아주인칼럼
향 후 유비쿼터스 기술은 사람과 사물의 활동이 공간적으로 연결되고 또한 실시간 상황인지 정보의 교환을 통해 매우 편리한 세상을 만들어 갈 것이다. 이를 실현하기 위해서는 다양한 기술요소들이 필요하나 그 중에서도 사람과 사물의 위치를 정확하게 파악하는 측위 기술이 가장 중요한 기반 기술의 하나가 될 것이다.
GPS개발로 측위기술 큰 변화
위 치 측정을 위한 측위 기술은 수학이 학문 또는 과학으로 주목되던 기원전 6세기경 고대 그리스시대에 기하학을 이용해서 해상에 있는 배의 위치를 측정하고자 했던 노력으로부터 시작되어 현재까지 계속되고 있다. 근대에 이르러 1973년 미국 국방성의 지원으로 GPS(Global Positioning System) 기술 개발이 시작되면서 측위 기술에 큰 변화가 오게 되었다. GPS는 인공위성을 이용한 측위 기술로 정확한 위치를 알고 있는 위성에서 발사한 전파를 받아 그 전파의 도달 시간차를 계산하여 위치를 측정하게 된다. 현재 총 24개의 GPS 위성이 지구 위를 돌고 있는데 4개 이상의 위성을 이용하여 3차원적인 위치를 측정할 수 있다. 초기 GPS 기술은 군사적인 용도로 개발되었으나 1993년 12월 전세계에 무상으로 개방되기 시작하면서 국가적 업무뿐만 아니라 경제산업, 과학기술, 사회문화 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 특히 최근에는 GPS 수신기를 내장한 이동통신 단말기와 Car Navigation 시스템들이 보편화되면서 GPS 사용자의 수가 급격히 증가하는 추세이다.
미국․유럽, GPS 성능 향상 위한 기술개발
GPS 를 이용한 측위 기술은 대략 10에서 100미터의 오차범위를 보이는 것이 일반적이기 때문에 정밀한 위치 정보를 필요로 하는 응용분야에는 적용되기 어려운 한계가 있었다. 다양한 분야에서 보다 정확하고 신뢰할 수 있는 위치 측정 서비스에 대한 요구가 증가함에 따라 GPS의 측정 오차를 줄이기 위한 DGPS(Differential GPS) 기술이 개발되었다. DGPS 기술은 정확한 위치를 알고 있는 100킬로미터 이내의 기준국(Reference Station)으로부터 현재 위성의 위치 측정 오차를 전송받아 위치를 보정하여 5에서 10미터의 오차 범위를 유지할 수 있도록 GPS의 성능을 향상시켰다. 한편 미국은 기존의 GPS 성능 향상을 위해 2008년 완성을 목표로 GPS 현대화를 추진중이며 유럽에서도 2008년을 목표로 GPS에 독립적이지만 호환이 보장되는 Galileo를 개발하고 있다.
측위기술에 이동통신 시스템 이용
20 세기 중반 이후 휴대폰의 등장으로 이동통신 기술이 우리들 생활에 널리 쓰이게 됨에 따라 이동통신 시스템을 이용한 측위 기술의 필요성이 대두되었다. 미국에서는 E-911(Enhanced 911)이라고 불리우는 위치 정보 기반의 응급구조 서비스를 위해 이동통신 단말기에 125m 이내의 정확도를 가지는 위치 정보를 전송할 수 있도록 미국 FCC(연방통신위원회)의 규정이 제정되었다. 물론 GPS를 이용해서도 규정에서 요구하는 위치 정확도는 충족시킬 수 있으나 실내 등 GPS 위성으로부터 오는 RF 신호를 받을 수 없는 곳에서는 단말기의 위치를 측정하는 것이 불가능하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이동통신 기지국과 단말기 사이의 RF 신호를 이용하여 위치를 측정하는 방법이 개발되었으나 RF 신호의 비가시성(Non Line-of-Sight)과 무선 채널의 페이딩으로 인한 측정 오차가 큰 문제점으로 지적되고 있다. 또한 동시에 3개 이상의 이동통신 기지국으로부터 신호를 수신해야 하기 때문에 이를 위해서는 기존 기지국이나 단말기에서 송신 전력을 크게 증가시켜야 한다. 하지만 이것은 인접 기지국에게 간섭으로 작용하여 이동통신 시스템의 성능을 저하시키는 문제점도 안고 있다.