위성위치확인 시스템 ~~

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GPS(Global Positioning System)이 1상 생활에서 필수 아이템이 된지 오래입니다. 내비게이션은 물론 스마트폰이나 항공기, 선박 등의 위치정보가 모드 GPS 시스템에 의존합니다. 위치정보는 교통뿐만 아니라, 재해예방, 측량 등 각종 산업과 생활에 필수적인 정보입니다. O2O, 5G, 사물 인터넷(IoT)등의 통신 서비스는 물론 자율 주행 차 드론 등 무인 이동 개발의 기반 기술입니다. 하나 492년 스페인을 출발한 콜럼버스가 대서양을 횡단할 때는 별의 고도를 이용하고, 위도만 파악할 수 있었습니다. 그는 같은 위도로 곧장 항해하면 지구를 돌아 스페인으로 돌아올 것이라고 생각했습니다. 위도뿐만 아니라 정확한 항해에 필요한 경도를 재기 시작한 것은 하나 8세기에 들어서부터입니다. 영국의 시계 기술자 죠은・하리송이 만든 항해용 시계는 하나 76개~하나 762년 테스트에서 자메이카까지 대서양 횡단 6개 1동안 5초밖에 오차가 나지 않았습니다. 바다에서 경도를 알려면 최근 배 있는 장소 시간과 배가 떠난 항구의 시간을 알아보고 2지점 간의 시간의 차이를 거리로 환산하면 됩니다. 지구가 360번 자전하는데 24시간 걸리므로 한가지 시간은 하나 5도 회전에 해당합니다. 그러므로 배의 시간과 출발의 항구의 시간이 하나 시간의 차이가 나면 배가 동쪽인, 서쪽이며, 경도 한개 5도 정도 이동한 것입니다. 존 해리슨의 정교한 항해용 크로노미터는 녹슬지 않는 소재로 제작되어 배가 아무리 움직여도 부품들 간의 완벽한 균형을 유지했다. 최근에는 종이지도와 나침반 대신 컴퓨터와 GPS를 사용하여 언제 어디서나 정확한 위치를 확인할 수 있습니다. 항해술은 천문학의 영역에서 시계공학의 영역을 거쳐 IT의 영역으로 진입했다."낮나절처럼 쏘아올린 나침반"이라고 불리는 위성위치확인시스템(GPS)은 원래 군사용으로 개발되었다. 믹크 국방부가 위성을 발사, GPS를 구축한 하나의 목적은 적군 위치 파악과 미사 1요격했다. ​

GPS가 민간에서 쓰이게 된 계기는 269명 탑승자 전원이 사망한 1983년 대한 항공 여객기의 공격 문제였습니다. 당시 항공기 운항은 비행체의 가속도를 기준으로 위치를 추정하는 관성항법장치(INS)에 의존하고 있었습니다. 레이건 당시 대통령은 이 장치의 촌락에 의해 여객기가 소련의 영공에 들어갔다는 것이 밝혀지자 GPS를 민간에 개방하겠다고 선언했습니다.

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위치 정보를 확보하려면 적어도 4개의 위성이 필요합니다. 3개 이상의 위성이 정확한 위치와 이동 속도를 파악하고 삼각점의 위치를 요구하는 삼각 측량 법으로서 위치를 파악하는 것입니다. 3개의 위성이 각각 측정하는 세개의 범위가 서로 교차하는 지점이 수신기의 위치가 켭니다. 코인맘 하나 위성은 때때로 오차를 보정할 것입니다. GPS 수신기는 위성이 지구로 보내는 신호를 읽어내고 위치를 특정합니다. 만약 GPS수신기로 '하나 시 하나 0분 한 0초 24'라는 위성의 신호를 받았지만, 수신될 때 로이'하나 시 하나 0분 한 0초 36'이라면. 이는 때 로이'0초 한 2' 걸렸다는 뜻이다. 위성이 신호를 보내는 전파는 빛의 한 종류로, 하나 동네에 30만킬로를 이동할 것입니다. 그래서 걸린 때때로(초)에 30만킬로를 걸어 오면 GPS위성과 수신기 사이의 거리를 알 수 있도록 합니다. 그런데 현 위치에서 위성까지 거리를 안다고 해도, 그 위성이 내 오른쪽에 있는지, 왼쪽에 있는지, 머리 위에 있는지 전혀 알 수 없습니다. 위치를 정확히 알려면 여러 위성의 신호등이 필요할 것입니다. 각 거리를 반경으로 하는 원 3개가 망그 와잉눙 지점으로 압축과 위치 정보는 더 정확하게 됩니다. 그러나 우리는 평면이 아니라 3차원 입체 공간에 있어 위치 정보가 하그와잉 더 필요합니다. 매우 섬세하게 위치를 파악하고 GPS와 인공 위성이 테테로울 동기화할 때에 생기는 오류를 막기 위해서는 GPS위성, 적어도 4개가 보내는 신호를 받으면 정확한 위치를 알 수 있도록 합니다. ​ 위치 확인 시스템은 America가 개발한 GPS뿐 아니라 러시아가 하나 995년부터 운영 중인 '글로그와잉스(Glonass)'유럽 연합의 '갈릴레오(Galileo)'이 있어 차이가 나는 2000년부터 '베이 더우(키타 가시)'라는 시스템을 구축하고 활용하고 있습니다. 스마트폰으로 내비게이션을 사용하는 것이 당연하고 자연스러운 시대이다. 수학은 이처럼 우리 생활에서 중요한 역할을 하고 있습니다. 우리가 위치를 알 수 있는 핵심원리는 가끔과 빛의 물리학뿐만 아니라 수학이 숨어있습니다. ​

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​ 참고 자료:수학이 1상에서 이렇게 도움이 된다는 게, GPS.gov

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