Low Earth Orbit – Positioning Navigation, and Timing (LEO PNT) 기술은 고도 300-2,000 km 근방의 저궤도 위성에 항법 기능을 탑재하여 지상 사용자들에게 PNT 서비스를 제공하는 것이다. LEO PNT는 저궤도 특성으 로 인하여 중/고고도 궤도에 위치한 기존 Global Navigation Satellite System (GNSS) 대비 지상에서 고전력 수신이 가능하는 등 다양한 이점이 있다. 이에 따라 전세계 GNSS 강국들에서는 기존 GNSS에 추가적으로 LEO PNT를 구축하여 다층적 PNT를 구성하는 연구가 최근 폭발적으로 이루어지고 있으며, 한국도 이에 대한 대비가 시급하다. LEO PNT에 관련된 연구를 시작하기 위해서는 LEO-PNT 항법위성 궤도, Ranging 신호 설계, 예상 측위 성능 분석 등 다양한 기초연구가 이루어져야 하며, 이를 지원하는 컴퓨터 시뮬레이션 툴 개발이 필요하다. 본 논문은 LEO PNT 항법위성의 궤도 및 위치결정 시각화가 가능한 LEO PNT 시뮬레이터 를 소개한다. 이를 위하여 LEO PNT 시나리오를 기존 설계 완성한 GNSS 시뮬레이터의 위성부 및 사용자부에 추가한다. 이를 기반으로 LEO PNT 성능분석 및 확장 가능 방안을 마련한다.

Concept Design of a Simulator for LEO PNT Researches

Hyun-Jung Lee, Young-Jin Song, Subin Lee, Hyung-Jun Hong, Jong-Hoon Won*

Low Earth Orbit - Positioning Navigation, and Timing (LEO PNT) is a technology that provides PNT services to ground users by using LEO satellites at an altitude of 300 to 2,000 kilometers equipped with navigation payload. Due to its low-orbit nature, LEO PNT offers a number of advantages over traditional Global Navigation Satellite System (GNSS) at medium- and high-altitude orbits, such as high-power signal reception on the ground and so on. As a result, there has been a recent explosion of research in GNSS power nations around the world to build up their own LEO PNTs in addition to their existing GNSS to form a multi-layer PNT, thus Korea should also urgently prepare for this. In order to start research on LEO PNT, various basic studies such as LEO PNT navigation satellite orbits, ranging signal design, and expected positioning performance analysis and so on must be performed, and the relevant computer simulation tools must be developed to support the design and development activities. This paper presents a LEO PNT simulator that allows the visualization of the orbit and positioning of LEO PNT navigation satellites. For this purpose, the LEO PNT scenario is added to the satellite constellation and user scenario parts of the existing designed GNSS simulator. Based on this, the LEO PNT performance is analyzed, and a further research plan is prepared.

Keywords: LEO PNT, simulator, positioning

Speaker 이현중 인하대학교