서론
내비게이션, 스마트폰 등에서 흔히 사용하는 GPS. 주변에서도 흔히 찾아볼 수 있기 때문에 쉽게 접근할 수 있다고 생각하였으나 파면 팔수록 새로운 용어나 정보들이 쏟아져 나온다. 따라서 GPS에 관해 공부하며 이를 정리하기 위해 포스팅을 해본다.
Github Blog 관련 공부도 할 수 있고 Markdown도 연습해 볼 기회이기도 하다.
1. GNSS란?
- GNSS
- Global Navigation Satellite System 의 약자, 범지구적 위성항법 시스템. 즉, 모든 글로벌 위성 위치 확인 시스템을 포괄하는 용어
우리가 흔히 아는 GPS는 가장 널리 사용되는 GNSS라고 볼 수 있다. 미 국방부에서 개발한 GPS 외에도 다른 국가에서 개발한 GNSS 가 있다.
- GPS : 미국
- GLONASS : 러시아
- Galileo : EU
- Beidou : 중국
범지구적 위성항법 시스템이 아닌 특정 지역에서만 서비스 하는 시스템 (ex. IRNSS[인도], QZSS[일본]…) 의 경우 RNSS(Regional Navigation Satellite System) 이라고 부르기도 하지만 통칭 GNSS라고 부른다.
2. GNSS 원리
GPS 수신기의 경우 3개 이상의 위성에서 발신하는 마이크로파를 수신해 수신기(사용자)의 위치/고도/속도를 결정하게된다. 그러나 오차 보정을 위해 보통 4개 이상의 위성을 이용해 위치를 결정한다
각각의 GPS 위성에서는 여러 정보가 포함된 항법 메시지(Navigation message)를 50bps의 속도로 지속적으로 방송한다.
이러한 항법메세지를 C/A 코드(Coarse/Acquisition code), P 코드(Precision code)와 같이 반송파(Carrier signal)에 실어 송신한다. 여기서 C/A 코드와 P 코드에는 위성마다 고유한 의사잡음부호가 담기게 되고 C/A코드의 경우 민간에 개방되어있지만 P 코드는 군사목적으로 암호화 되어 있다. 또한 반송파란 정보의 전달을 위해 입력 신호를 변조한 전자기파를 말한다.
GPS가 사용하는 반송파의 송신 주파수의 경우 L1 ~ L5까지 5개가 있는데 L3와 L4의 경우 정밀해석과 기하학적 보정을 위한 L1, L2의 합성파임으로 사실 개별적인 반송파는 L1, L2, L5라고 볼수 있다.