원자력/우주항공

우주 GPS라디오존데 국제수주 증가세

발행일 : 2011 / 05 / 09

인도로부터 최초의 국제수주를 받았고, 멕시코 및 아프리카 3개 국가의 입찰이 진행 중, 국제 TIP 대기업과 협력협정 체결, 한국의 한 업체와도 협력사무 협상

매일 저녁 7시 30분 중국 CCTV 뉴스연합보도가 끝난 후의 일기예보는 기상위성이 보내준 위성 구름사진을 활용한다. 비행기로 여행하려면 공항 주변의 윈드프로파일러 레이더가 제공하는 정확한 기상정보가 있어야 한다. 태풍을 관측하거나 날씨에 인공적인 영향을 주려면 ‘우주기상패밀리’의 신멤버 GPS라디오존데가 유용하다…

GPS라디오존데시스템은 최근 신속히 발전한 고층관측기술이다. 2010년 광둥성 양쟝(陽江)시에서 열린 ‘제8기 국제 라디오존데시스템 비교대조’에서 중국항천과공집단공사 제2연구원 23연구소의 GPS라디오존데가 중국을 대표해 출전, 고층바람관측에서 우수한 성능을 과시하고 일거에 세계 5위, 아시아 1위를 기록했다.

GPS라디오존데가 등장하기 전에 중국에서는 레이더 풍력측정기술 시스템으로 고층종합관측을 진행했다. 대량으로 사용된 고층바람측정시스템에는 라디오경위의와 1차, 2차 레이더가 있다. 지상에서 레이더추적을 더 이상 필요로 하지 않게 되면서 GPS라디오존데 지상시스템은 투자가 적고 측량 정밀도와 자동화 수준이 높고 사용하기 쉬운 우위로 고층종합관측의 ‘신병’으로 부상했다.

GPS라디오존데가 고층관측의 새로운 지평을 열면서 중국은 기상대국에서 기상강국으로 부상하고 있다.

○ 개발과정

고층기상관측, 특히 온도측정의 경우 태양은 방대한 교란자다. 태양복사로 GPS라디오존데의 온도센서 표면온도가 높아져 라디오존데의 온도 진단에 오차가 나타나는데, 이러한 오차는 최대 섭씨 수십도 수준으로 올라갈 수 있다.

따라서 GPS라디오존데의 온도측정 정확도와 반복적인 측량의 일치성을 확보하려면 센서 표면에서 방사선 차단처리를 해야 한다. 이를 위해 23연구소 계열사 베이징창펑(長峰)음향표면웨이브공사베이징창펑공사는 서로 다른 코팅재료에 대한 대량 실험을 하고, 결국 우주 미세가공 생산라인과 결합하는데 성공하였다.

우주 미세가공기술은 원래 위성이나 미사일과 같은 군수제품의 주파수 가공에 활용되었으나 현재는 GPS라디오존데와 같은 민수품의 주요가공방법이다. 베이징창펑공사의 연구진은 비에 견디고 에너지소비를 낮추며 부피와 중량을 줄이는 GPS라디오존데 실험을 5년간 수백 번 수행하고 무수한 실패를 거듭해왔다. 결국 GPS라디오존데 온도센서의 온도분해능을 0.1℃로 끌어올리고, 측량범위도 +50℃~-90℃로 넓혔다. 기압과 온도의 고층관측은 제네바 기술 브리핑에서 ‘5’점이라는 높은 점수를 받았다.

○ 국제시장 점유율 10% 달성목표

최근 베이징창펑공사는 인도로부터 최초의 국제수주를 받았으며, 현재는 멕시코 및 아프리카 3개 국가의 입찰이 진행 중이다.

GPS라디오존데는 소비품으로서 중국에서 연간 5-8만 개를 소비한다. 중국 내 시장에 비해 해외시장은 더욱 방대하다. 주요 고층기상관측업무 시스템으로서의 GPS라디오존데시스템은 갈수록 많은 국가에 의해 사용되고 있다. 현재 세계 과반수의 고층기상관측소는 GPS기술체제를 적용해 종합고층관측을 진행하기 때문에 시장수요량이 상당히 많다.

전 세계적으로 민간 기상부문만으로도 연간 120만 개의 GPS라디오존데 수요량이 있다. 세계기상기구(WMO)는 각국이 GPS라디오존데시스템을 활용할 것을 주장한다. 이에 따라 앞으로 레이더 유도를 적용한 고층관측기술은 세계 기상데이터 공유에 참여할 수 없을 것으로 예상된다.

최근 베이징창펑공사는 국제 TIP 대기업과 협력협정을 체결하고 자체 제품, 기술 우위 및 상대측의 글로벌 마케팅 네트워크 우위를 충분히 활용하여 공동으로 GPS라디오존데 국제시장을 개척하기로 합의했다. 대량 수주에 대응하고자 베이징창펑공사는 생산능력 제고에 주력하고 있다.

실제상 ‘제8기 국제 라디오존데시스템 비교대조’ 결과가 발표된 후 많은 해외 제조업체들이 23연구소의 GPS라디오존데에 주목하였다. 최근 한국의 한 업체는 현지 기상국의 추천으로 협력사무와 관련해 협상하러 연구소를 찾은 적이 있다. 베이징창펑공사는 향후 5년간 국제시장 점유율을 10%로 끌어올릴 목표를 세워놓고 있다.

○ ‘북두(北斗)라디오존데시스템’ 구축 비전

23연구소의 GPS라디오존데가 급성장단계에 놓여있다. 그러나 북두위성항법시스템의 라디오존데야말로 국산 라디오존데 발전의 미래라고 천샤오양(陈晓阳) 베이징창펑공사의 대표이사가 밝혔다.

올해 4월 10일 중국에서 8번째 북두항법위성이 서창위성발사센터에서 발사되었다. 이 위성이 궤도진입에 성공하여 북두 지역 위성항법시스템은 ‘3+3’구조를 형성하고, 시스템 전반의 지속적인 내비게이션 서비스를 제공할 수 있게 되었다. 사용자시스템과 지상응용단말기 역시 기본적인 응용여건을 갖추었다. 북두 지역 항법시스템이 중국의 대부분 지역에서 최초의 서비스를 제공할 여건을 갖추었다는 의미다.

북두위성항법위성이 네트워크를 구성함에 따라 서비스 영역이 더욱 확대될 것이고, 북두위성항법시스템 기반의 라디오존데시스템이 적용될 날도 멀지 않다. 이에 따라 기상산업을 포함한 북두항법 산업사슬이 중대한 변혁을 가져올 것으로 전망된다.

베이징창펑공사는 북두위성항법시스템 기반의 라디오존데 연구개발에 착수했다. 연구자는 원리적인 시제품 개발에 성공했으며, 지상테스트를 통과한 실정이다. 앞으로 북두위성항법시스템 기반의 라디오존데, 북두/GPS 멀티모드 칩 라디오존데가 중국에서 보급될 수 있을 것으로 기대된다.