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나는 지금 어디쯤일까?

GPS가 알려줄게~!


 

드론, 군사, 항공, 의료 등 GPS21세기 산업 전반과 일상생활에 꼭 필요한 기술입니다. 그런데 이렇게 유용한 GPS에 대해서 얼마나 알고 계신가요? 이번 글에서는 GPS에 대한 이야기를 이해하기 쉽게 담아봤습니다.

 



▲ 일상속 GPS의 대표적 활용사례, 비게이션. Pixabay

 




GPS, 어머님이 누구니?


GPS는 ‘Global Positioning System’의 약자로, ‘범 지구 위치 결정 시스템이란 뜻입니다. 1978년 2월 미국 국방부에서 개발되었는데요개발 초에는 미국의 대륙 간 탄도미사일순항미사일 등의 정확한 폭격을 위해 군사용으로만 사용되었답니다이후 GPS는 1983년 대한항공기가 소련 미사일에 의해서 격추된 사건을 계기로 1984년부터 민간에서도 사용되기 시작했습니다.

 




현재도 GPS는 암호화된 군사용과 민간용이 별도로 존재하는데요. 군사용 GPS는 미군과 한국군만 사용 중이며, 암호화되어 있기 때문에 일반인은 사용할 수 없답니다.





 

 

 

GPS 작동 원리, 알기 쉽게 알려드릴게요.

 

우주에는 30개의 GPS 위성이 지구를 중심으로 돌고 있습니다. 30개의 위성 중에서 6개는 혹시 모를 상황에 대비하여 운용되는 위성인데요. 그렇기 때문에 실제로 사용하는 GPS 위성은 총 24라고 할 수 있습니다.

 

24개의 위성은 지구를 자전하는 6개의 궤도면에 분포되어있습니다. 그렇기 때문에 지상 대부분 위치에서 최소 6개 이상의 위성을 관측할 수 있도록 배치되어 있답니다. GPS 위성에는 세슘이라는 물질을 가진 정밀한 원자시계가 들어있습니다.

 


▲ 인공위성. Pixabay

 


각각의 GPS 위성은 사용자에게 정확한 시각과 위치를 전달해줍니다. 하지만 위성은 상공 20,800km에 위치해있기 때문에 전파가 사용자에게 도달하기까지 시간이 꽤 걸리겠죠? GPS 이용자는 바로 이 시간차를 이용해서 현재 위치를 알 수 있습니다. 하지만 위성 하나만 가지고는 위치를 알 수 없습니다. 우리가 살고 있는 3차원 공간에서 정확한 위치를 알기 위해서는 이론상 3개의 위성이 필요합니다.

 

 



▲ 삼각측량법의 원리. ⓒ김영운

 

 

위쪽 그림에서는 원이 겹치는 접점이 두 개입니다. 둘 중 하나가 사용자의 위치겠지만, 어느 점이 사용자의 위치인지는 알 수 없죠. 하지만 위성이 하나 더 늘어난 아래쪽 그림에서는 세 원이 하나의 접점에서 만나는 것을 볼 수 있습니다. 3개의 원이 겹치는 곳. 그곳이 바로 사용자의 위치입니다. GPS는 바로 이러한 삼각측량법을 활용해 사용자의 위치를 계산할 수 있습니다. 그림으로 보니까 좀 더 이해하기 쉽죠?

 

 

이렇듯 사용자의 위치를 알기 위해서 이론상으로 3개의 위성이 필요한데요. 실제로는 시간 오차를 보정하기 위해 하나의 위성을 더 사용하여 4개의 위성이 필요하답니다!

 

당연한 이야기겠지만 GPS 전파를 받을 수 없다면 위치를 알 수 없습니다. 자동차를 타고 가다가 터널에 들어가서 내비게이션이 순간적으로 작동하지 않았던 경험, 다들 한 번씩은 있죠? 이는 GPS 전파가 차단되어 내비게이션이 현재 위치를 계산하지 못하기 때문입니다.

 

 




GPS는 자동차에서만 사용하는 게 아니래~.

 

GPS는 선박, 항공기, 토목공사, 탐사, 군사작전 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 이 외에도 GPS 기술을 활용한 서비스는 정말 무궁무진한데요. 몇 가지 특이한 서비스를 소개합니다!



 



① 코끼리 목에 GPS? 야생동물 추적 서비스

 

아프리카에서는 인간과 야생동물 사이의 충돌을 줄이기 위해 GPS를 이용하고 있습니다. 아프리카 야생동물협회(AWF)는 코끼리와 얼룩말, 사자 등 무리를 지어 생활하는 야생동물에 GPS 장치를 부착하였는데요. 그 덕에 동물의 이동경로를 파악하고 거주민과의 충돌을 예방하는 서비스가 탄생했답니다. 야생동물과 GPS 기술의 결합. 재미있는 시도지요?





 


 

전 세계 트레이너들을 지구 20만 바퀴나 돌게 한 바로 그 게임, 포켓몬 Go

 

작년에 전 세계에서 폭발적인 인기를 끌었던 포켓몬 Go’를 기억하시나요? 특정 지역에서 출현하는 포켓몬을 잡고 잡은 포켓몬들로 대결을 하는 게임이죠. GPS와 증강현실 기술을 결합하니 이전에 없었던 재미있고 독특한 게임이 탄생해 많은 이들의 사랑을 받았습니다. 바로 이 포켓몬 GoGPS 기술을 재치 있게 활용한 사례로 들 수 있겠죠?

 




▲ flightaware 사이트 캡처 ko.flightaware.com/live



내 머리 위의 비행기는 어디로 가고 있을까? 비행기 위치 추적 서비스 Flightaware

 

지금 이 순간에도 하늘에는 수많은 비행기가 날아다니고 있는데요. 실시간으로 움직이는 항공기의 경로를 한눈에 확인할 수 있는 사이트가 있습니다. 가끔 밤하늘에 날아다니는 비행기를 보고 비행기의 이동경로가 궁금하다면 아래 사이트에 접속해 보세요.

 

https://ko.flightaware.com/live/


 



GPS도 신토불이로

 

GPS 위성은 현재 미국 공군 제50우주비행단에서 관리하고 있습니다. 노후 위성의 교체와 위성들의 유지, 보수에 들어가는 비용은 연간 약 75천만 달러에 이른다는데요. 그럼에도 불구하고 전 세계에서 무료로 사용할 수 있습니다.

 

하지만 GPS를 미국에서 관리하기 때문에 미국이 특정 국가나 지역에 대해서 GPS 사용을 하지 못하게 조정하면 그 지역의 GPS 기반 시스템들이 모두 마비되는 단점이 있죠. 그래서 각국에서는 독자적인 GPS 시스템의 개발을 위해 힘쓰고 있습니다. 이미 유럽, 러시아, 중국, 일본, 인도 등의 국가들은 자체적인 GPS 위성을 개발하여 사용하고 있습니다.

 

우리나라는 작년 6월 한국형 위성항법 시스템 기획연구를 마치고 2035년 구축을 목표로 한국만의 독자적 GPS 시스템 구축을 위해 노력중입니다. 꼭 성공해서 우리나라만의 GPS 위성을 활용하는 날이 왔으면 좋겠습니다.





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  • 전기사랑기자 손지수 2018.06.09 14:18
    gps를 사용한 색다른 서비스들 내용 흥미롭게 잘읽었습니다
  • 2018.06.11 14:58
    비밀댓글입니다

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