미쓰비시전기 기보_2018.2 권두논문 요약(p2~6)

진화하는 우주이용에 공헌
우주시스템 이활용의 새로운 시대
고야마 히로시(小山 浩) 외 2인 / 전자시스템 사업본부 임원

[요지]
현재, 우주시스템의 이활용은 새로운 단계로 이동하고 있다. 국내외에서의 기술혁신, IT 사업자를 중심으로 한 타업종으로부터의 신규 참여 등을 배경으로 위성에서 얻어지는 다양한 정보의 질적 향상, 처리 데이터양의 대폭적인 증가(빅데이터화)의 트렌드가 현저하다.

이러한 흐름의 영향으로 국내에서도 리모트센싱 분야에서는 관측 정보의 다양화와 함께 고빈도∙고해상도 정보의 제공이 가능해지고 있다. 또한 위성측위 분야에서는 2018년부터 준천정위성의 센티미터급 고정밀도 위성측위 서비스가 시작된다. 위성통신 분야에서도 고속 대용량화의 움직임이 현저하다.

이들 위성에서 얻어진 각종 데이터와 다양한 지상데이터를 조합함으로써 다양한 분야에서의 신규 솔루션 창출이 기대된다. 내각부, 경단련(일반사단법인 일본경제단체연합회), COCN(일반사단법인 산업경쟁력간담회)가 제창하는 Society 5.0에서, 로봇이나 AI 등의 첨단기술을 모든 산업이나 사회생활에 채용하는 방법을 통해 사이버 공간과 피지컬 공간을 융합한 사물과 서비스를 제공하는 복수의 시스템을 정의하고 있다. 이들 시스템의 공통적 기반이 되는 플랫폼으로서, 각 시스템에 공통적인 데이터베이스가 자리잡고 있으며 위성에서 얻는 데이터가 중요한 구성 요소의 하나가 된다.

1. 서론
2017년 5월에 내각부에서 제정된 ‘우주산업비전 2030’에서는 우주시스템 이활용의 가속이 IoT, 빅데이터, AI 등과 함께 성장산업을 창출하는 프론티어로서 자리잡고 있다. 또한 17년 6월에 발표된 ‘미래투자전략 2017’에서도 우주에서 얻는 정보를 Society 5.0의 실현에 반드시 필요한 빅데이터 기반으로서 삼고 있으며, AI 등의 해석기술과 조합하면서 새로운 비즈니스 창출을 도모하고 있다.

미쓰비시전기는 내각부∙우주개발전략추진사무국, 우주항공연구개발기구의 프로젝트를 통해 각종의 리모트센싱 위성, 측위위성(준천정위성), 통신위성을 개발해 왔다.

본고에서는 리모트센싱, 측위, 통신의 각 분야에서의 향후 우주시스템 이활용에 근거하는 솔루션의 미래상, 그들을 지원하기 위해 당사가 현재 개발, 정비에 착수하고 있는 우주시스템의 개요에 대해 설명한다.

2. 리모트센싱 위성의 이용 동향과 당사의 기술
2.1 리모트센싱 위성의 이용 동향 및 니즈
우주를 활용한 지구 규모의 관측을 통해 국제사회와 일본이 직면하고 있는 대규모 재해, 자원, 에너지, 기상 변동, 환경, 식량 등의 각종 지구 규모의 과제를 해결하는데 공헌할 수 있다.

육상에서의 지진, 화산, 태풍으로 인한 대규모 재해에 대한 조기 재해 정보의 파악, 해상에서의 유영, 선박운항에 대한 안전확보, 오일유출 등의 해양오염에 대한 감시 등 위성을 이용하는 광역 관측에 대한 니즈가 높아지고 있다. 이들 니즈에 대응하기 위해 관측 위성에는 가시광, 적외, 전파 등을 사용한 센서를 탑재하여 다양한 관측 요구에 대응하고 있다. 또한, 고도의 관측 요구에 대응하기 위해 관측 위성에서는 탑재 센서의 성능 향상뿐 아니라 뛰어나고 안정적인 위성궤도 제어나 방대한 관측 데이터를 조기에 유저에게 전달하는 위성-지상국 사이의 통신수단, 지상에 전달된 데이터를 이용자의 요구에 맞춰서 이미지 처리하는 기술의 지원을 받고 있다. 또한, 온실효과 가스의 계속적인 모니터링에 대해서는 모든 생태계가 지속적인 활동을 계속할 수 있는 지구환경을 유지하는데 있어서 중요한 정보를 제공하고 있다.

2.2 당사의 관측 위성 및 관련 이용 기술

3. 측위위성의 이용 동향과 당사의 기술
3.1 준천정위성 시스템의 개요
일본의 독자적인 위성측위 시스템 구축의 첫 걸음으로서 2010년에 준천정위성 초호기가 발사되었다. 이 초호기의 성공 실적을 기반으로, 2017년에는 후속 춘천정위성 3기의 정비가 완료되었다. 8모양의 지상 궤적을 그리는 준천정궤도에 3기(초호기∙2호기∙4호기), 정지궤도에 1기(3호기)의 준천정위성이 배치되어 4기 체제의 준천정위성 시스템이 완성되었다. 준천정위성은 미국 GPS의 측위 신호와 호환성이 있는 측위 보완 기능과 유저가 보다 고정밀의 측위 결과를 얻을 수 있도록 오차보정 정보를 발신하는 측위 보강 기능을 갖추고 있다. 또한 정지궤도의 3호기는 재해 정보의 통신 기능을 갖추고 있다. 준천정궤도에 위성 3기를 배치할 수 있었기 때문에 항상 일본의 천정 부근에서 신호를 발신할 수 있다. 이로 인해 고층빌딩가나 산간지역과 같은 전파가 도달하기 어려운 지역에서도 고정밀 측위 정보를 취득할 수 있게 된다.

3.2 센티미터급 측위 보강 서비스의 장점
3.3 고정밀도 측위 사회 실현에의 대응

4. 지리공간 정보로서의 위성 이용의 확대
당사는 지금까지 FKP(Flaechen Korrektur Punkt) 방식에 의한 센티미터급 고정밀도 측위 서비스를 전개, 이 센티미터급 고정밀도 측위 기술을 이용하여 MMS를 제품화하여 고정밀 이동체 측량의 사업분야를 개척해 왔다. 그리고 최근에 국내외에서의 자율주행의 실용화를 위한 시도 가운데 고정밀도 3차원 지도가 차량에 탑재되는 센서의 하나로 자리를 잡음으로써 이 정비가 추진되고 있다. 당사는 MMS를 이용하여 수집되는 고정밀도 3차원 점군데이터를 활용한 다이나믹맵(자율주행/안전운전지원을 위해 시간적 변화 정도에 따른 정보를 계층 별로 구성한 고정밀도 3차원 지도)을 보급하기 위해 그 근간을 이루는 3차원 지도 공통 기반데이터의 효율적인 정비∙유지를 위한 기술 개발을 추진하고 있다.

5. 통신방송위성의 이용 동향과 당사의 기술
정지통신위성 시장에서는 지상에서의 통신 수요의 급속한 확대의 영향으로 고속대용량 통신의 수요가 높아지고 있다. 통신총량 확대와 통신단가 삭감을 위해 멀티빔의 수에 비례하여 통신대역을 확대할 수 있는 Ka/Ku대의 HTS(High Throughput Satellite)가 주류가 되었다. 이에 따라 위성버스에 대한 대규모 페이로드 탑재 요구가 현저하다. 동시에 화학추진과 비교하여 비추력이 5~10배인 고효율 전기추진을 버스계의 표준으로 함으로써 위성의 탑재추진체를 삭감하여 대전력 위성이라도 저가의 로봇으로 발사할 수 있다. 이렇게 초기의 자본 지출을 최소화하는 것이 위성 오퍼레이터 비즈니스 모델의 기조가 된다.

탑재통신 페이로드에서는 HTS기술과 병행하여 필터링∙주파수 변환∙루팅의 각 기능을 디지털화하여 각 통신 채널의 대역이나 주파수, 접속, 안테나 커버리지를 커맨드로 가능하게 한다. 이를 통해 발사 후의 통신 수요 변화라는 리스크 또는 기회에 능동적으로 대응 가능한 디지털 페이로드의 수요가 많아졌다. 디지털화는 통신 페이로드의 가변성∙유연성 향상과 함께 설계 표준화의 가능성도 갖고 있다. 즉, 위성 별 개별 사양에 따라 많은 기계적 스위치∙동축케이블∙도파관 접속으로 실현하는 복잡한 루팅, 고도화하는 주파수 비간섭화를 위해 조정난이도가 높은 아날로그의 입출력 필터나 주파수 변환기로 실현하고 있는 페이로드의 물리적 구성을 디지털 페이로드에 의해 표준화할 수 있는 가능성을 갖고 있다. 정지위성 자체도 저고도∙중고도의 비정지계 통신 콘스텔레이션과의 경합이나 융합이 본격화하여 위성버스∙통신시스템의 가일층의 성능 향상과 비용 경쟁력 강화가 강요되고 있다.

6. 결론
리모트센싱, 측위, 통신 각 분야에서의 우주시스템 이용 동향, 그들을 지원하는 우주시스템, 제공 가능한 정보에 관해 설명하였다. ‘우주산업비전 2030’에서는 우주이용의 확대를 위해 위성데이터의 이활용 촉진이 필요하며, 위성데이터에 대한 접근성 개선, 위성 데이터의 계속성 강화, 리모트센싱 위성이나 준천정위성 등의 위성데이터와 지상데이터를 통합한 새로운 활용 사례의 창출 및 잠재 사용자로서의 각 부처∙지자체 등과의 협력에 의한 이용 확대와 산업화 등을 목표하고 있다는 것을 제시하고 있다.

이들 동향을 감안하여 우주시스템 이용의 저변 확대, 새로운 솔루션 창출에 투자하는 우주시스템의 제공을 염두에 두고 향후 우주시스템의 개발, 정비를 추진한다.

  -- 끝 --