미국방위고등연구계획국(DARPA)이 위성 없이 사용할 수 있는 GPS 내비게이션을 개발하고 있다.
GPS(Global Positioning System)는 지도 앱을 비롯해 다양한 서비스에서 사용자 위치 정보를 취득하는 데 이용하는 위치 측정 시스템이다. 내비게이션 역시 GPS를 이용하고 있지만 DARPA는 인공위성 없이 쓸 수 있는 새로운 GPS를 개발 중이라는 것.
GPS는 원래 군사 작전에 사용하던 시스템이다. 1960년대 미국 국방부가 개발한 위성을 이용한 위치 추적 시스템은 당초 GPS라는 명칭이 아니라 트랜짓(TRANSIT)이라고 불렸다. 이후 1980년대까지 미군은 이 시스템을 개선, 지구 주위에 떠있는 여러 위성을 이용해 현재의 GPS 같은 시스템으로 개선을 계속해왔다.
GPS는 31개에 달하는 GPS 위성 중 3개에서 시간 정보를 수신, 삼각 측량을 이용해 위치 정보를 측정한다. 하지만 위성마다 탑재되어 있는 원자시계는 위성이 고속으로 운동하고 있는 탓에 오차가 1일당 38us(마이크로초)다. 이런 오차는 상대성이론을 이용해 수정하고 있기 때문에 GPS에 있어서 아인슈타인의 상대성이론은 없어선 안 될 중요한 이론이라고 할 수 있다.
80∼90년대 미군은 고의로 민간 쪽엔 부정확한 정보를 전달했던 적도 있는 등 여러 이유로 GPS는 널리 이용되지 않았다. 하지만 당시 GPS 기술은 상당히 개선되어 꽤 정확한 위치 측정이 가능했다.
이어 2000년 당시 클린턴 미국 대통령이 관련 법안에 서명하면서 민간에서도 정확한 위성 정보를 사용하는 게 가능하게 됐다. 또 GPS는 이전보다 10배 정밀해진 위치 정보를 제공하게 됐고 이후 민간 기법이 대거 GPS를 이용한 내비게이션 시스템을 이용하게 됐다.
물론 GPS 외에도 러시아 GLONASS, 유럽연합의 갈릴레오도 비슷한 위성 항법 시스템이다. 이들 시스템은 동일 위치 측정을 위해 적어도 24개 위성을 한 번에 움직이고 동시에 위성 3개로부터 정보를 취득해야 한다.
이런 위성 위치 확인 시스템을 개선하기 위한 방안으로는 위성을 사용하지 않는 지상 기반 측위 시스템이 좋은 대안이 될 것으로 생각할 수 있다. 하지만 이 방식에도 단점이 있다. 스마트폰이나 내비게이션 등에 사용하는 수신기 등 지금까지보다 훨씬 더 많은 통신 장비 통합 필요성이 생기기 때문이다. 이런 수신기는 지금까지보다 제조가 훨씬 어렵고 GPS 수신기보다 성능이 낮아질 수도 있다.
위성을 사용하지 않는 또 따른 시스템은 제2차세계대전 당시 사용되기도 한 로란(LORAN) 같은 게 있다. 이 방식은 간섭에는 강하지만 정밀도가 그다지 높지 않고 현재 사용되는 서비스에 적용하기 어렵다는 단점이 있다. 그 밖에 해운 등에서 이용되는 측위 시스템인 DGPS도 잠재적인 가능성을 지니고 있지만 일반 GPS와 마찬가지로 간섭을 받기 쉬운 시스템이다.
하지만 DARPA가 개발 중인 새로운 GPS는 위성에 의존하지 않지만 간섭에도 강한 측위 시스템이 될 것이라고 한다. 이 기술은 GPS를 사용할 수 없는 지역에서도 유효한 시스템 필요성에 따라 GPS를 대신해 시간과 위치를 측정할 수 있는 요구로 개발하게 됐다고 한다.
이 기술은 GPS 수준의 위치 정확도를 유지하면서도 군용 시스템을 위한 위치 정보와 시간 정보를 제공할 것이라고 한다. 작지만 자기 보정 자이로스코프와 가속도계, 시계를 포함한 냉각 원자 간섭을 이용한 관성 측정 장치라고 한다.
전자신문인터넷 테크홀릭팀
이석원기자 techholic@etnews.com
