[기고] 시급한 위성항법시스템 구축과 제반 기술 경쟁력 강화

위성항법시스템(GPS, Global Positioning System)은 지구 궤도를 도는 다수 위성이 쏘는 신호를 활용해 거리를 측정하는 방식으로 작동하며, 위치정보를 제공하는 데 쓰인다. 과거 GPS는 최대 10m 안팎의 오차가 발생했다. 위성이 쏜 신호가 단말기까지 도달하는 과정에서 수많은 전파 간섭과 굴절이 발생했기 때문이다.

따라서 위성항법시스템 분야 선도 기술을 갖춘 기업은 지상의 기준국을 기반으로 위성 신호 오차를 2cm~3cm 이내로 보정하는 초정밀 위치정보 장치를 개발해 대응하고 있다.

GPS는 최근 GNSS(Global Navigation Satellite System)라고 불리기도 하는데 주요국이 구축해 사용하는 자체 위성항법시스템을 통칭하는 개념이 GNSS다. 대표적인 예로 미국의 GPS, 중국의 베이더우(Beidou), 유럽연합(EU)의 갈릴레오(Galileo), 러시아 글로나스(Glonass) 등이 있다. 각국은 자체 위성항법시스템으로 지상물의 위치나 고도, 속도 등에 관한 정보를 수집하며, 교통과 물류, 국방 등 다양한 영역에 시스템을 활용 중이다.

GNSS는 자동차 내비게이션뿐만 아니라 드론과 자율주행 자동차, 농기계, 로봇 등 첨단 기술 분야의 핵심 기반이다. 사람이 없이도 기기가 정밀하게 움직이려면, 정확한 위치정보가 필요하기 때문이다. 따라서 GNSS 기술력 확보가 곧 미래 국가 경쟁력을 담보한다고 해도 과언이 아닌 상황이지만, 애석하게도 대한민국은 아직 자체 위성항법시스템을 구축하지 못했다. 우리나라는 2035년쯤, 제3차 우주개발 진흥 기본계획에 따라 한국형 위성항법시스템(KPS, Korean Positioning System) 구축을 계획하고 있다.

자체 위성항법시스템을 구축한 주요국과 달리 현재 우리나라는 GNSS 분야에서 후진국이라고 할수 있다. 중국과 비교하면, 10년 이상 뒤처져 있다. GNSS 분야 선두주자인 미국조차 무서운 속도로 GNSS 기술력을 확보하는 중국을 경계하고 있다. 이 같은 사실은 지난 2023년 2월 미국 하버드대학교 케네디스쿨이 중국 자체 위성항법시스템 ‘베이더우’를 분석해 내놓은 보고서(China’s Beidou: New Dimensions of Great Power Competition)에 나타나 있다.

분석 보고서에 따르면, 미국은 주로 군사 목적에 맞춰 GNSS의 미래를 고려하는 반면, 중국은 베이더우의 상업적 활용 및 다른 국가들에 대한 영향력 확대(정치, 경제, 안보)에 대한 중요 도구로 적극 활용에 나섰다.

중국은 2000년부터 3단계에 걸쳐 자체 위성항법 시스템 ‘베이더우’ 구축을 추진했다. GPS와 마찬가지로 전 세계의 위치, 항법 및 시각 데이터를 활용하기 위해서다.

1단계로 2000년 당시 3개의 위성으로 자제 시스템을 구축해 시험 운용했으며, 중국 지역만을 대상으로 했다(현재 대한민국이 계획하고 있는 KPS와 유사). 2단계 프로젝트는 2012년에 완성했으며, 당시 약 20기의 위성 발사를 통해 아시아-태평양 지역을 커버하는 시스템을 구축했다. 3단계로 중국은 2020년 6월 베이더우 3호 위성 발사하며 미국, 러시아, EU에 이어 4번째로 자체 글로벌 위성항법시스템을 보유한 국가가 됐다. 이후에도 중국은 베이더우 시스템 강화를 위해 위성 발사를 지속해서 추진 중이다.

중국 정부는 광범위한 5G 통신망을 통해 베이더우의 정확도를 높였을 뿐만 아니라 기업들이 베이더우를 이용해 신제품 개발과 서비스를 제공하도록 강력한 지원 정책을 펼쳤다. 과거 미국이 GPS 개발을 통해 경제 성장을 촉진한 것처럼, 중국 또한 베이더우를 활용해 경제 성장 촉진을 시도하는 것이다.

이미 중국은 GNSS 수신칩 개발부터 자율주행 자동차용 위성항법장치까지 다양한 분야에 걸쳐 기술 개발을 선도하고 있다. 막대한 투자를 바탕으로 얻은 기술의 적용 범위를 드론, 정밀농기계, 로봇, 자율주행 자동차 등 완제품 영역까지 차근차근 확대해 가는 모양새다.

중국과 비교하면 우리나라는 GNSS 분야에서 걸음마 단계이지만, 초정밀 GNSS 위성항법 수신기를 국산화한 몇몇 기업이 수많은 외산 제품 속에서 치열한 경쟁을 펼치고 있다. 자사인 씨너렉스 역시 방송사 MBC와 협약을 맺고 지상 기준국을 바탕으로 초정밀 GNSS 위성항법 장치 개발에 성공, 주요 고객사를 확보하는 성과를 올렸다. 일본 최대 농기계 제조사인 Y사에 이앙기 및 트랙터용 초정밀 GNSS 위성항법 수신기 양산용 모델을 공급하기 시작했고, 측량장비를 통해 지하시설물을 관리하는 S 도시가스사에 초정밀 GNSS 휴대용 측량장비를 공급할 예정이다. 저속에서도 GNSS 환경에 영향받지 않고 정밀하게 주행 가능한 장치를 조만간 출시해 야외 순찰 및 청소 로봇 분야 기업에 공급할 계획이다.

향후 GNSS 분야의 글로벌 경쟁력을 확보하기 위해서 자체 GNSS 수신칩 개발이 필요하다. 씨너렉스를 비롯한 국산 기업은 이를 위해 각고의 노력을 기울이고 있다. 하지만 GNSS 분야 기술력을 갖춘 국산 기업이 많지 않아 관련 정책이나 지원이 부족한 실정이다. 수많은 첨단 기기의 기반이 되는 GNSS 위성항법 수신기 등을 국산화하면 값비싼 외산 제품을 쓰지 않고도 다양한 기술 기업이 첨단 기기 개발에 박차를 가할 수 있다. GNSS 위성항법 분야에 국가차원의 관심과 지원이 필요한 이유다. 앞서가는 자체 위성항법시스템 구축 국가를 맹렬히 추격해야 하는 중요한 골든타임을 놓쳐선 안 된다. 자체 위성항법시스템 구축에 속도를 내고 해당 시스템을 둘러싼 제반 기술 경쟁력을 강화해야 할 시점이다.

2016년 9월 설립된 ㈜씨너렉스는 초정밀 GNSS 위성항법 수신기를 개발·공급하는 기업이다. 이 기업은 방송사 MBC가 전국에 구축한 지상의 기준국을 기반으로 오차범위 2cm~3cm 미만의 초정밀 GNSS 위성항법 수신기를 개발했다. 이후 씨너렉스와 MBC 컨소시엄은 2022년도 국토교통부 항공안전기술원의 지원을 받아 ‘드론용 GNSS 위성항법장치’를 개발·공급하며 드론 국산화율 제고에 기여하고 있다.

정리 / IT동아 김동진 (kdj@itdonga.com)