스마트폰의 GPS 위치정보 원리는 무엇인가요?
네비게이션이라던가 길을 찾을 때 GPS를 켜야 하더라고요. GPS가 위성으로부터 신호를 받아서 위치를 찾는 거라 하는데, 스마트폰에 위성이 들어있는 것도 아니고... 스마트폰에서 GPS가 어떻게 작동하는지 궁금합니다. 간단하게라도 설명해주실 수 있나요?
위성 위치 확인 시스템(GPS: Global Positioning System)
위성에서 보내는 신호를 이용해 사용자(휴대폰=GPS수신기)의 위치를 계산하는 방식입니다.
즉, 휴대폰에는 GPS 위성 신호를 수신하고 발신할 수 있는 수신기가 탑재되어 있습니다.
GPS는 미국에서 폭격의 정밀도를 높이기 위해 군사용 목적으로 개발된 것입니다.
러시아(글로나스;Glonass), 유럽연합(갈릴레오;Galileo), 중국(베이더우;Beidou) 있습니다.
위성과 수신기간의 신호를 주고 받아서 거리를 계산하고 좌표 값을 구해 위치를 알아내고 있습니다.
정확한 위치를 계산하기 위해 삼각 측량법에 따라 위성이 3개가 필요하며...
오차 범위를 더욱 축소하기 위해서는 4개의 위성까지 필요하게 됩니다.
이정도 설명이면, 기본적인 GPS의 이해와 원리를 알아가는데 도움이 될 것입니다.
스마트폰 내부에 위치를 공유하는 센서가 들어가 있습니다.
그 센서가 우리나라 상공에 떠있는 위성과 통신을 하면서 위치정보제공을 하는 회사의 서버로 전송을합니다.
위성과 실시간 위치에 대한 오차는 센서기종에 따라서 50~100M가량 차이나기는 하지만 대부분 들어맞습니다.
GPS기술의 핵심은 위성이며, 위성이 먹통이 될 경우 GPS는 작동될 수 없습니다.
안녕하세요. 아하(a-ha) 프로그래밍 지식 답변자 입니다.
우선 GPS를 설명하기 전에 인공위성이 가진 기본 구성 장치를 아셔야 합니다. 인공위성에는 정밀도가 높은 루비듐, 세슘 원자시계와 라디오 송/수신기가 있습니다. 그리고 지구상의 GPS 수신기가 3개 이상의 위성으로부터 수신받는 시간을 계산하여 위성과 수신기간 거리를 계산합니다.
거리 = 빛의 속도 * 신호 수신에 걸린 시간
나머지 각도 등은 지구를 바라보고 있으므로 이미 계산이 되어있습니다. 위를 사용한 삼각측량법으로 현재 위치를 추적하게 됩니다.
또한 정확한 위치를 알아내기 위해선 하나의 위성을 더 추가하여 총 4개 이상의 위성을 사용합니다.
그리고 실내, 높은 건물이 많은 도시, 나무가 울창한 숲 등에선 수신 신호가 굴절되는 다중경로 현상이 발생하여 정확한 위치를 수신하지 못할 수도 있습니다. 또한 기상 조건이 좋지 않을 경우 전리층 오차 등 여러가지 오차가 발생합니다.
답변이 도움이 됐으면 합니다. 좋은 하루 되세요!
스마트폰에 위성이 있는게아니라, 스마트폰 내부에 위성에서 오는 신호를 받는 수신기가 있습니다.
지구상에는 수십여개의 GPS 위성이 있습니다.
이 GPS에서 오는 신호의 시간을 이용해서 거리를 측정하게 되는데요, 1개의 GPS에서 오는 신호가 아닌 3개 이상, 보통 6개의 GPS 위성으로 오는 신호를 받아서 삼각측량을 하게 됩니다.
각 위성과 수신기 까지 거리를 구로 그려 3개의 구가 만나는 부분이 점이 위치로 보고 이 위치가 현재 수신기의 위치로 계산하는 방식입니다. 이상적인 경우에는 1점만이 나와서 위치로 구분되겠지만, 오차로 인해서 2점이 나타나게 되기 때문에, 다른 추가적인 4번째 위성으로부터 수신 되는 정보를 통해 추가적인 계산으로 오차를 줄이게 됩니다.
GPS를 이용하여 위치정보를 파악하는 기본원리는 삼각측량의 원리를 적용한 것입니다.
위성은 일정한 궤도를 따라 이동하는데 스마트폰에 있는 GPS 수신기를 키게되면 위성과 수신기가 전파신호를 주고받게 됩니다.
이때 신호를 주고받는데 걸리는 시간으로 위성과 스마트폰의 거리를 계산 할 수 있습니다.
거리를 계산하는 방식은 빛의 속도에 신호를 주고받는데 걸리는 시간만큼을 곱해서 계산할 수 있습니다.
이때 사용하는 위성의 수는 3~4개 입니다.
위의 우측 그림을 보면 거리를 구한 각 위성을 기준으로 가상의 구를 그리면 세 구가 만나는 점이 2곳임을 알 수 있습니다.
이상적으로는 정확히 1점에서 만나고 그지점이 스마트폰의 위치이지만 오차로 인해 2개의 지점을 얻게됩니다. 때문에
오차범위를 최소화 하기위해 현대의 GPS 수신기는 다른 위치에 있는 4번째 위성의 정보도 추가로 얻습니다.
스마트폰에 GPS 센서 장착되어 있고 해당 센서가 GSP 위성과 통신해서
좌표값을 핸드폰 OS가 받아서 각 어플에서 사용할 수 있는 API 형태로 제공합니다.GSP는 미국에서 띄운 위성이고, 여러국가에서 비슷한 형태의 위성시스템을
제공하기는 하는데 GSP가 대표적이라 고유명사처럼 쓰여지고 있습니다.
GSP 도심지의 높은 건물 때문에 음영지역도 발생하고 거리차이(평균 200m) 차이가
나기도 하는데
좀더 정밀측정을 위해서 DGPS가 쓰여지기도 합니다.안녕하세요.
프로그래밍은 원래 혼자서 독학해야 하는 직종입니다. 대부분의 모르는 것들은 구글에 검색하면 다 나옵니다. 혼자서 독학하기에 좋은 프로그래밍 인강 사이트는 유료로 한다면 인프런 이라는 사이트가 있고 일단 맛보기라도 먼저 해보고 싶으시다면 생활코딩이라는 사이트를 접속하셔서 한 번 영상 훑어보시는 것도 좋습니다.
시작하기 좋은 프로그래밍언어는 nodejs 혹은 javascript, python 등이 있습니다. 만약 앱개발을 원하신다면 무조건 자바를 하셔야 합니다. 안드로이드가 자바기반으로 되어 있으며 코틀린 언어를 사용하셔도 됩니다.
현업에서는 C언어를 거의 사용하지 않습니다. 파이썬을 사용하는 부서는 있으며 주로 자바나 자바스크립트 nodejs 를 사용하는 부서가 가장 많습니다.
그 외의 프로그래밍이라면 html, css, javascript 등과 같은 것은 https://w3schools.com 에서도 충분히 학습하실 수 있습니다.
네비게이션에서 사용하는 GPS기술이나 스마트폰에서 사용하는 GPS 기술은 동일하다고 볼수 있습니다.
스마트폰에 위성이 들어간것이 아닌 위성 신호를 받아서 현제의 위치를 찾는 것이라고 볼수 있습니다.
GPS 기술은 최소 3개 이상의 위성 신호를 받아서 현제 위치를 찾는 것이라고 알고 있습니다.
아래에 GPS에 대한 설명이 잘 되어 있습니다.
