[GPS의 오차]
▣ 김수병 기자 hellios@hani.co.kr
GPS 장비들이 해결해야 할 문제들도 수두룩하다. 우선 GPS 수신기가 지구 표면에서 자신의 위치를 결정하는 과정에서 상당한 오류를 보인다. 수신기는 공중에서 전송되는 거리신호를 이용해 지구 상공 2만2천km 지점을 도는, 적어도 4개 이상의 위성의 도움을 받아 ‘삼변측량’으로 자신의 위치를 계산한다. 시중에서 판매되는 GPS 수신 장치들은 5~10m의 오류를 보인다. 사실 이런 오차도 미국이 2000년 5월1일부터 GPS 위성의 ‘고의오차’(SA·Selective Availability) 신호를 제거하면서 크게 줄어든 것이다. 이전의 민간용 GPS 수신기의 오차는 100m를 웃돌았다.
GPS 수신기가 완벽한 좌표를 표시하기는 원천적으로 불가능할 수 있다. GPS 위성은 마치 빛이 흩뿌려지는 것처럼 데이터를 지구상으로 전송한다. 처음 우주 공간에서 GPS 위성은 다섯개의 100W 백열전구와 맞먹는 신호를 발산한다. 이 신호가 2만km 이상을 날아다니는 동안 1㎥당 10~13W의 전력밀도로 크게 줄어들어 지구 표면에 이른다. 게다가 지상 70∼1300km에 있는 지구의 이온층에서 전하를 띤 입자들이 신호를 건드려 무선전파의 전송을 방해하기도 한다. 군사용 코드는 특별한 장비로 신호를 처리하지만 여기에도 한계는 있게 마련이다.
GPS 위성의 주파수(1227MHz와 1575MHz)가 공개되다 보니 방해 전파를 날리는 것은 어려운 일이 아니다. 누군가가 GPS 위성의 주파수대로 강력한 방해 전파를 쏜다면 해당 지역에서는 GPS 신호를 받지 못하게 된다. 이렇게 되면 첨단 무기들이 오폭을 하거나 길찾기 프로그램이 엉뚱한 곳으로 차량을 인도할 것은 뻔한 일이다. 이런 사고를 유발하는 GPS 교란장치도 개발됐다. 이라크전 초기 토마호크가 사우디아라비아와 이란 등으로 날아가 폭발한 것도 러시아제 교란장치 탓이라는 지적도 있었다. GPS의 신호 간섭을 회피하려면 항공기처럼 관성 측량(Loran-C)이나 거리 측정 장치에 기초한 백업 항법시스템을 활용해야 한다.
이런 GPS의 원천적 한계에 원자시계를 사용하는 NAVSTAR 위성과 전자시계가 내장된 수신기의 차이에 따른 시간 오차가 더해지면 오차의 거리는 순식간에 수십m로 확대될 수 있다. 민간용으로 공개된 주파수대역의 경우 콘크리트는 물론 나무 같은 장애물에도 신호 획득에 어려움을 겪는다. 이는 지상에서 좌표를 찾는 데 매우 심각한 방해 요소로 작용한다. GPS의 오차가 10여m만 되더라도 위급 상황에서 효용성을 잃어버리는 탓이다. 예컨대 GPS의 도움을 받아 위험지대에서 작업을 하는 무인 굴착기의 경우 작은 오차에도 경로를 이탈해 위험에 빠질 수 있다.
이런 GPS의 원천적 한계에 원자시계를 사용하는 NAVSTAR 위성과 전자시계가 내장된 수신기의 차이에 따른 시간 오차가 더해지면 오차의 거리는 순식간에 수십m로 확대될 수 있다. 민간용으로 공개된 주파수대역의 경우 콘크리트는 물론 나무 같은 장애물에도 신호 획득에 어려움을 겪는다. 이는 지상에서 좌표를 찾는 데 매우 심각한 방해 요소로 작용한다. GPS의 오차가 10여m만 되더라도 위급 상황에서 효용성을 잃어버리는 탓이다. 예컨대 GPS의 도움을 받아 위험지대에서 작업을 하는 무인 굴착기의 경우 작은 오차에도 경로를 이탈해 위험에 빠질 수 있다.
