리국 및 방송으로 구성되며, 기준국은 기존 DGPS 기준국 및 감시국을 활용하며, 센티미터급 서비스를 위한 신규 기준국으로 구성한다. 기준국으로부터 GPS 신호를 수 신하여 중앙처리국으로 데이터를 전송하며, 중앙처리국에서는 수신한 GPS 신호를 이용하여 보강정보를 생성하여 방송한다. 이때, 감시국은 POINT 시스템에서 사용하지 않는 NDGPS 기준국 및 감시국 이며, 방송한 보강정보 및 GPS 신호를 수신하여 중앙처리국으로 전송하여 감시기능을 수행한다. POINT 시스템은 중앙집중형 시스템으로 기준국과 감시국 모두 이중화로 서비스는 가용성과 연속성을 보장할 수 있도록 설계하였으며, 중앙처리국은 기존 NDGPS 운영시스템과 호환성을 고려하여 이중화로 설계하였다. 본 연구에서 제안한 아키텍처 설계를 기반으로 지상기반 센티미터급 해양 정밀 PNT 시스템을 설계 및 개발하여 해양에서도 정밀하고 신뢰할 수 있는 항법서비스를 제공할 것으로 기대한다.

Architecture Design of Ground-based Maritime Precise PNT System

Sul Gee Park, Duck Su Park, Moon Gi Kim, Sang Hyun Park*

Recently, as the development of the 4th maritime industry has been actively researched and developed for ports and coasts, not only accurate location information but also integrity information is essential. Recently, in Korea, technology development is being pursued with the goal of autonomous ships and smart ports. However, it is difficult to obtain centimeter-level precise positioning and integrity information in ports and coasts. Network RTK service, which provides centimeter-level positioning service on land, is difficult to use in ports and coasts out of the network, and integrity information is not provided. In this paper, a ground-based centimeter-class marine precise PNT system architecture design to overcome these problems is provided. The POINT system is a centralized system, and both the reference station and the monitoring station are redundant, so the service is designed to ensure availability and continuity. Based on the architectural design proposed in this study, it is expected to provide precise and reliable navigation services in the ocean by designing and developing a ground-based centimeter-level marine precision PNT system.

Keywords: maritime precise positioning, GPS, augmentation, ground-based system

Speaker 박슬기 선박해양플랜트연구소