<시리즈> "국가GIS" 심층진단 (29);차량항법장치 (중)

차량항법장치(CNS)기술개발은 여타 첨단전자기술은 물론 SW기술이 병행 지원돼야 하며 특히 지리정보시스템(GIS)기술이 중시되고 있다.

이는 GIS 구축을 위해 사용하고 있는 지형공간 좌표 설정 및 관련SW.DB기 술등이 CNS 개발에 필수적이기 때문이다.

CNS 개발에 있어 중요한 과제로는 *좌표변환 및 GPS기준점 설정 *데이터 정확성및 업그레이드 *수신기등 HW의 경제성 확보등이 꼽히고있다.

GPS(Global Positioning System)위성의 위치데이터를 받아들이기 위한 정확한 GPS 기준점 설정은 이 사업의 성패를 가름한다 해도 과언이 아니다.

CNS 사용시 정보를 제공하는 미국의 GPS위성은 우리나라와 다른 좌표체계 (WGS84)를 채용하고 있기에 데이터 변환은 중요한 문제이다.

미 국방성은 NNSS(Navy Navigation Satellite System)에서 NAVSTAR (Navig ation Timing and Ranging)GPS의 개발을 추진、 지난 78년 첫번째 위성을 발사한 이래 블록I、 Ⅱ、 Ⅲ 계획을 수립했다. 이어 89년 블록 Ⅱ의 발사계획 에 의해 현재 24개의 위성이 각각 11시간58분 주기로 지구궤도를 회전함으로 써 3차원 위치해석을 가능하게 했다.

이 GPS가 WGS타원체를 채택하고 있으므로 우리가 이 데이터를 사용하려면GPS 측위결과를 우리나라에서 사용하고 있는 베셀타원체인 동경원점계로 변환시켜야한다. 이로인해 CNS의 정확한 수행을 위한 차원에서 새로운 측지좌표계와 준거타원체로서 지심 3차원 좌표계 및 WGS 84의 시급한 확립.설정이 필요하다는 주장이 대두되고 있다.

CNS는 이같은 좌표계상의 문제와 함께 최적의 경로설정 지원을 위한 도로지도 자체의 위치데이터 정확성문제도 고려된다. 좌표변환시 전자도로지도에 너무 많은 오차가 있을 경우에는 GPS의 오차까지 가중돼 CNS의 활용을 불가 능하게 할 수도 있다는 지적이다.

전문가들이 말하는 CNS의 실용화를 위한 GPS 허용 표준오차는 국가표준수 치도인 5천분의 1 지도에서 7m、 1만분의 1 지도에서 14m、 2만5천분의 1지도에서 25m수준이다.

수치지도제작 및 차량장착 데이터입력 후의 작업도 남아 있다. 변화하는 도로사정의 정확한 DB화및 업그레이드작업이 지속적으로 이뤄져야 하는 것이다. 일반적으로 CNS용 전자지도의 데이터는 25~50년의 내용연수를 가지고 있는것으로 알려지고 있다.

이 데이터는 차량운전자에게 공간.지리.위상.속성정보등 도로안내를 위한 독특하고 다양한 정보를 제공하게 된다.

따라서 빠른 응답속도.신속한 경로계산을 위한 망정보 최적화 및 지속적 업그레이드도 CNS의 성공을 위한 중요작업이 된다.

여기에서 최적운행경로 설정 알고리듬과 관련、 관심을 끌고 있는 맵매칭 Map-matching 기술을 배제할 수 없다.

맵매칭 기법은 센서로부터 얻은 차량궤적과 수치지도 저장매체에 기록된 도로망 데이터 사이의 상관관계를 이용해 차량위치를 통계적으로 계산하고 누적 오차를 보상하는 방법이다.

최근 개발의 초점은 휠센서.방위센서를 이용한 추측항법 맵매칭과 GPS수신 기를 이용한 GPS 맵매칭기술을 혼합、 차량추적의 정밀도를 향상시키려는 데로모아진다. 그러나 맵매칭기술을 활용한 경우에도 거리와 방향、 또는 진로변경시의 각도등에서 오차가 발생하고 있는 실정이다.

또 다른 문제는 HW의 가격이다. 특히 GPS위성수신을 위한 HW를 어느 정도의가격에 공급할 수 있느냐는 CNS실용화및 보급의 길목에서 중요한 문제로 남아있다. 이를 위해 채용되는 기본HW로서 시장에서 상용화되고 있는 GPS수신기는 해외에서 세트당 1천달러미만에서 5만달러이상에 이르는 것까지 다양하게 등장 하고 있다.

저렴한 가격의 수신기는 디자인도 단순하고 추적할 수 있는 위성의 수도제한되어 있으며 위치측정에 있어서도 정확도가 떨어지는 단점이 지적된다.

대부분 단일 주파 수신기인 이 하드웨어의 가격은 측정방식에 따라 달라진다. 이 경우 정밀도는 30~1백m에 그친다. 그러나 대부분의 GIS사용자는 5~10 m이상의 정밀도를 필요로 한다.

이를 위해서는 DGPS(Differental Global Positioning System)라고 하는 의 사거리자료처리가 필요하다. 이 경우 정밀도가 수십cm 이내로 향상될 수 있음이 보고되고 있다.

지난 94년 한국측지학회에 제출된 " 저가의 GPS DGPS기술을 이용한 위치정확도 개선연구"보고서는 국내에서 1개 기준국의 DGPS서비스로 거의 실시간에약 10m의 정확도로 위치측정이 가능하다고 밝혔다.

이러한 제반사항 및 문제 해결의 필요성 외에 GPS시스템를 위한 실용화에 는최근 또다른 "사각지대"가 밝혀지고 있다.

미국의 GPS위성 개발초기 실험단계에서는 이를 이용한 위치측정에서 10~20 m이내의 정확도가 보고된 바 있다. 그러나 현재 운용중인 24개의 GPS위성들 은시스템제어국이 군사적인 목적으로 위치측정의 정확도를 변경시켜 정확도 의범위가 약 1백m로 떨어진 것이다. <이재구기자>