[펌] GPS보다 똑똑한 갈릴레오 시스템

출처 : Weekly 경향
URL : http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LPOD&mid=etc&oid=033&aid=0000011734


 

갈릴레오 시스템은 총 30대의 인공위성을 이용하는 차세대 위성항법시스템이다. <사진제공 ESA>

20XX 년 어느 날 공항에서 연달아 착륙하던 항공기가 부딪칠 뻔한 일이 발생한다. 산악지방에서는 폭격 연습 도중에 유도미사일이 목표지점을 벗어나 주변 목초지를 쑥대밭으로 만든다. 도심에서는 ‘먹통’이 돼버린 차량항법장치 때문에 차량들이 일대 혼란에 빠져 교통대란이 벌어진다. 미국의 위성항법시스템인 GPS가 갑자기 정보 제공을 중단하면 벌어질 수 있는 시나리오다. 이런 사태에 대비해 유럽연합(EU)을 중심으로 ‘갈릴레오’라는 또 다른 위성항법시스템을 마련하고 있다. 원래 EU는 2008년까지 미국 GPS에 대항하는 독자시스템을 갖추려고 했으나 올해 초 자금난 때문에 시스템 가동을 2012년까지 늦춘 상태.

그런데도 최근 EU 위성항법회사들은 갈릴레오 시스템의 놀라운 정확성을 이용할 참신한 아이디어를 발굴하는 경쟁을 벌이고 있다. 지난해는 화산폭발, 지진과 쓰나미 같은 자연재난이 닥치기 전에 일어나는 지면 변화를 예측하는 아이디어를 내놓은 회사에 우승상금이 돌아갔다. 한국도 공식 참여하고 있는 갈릴레오 시스템은 GPS보다 얼마나 똑똑한 걸까.

서강대교 놓을 때도 GPS 사용

1973년 미국 국방부는 인공위성의 무선신호로 전투기나 탱크에서 발사되는 미사일을 목표물에 정확히 유도할 수 있는 새로운 시스템을 논의했다. 1989~1994년 총 24기의 위성이 고도 2만200㎞에 올라감으로써 GPS라는 위성항법시스템이 탄생했다. 실제 GPS 수신기를 장착한 폭탄의 위력은 두 차례 이라크전쟁에서 증명됐다. GPS로 유도된 미사일이 목표물을 정확히 찾아갔기 때문이다.

현재 GPS는 군사용도만으로 제한되지 않고 실생활 곳곳에 파고들어 있다. 대표적인 예가 GPS를 이용한 차량항법장치다. 자동차가 있는 지점을 위성이 추적해 운전자에게 막히지 않는 길을 안내하는 장치다. 휴대전화의 인기서비스인 ‘친구 찾기’나 ‘위치 추적’ 서비스도 GPS를 쓴다. GPS는 다리처럼 거대한 구조물을 건설할 때도 유용하다. 한강에 아치교 형태로 놓여 있는 서강대교는 1996년 공사 마지막 단계에서 아치구조물을 정확한 위치에 올려놓는 데 GPS 장비가 쓰였다고 한다. 한국항공대 항공우주공학부 장영근 교수는 “GPS를 이용하면 10초 간격으로 항공기를 이·착륙시킬 수 있다”며 “현재 미국 테네시주 멤피스 공항 등 몇 군데서 시범적으로 운영하고 있다”고 밝혔다.

불난 건물에서 소방관 위치 파악 가능

2000년 미국 국방부는 GPS의 정밀도를 고의적으로 제한하던 조치를 해제했다. 덕분에 일반에게 무상으로 공급되는 위치 정보는 정밀도가 100ｍ에서 10ｍ로 훨씬 높아졌다. 하지만 미국은 필요에 따라 지역적으로 정밀도를 떨어뜨릴 수 있고 언제든지 GPS 서비스를 중단할 수 있다는 게 전문가들의 의견이다. 실제로 미국은 이라크전을 시작하면서 GPS 서비스를 일시적으로 중단한 바가 있다.

위_ 위성항법시스템은 항공기의 이·착륙, 선박의 항구 진입 및 접안, 도심의 차량통제에 유용하게 쓰일 수 있다. 아래_ 현재의 GPS보다 뛰어난 위력을 보여줄 갈릴레오 시스템이 2012년께 등장할 전망이다. <사진제공 ESA>

또 GPS는 몇 가지 단점이 있다. 광대역 전파에 의해 쉽게 방해를 받기 때문에 ‘전자전’ 상황에서 오작동하기 쉽다. 시가지나 숲 속처럼 전파 수신이 어려운 지역에서는 심각한 오차를 일으키기도 한다. 이 때문에 불난 건물에서 소방관의 위치를 정확히 찾기가 힘들다. 이런 사태에 대비한 위성항법시스템이 EU를 중심으로 한국, 일본, 호주 등이 참여하는 갈릴레오 시스템이다. 2012년까지 30개의 위성을 고도 2만3600㎞에 발사해 서비스를 제공하는 것을 목표로 하고 있다.

갈릴레오는 상업용 서비스가 기본이니 만큼 정밀도 1ｍ급의 위치 정보를 보장한다. 그밖에 정보의 질이 떨어지는 공개 서비스, 경찰이나 해안경비대만 쓰는 공공규제 서비스, 조난신호만 전달하는 수색 및 구조 서비스 등이 있다. 특히 수색 및 구조 서비스는 바다에 빠지거나 오지에 떨어진 사람들의 SOS 신호를 감지해 전 세계에 경고메시지를 방송하는 서비스를 말한다. 갈릴레오 시스템은 전체 위성항법시스템을 업그레이드시킨다. 충남대 전자공학과 이상정 교수는 “갈릴레오 시스템은 신호 구조를 개선해 실내에서도 신호를 잡을 수 있고 GPS와 함께 쓰이면 도심에서도 95% 이상의 지역에서 정확한 위치를 파악할 수 있을 것”이라고 설명했다. 현재 도심지역에서 GPS신호 수신율은 55%에 불과하다. 또 GPS는 신호가 약해 실내에서 잡히지 않고 도심에서 대형건물 같은 장애물 때문에 보이는 위성 수가 제한된다. 위성항법시스템은 한 지역에서 동시에 4대의 위성이 보여야 정확한 위치와 시각 정보를 파악할 수 있다.

GPS와 갈릴레오 시스템이 손잡으면?

갈릴레오 시스템의 첫 시험위성 ‘지오베-A’는 2005년 12월 러시아 소유즈 로켓에 실려 카자흐스탄 바이코누르 우주센터에서 발사했다. 길이 1.3ｍ, 폭 1.8ｍ, 높이 1.65ｍ에 무게 600㎏인 이 위성은 고도 2만3000㎞의 궤도를 돌며 갈릴레오 시스템이 채택한 신기술을 시험해 왔다. ‘지오베-A’에 적용된 신기술의 가장 대표적인 예는 위성에 실린 원자시계다. 이 시계는 시간당 편차가 10억 분의 1초 미만으로 여태까지 우주에 쏘아 올린 어떤 시계보다 정확하다고 한다.

한국은 2005년 2월 갈릴레오 프로젝트에 참여하기로 결정했고 이듬해 9월 핀란드 헬싱키에서 EU와 ‘갈릴레오 프로젝트 협력협정’에 서명하면서 이 프로젝트에 본격적으로 뛰어들었다. 우리나라가 갈릴레오 프로젝트에 공식 참여하고 있어 위성항법시스템 칩을 자체 개발할 수 있을 것이라는 게 전문가들의 의견이다. 위성항법시스템 칩의 세계 시장은 2010년 40억 달러(4조 원)에 이를 전망이다. 갈릴레오의 상업적 이용도는 매우 높을 것으로 보인다. 전투 로봇을 원하는 곳으로 이동하려면 정확한 위치 정보가, 지금보다 더 많은 정보를 더 빨리 전달하려면 보내는 쪽과 받는 쪽의 정확한 시각 정보가 필요하다. GPS와 갈릴레오 시스템이 통합적으로 운영될 위성항법시스템 ‘GNSS’의 목표다.

이충환〈동아사이언스 기자〉 cosmos@donga.com