GPS(Global Positioning System) 개요 및 활용

1. GPS(Global Positioning System) 개요 및 활용 2001. 1. 한국기술교육대학교

2. GPS의 개요 GPS(Global Positioning System) ? 위성전파를 이용한 위치측정 시스템으로 전 세계를 포괄 공식명칭 : NAVSTAR 미국정부가 1970년대 군사목적으로 개발 고도 : 20,200km, 회전주기 : 약 12시간 어디에서나 기상에 관계없이 24시간 위치결정 가능 시계확보와 관계없이 측량 가능 GIS 데이터의 실시간 취득 고도의 정확성 및 신속성 확보 컴퓨터와 통신기기의 결합 : 다양한 응용분야 창출

3. GPS의 개요 GPS(Global Positioning System)의 역사 Transit System(NNSS) 개발시기 : 1950년대 후반 ~ 1960년대 초기 미 해군에서 개발 개발목적 : 위치/측량 및 군함 항해체계 마련 활 용 : 1964년 가동, 69년에 민간에 공개 DNSS(Defense Navigation Satellite System) 및 NTS-2 개발시기 : 1973년 미 국방부(해군에서 개발) 내 용 : Timation + 621B 통합 발 전 : Navstar(Navigation System with Timing And Ranging) GPS로 발전 내 용 : 위성을 이용한 항법이론의 타당성 검증 78~85년 까지 11기의 미션 I 위성발사 84년 KAL-007기 격추이후 GPS 정보의 일반인에 공개 89~90년: 미션 Ⅱ 위성(9기), 90~97년: 미션ⅡA 위성(17기) 97년~ : 미션 ⅡR 위성발사

4. GPS의 개요 GPS의 구성체계 우주부문 모니터링 관측소 Diego Garcia Ascension Is. Kwajalein Hawaii 사용자 부문 관제부문 Colorado Springs

5. GPS의 개요 GPS 항법의 원리 GPS의 기본원리 - 기하학적 삼각법에 의한 위치 결정 위치를 정확히 아는 위성에서 출발한 위성신호를 수신하여 전파의 도달 시간을 측정하여 미지점(사용자)의 위치를 계산

6. GPS의 개요 단독측위 이용 : 정밀도가 상대적으로 낮음, 수신기 1 대 사용, 주로 항법/항해에 이용 분류: SPS(Standard Positioning Service, 민간에서 이용), PPS(미 정부기관 등) 상대측위 이용 : 정밀도가 상대적으로 높음, 수신기 2대 이상, 주로 측지/측량 등에 이용 D-GPS : 단독 측위용 수신기 2대를 이용 RTK : 실시간 위치정보 취득 상대측위방법(후처리) : 정밀 측지측량에 이용 GPS 측위기법에 따른 정밀도 비교 GPS를 이용한 위치결정

7. GPS의 개요 Terminology of GPS(1) • L1 • GPS primary frequency • 1574.42MHz( = 10.23MHz x 154 ) • L2 • GPS secondary frequency • 1227.6MHz( = 10.23MHz x 120 ) • C/A code(Coarse/Acquisition or Clear/Access) • standard GPS code • Gold code of 1023 sequences (about 1ms long) • Chip rate = 1.023MHz

8. Terminology of GPS(2) • P code • Precise(or protected) GPS code • Maximal sequence code of about 1014 sequences • Chip rate = 10.23MHz • 267 days long • Each one-week segment of P-code is assigned to one GPS satellite. • Y code • Encrypted P code

9. GPS의 개요 1-3 m 25-100 m C/A Code on L1 C/A Code on L2 New Code on L5 No SA C/A Code on L Selective Availability Faster recovery following signal interruptions (ex., under bridges) 100 km 10 km 2 cm accuracy 2 cm accuracy L1 Code and Carrier L2 Carrier, L5 Carrier Data Link L1 Code and Carrier L2 Carrier Data Link GPS 정밀도의 현재와 미래 Basic Civil Positioning : Today Basic Civil Positioning : Tomorrow Advanced Positioning : Today Advanced Positioning : Tomorrow

10. GPS의 개요 다양한 GPS 활용분야

11. GPS의 개요 GPS 활용 인공위성 작동 전력공급 CNS 측량/ 지도제작 화물/물류 항공항법 무선통신 및 인터넷 Synchronization and Timing 등산/레저 철도 선박항해 해상공사

12. International Cooperation 국제기구의 위성항법시스템 사용권고 국제민간항공기구(ICAO) - 1998년 세계좌표계 도입 - 2010년 항공기 단일 항법시스템으로 사용 계획 국제해사기구(IMO) - 2002년 대형선박에 위성항법시스템 수신기 장착 의무화 - 2010년까지 GNSS의 완전시행 결의 국제전기통신엽합(ITU) - ITU/R 823은 중파대 무선표지국에서 보정항법정보 서비스 권장 - DGPS 데이터 포맷, 방송시간 결정(’92.9) 국제수로기구(IHO) - 1998년 해도에 세계좌표계 채용 - 선박운항에 GPS수신기 실제 활용

13. International Cooperation 유럽(Galileo Project) 유럽연합의 독자 위성항법시스템 GPS에 의존할 경우, 유럽주권의 종속 우려(사용료, 기술종속 등) GPS 호환, 독자적인 GNSS개발 : Galileo 21개 or 36개 MEO 위성군

14. International Cooperation 러시아(GLONASS 계획) 12기의 위성 작동(99년 10월 기준) 사용자 장비 보급 저조(이용자 극소수) 자국의 경제불안정, GPS와 경쟁력 열세로 한계에 직면 99년 2월 대통령성명 발표 : GLONASS 국제 협력 의사 유럽연합과 장래 GNSS에서 GLONESS의 공동운영 의사 천명. 유럽은 러시아의 항법위성 운용기술과 항법주파수 활용방안 모색 GLONASS-M 개발계획과 DGLONASS망 구축 계획 : 위성수명 및 궤도특성이 현저히 증가한 System

15. Internatonal Cooperation 일본의 위성항법시스템 계획 최대의 GPS 활용국가 • 현재 1200점의 GPS기준국 운용 중(지진예지, 지각변동, 측지측량, CNS 등) 친 GPS 정책(96년 이후 미/일 GPS 협의회 개최), EU와 교류모색 GPS 보정항법시스템 : MSAS 구축(99년 11월 발사) MTSAT(Multifunction Transport Satellite)발사(99년8월) 장기적으로 대체항법시스템 구축 연구수행 - 독자 시스템 핵심기술 연구 : 원자시계/위성시각관리기술(CRL) - 지역 위성항법시스템 구축 : 8자 궤도형 구축 기술 연구

16. Internatonal Cooperation GPS 시장 동향 In millions of U.S. $

17. Internatonal Cooperation GPS 시장 동향

18. NEW Spectrum in GPS 새로운 방향 2005년 세계 GPS 시장 : 3백 10억$ 예측, 미국업체 90% 점유 향후 발전 방향 1. NGIS 사업과 측지기준점 구축 2. 국내 주요 항법시스템 채택 - ITS, CNS, 물류, 방재, 복지, 항공, 항해 등 3. 통신분야 등 활용 - IMT2000, 전력공급, 시각제공 4. 국제협력 - 미국의 GPS 국제표준화 추진에 참여(외교적 실리추구) - 유럽과 Galileo 구축 Project에 참여 방안 검토 - 일본, 중국 등 인접국가간 공동 대응책 모색 및 공동연구 추진