Jan - KISA · 2020. 2. 10. · 2020년 1월│Monthly Report 3 무인이동체의 자율주행을...

Jan.

1월

무인이동체의 자율주행을 위한

Broadcast RTK 기술

1. 서론--------------------------------------------------------------3p

2. 정밀측위 서비스의 이론적 고찰------------------------------5P

1) GNSS 보정신호의 종류

2) OSR 방식 네트워크 RTK 서비스

- VRS 방식의 네트워크 RTK 보정신호

- FKP 방식의 네트워크 RTK 보정신호

3) SSR 서비스

3. MBC RTK 서비스 소개-----------------------------------11P

1) 추진 연혁

2) 시스템 구성

- 컨텐츠 : GNSS 기준국 인프라

- 플랫폼 및 네트워크

- 디바이스

4. MBC RTK 서비스의 자율주행 적용 적합성 분석-------19P

1) 고정측량 정확도 성능 분석

2) 이동측정 가용성 성능 분석

3) 자체 도심환경 성능평가

4) 적용사례 및 기타

5. 결론-------------------------------------------------------28P

2020년 1월│Monthly Report

3

무인이동체의 자율주행을 위한 Broadcast RTK 기술

MBC 기술정보사업팀

이승호 차장

01 서론

■ 위성항법 기반 정밀측위 기술인 RTK1) 기술은 주로 측량과 같은 분야에

한정적으로 사용되었으나, 최근 자율주행차를 비롯한 드론, 로봇 등의

무인이동체 자율주행의 기기제어를 위한 수요가 급격히 증가하고

있다.

■ 또한 이러한 수요에 맞추어 수신기 시장도 기존 수천만 원대 고가

제품군에서 성능은 유지하면서 가격은 획기적으로 낮춘 저렴한 RTK

수신모듈이 출시되면서 관련 시장은 앞으로 계속 성장할 전망이다.

그림 1. 정밀측위 수신기의 보편화 추이

출처 : MBC

1) RTK : Real Time Kinematic. 실시간 이동측위 기술을 의미함


4

■ 반면 기존 측량 분야에서 정밀측위 기술의 요구사항은 주로 정확도

성능에 국한되었으나, 무인이동체의 자율주행과 같은 기기제어 분야에

적용하기 위해서는 다음과 같은 다양한 요구사항을 동시에 만족시킬 수

있어야 한다.

표 1. 무인이동체 분야 정밀측위 성능 요구사항

성능 지표 설 명

정확도cm급 오차 정밀도 필요하며, 자율주행의 차선 구분을 위해서도 최소한

50cm이하의 오차 정밀도를 확보하여야 한다.

사용 편의성정밀측위 서비스에 수동조작 없이 자동 접속되는 사용 편의성을 제공

하여야 한다.

서비스 접속

안정성

정밀측위 서비스에 무제한 동시접속이 가능하여야 하며 장시간 안정적인

서비스를 유지해야 한다.

서비스 안정성 언제 어디서나 안정적인 무중단 정밀측위 서비스가 제공되어야 한다.

가용성도심지역에서도 높은 정밀측위 모호정수 획득확률(이하‘Fix2) 확률’)을

제공하여야 한다.

복귀시간모호정수를 잃어버리고 빠르게 획득할 수 있어야 한다. ‘복귀시간을 이하

Convergence Time3)으로 표기.’

경제성방송망과 같이 단방향 무료 네트워크를 통해 서비스를 제공할 수 있어야

한다.

기타 Jamming 및 해킹에 대한 안정성, 무결성 등

출처 : MBC

■ 본고에서는 방송망과 같은 단방향 네트워크를 통해 RTK 보정정보를

전송하는 기술인 MBC의 Broadcast RTK 기술과 이를 적용한 세계 최초의

정밀측위 상용서비스인 MBC RTK 서비스를 소개하고 무인이동체 적용

적합성에 대해 알아보고자 한다.

2) RTK 연산의 모호정수가 결정되어 cm급의 위치정확도가 확보가능한 상태3) Convergence Time : Fix 상태가 해제된 후에 다시 Fix 상태로 복귀하는데 걸리는 시간


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02 정밀측위 서비스의 이론적 고찰

1) GNSS 보정신호의 종류

■ 보정정보를 제공하는 정밀측위 서비스는 다양한 기술적 방식이

존재하고 국내 및 전 세계적으로 이를 적용한 신규 서비스들이 등장

하여 경쟁이 본격화되고 있다.

■ GNSS 위성신호를 이용한 위치 결정은 기술적 원인과 환경적인 원인,

사용자 등 다양한 오차요소들의 개입으로 측정 결과의 정확도가

낮아질 수 있다. 이러한 GNSS 측위의 정확도를 향상시키기 위하여

다양한 종류의 GNSS 보정신호가 개발되어 범용적으로 사용되고

있으며, 보정신호를 이용한 대표적인 측정 방식을 살펴보면 다음과 같다.

■ GNSS 보정신호의 종류

GNSS 보정신호의 종류는 SSR4) 방식과 OSR5) 방식으로 구분할 수 있다.

대표적인 SSR 방식 보정신호로는 SBAS(Satellite Based Augmentation

System)위성에서 송출하는 보정신호와 차세대 보정신호로 여겨지고

있는 PPP-RTK 측위 지원 보정신호를 들 수 있다.

그림 2. GNSS 보정신호의 구분

출처 : 강원대학교 측량 및 지형공간정보연구

4) SSR : State Space Representation. 위성신호 전달 경로상의 오차성분을 모델링하여 보정정보를 생성하는 방식5) OSR : Oberservation Space Representation. 관측된 오차 정보를 그대로 사용하는 방식


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■ OSR 방식의 보정신호에는 저가형 수신기를 이용한 m급 위치결정을

지원하는 DGPS 보정신호(평균 1m 오차 수준, 최대오차 3m 수준)와

고정밀 위치결정을 지원하는 네트워크 RTK (Network-based Real Time

Kinematic) 보정신호가 대표적이다.

2) OSR 방식 네트워크 RTK 서비스

■ RTK 보정신호는 높은 정확도로 사용자 수신기의 위치결정 작업을 지원할 수

있으나 OSR 방식으로 계산된 보정신호의 한계로 인하여 사용자의 위치가

기준국 으로부터 멀어질수록 정확도가 저하되는 단점을 나타낸다. 이러한

단점을 보완하기 위하여 개발된 보정신호가 네트워크 방식으로 RTK 보정신호를

계산하여 생성할 수 있는 네트워크 RTK 보정신호이다. 이러한 네트워크

RTK 보정신호를 계산하는 개념을 단순화 하여 설명하면 그림 3과 같다.

그림 3. 네트워크 RTK 보정신호 계산의 개념도

출처 : 강원대학교 측량 및 지형공간정보연구실


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① VRS 방식의 네트워크 RTK 보정신호

VRS 방식의 네트워크 RTK 보정신호는 RTK 서버가 다수 기준국에서 관측한

정보를 이용하여 사용자 위치에 적합한 RTK 신호를 계산하는 방식으로

계산되며 그 형식은 RTK 보정신호와 동일하다.

그림 4. VRS 방식의 네트워크 RTK 보정신호 제공체계의 개념


■ VRS 방식의 네트워크 RTK 보정신호를 사용하기 위해서는 그림 4에 정리한

바와 같이 사용자의 GNSS 수신기가 GNSS 위성신호만을 이용하여 결정한

개략적인 위치 정보를 먼저 네트워크 RTK 서버에 제공하여야 한다. 이후

네트워크 RTK 서버는 제공된 위치정보에 근거하여 가장 인접한 3개 이상의

기준국들을 선정하고 해당 기준국들의 정보를 활용하여 사용자 위치에 가장

적합한 RTK 보정신호를 계산·제공한다. 이러한 방식은 네트워크 RTK

보정신호 계산 작업을 전적으로 서버에 의존하여야 하고 사용자의 위치

정보를 지속적으로 서버에 전송하여야하기 때문에 양방향 통신환경 하에서만

활용할 수 있다. 또한 서버가 사용자 위치에 적합한 보정신호의 계산을

지속적으로 수행하여야하기 때문에 사용자의 수가 증가할수록 서버의

연산 부담이 크게 증가할 수밖에 없다. 이로 인해 사용자가 증가할수록

서버의 용량을 증가시켜야 하는 부담이 따르게 된다.


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② FKP 방식의 네트워크 RTK 보정신호

VRS 방식이 특정 지점에 대한 보정신호를 제공하는 반면에 FKP((독)Flächen

Korrektur Parameter; (영)Area Correction Parameter) 방식은 기준국들이

형성하는 관측망 전체에 적용할 수 있는 보정신호를 제공한다.

그림 5. FKP 방식의 네트워크 RTK 보정신호 제공체계의 개념


■ 그림 5에 나타낸 바와 같이 FKP 방식의 보정신호는 3개의 인접한

기준국들로 구성된 삼각망 별로 보정신호를 생성한다. 각 삼각망에

대한 보정신호는 삼각망 내의 모든 지점에 적용할 수 있는 보정정보를

포함하고 있으며 네트워크 RTK 서버는 여러 삼각망에 대한 보정정보를

종합하여 사용자 수신기에 제공한다. 따라서 삼각망의 수가 많은 수록

보정신호의 용량은 증가하게 된다.

■ 네트워크 RTK 서버가 전송한 FKP 보정신호를 수신한 GNSS 수신기는

자신의 위치를 포함하고 있는 삼각망에 대한 보정정보를 선택하며

이 정보로부터 자신의 위치에 적용할 수 있는 보정신호를 계산하여

위치결정에 활용한다. 이러한 보정신호 활용구조로 인해 FKP 방식의

보정신호는 서버에서 사용자에게 일방적으로 정보를 전달하는 단방향

통신환경에서도 활용할 수 있게 된다. 또한 사용자 위치에 해당하는


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보정신호 계산 작업을 사용자 수신기가 담당하기 때문에 서버의 보정신호

계산 부담이 경감되어 일정한 용량의 서버 시설로도 많은 수의 사용자

들에게 서비스를 제공할 수 있다.

■ 상기한 장점에도 불구하고 넓은 영역을 대상으로 하는 보정신호의

물리적인 한계와 단순한 신호구조로 인하여 FKP 보정신호를 이용한

측위작업의 효율성과 정확도가 타 보정신호에 비하여 다소 낮게

나타나는 사례가 있다.

3) SSR 서비스

그림 6. OSR, SSR방식 개념도


■ SSR 방식으로 계산된 보정신호에는 GNSS 신호를 이용하여 GNSS 위성과

GNSS 안테나 사이의 위치관계를 추정할 때에 개입되는 다양한 종류의

오차에 대한 추정값이 포함되어 있다. GNSS 위성 궤도 정보에 대한 보정 값,

GNSS 위성 신호가 전리층과 대류층을 통과할 때 발생한 지연량, GNSS

위성시계 오차 등을 개별적으로 계산하여 전송한다. GNSS 수신기는

이러한 개별적인 오차들을 분석하여 GNSS 신호 관측값에 포함된 총량적인

관측 오차를 계산한다.

■ SSR 방식 보정신호와 OSR 방식 보정신호의 대표적인 차이점은 두 가지

이다. 첫째, OSR 방식 보정신호는 기준국과 이동국의 사이가 길수록

정확도가 저하되는 현상을 나타내는 반면에 SSR 방식 보정신호는 큰

영향을 받지 않는다. OSR 방식 보정신호가 기준국의 관측오차를 기준으로

거리에 따른 관측오차의 변화를 고려하여 이동국의 관측오차를 추정하는


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방식인데 거리에 따른 관측오차의 변화 추정값이 거리가 멀수록 부정확

해지기 때문이다. 따라서 넓은 지역을 대상으로 OSR 방식의 보정신호를

서비스하기 위해서는 많은 수의 기준국을 설치하여야 한다. SSR 방식의

보정신호를 서비스하는 경우에는 OSR 방식을 적용하는 경우에 비해

설치해야 하는 기준국의 수가 상당량 줄어든다.

■ 대표적인 SSR 방식 보정신호로는 SBAS(Satellite Based Augmentation

System)위성에서 송출하는 보정신호와 차세대 보정신호로 여겨지고 있는

PPP-RTK 측위 지원 보정신호를 들 수 있다.


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03 MBC RTK 서비스 소개

■ 그럼 지금부터 MBC에서 구현한 Broadcast RTK 기술을 활용한 MBC RTK

상용서비스에 대해 소개하겠다.

■ MBC RTK 서비스는 OSR 방식을 기반으로 기선거리에 따른 오차를 개선

하고 Fix 확률을 획기적으로 높인 세계최초의 단방향 네트워크 RTK 전국

상용서비스이다. MBC RTK 서비스는 cm급 오차 정밀도를 높은 확률로

24시간 안정적으로 제공하므로 측량 분야부터 시설관제, 무인이동체의 자

율주행 등 대부분의 응용분야에 적용할 수 있다.

1) 추진 연혁

■ MBC는 실시간 교통정보를 DMB 방송망을 통해 전송하는 DMB TPEG

교통정보 상용서비스를 2006년부터 제공해왔고 이를 차선 구분이 가능한

내비게이션 서비스로 고도화하기 위해 정밀측위 보정정보의 DMB 전송

기술을 연구해 왔다.

■ 본격적인 상용화 및 연구개발은 2016년부터 항공우주연구원과 차로구분

실용화 연구 국책과제를 수행하면서부터이며, 2017년 8월 세계최초로

DMB 기반 정밀측위 보정정보 서비스인 MBC RTK 서비스를 개시하였다.

그림 7. MBC RTK 서비스 추진 연혁

출처 : MBC


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■ 방송망을 통해 정밀측위 보정정보를 제공하는 시도는 전 세계적으로 여러

차례 있었지만, 이의 성능을 고도화하여 상용서비스를 제공한 것은 전

세계적으로 유일하다고 할 수 있다.

※ 해외 사례

▶ 디지털 라디오(DAB) 방송망을 활용한 연구

▶ 1999년 스페인 카탈루냐 지질연구소의 Talaya와 Bosch가 연구

▶ 기준국 8개소 기준국 간 거리 평균 100km로 카탈루냐(32,000km2, 약

경상도 전체 크기) 지역 대상 서비스

▶ FM 라디오망을 활용한 연구

▶ 2018년 칭화대학교에서 Chen과 Zhang, Jiang, Wu가 연구

▶ FM 라디오의 Radio Data System(RDS)를 개선한 Symbiotic Radio

Data System(SRDS)로 보정신호 전송

2) 시스템 구성

■ MBC는 네트워크 RTK 서비스의 구성을 방송, 통신의 일반적인 서비스

구조인 Contents, Platform, Network, Device인 ‘CPND’로 정의하여 End

to End의 토탈 서비스 플랫폼을 구축 완료하였다.

그림 8. MBC RTK 전체 시스템 개념도

출처 : MBC


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① 컨텐츠 : GNSS 기준국

먼저 보정정보를 생성하는 ‘컨텐츠’에 해당하는 기준국 인프라를

살펴보면, MBC는 기본적으로 국토지리정보원의 기준국을 제공받아

활용하며 추가로 MBC의 자체 기준국을 전국에 40여개소를 구축하였다.

그림 9. MBC RTK 기준국 구축 사례

출처 : MBC

■ GNSS 기준국 인프라는 가장 많은 투자를 한 분야로서, 정밀측위

서비스를 무인이동체의 자율주행에 적용하기 위해서는 무엇보다

안정적인 보정정보 제공이 필수적이기 때문이다.

■ MBC는 물리적인 기준국 이중화를 통해 기준국 오동작 및 네트워크

장애, 서비스 시스템 오류 등의 문제 발생 시 자동으로 정상시스템으로

절체되기 때문에 고도화된 서비스 안정성을 확보하고 있다.

② 플랫폼 및 네트워크 : DMB 및 IP 서비스 시스템

MBC RTK 시스템은 크게 MBC RTK 보정정보 생성 알고리즘과 이를 방송망과

통신망으로 서비스하는 DMB 서비스 시스템과 IP 서비스 시스템으로 구성된다.


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그림 10. 시스템 구성도

출처 : MBC

■ MBC RTK 보정정보 생성 알고리즘

MBC RTK 알고리즘은 MBC가 자체 연구개발을 통해 확보한 기술로서

기선거리 증가에 따른 오차를 줄이며 RTCM 표준 포맷의 보정정보를

생성하여 전달한다.

■ DMB 서비스 시스템

MBC RTK 보정정보 데이터를 DMB 데이터 서비스 형식으로 인코딩하고

이를 전국에 전송한다.

그림 11. MBC DMB 방송 권역 및 수신 커버리지

출처 : MBC


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■ MBC 지상파 DMB의 가시청권은 위의 그림과 같이 약 90% 이상이므로

전국 어디서나 편리하게 이용 가능하다. 또한 DMB는 단반향으로 불특정

다수에게 데이터 전달이 가능하기 때문에 고정밀 측위에 대한 수요가

급속도로 늘어나고 있는 시장의 요구에 가장 적합한 보정정보 전달 매체

라고 볼 수 있으며, 무엇보다 이동통신과 같은 별도의 통신비가 들지

않는다는 장점이 있다.

■ DMB를 통해 보정신호를 송출하기 위해서는 DMB의 데이터 채널을 이용

해야 한다. 그리고 MBC의 경우 위의 그림과 같이 전국을 수도권, 충청권,

강원권, 경북권, 경남권, 전라권, 제주권 총 7개의 권역으로 나누어 DMB

신호를 송출하는데 제주권을 제외하고 각 권역별로 약 10~15개의 기준국

데이터를 송출하고 있다. 또한 MBC는 드론 또는 차량과 같은 이동체의

경우 기준국 Handover 문제가 발생하지 않도록 전용 알고리즘을 개발하여

서비스 중이다.

■ IP 서비스 시스템

위에서 언급한 것과 같이 DMB로 RTK 보정신호를 송출했을 때 많은

장점이 존재하지만 산지가 많은 국내 여건상 DMB 방송의 수신이 어려운

지역이 존재한다. 이 문제를 해결하기 위해 DMB 음영지역에서는 LTE 등

IP 네트워크를 이용하여 MBC RTK 서비스를 이용할 수 있도록 IP 서비스를

함께 제공 중이다.

그림 12. IP 기반 MBC RTK 시스템 구조

출처 : MBC


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■ IP기반 MBC RTK 서비스는 사용자가 인근 기준국의 보정신호를 직접

선택하여 수신할 수도 있고 가장 가까운 기준국의 보정신호를 요청해서

수신할 수도 있다. MBC에서는 본 서비스의 라이선스를 구매한 고객에서

해당 기능을 이용할 수 있는 S/W 및 개발 SDK를 제공한다.

■ 또한, IP기반 MBC RTK 서비스는 접속자 수에 제한이 없고 네트워크

이중화 및 서버 이중화를 구축하여 향후 RTK 보정신호 사용자가 급증하

더라도 QoS(Quality of Service)를 보장한다.

■ 서비스 운용

그림 13. 모니터링 시스템 및 시스템 운용

출처 : MBC

■ MBC는 MBC RTK 서비스 모니터링 시스템을 구축하여 개별 기준국 및

서비스 시스템의 상태를 감시하고 있으며 방송 네트워크를 관장하는

MBC 통합관제 센터에서 24시간 시스템을 운용하고 있다.


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③ 디바이스 : MBC RTK 수신기

그림 14. MBC RTK 수신기 및 서비스 판매

출처 : MBC

■ 본사는 MBC RTK 서비스의 성능을 검증하기 위해, MBC RTK 수신 단말을

자체 개발하였다. MBC는 궁극적으로는 서비스 판매형태의 사업모델을

지향하나, 본 단말기의 우수한 사용편의성과 성능으로 현재 많은 관련

업계에 판매되고 있다.

■ 특히, MRP-2000 제품은 세계최초로 유블럭스사의 ZED-F9P를 적용한

수신기로서 전 세계 매체에 홍보되었다.

그림 15. MRP-2000 보도 자료

출처 : MBC


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■ MBC RTK 수신기는 동글형 타입 제품과 일체형 제품으로 구분된다.

그림 16. MBC RTK 동글타입 수신기 개념도

출처 : MBC

■ MRD-1000B/T 제품은 동글형 제품 타입으로 그림 14와 같이 가장 가까운

MBC RTK 보정정보 데이터를 DMB 또는 LTE 네트워크로 수신하여 이를

RS232 인터페이스로 기존 RTK 수신기에 RTCM 메시지를 입력하여 사용

하는 방식이다.

그림 17. MBC RTK 일체형 수신기 개념도

출처 : MBC

■ TDR-2000, TDR-3000 및 MRP-2000과 같은 일체형 제품은 MBC RTK 보정

정보 데이터를 내장된 RTK 엔진으로 연산하여 사용하는 방식이라 할 수 있다.


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04 MBC RTK 서비스의 자율주행 적용 적합성 분석

■ MBC는 MBC RTK 서비스의 객관적 품질을 파악하기 위하여 2018년, 2019년에

외부 전문기관에 의뢰하여 서비스 품질테스트를 실시하였다.

■ 2018년에는 VRS 서비스와의 정밀도 비교를 위한 고정 측량을 수행하였고,

2019년에는 무인이동체 적용을 위한 이동 테스트를 실시하였다.

■ 이와 함께 MBC RTK는 서비스 개시 2년이 넘게 상용서비스를 운영하며

다양한 산업분야의 피드백을 반영하여 꾸준히 서비스 품질을 고도화

하였고, 실제 시장에서 제품의 상품성과 안정성을 인정받고 있다.

1) 고정측량 정확도 성능 분석

① 측정 개요

▶ 목적 : MBC RTK 서비스와 VRS 서비스의 정확도 비교 분석

▶ 수행기관 : 강원대학교 측량 및 지형공간정보연구실

▶ 측량기간 : 2018.08~10, 3개월간

② 측량방법

전국적으로 분포하는 143개의 통합기준점을 대상으로 현장 검증측량을

수행하였다. 통합기준점 성과를 기준으로 하여 네트워크 RTK방식을 사용하는

VRS 측량결과와 MBC B'RTK 서비스를 이용한 측량결과의 정확도를 평가

하였으며, 아래 표와 그림은 정확도 평가에 사용된 통합기준점의 분포와

수량을 나타낸 것이다.


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그림 18. 측량 지점 분표


■ 아래 그림 17은 통합기준점에서 GNSS 측량을 수행하는 모습을 나타낸

것이며, 표는 본 측정에서 사용한 측량기기와 B'RTK 서비스 이용을 위한

추가 단말기(MRD-1000)를 나타낸 것이다. 통합기준점을 이용한 GNSS

측량은 공공측량 작업규정에 따라 VRS 방식의 네트워크 RTK 측량을 수

행하였으며, 동일 지점에서 MBC의 B'RTK 서비스를 이용한 측량을 실시하였다.

그림 19. 통합기준점 측량 사진



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표 2. 평가에 사용된 장비

구분 RTK Dongle GNSS 수신기

사진

제조사 MBC SOKKIA

모델명 MRD-1000 GRX2

주파수 L1, L2, L5 L1, L2, L5


③ 결과 분석

정확도의 평가는 통합기준점의 성과를 기준으로 B'RTK와 VRS 측량결과의

편차에 대한 RMSE를 계산하여 분석하였다. RMSE는 각 데이터의 오차값들이

가지고 있는 오차의 평균을 평가하는 일반적인 방법으로써 좌표를 사용하는

데이터에 적용할 경우에 동일한 지점에 좌표를 가지는 2개의 데이터집단을

직접 비교하여 계산함으로써 해당 데이터의 정확도를 단일 척도로 나타낼 수 있다.

■ MBC RTK 서비스 분석 결과

표 3은 평가점에 대한 MBC RTK 서비스의 정확도 평가결과를 나타낸

것이며, N방향에서 최대 0.092m의 편차를 보이고 정확도를 표시하는

RMSE가 0.026m로 나타났다. E방향에서는 최대 0.081m의 편차를 보이고

RMSE가 0.023m로 확인되었으며, UP방향으로는 최대 0.217m의 편차와

0.060m의 RMSE를 보여주고 있다.


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표 3. MBC RTK 서비스의 방향별 정확도 평가 결과

구분 ΔN(m) ΔE(m) ΔEll.h(m)

최대 0.092 0.081 0.217

평균 0.003 -0.007 0.007

표준편차 0.030 0.025 0.068

RMSE 0.026 0.023 0.060


■ VRS 서비스 분석 결과

표 4는 평가점에 대한 VRS 서비스의 정확도 평가결과를 나타낸 것이며,

N방향에서 최대 0.093m의 편차를 보이고 RMSE가 0.029m로 나타났다.

E방향에서는 최대 0.061m의 편차를 보이고 RMSE가 0.024m로 확인되

었으며, UP방향으로는 최대 0.194m의 편차와 0.050m의 RMSE를 보여

주고 있다.

표 4. VRS 서비스의 방향별 정확도 평가 결과

구분 ΔN(m) ΔE(m) ΔEll.h(m)

최대 0.093 0.061 0.194

평균 0.007 -0.006 0.008

표준편차 0.028 0.023 0.051

RMSE 0.029 0.024 0.050



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■ 비교 분석 결과

평가점의 측정데이터를 분석한 결과 MBC RTK 서비스의 정확도는

N방향에서 0.026m, E방향에서 0.023m, UP방향에서 0.060m의 RMSE 결과를

보였으며, 공공측량에서 사용되는 VRS 서비스의 정확도(N방향:0.029m,

E방향:0.024m, UP방향:0.050m) 평가 결과와 유사한 수준으로 나타났다.

그림 20. MBC RTK와 VRS 서비스 측정결과의 편차량 분포


2) 이동측정 가용성 성능분석

■ 2019년도에는 무인이동체의 자율주행에서 중요한 Fix 확률, 즉 가용성을

다양한 이동환경에서 비교 측정하였다.

① 측정방법 개요

▶ 수행기관 : 인하대학교 공과대학 자율항법연구실

▶ 측정기간 : 2019.11~12, 2개월간

▶ 측정방법 : 국내 대표적인 정밀측위 서비스 4종과 고가 및 저가 수신기를

다양한 환경에서 이동측정 및 16개소 통합기준점에서 고정측정을 실시함.


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표 5. 이동측정 평가 대상 정의

서비스

GNSS수신기MBC RTK VRS FKP SSR6)

고가형 수신기

(u-blox ZED-F9P)성능평가 지표

- 가용성(Fix 확률)

- Convergence Time

- 정확도 저가형 수신기

(Trimble BD982)

▶ 측정 지역 : 전국 주요고속도로, 도심 빌딩 밀집지역(테헤란로 등), 고정측정(16개소)

② 측정 시스템

그림 19와 같이 측정시스템을 구축하여 그림 20과 같이 2달여에 거쳐

전국 주요 고속도로 및 16개의 통합기준점을 통해 이동 및 고정측정을

실시하였다.

그림 21. 측정시스템 구성도

출처 : 인하대학교 공과대학 자율항법연구실

6) SSR : 2019년 4분기에 국토지리정보원에서 시범적으로 실시한 SSR 서비스


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그림 22. 이동 및 고정 측정 시스템 사진

출처 : 인하대학교 공과대학 자율항법연구실

③ 측정 결과

본 측정결과는 데이터량이 워낙 방대하여 현재까지 인하대학교 공과대학

자율항법연구실에서 결과를 분석중인 상황으로 아쉽게도 본 고에 그 결과를

공유하기는 어렵게 되었다. 추후 결과가 분석되면 다양한 방법을 통해 그

결과를 공개하고자 한다.

3) 자체 도심환경 성능평가

■ MBC는 다양한 자체 품질 조사를 통해 서비스 및 수신기 성능을 지속적

으로 확인하고 있다. 예를 들어 C-ITS 테스트 베드인 상암동 지역에 그려진

자율주행 셔틀버스의 노선을 따라 위성항법만을 사용하는 MBC RTK

수신기로 테스트해본 결과 93%의 Fix 확률을 얻을 수 있었다.


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그림 23. 상암지역 이동측정 영상 사진

출처 : MBC

■ 해당 영상은 다음 링크에서 확인해 볼 수 있다.

https://www.youtube.com/watch?v=smOqMFTxlT0&t=1s

4) 적용사례 및 기타

■ 객관적인 품질조사 외에 MBC RTK 서비스는 실제 다양한 산업분야에

활발히 적용되어 사용되고 있어 그 성능이 검증되었다.


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그림 24. 주요 적용분야 및 적용처

출처 : MBC

■ 국내 주요 산학연구소에서 MBC RTK 제품을 적용하여 연구개발을 진행

하고 있으며 이를 적용한 양산형 제품이 출시될 예정이다.


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05 결론

■ 아직까지 이동측정 성능품질의 최종 결과가 산출되지 않았지만, MBC

자체적으로 테스트 해본 결과로는 아래 표와 같은 비공식 결과를 얻을 수 있다.

표 6. 국내 정밀측위 서비스 성능 비교

출처 : MBC

■ 물론 표 6은 현 시점을 기준으로 한 성능으로 향후 품질은 유동적일 수

있으며, MBC는 MBC RTK 서비스 외에도 다른 서비스의 장점이 있으면

이를 DMB와 IP네트워크를 통해 서비스하고자 한다.

■ 반면, 무인이동체에 정밀측위를 적용하기 위해서는 상기 성능지표가

정확도와 함께 반드시 중요한 요소로 고려되어야 할 것이다.

■ 정밀측위 서비스 시장은 그 중요성과 시장의 급격한 성장에 따라 주요

글로벌 기업들의 경쟁이 점차 치열해지고 있는 분야이다. 반면, 정밀측위

서비스는 국민 안전과 직결된 4차 산업혁명 시대의 중요한 국가 인프라 중

하나이므로, 서비스 및 수신기 국산화가 중요한 분야라 할 수 있다.


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■ 또한, 향후에 자율주행차가 상용화되어 정밀측위 보정정보가 전송된다

면 서비스 안정성을 위한 전송매체의 물리적인 이중화가 필요하며 해킹

에 자유로우며, 망부하 이슈 없이 급증하는 보정신호 수요를 해결하기에

적합한 방송 네트워크가 중요한 전송 매체라 할 수 있겠다.

■ 이승호 차장

- 2019.1 ~ 현재 사단법인 항법시스템 학회 이사

- 2006.1 ~ 현재 ㈜문화방송 기술정보사업팀 차장

- 2000.7 ~ 2005.12 LG텔레콤 근무

- 2000.7 연세대학교 전파공학과 졸업

※ 연락처 : [email protected]

발 행 일 2020년 2월 10일

발 행 및 편 집 한국인터넷진흥원 데이터안전활용지원단 위치정보활용팀

주 소 전라남도 나주시 진흥길 9 한국인터넷진흥원 Tel 1544.5118

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Jan - KISA · 2020. 2. 10. · 2020년 1월│Monthly Report 3 무인이동체의 자율주행을...

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