일상생활에서 우린 위치 정보를 얻기 위해 무의식적으로 'GPS'를 잡아야 한다고 말합니다. 'GPS'란 'Global Positioning System' 한글로 '위성 항법 시스템'이라 말합니다.
사실 GPS는 미국 국방부에서 군사 목적으로 개발한 프로젝트입니다. 일명 'NAVSTAR'라 불리는 이 프로젝트는 미국이 개발하는 무기들을 안전하고 정확한 위치로 유도하거나 측량, 지도 제작 더 나아가 적국의 동태 감시 등을 목적으로 개발한 아주 고 가치의 자산이었습니다.
왜 '이었습니다'와 같은 과거형으로 표현하였느냐? 이제는 GPS가 민간에서도 사용할 수 있기 때문입니다. 왜 미국은 고가치의 군사 자산을 민간에 풀게 되었을까요? 여기에는 말 못 할 아주 슬픈 역사적인 사건이 있었기 때문입니다.
놀랍게도 한국이 결정적인 원인이었고 한국 덕분에 전 세계가 GPS를 마음껏 사용할 수 있게 됐다는 것이 믿겨지시겠습니까?
GNSS(Global Navigation Satellite System)
일단 GNSS를 먼저 알고 넘어가봅시다. GNSS는 위성 항법 시스템의 최상위 범주를 말합니다. 더 쉽게 얘기해서 GPS와 같은 기술들을 통틀어서 지칭하는 단어를 'GNSS'라 합니다. (가장 맨 위 첫 사진 참고)
중국, 러시아, 인도, 일본 심지어 유럽 연합까지 이들 국가는 미국의 GPS와 비슷한 기술들을 개발에 성공하였고 지금 지구 밖 궤도에서 저들이 개발한 인공위성들이 돌고 있습니다.
미국은 'GPS', 중국은 'Beidou', 러시아는 'GLONASS', 일본은 'QZSS', 인도는 'IRNSS'라 부릅니다. 이건 자신들이 만든 위성 항법 시스템의 기술명을 말하는 것이고 이들을 전체 묶어서 지칭하는 용어를 'GNSS'라 표현하는데 우리가 흔히 말하는 GPS란 용어도 미국에서 개발한 'GNSS'의 한 종류란 뜻입니다.
위성 항법 시스템은 어떻게 우리의 위치를 파악하는가?
우리 일상생활의 대부분을 사용하는 GPS를 예시로 들어보겠습니다. 우리는 모바일 장치에 가고 싶은 목적지를 입력하면 몇 초내에 경로를 계획할 수 있습니다. 교통 체증, 고속도로 및 국도 등 원하는 경로로 조정할 수도 있습니다.
美 우주군이 관리하는 GPS는 지구 위 약 20,200Km 거리의 궤도에 31개의 인공위성으로 구성되어 있습니다. 그 중 27개 위성이 운용 중이고 나머지는 고장을 대비한 백업용으로 두고 있습니다.
GPS 인공위성은 지구 주변을 하루에 약 2번을 돌고 있고 반드시 최소한 4개 이상을 수신할 수 있도록 설계되어 있습니다. 그러니깐 휴대폰을 들고 위치 확인을 누르면 최소한 4개 이상의 인공위성들의 신호를 수신받아 우리의 위치를 알려준다는 것이죠.
왜 4개여야 할까요?
과학자들이 여러 시뮬레이션도 돌려보았고 실제 상황에서 접목시켜보니 최소한 4개 이상의 인공위성에게 신호를 보장받아야 그 위치가 정확하다는 것을 파악했기 때문입니다.
대략적인(예상적인) 위치를 파악하고 싶다면 3개의 인공위성이 필요하지만
정확한 위치 + 실시간 정확도를 보장받기 위해선 4개의 인공위성 수신이 보장돼야 한다는 뜻이죠. 즉, 우리가 일상생활에서 사용하는 지도 서비스는 4개 이상의 인공위성에게 신호를 수신받고 있다는 증거입니다.
참고로 '최소한' 4개란 뜻이지 5개, 6개, 9개, 10개든 신호를 더 많이 수신 받아도 상관없습니다. 오히려 위성 수신을 더 많이 받으면 받을수록 위치 정확도와 그 신뢰도가 높아집니다.
그런데 일상생활에 사용하는 사람에겐 많이 수신 받아봐야 별 차이 없고 군사 • 항공 산업에선 'GPS RAIM(수신기 자체 무결성 )'이라 하여 항공기가 최소 5~6개 이상의 수신을 보장 받아야지 특정 공항의 접근 가능 여부를 결정할 수 있는 그런 제도가 있습니다. (GLS Approach 등.)
한국의 아픈 역사 대한항공 007편
서론에서 군사용으로만 쓰이던 미국의 GPS가 민간 개방의 결정적인 원인이 한국과 관련있다고 했습니다.
1983년 9월 1일 미국 케네디 국제공항에서 이륙하여 김포국제공항을 목적지로 비행하던 항공기가 러시아(당시 소련) 영토 사할린 부근 상공에서 소련 방공군 전투기에 격추당해 추락하는 사건이 발생합니다.
당시 미국과 소련은 'Cold War' 일명 냉전시기라 하여 서로 간에 탄도 미사일을 겨누고 핵 개발에 몰두하며 특히 첩보 활동이 역사상 가장 많이 이뤄졌던 시기였습니다. 특히 미국은 고고도에서 적국의 영토를 감시하는 'U-2' 항공기로 소련의 군사 활동과 영토를 실시간으로 감시해 왔었습니다.
70~80년대 항공기들은 위성항법장치로 비행하지 않고 관성항법장치(INS)라 불리는 장치를 이용하여 항공기를 운용해왔었는데 하필 대한항공 007편에 장착된 관성 항법 장치 3대 중 1대가 고장나 경로를 이탈하였고 의도치 않게 소련 영토 상공위로 침범한 것이었죠.
자신들의 영토가 감시당하고 있다는 것을 알고 있던 소련은 엄청난 스트레스를 받고 있었는데 하필 대한항공 007, 보잉-747 항공기가 갑자기 자신들의 상공 위로 나타났으니 대한민국 국기로 위장한 미국의 스파이 항공기로 착각하여 격추한 것이었죠.
이 사건에 경악한 미국 특히 당시 '로널드 레이건' 대통령은 '차마 이루 말할 수 없는 참사'였다면서 행정명령을 청구하게 되는데 기술의 발전과 안전한 항해 및 안전한 운항을 위하여 GPS를 민간에 개방하겠다 선포하게 됩니다. 그렇게 하나의 끔찍한 참사로 전 세계가 인공위성을 통한 위치 수신을 편리하게 보장받을 수 있게 됩니다.
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