Korean Positioning System（KPS）は、韓国が計画している独立した地域衛星航法システムの野心的な計画を表しています。KPSは、アジア・オセアニア地域全体で重要な測位、航法、およびタイミング（PNT）サービスを提供します。米国のGPSなどの外国システムへの依存を減らすことを目指しています。政府は2022年にこの大規模プロジェクトを開始しました。完全な運用能力は現在2035年を目標としています。KPSは、国家インフラストラクチャのPNT安定性を大幅に向上させるように設計されています。また、多数の新しい国内産業を育成することも目的としています。
KPSは、8つの専用衛星のコンステレーションを展開します。この配置には、静止軌道（GEO）にある3つの衛星が含まれます。残りの5つの衛星は、傾斜対地同期軌道（IGSO）を占有します。このハイブリッド設計により、特に朝鮮半島上空で、高いカバレッジと強力な信号可用性が保証されます。衛星は高い仰角で動作します。この高い角度は、都市部や山岳地帯での信頼性の高いパフォーマンスに不可欠であることが証明されています。韓国航空宇宙研究院（KARI）が開発努力を主導しています。KPSプロジェクトは、2027年に最初のIGSO衛星を打ち上げる予定です。
韓国はまた、広範な地上セグメントを確立しています。これには、統合運用センターとさまざまな監視ステーションが含まれます。
周波数と高精度目標
KPSは、標準的なGNSS周波数で航法信号を送信します。予備計画では、Lバンド（1164～1300 MHzおよび1559～1610 MHz）の使用が特定されています。また、信号放送用にSバンド（2483.5～2500 MHz）も検討されています。
韓国測位システムは、他の国々と協力して同じ周波数を使用しています。KPSの主な技術目標は、特定の地点の位置と方向に関する極めて正確な情報を提供することです。韓国半島周辺でセンチメートルレベルの精度を達成することを目指しています。この高精度は、KPSとGPSの測定値を組み合わせることで実現されます。シミュレーションの結果、この組み合わせにより、GPS単独で使用する場合と比較して、標準的な点位置決定の精度が大幅に向上することが示されています。
KPSは、多くの高精度アプリケーションをサポートします。高度なモビリティのための主要なフレームワークを提供します。これには、自動運転車やドローンが含まれます。さらに、KPSは、輸送、特に航空および海上運用における安全性を向上させます。KPSは、国防、災害対応、および精密農業にとっても重要です。完成すると、強力で独立したPNTソリューションが作成され、緊急時でもサービスが停止しないようにします。
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PNTとは？
PNT は、航空宇宙、防衛、海事、自律走行車、または重要なインフラストラクチャなど、あらゆる最新の航法または連携システムを可能にする3つの基本要素、すなわち測位、航法、タイミングの略です。
明確な内訳は以下のとおりです:
1. 測位
これは、「私はどこにいるのか？」という問いに答えるものです。
正確な地理座標（緯度、経度、高度）を提供します。通常、GNSS（GPS、Galileo、GLONASS、BeiDou）またはGNSSが利用できない場合はINSから導出されます。
追跡、誘導、マッピング、および状況認識に不可欠です。
2. ナビゲーション
「A地点からB地点へどのように移動するか？」という問いに答えるものです。
安全かつ効率的に目的地に到達するために、方向、速度、軌道を決定することが必要です。これには、速度、針路、姿勢（ロール、ピッチ、ヨー）が含まれます。
多くの場合、IMU/INS、センサーフュージョンアルゴリズム、オドメトリ、または GNSS ベースのナビゲーションを使用して実現されます。
3. タイミング
これは、「正確には何時か？」という問いに答えるものです。
正確に同期された時間は、システムと信号の連携にとって非常に重要です。高精度のタイミングは、通信ネットワーク、軍事システム、電力網、そしてGNSS自体を支えています。
たとえマイクロ秒レベルのエラーでも、通信、データリンク、または地理位置情報に障害を引き起こす可能性があります。
PNT が重要な理由
PNTは、ミサイル、UAV、車両、USV、AUV、さらには携帯電話ネットワークなど、あらゆる最新の自律システムまたは誘導システムの中核です。GNSSが劣化または拒否された場合、慣性システム（IMU/INS）が耐障害性のあるPNTのバックボーンになります。
GPSの仕組み
GPS（全地球測位システム）は、衛星群、精密なタイミング、および三辺測量を利用して、地球上のどこでも位置を特定します。
最もわかりやすい説明は以下のとおりです:
1 – 衛星が信号を送信
約30個のGPS衛星が地球を周回しており、それぞれが以下の情報を継続的に送信しています:
– 宇宙空間における正確な位置
– 信号が送信された正確な時刻（原子時計を使用）
これらの信号は光の速度で伝わります。
2 – 受信機が伝搬時間を計測
GPS受信機（携帯電話、ドローン、INSなど）は、複数の衛星からの信号を受信します。
各信号の到達にかかった時間を測定することで、距離を計算します。
距離 = 光速 × 伝播時間
3 – 三辺測量で位置を計算
受信機が自分の位置を特定するために、三辺測量（三角測量ではない）を使用します。
- 1 つの衛星を使用 → 球体のどこにでもいる可能性があります
- 2 つの衛星を使用 → 円が交差する
- 3 つの衛星を使用 → 2 つの可能な点
- 4 つの衛星を使用 → 正確な 3D 位置 + 時計補正
受信機には原子時計が搭載されていないため、4つ目の衛星を使用してタイミング誤差を解決する必要があります。
4 – 補正により精度が向上
生のGPSには次の誤差があります：
- 大気 (電離層、対流圏)
- 衛星のクロックドリフト
- 軌道予測誤差
- マルチパス反射（建物から反射する信号）
精度を向上させるには：
- SBAS（例：WAAS、EGNOS）はリアルタイム補正を提供します。
- RTKおよびPPP技術は、誤差をセンチメートルレベルまで補正します。
- INS coupling (IMU + GPS) は、信号損失中のギャップを平滑化し、補完します。
6 – 最終出力
受信機はすべてのデータを組み合わせて以下を推定します。
- 緯度
- 経度
- 高度
- 速度
- 正確な時間
最新のGPS受信機は、これを1秒間に数十回から数百回行います。
GNSSの周波数と信号とは？
▶︎ GPS
信号と周波数
L1 C/A → 1575.42 MHz
L1C → 1575.42 MHz
L2 C → 1227.6 MHz
L2 P → 1227.6 MHz
L5 → 1176.45 MHz
▶︎ GLONASS
信号と周波数
L1 C/A → 1598.0625-1609.3125 MHz
L2 C → 1242.9375-1251.6875 MHz
L2 P → 1242.9375-1251.6875 MHz
L3 → OC 1202.025
▶︎ GALILEO
信号と周波数
E1 → 1575.42 MHz
E5a → 1176.45 MHz
E5b → 1207.14 MHz
E5 AltBOC → 1191.795 MHz
E6 → 1278.75 MHz
▶︎ BeiDou
信号と周波数
B1I → 1561.098 MHz
B2I → 1207.14 MHz
B3I → 1268.52 MHz
B1C → 1575.42 MHz
B2a → 1176.45 MHz
B2b → 1207.14 MHz
▶︎ NAVIC
信号と周波数
L5 → 1176.45 MHz
▶︎ SBAS
信号と周波数
L1 → 1575.42 MHz
L5 → 1176.45 MHz
▶︎ QZSS
L1 C/A → 1575.42 MHz
L1 C → 1575.42 MHz
L1S → 1575.42 MHz
L2C → 1227.6 MHz
L5 → 1176.45 MHz
L6 → 1278.75 MHz
