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ETRI Webzine

VOL.155 June 2020   

ICT Trend

정확한 일기예보 시대!
‘천리안위성 2A호 지상국 시스템’

정지궤도 기상위성 지상국 개발

  • 국내 통신위성의
    우수함을 검증한
    천리안위성

  • 언제부터인가 매일 아침에 일기예보를 확인하는 것이 일상이 된 현대인들. 일기예보 덕분에 그날의 복장을 결정할 수 있고 우산을 준비하는 등 날씨에 대응하며 살아가고 있다. 이처럼 일상생활 속에서 매우 유용한 일기예보를 볼 수 있는 건 모두 지구에서 쏘아 올린 인공위성 덕분이다.

    위성은 통신, 기상관측, 우주탐사 등 다양한 기능으로 하늘에서 우리를 도와주고 있다. 그 중 기상위성은 대기 현상을 측정하고 기압, 전선 등의 정확한 위치와 크기 등을 파악해 지구와 대기가 반사하는 태양광선의 반사량 등을 관측하며 날씨를 예측한다.

    2010년 6월에는 우리나라 최초로 독자 개발한 통신해양기상위성인 천리안위성 1호를 올린 뒤, 약 7년 동안 맡겨진 임무를 충실히 수행했다. 천리안 1호는 통신은 물론 해양·기상정보를 보내주며 국민편의에 이바지해왔다. 이때 ETRI는 천리안위성 내 두뇌에 해당하는 통신 탑재체를 개발하고 위성 관제 등을 통해 성능면에서 세계적 수준의 기술적 우수함을 검증했다.

    이를 통해 연구진은 통신 탑재체 위성송신 출력과 수신감도 등 성능면에서 세계 유수의 상용 통신위성보다 우수하고 안정적임을 증명했으며, 우리나라 최초로 독자 개발한 통신해양기상위성인 천리안위성 1호는 2010년 6월부터 약 7년 동안 주어진 임무를 충실히 수행했다.

  • 가시 채널

    사람의 눈으로 볼 수 있는 0.4~0.7미터
    범위 대의 채널

  • 01

    ETRI 연구진이 개발한 통신 탑재체

    02

    ETRI 연구진이 통신 탑재체의 성능을
    테스트 중인 모습

  • 더욱 정확한
    기후 분석
    환경이 열리다!

  • 한편 천리안위성 1호는 공공 통신위성으로서 국가 재난비상통신(행정안전부) 기상데이터전송(기상청) 해양관측데이터전송(해양수산부) 군통신서비스(국방부) 등 9개 기관이 우리나라 안보와 국민편의를 위해 무상으로 활용해 왔다. 특히, 공영방송사인 KBS의 경우, 전남 신안군 홍도에서 재난시험 방송을 위해 천리안위성을 활용해 왔다.

    이에 더해 우리나라는 지난 2018년 12월, 더욱 정확한 일기예보를 국민에게 전달하기 위해 천리안위성 2A호를 쏘아 올렸다. 천리안위성 2A호는 천리안위성 1호의 기상관측 역할을 승계하는 차세대 정지궤도 기상위성으로 기상 및 우주기상 관측 임무를 수행한다. 이때 ETRI 연구진은 지상국 시스템은 천리안위성 2A호로부터 기상과 우주기상자료를 수신, 처리, 분석, 관리 그리고 서비스할 수 있는 지상국 기술을 개발했다.

    지상국 시스템은 기상 알고리즘을 활용해 다양한 기후 환경 분석이 가능하다. 위성 기반의 다양한 구름 정보를 산출하거나, 한반도에 최적화된 분석을 통해 정확한 기상 예보를 제공할 수 있게 되는 셈이다. 또한, 산불 감시와 황사 탐지 및 분석 기술, 태풍, 해양 감시 및 분석 기술로도 활용도가 높아 의미가 큰 기술이다.

  • 적외 채널

    눈에 보이지 않는 온도분포 등 관측

    공간 해상도

    센서의 공간해상도(Spatial Resolution)라고 한다.
    일반적으로 인공위성 영상을 이루는 한 격자의
    공간적 크기를 지칭

  • 똑똑한
    일기예보 시대가 온다

  • 천리안위성 2A호는 설계, 제작, 시험까지 모든 과정이 우리나라 독자 기술로 개발된 통신 중계기가 탑재되어 있다. 이로써 대한민국은 전 세계 10번째로 정지궤도 통신위성의 자체 개발국이 된 것이다.

    또한, 천리안위성 2A호는 해상도와 관측 채널 폭이 넓어졌다. 기존 천리안위성 1호는 가시 채널에서 1km, 적외 채널에서 4km의 공간 해상도를 가지고 있었다. 그에 반해 천리안위성 2A호는 가시 채널에서 0.5km, 적외 채널에서 2km까지 4배가량 향상된 공간 해상도를 자랑한다. 해상도뿐만 아니라 더욱 많아진 채널은 흑백 영상밖에 생산하지 못했던 1호와 다르게 16종류의 필터를 통한 고해상도 컬러영상을 제공하여 산불에 의한 스모그, 오염물질 이동까지 탐지해 생산한다. 또한, 고해상도 컬러 영상은 위험기상 실황감시능력과 위험기상의 주원인이 되는 대류운의 발달여부 정도와 태풍의 중심위치와 이동 경로까지 제공할 수 있다는 장점이 있다.

  • 메가비트

    (Mbit)

    정보량 또는 기억량의 단위로 100만 비트를 의미

  • 03

    세계적 수준의 기후 분석 체계를
    지원하는 ETRI 연구진

  • 아울러 천리안위성 2A호의 수명은 10년으로 기존 천리안위성 1호보다 3년이나 길다. 관측데이터의 전달 속도도 초당 115메가비트로 18배(1시간에 6회 관측)나 빨라졌기 때문에 기상 현상을 상시로 관측하고 이에 더욱 신속한 대응을 할 수 있게 됐다.

    기상 예보 정확도가 높아지면 국민 삶의 질이 개선되고 국가 재난 발생 시 더욱 빠른 대응이 가능해진다. 이처럼 미래에는 더 높은 확률로 날씨 정보를 예측할 수 있게 될 것이다. 세계적 수준의 기상청 일기예보 및 기후 분석 체계, ETRI의 기술력으로 지원하고 있다.