위성 위치정보시스템(GPS:Global Positioning System)이란 인공위성으로부터 발사되는 전파를 수신하여 현재의 위치를 알 수 있는 위치측정시스템을 말한다. GPS에서 수신하는 위치에 관한 정보들은 원래 군사적인 목적으로 미국방성에서 구축한 지상 2만km 상공의 6개 궤도에 떠 있는 24개의 인공위성들로 부터 보내어 지는 것으로 시간.위도.경도.해발고도 등의 정보를 하루 24시간 내내 지상에 내려보내고 있으며 우리나라 상공에는 항상 7~8개의 위성이 통과하고 있다.
GPS의 위치측정원리는 위치가 각각 다른 위성에서 지상의 한 지점에 도달하는 전파의 도달시간차를 비교하는 것으로 3개의 위성으로부터 신호를 받으면현재의 위치를 알 수 있고 4개 이상의 위성으로부터 신호를 받으면 측정지점 의 고도까지도 알 수 있어서 위성에서 전파를 수신할 수 있는 곳이면 지구상 의 어느곳에서나 자신의 위치를 정확히 알 수 있다. 이 GPS는 일방적으로 위치를 측정하는 단방향 시스템이지만 측정된 위치정보를 중앙통제소로 송신하고 또 여러가지 서비스 정보를 통제소로부터 받을 수 있도록 위성 또는 지상 망을 이용하여 양방향 데이터 통신망을 구성하면 그 활용도를 보다 높일 수있다. GPS를 민간분야에서 이용할 경우 위치오차가 대략 1백m 정도가 되지만차동방식을 이용할 경우 2~5m 정도로 줄일 수 있으며 반송파 위상을 이용하여 보완하면 cm단위까지 줄일 수 있다.
GPS의 위력은 지난 91년 걸프전때 "사막의 폭풍"작전중 정확한 명중률로 각광받은 토마호크와 같은 순항 미사일을 통해서 이미 입증된 바 있는데 이의장점을 요약해 보면 다음과 같다. 첫째, 자동차.항공기.선박 등 이동체에 탑재하기가 용이하다. GPS의 이동체에 대한 탑재는 그 이동체의 위치를 즉시 알 수 있기 때문에 앞으로 폭넓게 활용될 것이다. 둘째, GPS기술을 활용하면 측량이 간편하다. 즉 거리측정을 위해서 휴대형 GPS를 이용하게 되면 두지점 사이가 서로 가시구간일 필요도 없으며 간편하고 신속하게 측량이 가능하다. 셋째, 지구전역이 서비스 영역이다. 24개의 위성이 극지를 포함한 지구전 체를 담당하므로 지구상 어디에서나 위치측정이 가능하다. 넷째, 측정된 위치 자료의 온라인 처리가 가능하다. 즉 측정된 자료를 바로 컴퓨터로 전송하여 지도제작 등에 활용할 수 있다. 예를 들어 지상에서 전계강도를 측정하는 차량이 있다고 했을 때 위성에서 오는 정확한 위치정보를 받아 지도상에 측정자료와 함께 그림으로 일목요연하게 표시할 수 있다.
GPS는 차량의 고급화와 운전자 욕구의 고도화에 따라 앞으로 여러분야에 광범위하게 사용될 것으로 기대된다. 현재 가장 활발히 사용되고 있는 분야는자동차 항법시스템으로 미국의 퀄컴사에서 서비스중인 옴니트랙을 들 수 있다. 이 시스템은 GPS와 양방향 무선데이터통신(정지위성 사용)을 이용한 것으로 화물운송회사에서 주로 활용하는데, 이를 이용해 차량의 위치와 이동경 로를 한눈에 알수 있는 시스템을 구성하여 서비스질의 향상뿐만 아니라 자동 차의 운행효율을 현격히 높였다.
즉 운송회사의 중앙통제소에서는 현재 차량의 위치를 알고 있으므로 하주로 부터 수송상황에 대한 문의에 정확히 응답할 수 있을 뿐만 아니라 정확한 도착시각을 파악하여 하주에게 통지할 수 있다. 중앙통제소에서 파악된 전국의 도로교통 정보를 이용해서 운전자에게 특정도로나 특정지역을 우회하도록 지시하는등 돌발 및 긴급상황에 유연하게 대처할 수 있다.
현재 반도체를 비롯한 전반적인 기술향상으로 GPS수신기는 소형화 및 고성능 화 되어 비행기 또는 선박의 일상적인 위치 확인뿐만 아니라 측량, 비행기 관제 및 운항, 지도제작, 시간측정, 응급구조, 레저와 스포츠 등 광범위한 분야에 응용되고 있으며 레저용 GPS 수신기를 휴대하고 등산을 하게 되면 아무리 깊은 산속이라도 길을 잃을 염려가 없을 만큼 편리하다. 이 GPS 수신기 는 미국, 일본, 유럽 등의 기업들에 의해 활발히 개발되어 시판되고 있으며레저용 GPS수신기의 경우 그 가격이 40만원 미만의 제품이 공급되는 등 대중 화가 이루어지고 있다. 앞으로 개인휴대통신(PCS)과 같이 전국적인 무선통신 서비스를 제공하게 될 경우 전파의 세기, 통화의 혼신 등을 전국적으로 측정 하여 통화품질을 개선하게 될 때 이 GPS 기술의 중요성을 다시 한번 인식하게 될 것이다.
단지 이 시스템의 한가지 흠은 챠량에서 수신할 수 있는 위성의 수가 40개보 다 적을 수 있는 도심의 빌딩사이나 언덕, 터널, 고가차도 및 숲속 등 전파 수신사정이 나쁜 장소에서는 그 정밀도가 떨어진다는 점이다. 앞으로 보다 더 보편화되고 신뢰도 높은 서비스가 되기 위해서는 이같은 단점을 해결하여 연속적이고 정확한 위치측정을 유지하도록 하는 것과 보다 저렴하고 대중화 된 수신기를 개발하는 것이 과제라 할 수 있다. <한국통신 전송기술국장>