G P S (Global Positioning System) 개념과 이용법

 

GPS의 개요

 

GPS(Global Positioning System)는 미국 국방성(U.S. Department of Defense; DoD)에 의하여 설치·통제되고 있다.비록 전세계에 GPS의 수 많은 일반 사용자들이 있지만,

이 시스템은 미국의 군사목적으로 계획되었으며, 군사적으로 운영되고 있습니다.

흔히 현대를 전자시대라고 합니다.

그래서 자신의 위치를 찾는 것도 나침반이 아닌 전자장비로 대신하는 시대가 되었습니다.

대표적인 장비가 GPS(Global Position System) 즉 '위성위치확인시스템' 또는 '위성항법장치'라고 합니다. GPS는 인공위성을 이용해 경도, 위도, 고도의 3차원적 위치를 알아내는 수신기이며
사용자의 위치가 액정화면에 표시되는데 출발위치를 기억시켜 놓으면

되돌아갈 때의 방향, 여행속도와 목적지 도착예정시간까지 알려줍니다.

이 장비는 이미 1991년 걸프전쟁에서 그 성능을 입증받아 현재 남극이나 북극 탐험가들에게는 필수장비가 되었습니다.
국내에서는 한때 국내지도의 좌표체계가 국제표준좌표체계와 달라 무용지물로 인식 되었으나 GPS제조회사들의 노력(?)으로 국내에서도 사용가능합니다.
그러나 같은 회사제품이라도 모델마다 정확도에 큰 차이가 납니다.
그리고 이를 조작하기 위해서는 지형도 보는 법을 잘 알고 있어야 하며 조작을 위한 교육을 받아야 합니다. 가격이 비싸고 무겁다는 단점이 있으나 점차 조작이 쉽고 가볍고 부피가 작아지고 가격도 싸지는 추세에 있죠..현재 시계로된 것도 판매되고 있습니다.
또한 GPS보다 한단계 더 발전되어 고도까지 알려주는 GNSS가 실용화될 예정입니다  

 

GPS의 구성

 

GPS는 3개의 부문, 즉 위성부분, 지상관제 부문, 사용자 부문으로 구성되어 있습니다.
위성부분은 6개의 궤도면에 24개의 위성으로 구성, 고도 20,200km, 경사각이 55도이며, 주기가 12시간입니다.

위성은 사용자가 최소한 5개의 위성으로부터 신호를 수신할 수 있도록 배치되어 있으며, 각각의 위성은 2개의 L밴드 주파수,즉 L1(1,575.42MHz) 및 L2(1,227.6MHz)를 송신합니다.

L1은 P 코드(Precise code) 및 C/A 코드(Coarse/Acquisition)을 반송하며, L2는 P 코드를 반송합니다. 이들 코드에 항법 데이터가 중첩되며, L1과 L2에 의해 반송됩니다.

지상관제 부분의 구성는 5개의 감시국으로 이루어져 있으며,

이들 중에서 3개는 상향 링크(Up-Link)로 전송하는 기능입니다.

감시국은 GPS 수신기를 이용하여 보이는 모든 위성을 수정적으로 추적하며 거리 측정 데이터를

축적합니다.

감시국에서 수집된 정보는 주관제소에서 처리되어 GPS 위성의 궤도 결정 및 제어에 사용됩니다.
사용자 부문은 안테나와 수신기로 구성되어 있으며, 위성신호를 수신하여 위치, 속도 및 시간을 계산합니다.

 

위치정보 서비스

 

위치정보 서비스의 경우 GPS 수신기는 위성 신호를 계산해 현 위치를 파악, 이를 위치정보 사업자에게 전달합니다.

사업자는 이를 지도정보 등과 연동시켜 정확한 위치를 파악한 뒤 고객에게 전달합니다.

GPS는 주변 도로의 지도를 보여주는 카내비게이션(운행정보 시스템), 특정인의 휴대전화 위치를 알려주는 '친구찾기' 서비스, 치매 노인이나 어린이를 위한 위치확인 서비스 등에 활용되고 있습니다.

 

 

위치정보시스템

 

위치정보시스템이란 위성의 위치정보 시스템을 이용하는 것으로서, 차량 또는 선박에서 발생하는 무선주파수를  2만km에서 1일 2회 선회하는 24개의 GPS위성중 가장 가까운 3개 위성에서 받아

전파의 도달 시간 차이를 통해 현재 위치를 계산하고, (한국의 경우) 이를 무궁화위성을 통해 지구국으로 전송하는 원리로 이루어집니다.

이것이 데이터 신기술과 접목된다면 사무실에서 차량 운전자에게 각종 사항을 지시할 수도 있습니다. 

 

測地系 (측지계)

지구상에 번지를 부여하는 방식. 지구가 울퉁불퉁한 타원체이기 때문에 실제 지구 모습에 최대한 가깝게 가상의 기준 타원체를 만들고 이를 기준으로 특정한 지점의 위도와 경도.높이를 구하는 것입니다.
위치정보시스템(GPS)을 통해 정확한 좌표를 구하는 방식을 '세계 측지계'라 한다. 한국은 도쿄를 측량원점으로 하는 '도쿄 측지계'를 사용해 왔다. 2006년 한반도 측량 기준점이 100년 만에 측량 기준 원점 도쿄서 울릉도로 새로 설정됐다 이는 우리나라 독자 적인 측량 기준점(동해원점)입니다

 

위치확인용 위성망(GPS) 종류

 

 

 나브스타(Navstar) : 미국

24개 위성으로 군수용과 민수용 위치 정보 제공중

 

갈릴레오(GALILEO) : 유럽연합

30기의 위성으로 2008년 서비스 예정 민간용, 상업용, 공공용 등 다섯가지 서비스

 

준천정위성시스템(QZSS) : 일본

2008년 첫 위성 발사, 미국 위성망의 부족한 서비스 보완

 

베이도우(Beidou) : 중국

정지궤도 위성 4기와 저궤도 위성 2기로 2010년까지 전세계 이용 가능한 망 구축 예정

 

이용분야 

 

정밀 계측 측지분야 : 정밀 기준점 계측, GIS D/B 구축 및 설계

 

유도형 정보 취득 분야 : 유도계측, 토목공사 시공 관리, 접안유도 시스템

 

AVLS / CNS : 차량의 위치 정보 제공 및 관리 시스템 등

 

항공분야 : 항공기 운항, 항공기 감시, 정밀 착륙

 

지상운송 : IVHS, AVLN, 화물트럭, 철도차량 관제, 택배 차량 관제, 구급 및 순찰차량 관제

 

해상운송 : 선박항해, 수로안내(Pilotage), 운하운송

 

우주분야 : 위성 궤도추적, 위성 자세결정

 

군 사 : 유도무기, 정밀폭격, 정찰, 이동관리

 

과 학 : 기상연구, 해류연구, 대류층연구, 지각운동관찰

 

탐 사 : 지질탐사, 유전탐사, 유적/유물탐사

 

자원관리 : 농업자원관리, 어업자원관리, 토지관리, 산림관리

 

레 저 용 : 등산, 요트항해, 하이킹

 

시각측정 : 기준시각동기, 통신시스템 시각동기 (특히 CDMA)

 

※ 종이지도를사용하여 지도정치를 하고 내위치를 식별하고 이동경로를 확인하는일은 매우 힘이듭니다.

특히 야간의 경우에는 아무리 전문가라하여도 나침반과 지도로는 한계가 있습니다,

GPS는 이런점에서 획기적인 제품이라 할수 있으나 경험상 실제활용은  주로 좌표를 표시해주어

 현위치및 이동경로등의 확인을 용이하게 해주는것입니다.

즉 나침반의 대용품으로 보시면 정확합니다.

최근제품의 경우 고화질의 지도가 내장되어있고 사전에 이동루트를 표시해주어 별도의 종이지도가 필요없는제품도 있지만 상대적으로 가격이 고가이고 종이지도처럼 전체를 파악하며 가기보다는 일부분씩 표현되는 등의 문제가 있습니다.물론 상관없다고 하실수도 있으나. 

오히려 처음사용하신다면 적응하기가 수월치 않을수도 있습니다.

모든취미활동을 하시는 분들이 처음에는 순수한 목적으로 시작하지만 나중에는 고질적인 장비업그레이드병 즉 (배보다 배꼽이 더 커지는 경우가 많습니다.)

등산에 관련된 모든장비는 있으면 좋고 편리하지만 없다고 등산 자체가 않되는것은 아닙니다.때문에 너무고기능의 장비보다는 장비의 기능에 충실한 기본적인 제품이면 충분합니다.

스마트폰 사용시 애플리케이숀(앱 장착)도 좋은 프로그램을 선택하시길 바랍니다.

결론내리자면 종이지도와 나침반의 보조장비로 활용하시기를 권해드리구요..

추천장비는 가민 벤쳐 시리즈나 마젤란 익스플로리스트200 정도입니다.

둘다 기본에 충실한 장비들이구요.좌표확인을 주로하실거라면 사실 한글제품도 별필요는 없습니다.