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GPS 강좌 1 - 개념

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GPSdata

2017. 11. 7.

1. GPS란 무엇인가? 


위키백과에 GPS라는 단어를 찾아보면 아래와 같습니다.

"GPS(Global Positioning System) 또는 범지구위치결정시스템은 현재 완전하게 운용되고 있는 유일한 범 지구 위성 항법시스템이다. 미국방부에서 개발되었으며 공식 명칭은 NAVSTAR GPS(NAVSTAR는 약자가 아님)이다.GPS에서는 중궤도를 도는 24개 (실제는 그 이상)의 인공위성에서 발신하는 마이크로파를 GPS 수신기에서 수신하여 수신기의 위치벡터를 결정한다. 


GPS 위성은 미 공군 제 50우주비행단에서 관리하고 있다. 노후 위성의 교체와 새로운 위성 발사 등 유지와 연구, 개발에 필요한 비용은
연간 약 7억5천만 달러에 이른다. 그러나 GPS는 전 세계에서 무료로 사용가능하다. ... " 
아는 사람은 알아도 모르는 사람은 무슨 말인지 모릅니다. 아는 만큼 보이고 행하는 만큼 깨닿는다 라고 그랬던가요?  "범지구위치결정 시스템?" 그게 몬 말인데?" 도체 모리겠다 ...  


그래서 이제부터 GPS라는 것을 좀 더 쉽게 설명하려고 합니다. GPS의 방대한 학술적 공부는 별반 필요 없으니 여기서 GPS는 GPS 수신기를 의미합니다. 

위의 말은 사전적 의미이니 여러 가지를 포함하려고 하니깐 무지 어렵게 들리는 데 사실 간단한 말로 하면 인공위성에서 신호를 수신하여 내가 있는 위치를 알 수 있도록 하는 기계장치라고 생각하면 됩니다. 삼각측량을 통하면 자기 위치를 정확히 아는 것처럼 인공위성 4개로부터 신호를 수신해야 됩니다. 한 개는 에러체크용 

어릴 때, 초등학교 때 지도를 많이 보았지요! 그 때 우리나라 지도를 보면서 지명 찾기 놀이도 많이 해 보았을 겁니다. 지도의 가장자리에 보면 세로로는 38 ... 가로로는 128 ...이라는 숫자들도 많이 보셨구요! 

이제 뭘 말하려는 지 잘 아시겠다구요? 맞습니다. GPS란 넘은 내가 있는 위치를 가르쳐 주는 기계 장치입니다. 지도상의 경,위도 좌표 뿐만 아니라 높이도 가르쳐 줍니다.  내가 있는 현재의 위치를 정확하게 안다면 뭐 이론 상으로는 남극탐험도 문제가 없겠지요 

이 개념만 안다면 나머지는 모두 부수적인 것입니다. 실제 적용하기 위해서는 아주 복잡한 GIS , 지도 체계 등 복잡하지만 
일반 사용자는 자세하게 알 필요는 없습니다 


※ 미국은 1973년 개발을 시작해서 150억 달러 정도 소요되었다고 합니다.  우리나라의 경우는 1998년 이후로 11곳의 기준국이 설치되어 시간오차나 궤도오차, 전파지연오차 등 각종 오차를 보정하여 송신국에 전달하게 됩니다. 전국 각지에 위치해 있는 송신국은 기준국에서 전송된 위치정보를 GPS를 이용하는 각종 사용자에게 전송해주는 역할을 맡고 있습니다.    

 

※ 실생활에서의 용도는 선박의 위치파악 및 비행기 항로 관리, 카 네비게이션, 화물 운송관리, 등산, 여행, 심지어 사진속에도 GPS 기술이 포함되어 있습니다. 2015년부터 구글의 타임라인 기능으로 개개인이 매일 움직인 동선 관리 써비스를 제공하고 있습니다   


※ 러시아는 글로나스(GLONASS), 유럽은 갈릴레오(GALILEO), 중국은 바이두(BIDU)라는 이름으로 독자적인 위성 시스템을 운영하고 있다. 일본은 일본 전용의 QZSS를 운영하고 있으며 북한의 방해 전파를 회피하는 기능을 탑재하고 있다고 알려져 있습니다. 


※ 현재 GPS의 오차한계는 최대 30미터 이지만 얼마전 정부에서 2018년 오차를 10cm 이내로 줄이기로 발표했습니다만 ... 


2. GPS에서 사용되는 용어들 

1) Track Log  

   

   말 그대로 트렉의 기록입니다. GPS를 가지고 움직일 때 그 궤적이 시작부터 끝마침까지의 기록입니다. 이 기록을 만들기 위해서는 GPS에게 "기록을 시작해!" 라는 말이 필요하겠지요?  그 것이 "Resume Log , Stop Log"라는 명령들입니다.(기기 마다 조금씩 다름) 그리고 이 기록을 컴퓨터 상에서 보고자 하거나 조금 수정하고자 할 때 주로 "Trackmaker"라는 프로그램을 사용하구요 .  마젤란 기종은 mapsend라는 유용한 프로그램도 있습니다. 

2) Route  

   

   라우트, 루우트 하는데 이 것은 경로를 의미하는 것입니다. 예를 들어 지도를 보고 어떤 산을 어떻게 오르겠다고 코스를 만드는 것을 의미합니다. 즉 지도를 보고 이쪽 계곡에서부터 능선으로 줄을 그은 다음 그 내용을 GPS 기기에 입력하고 GPS에게 길 안내해봐(Route를 activate 시키면) GPS는 선으로 그 길을 가르쳐 줍니다. 자동차 네비게이션과 비슷합니다. 자동차 네비는 자동으로 길을 검색해 주지만 Outdoor GPS는 주인이 시킨데로밖에 안합니다. 사실 산에서 길 찾아봐 할 수도 없으며 방법도 없을 것 같습니다. 단지 만들어진 루트를 표시해줄 수 밖에는 없습니다. 


3) POI(Point of Interest), Way Point 


  말 그대로 흥미지점 , 위치입니다. 산행하다가 이상한 바위를 만났다 나중에 다시 와 보기 위해서 표시하는 거라고 이해하시면 간단하겠지요. 물론 중요 갈림길이나 뭐 산삼 밭이라던가, 아니면 옆집 여자 목욕하는 것이 잘보이는 위치라던가 뭐 활용은 무궁무진 하겠지요   
기타 여러 가지 용어가 있겠지만 여기서는 생략 

3. 지도에 대해서 

   전자 지도라는 것은 종이 지도를 GPS 장비가 잘 알아먹을 수 있도록 수신기 제작사나 앱 개발자가 제공하는 것입니다.  물론 자작으로 만들 수는 있겠지만 노력이 무지 많이들고 어려운 일입니다. 

   온라인 지도    :
 온라인 지도라 함은 인터넷을 통해 서버의 지도를 말함

   

   오프라인 지도 : 인터넷 연결이 되지 않는 환경에서도 지도를 사용하기 위해 로컬(스마트폰)에 지도를 담아 두고 사용하는 지도

   

※ 지도에 대한 원리적인 설명은 좌표계니 측지계니 투영법이니 하는 아주 복잡한 전문적인 영역에 속하지만 다행히 GPS 기기 

   사용에 있어서는 몰라도 될 정도 입니다.  국토정보지리원의 자료 http://www.ngi.go.kr/sub01/sub01_03_02qna.jsp 참고


4. GPS 기기   

   전용기기 GPS 활용에 특화되어 있는 기기, 
주로 가민사와 마젤란사의 제품이 대표적이지만 스마트폰 때문에 수요가 거의 없다     


   스마트폰용 앱의 종류  산길샘 Locus, Orux, Trangle, Luga 등 수많은 앱이 있음 

   국내의 다음 지도나 네이버 지도를 마음대로 활용할 수 있는 앱은 산길샘이 유일 

   국립정보 지리원의 지도를 어플용 지도로 만들기 위해서는 수 많은 노력을 해야 됨 

   

※ 산길샘은 네이버, 오픈스트리트 맵, 구글맵등 전자지도를 매우 쉽게 만들 수 있다 

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