학문
러너일이
GPS는 위치를 어떻게 감지하는건가요?
GPS종류를 보면 전원연결형도 있고 핸드폰에 내장되어 있는 휴대용도 있는데 그 자그마한 기계가 위성신호를 어텋게 수신이 가능하여 위치가 표시되는건가요,
6개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
GPS는 위성이 계속 보내는 아주 약한 전파 신호를 작은 안테나와 수신칩이 받아서 위치를 계산하는 방식입니다.
GPS 위성은 자신의 위치와 정확한 시간을 담은 신호를 계속해서 지구로 보내고 있고, 스마트폰이나 GPS 기기들이 여러 위성의 신호가 도착하는 데 걸리는 시간을 비교해서 각 위성과의 거리를 계산합니다. 보통은 최소 4개 이상의 위성 신호를 이용하면 여러가지 오차들을 보정할 수 있다고 합니다.
기기가 작아도 GPS 전파는 수신 전용으로 처리할 수 있기 떄문에 휴대폰 안의 작은 안테나와 칩만으로도 위치의 계산이 가능해집니다. 결국에는 GPS 기기는 위성에 직접 위치를 물어보는 것이 아니라, 여러 위성이 보내는 시간 신호를 받아 스스로 현재 위치를 계산하는 장치로 볼 수 있습니다.
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 스마트폰에 내장되어 있는 GPS칩은 계속적으로 위성에 신호를 보냅니다. 그럼 위성은 그 신호를 받아서 위치를 확인하는데 본인 핸드폰 1개만 보는 것이 아니라 여러스마트폰의 위츠정보를 받아서 확인하는 것입니다.
안녕하세요. 이수민 전문가입니다.
GPS 수신기는 위성에 신호를 보내지 않아요. 듣기만 해요. 지구 위 2만km 상공에 GPS 위성 30여 개가 돌면서 나는 지금 어디에 있고 지금 시각은 몇 시라는 신호를 쉬지 않고 방송하고 있어요. 수신기는 그 방송을 받아서 신호가 도착하는 데 걸린 시간을 재요. 전파는 빛의 속도로 오니, 걸린 시간에 빛의 속도를 곱하면 그 위성까지의 거리가 나오는 거예요.
거리 하나로는 위성을 중심으로 한 구면 어딘가에 있다는 것밖에 몰라요. 그런데 위성 세 개의 거리를 알면 세 구면이 겹치는 한 점이 나오고, 여기에 네 번째 위성으로 수신기 시계의 오차까지 보정해요. 수신기 안의 값싼 시계로는 나노초 단위 시간 측정이 불가능한데, 위성 하나를 더 써서 시계 오차를 미지수로 함께 풀어버리는 거예요. 그래서 하늘에 위성이 네 개 이상 보이면 위치가 잡혀요.
작은 기계가 수신 가능한 건 애초에 수신만 하면 되기 때문이에요. 송신은 큰 전력과 안테나가 필요하지만 수신은 미약한 신호를 증폭해 해석하는 칩 하나면 되거든요. 지금 스마트폰의 GPS 칩은 손톱보다 작고 전력도 얼마 안 써요. 전원 연결형과 휴대형의 차이는 안테나 크기와 신호 처리 성능이라, 차량용은 지하나 터널 근처에서 수신이 조금 더 안정적인 정도예요.
위성 신호가 워낙 약해서 실내에서는 안 잡히는 게 GPS의 한계인데, 스마트폰은 이걸 와이파이와 기지국 정보로 보완해서 건물 안에서도 대략의 위치를 보여주는 거예요 :)
안녕하세요. 설재훈 전문가입니다. GPS 위성은 지구에서 약 2만 km 떨어진 곳에서 계속 전파 신호를 보내고 있습니다. 스마트폰이나 작은 GPS 기기에는 안테나와 GPS 수신 칩이 들어 있어서 이 아주 약한 신호를 받아 분석합니다.
위성 신호에는 위성의 위치와 신호를 보낸 시간이 들어 있는데, 기기는 이걸 이용해 위성까지의 거리를 계산합니다. 그리고 여러 위성의 신호를 동시에 받아 각각의 거리를 비교하면 내가 지구상 어디에 있는지를 계산할 수 있습니다.
그래서 GPS 기기가 작더라도 별도의 큰 장비가 필요한 게 아니라, 작은 안테나가 위성 전파를 받고 수신 칩이 그 신호를 계산해 위치를 알아내는 방식이라고 보면 됩니다.
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
GPS는 인공위성에서 보내는 시각 신호를 받아서 위치를 계산하죠. 우주에 떠있는 위성들이 지금 몇시 몇 분 몇 초라고 신호를 보냅니다. 그러면 GPS가 수신기관 그 신호를 받아서 도착 시간 차이를 계산합니다. 최소 네 개 이상의 위정신호를 받습니다. 그래서 거리를 측정하면 수신기의 정확한 위치가 나오는 원리인 겁니다.
핸드폰이나 작은 기기에서도 작은 안테나랑 수신칩이 들어 있습니다. 그래서 수신이 가능하죠. GPS는 위성으로 신호를 보내는 게 아니라 위성이 쏘아주는 신호를 받기만 하는 구조입니다. 그래서 방송을 청취하는 라디오랑 같아서 기기가 작아도 정밀한 안테나 기술 덕분에 위성의 신호를 잘 찾아내는 겁니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
GPS는 지구 상공의 위성들이 보낸 시간과 위치 정보가 담긴 전파 신호를 수신기가 받아 자신과의 거리를 계산한 뒤 3개 이상의 위성 신호가 교차하는 지점을 찾아내어 정확한 위치를 산출하는 원리로 작동합니다. 스마트폰이나 소형 전원연결형 기기 내부에 들어가는 GPS 모듈은 비록 크기는 작지만 위성 전파 특성에 맞춘 패치 안테나나 칩 안테나가 내장되어 있어 2만 km 이상 떨어진 고고도 위성의 신호를 잡아낼 수 있습니다. 또한 위성에서 보내는 신호의 세기는 매우 약하지만 현대의 초고감도 RF 칩셋이 잡음 속에서 미세한 데이터 패턴을 증폭하고 복원하여 위치 데이터로 변환합니다. 휴대폰의 경우 통신 기지국과 Wi-Fi 정보를 함께 활용하는 A-GPS 기술을 더해 초기 신호 수신 시간을 대폭 단축하고 정밀도를 끌어올려 그 작은 크기로도 실시간 위치 표시가 가능한 것입니다