gps 원리 쉽게 설명해 드리는 포스팅을 하겠습니다. gps는 Global Positioning Satellite System의 약자로 위성 위치확신시스템, 혹은 위성항법 장치라고 합니다. 핸드폰이나 내비게이션 등을 이용해 지도에서 내 위치를 확인할 수 있게 해주는 서비스가 바로 gps입니다. 근데 미국이 제공하는 서비스라 여러 위험성이 있어 한국형 gps 사업도 정부에서 추진 중입니다.
위의 그림은 gps 원리를 보여주는 개념도 인데요. 위의 그림처럼 나의 위치를 알기 위해서는 3개 위성이 그리는 원의 교차점을 아는 방식으로 내 위치를 아는 것입니다. 그리고 나머지 1개 위성의 값을 대입하여 더 정확하게 내 위치를 아는 것입니다.
gps 원리는 간단하게 말하면 공간상의 위치를 정확히 알고 있는 어떤 곳에서부터 전파가 송신됩니다. 그러면 내가 그 전파를 수신하면 광속은 일정하므로 전파가 출발한 곳에서 내 위치까지 도달하는 시간을 잴 수 있다면 그 거리를 알 수 있습니다.
공간상의 한 점에서부터 일정한 거리가 있는 곳은 큰 원이 되는데 나는 그 원 위에 있는 것입니다. 그러면 내 위치를 정확히 알 수 없으므로 또 다른 위성으로부터 거리를 재면 또 하나의 원 위에 있는 거고, 원과 원이 만나게 되면 내 위치를 교점으로부터 얻을 수 있게 됩니다.
그래서 gps 원리대로 나의 위치를 지도에서 알기 위해서는 기본적으로 4개의 위성이 있어야 합니다. 4개의 위성만 있으면 나의 정확한 위치와 시간까지 알 수 있게 됩니다.
기본 개념도에서 위성이 4개가 필요한 것이고요. 실제로 현실에서 사용하는 글로벌 형 gps는 우주 위성 30여 개가 필요합니다. 둥근 지구 전체를 커버해야 하기 때문입니다. 일본 같은 경우는 일본 지역 내에서만 사용하는 gps 우주 위성 7개로 지역 서비스를 제공하고 있습니다.
이 일련의 동작이 실행되기 위해서는 기본 요소가 구축되어야 하는데요. 우주 위성, 지상 관제소, 사용자(수신기) 이 3가지가 필수로 있어야 합니다.
위에서 이야기한 대로 전파 송신의 시간을 재는 방식으로 거리를 알기 때문에 우주 위성에는 매우 정확한 시계인 원자시계가 들어갑니다. 또 전파를 송신할 수 있는 항법 탑재체가 있어야 합니다.
지상에서는 우주 위성의 전파를 받아서 시각을 동기화시키는 장비들이 있어야 합니다. 그리고 위성의 위치를 정확히 알아야 하므로 끊임없이 위성의 상태, 위성의 궤도를 관측할 수 있는 관측국이 지상에 여러 군데 퍼져 있어야 합니다.
마지막으로 사용자의 수신기는 당연히 있어야 하는 것입니다. 수신기는 핸드폰이나, 내비게이션 같은 것입니다.
또 gps만으로는 미터 단위의 오류가 있으므로 이런 오류를 맞는 방향으로 수정해 주는 SBAS라는 위성 기반 오차 보정시스템도 존재해야 합니다. SBAS는 GPS의 신호 오차를 정밀하게 바로잡는 체계입니다. 약 10m의 gps 위치 오차를 3m 미만으로 줄이는 보정 기술입니다.
이상 gps 원리 쉽게 설명해 드리는 포스팅을 하였습니다. 만약에 미국이 gps를 끊어버리거나 로얄티를 달라고 하면 한국은 패닉에 빠질 것입니다. 그러니 미리미리 한국 내에서만이라도 한국형 gps를 이용할 수 있도록 해야겠습니다. 파이팅!!
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