Skip to content

Global Positioning System

GPS(Global Positioning System 글로벌 포지셔닝 시스템) 또는 범지구위치결정시스템은 현재 완전하게 운용되고 있는 유일한 범지구위성항법시스템이다. 미국 국방부에서 개발되었으며 공식 명칭은 NAVSTAR GPS이다(NAVSTAR는 약자가 아님 그러나 종종 ~NAVigation System with Timing And Ranging 이라고 하기도 한다). 무기 유도, 항법, 측량, 지도제작, 측지, 시각동기 등의 군용 및 민간용 목적으로 사용되고 있다.

Categories

GPS vs GLONASS vs Galileo

GPS
미국 공군이 운영
  • 1995년 4월부터 전세계 지원(실제 가동은 80년대부터)
  • 6개의 궤도 평면에 배열된 32개의 위성이 있음. 평면당 최소 4개
  • 위성들은 55° 경사와 고도 20,200km에서 지구 궤도를 돌고 있음
  • 각 위성은 지구를 11시간 58분마다 지구를 한바퀴 돌고 있음
  • L1 (1575.42 MHz) 및 L5 (1176.45 MHz) 대역으로 민간이 사용하는 시그널 전송
  • 3.5~7.8미터 정도의 위치 정확도
글로나스 (GLONASS)
러시아 항공우주방위군이 운영
  • 2011년 11월
  • 3개의 궤도평면에 24개의 위성. 각 평면당 8개
  • 위성들은 64.8° 경사와 고도 19,100km에서 지구 궤도를 돌고 있음
  • 각 위성은 지구를 11시간 15분마다 지구를 한바퀴 돌고 있음
  • L1 (1602 MHz) 대역으로 민간이 사용하는 시그널 전송
  • 5~10미터 정도의 위치 정확도
갈릴레오 (Galileo)
유럽 GNSS 에이전시(GSA)가 운영
  • 2019년
  • 3개의 궤도 평면에 30개의 위성. 8개의 액티브 및 2개의 스페어 위성
  • 위성들은 56° 경사와 고도 23,222km에서 지구 궤도를 돌고 있음
  • 각 위성은 지구를 14시간 7분마다 지구를 한바퀴 돌고 있음
  • E1 (1575.42 MHz) 과 E5a (1176.45 MHz) 대역으로 민간이 사용하는 시그널 전송
  • 2~3미터 정도의 위치 정확도

위치 계산

  • 소비자 등급의 GPSr(리시버)는 trilateration(삼변측량)을 위해 적어도 4개의 위성이 필요함
  • 세개의 위성까지의 거리를 알면 리시버가 두가지 가능한 위치를 찾고 거기서 맞는 것을 추측함
  • 4개 또는 그 이상의 거리값을 사용할 수 있는 경우에만 절대 위치를 명확하게 계산 가능

GPS는 망가졌고, 기술 발전을 가로막고 있음. 이제는 GPS 대안 기술을 살펴봐야할 때

  • GPS Is Broken, And It's Holding Tech Back | HackerNoon
  • GPS는 현대 사회에서 필수적인 기술로 자리 잡았지만, 여러 한계가 존재함
    • 문제점: 신호 방해(재밍), 위장(스푸핑), 간섭 등의 문제로 인해 오차와 비효율 발생
    • 일상적인 예: 도심에서의 길 안내 오류, 터널에서 자율주행차가 방향을 잃음
    • 고층 건물, 악천후로 인한 신호 차단 등으로 정밀한 내비게이션 어려움
  • 의존성 증가:
    • 실시간 위치 서비스의 의존도가 높아지며 일상과 비즈니스에서 GPS 취약점의 영향이 커짐
    • 자율화된 물류 시스템이 증가하며 GPS 신뢰성 문제가 중요해지고 있음

GPS 대안 기술의 부상

  • AstraNav
    • 소프트웨어 기반 기술로 GPS, 인터넷, WiFi, 셀룰러 신호 없이도 정확한 위치 데이터를 제공
    • 지구 자기장을 활용해 실내, 지하, GPS 신호가 약한 곳에서도 길 안내 가능
    • 적용 예:
      • 복잡한 쇼핑몰 또는 지하철에서 길을 잃지 않음
      • 다층 건물이나 붐비는 장소에서도 정밀한 내비게이션 제공
    • 정부에서는 위성 신호의 취약성을 보완하는 보안 계층으로 활용 가능
  • 양자 내비게이션 (Quantum Compass)
    • Imperial College London 연구진이 개발 중
    • 외부 신호 없이 양자역학의 입자 원리를 활용해 위치를 탐지
    • 적용 분야:
      • 광산, 석유 및 가스, 도시 인프라 등
      • 소비자용으로는 GPS 신호가 닿지 않는 지하철, 시골 지역에서도 완벽한 작동 가능
  • Xona Space Systems의 Pulsar©:
    • 센티미터 단위의 정확도를 제공하는 위성군 (satellite constellation) 시스템 개발 중
    • 활용 가능성:
      • 자율 배송 드론 및 운전자 없는 택시 등 정밀한 위치 기반 서비스에 필수
      • 물류 배달의 정확성과 효율성 증가

소비자, 비즈니스, 투자자에게 미치는 영향

  • 기술이 가지는 의미:
    • 단순히 내비게이션 개선뿐 아니라 비즈니스 운영의 보안성과 연속성을 보장
    • GPS 문제는 물류 운영, 자율 시스템의 정확성 및 신뢰성을 위협
  • 비즈니스 리더를 위한 전략:
    • 탄력적인 내비게이션 기술에 투자: M-GPS®, 양자 내비게이션, 고급 위성 시스템 같은 대안을 검토
    • 위험 평가: GPS 및 위치 기반 서비스 의존성의 취약점을 분석
    • 내비게이션 인프라 다각화: GPS가 실패할 경우를 대비한 백업 시스템 구축
    • 기술 제공업체와 협력: 최신 기술 발전을 통합하기 위해 기술 제공업체와 긴밀히 협력.

내비게이션의 새로운 시대

  • 향후 10년간 GPS 대안 기술은 우리가 물리적 세계와 디지털 세계를 탐색하는 방식을 혁신적으로 변화시킬 것
  • 기업, 소비자, 투자자라면 지금이 바로 이러한 새로운 기술에 주목해야 할 때
    • 투자자: 차세대 기술에 투자 기회
    • 기업: 물류 및 위치 기반 서비스 경쟁력 강화
    • 소비자: GPS 취약성으로 인한 불편 해소
  • M-GPS® 및 양자 나침반과 같은 GPS 대체 기술을 개발하는 기업들이 위치 서비스 및 지리공간 기술의 미래를 만들어갈 것
  • 미래의 내비게이션은 단순히 "더 나은 GPS"가 아니라, 어떤 환경에서도 매끄럽게 작동하는 시스템을 만드는 것임. 새로운 기술의 발전이 기대됨

Documentation

단일 카메라와 GPS를 이용한 영상 내 객체 위치 좌표 추정 기법
MTMDCW_2016_v19n2_112.pdf

See also

Favorite site

References