GPS 의 원리가 궁금합니다.    글쓴이:이우열 , Hit : 4818

많이 사용하고 있는 GPS 의 원리가 궁금합니다. 인공위성을 가지고 삼각함수를 이용해 위치를 찾는다는 설명들은 되어있는데 구체적으로 어떻게 하는건가 싶어서요 Q1. 정지위성을 사용하는가? Q2. 정지위성이라면 GPS 수신기쪽 단말기에 각 위성의 위치가 사전에 입력되어 있는가? Q3. 위성과 GPS 수신기와의 시간이 다른건 어떻게 보정하는가? Q4. 정지위성이 아니라면 어떻게 계산하는가 ? 혹시 이쪽에 지식이 있으신 분 계시면 답변 좀 구합니다. 지식인이나 유튜브 찾아봐도 다들 그냥 인공위성으로 된다고만 써있어서요   추천:아기반디님이 게시물을 좋아합니다.

이우열 유튜브 : 떠들우 유튜브 : 부동산공화국 http://boo-gong.com 정보력:26020 친절도:20190

피키 정보력:41370 친절도:27790   01-18 19:43 모바일- 그 안에 고양이가 들어있는데 얘가 엄첨 예민해요 길눈도 밝고요 추천:yoco 추천:고구마 추천:둘리엄마(여자아님)

비니.D 정보력:9690 친절도:5867   01-18 19:45 나무위키에 대략적인 내용이 있으니 아래 링크를 참조하세요 https://namu.wiki/w/GPS 추천:복합기 추천:이우열

전용회선 정보력:11410 친절도:13120   01-18 19:48 3각 측량법이라는 기본원리로 하는거죠... gps위성을 많이 잡을수록 정확한 위치를 찾아내는거죠...

이우열 정보력:26020 친절도:20190   01-18 19:52 일반적으로 위성항법시스템의 위성에서 나오는 신호는 다음의 정보를 포함하고 있다. 위성의 궤도정보: 이를 통해서 위성의 정확한 위치를 계산할 수 있다. 위성 신호가 발신되는 시간: 이 정보에 포함된 시간과 실제 수신기가 수신한 시간을 비교하면 빛의 속도로부터 역산해 수신기와 위성 사이의 거리를 알 수 있다. 특정 간격으로 어떤 신호를 쏘고 GPS 수신기는 이 신호를 받아서 거리를 계산하는거 같긴한데.. 막 초단위로 쏘나요 ?

[양철북] 정보력:3990 친절도:7680   01-18 20:07 1. 일단 각종 오차를 배제한 위치를 측정하는 방식 설명 지구는 구형이지만 평면이라고 가정하구요. 평면에서 자신의 좌표를 확정하기 위해서는 최소 3개의 상대 위치를 통해 알 수 있습니다. 위성이 아닌 자신과 같은 평면상에 지역별로 안테나 탑이 있고, 그 안테나 탑들의 고정 좌표 값을 내가 알고 있습니다. 각 안테나는 자신의 고유코드를 계속 반복해서 시간값을 포함한 전파로 쏘고 있고, 이 전파는 아무 방해없이 완벽한 원형으로 퍼진다고 가정합니다. 내가 지금 있는 위치에서 가까운 안테나탑의 전파를 수신했습니다. 그 안테나탑이 보낸 시간과 내 GPS단말기의 시간차이를 통해 안테나탑과 나의 직선거리를 알 수 있게 됩니다. 그러면 그 안테나 탑을 중심으로 하고 나와의 거리를 반지름으로 하는 원을 그릴 수 있습니다. 이렇게 1개의 안테나 탑과의 교신을 통해 내 위치가 위의 원 안에 있다는 것을 알게 됩니다. 이제 2번째 안테나 탑과 교신을 하게 됩니다. 2번째 안테나 탑과도 동일하게 원 하나를 더 그리게 됩니다. 이 두 개의 신호를 합치면 1번 안테나 중심의 원과 2번 안테나의 원이 겹쳐서 26사단 불무리 부대 마크나 마스터 카드 로고 같이 원이 2개가 겹친 모양을 얻을 수 있고, 현재 나의 위치는 두 원의 교차하면서 생긴 2개의 점을 이은 선의 위치안에 내가 있다는 것을 알 수 있습니다. 이제 3번째 안테나 탑과 똑같은 교신을 통해 3번째 원을 그립니다. 그리고 그 원은 위에서 얻어진 선의 한 부분과 겹치면서 점을 위치를 만들게 됩니다. 이렇게 평면에서 나의 좌표를 얻게 됩니다. 이게 위치측정의 기본원리입니다. 자 이건 모든 오차를 배제한 완전히 이론적으로 단순화한 것이겠죠. 이제 다음 설명들어갑니다.

NullStr 정보력:1270 친절도:3116   01-18 20:12 우선 GPS에서 수신 가능한 위성의 정확한 위치와 궤도 정보를 수신해야 합니다. 이 데이터를 Almanac Data 라고 하는데 양이 좀 많고, 50bps로 전송하기 때문에 수신에 시간이 좀 걸립니다. 처음 GPS 위치 잡을때 시간이 최대 12.5분 까지 걸리는데, 이 시간이 Almanac Data를 수신하는 시간입니다. (이 시간을 단축하기 위해서 GPS에 백업 배터리를 달아서 마지막으로 수신한 데이터를 일정 시간 보존합니다. 네비게이션 GPS에 달린 조그만 배터리가 이 용도이고, 용량이 작은 이유는 어차피 며칠 지나면 위성의 위치가 바뀌기 때문에 다시 수신해야 하기 때문입니다.) 최근 핸드폰은 이 Almanac Data 수신시간을 단축하기 위해 AGPS라는 방식을 쓰는데, 위성의 위치 정보를 데이터 통신으로 받아옵니다. 그래서 빠릅니다. 위성의 위치 정보를 알고 나면 1.032Mbps로 송신되는 C/A 정보를 각 위성을 채널별로 할당해서 수신한 다음 각각의 시간차를 구하고, 그걸 다시 C/A 정보에 포함된 오차 보정 계수들로 보정해서 정확한 위치를 계산합니다. 이 과정은 1초마다 한번씩 수행됩니다. 최근에는 0.5초마다 수신하는 장비도 있긴 하더군요.

[양철북] 정보력:3990 친절도:7680   01-18 20:15 2. 이제 질문에 답을 하면서 설명드리겠습니다 Q1. 정지위성을 사용하는가? 현재 GPS 위성은 정지위성이 아닙니다. 정지위성이 이상적이지만 필수는 아닙니다. 그리고 정지위성을 띄울 수 있는 위치와 고도가 정해져 있습니다. 정지위성의 경우에는 적도 상공에 중력 중립 고도에만 띄울 수 있어서 그 수가 제한적입니다. 적은 수로 위치정보 서비스를 할 수 있는 장점이 있지만 극지방에 공백이 생기고 적은 위성 수로 인해서 오차가 심해집니다. 그래서 GPS 시스템은 저궤도 위성으로 구성됩니다.

[양철북] 정보력:3990 친절도:7680   01-18 20:18 Q2. 정지위성이라면 GPS 수신기쪽 단말기에 각 위성의 위치가 사전에 입력되어 있는가? 실제 구현에서는 지도라는 이미 완성돼 있는 좌표자료와 비교하고, 위성과의 신호를 통해 이미 측정된 좌표 내에서 위치를 확정하는 방식입니다.

행님아 정보력:500 친절도:2170   01-18 20:20 삼각법 뭐 이런거지만 진짜 중요한건 시계예요 원자 시계 이거 전파의 웨이브 개수 세요 그래서 거리를 계산하고 여러 위성으로 측량법을 사용한겁니다

[양철북] 정보력:3990 친절도:7680   01-18 20:22 Q3. 위성과 GPS 수신기와의 시간이 다른건 어떻게 보정하는가? 사전에 계산된 오차 보정장치에 의해서 자동으로 보정되고, 그럼에도 불구하고 발생하는 오차는 지상 중계국에서 보정해줍니다. Q4. 정지위성이 아니라면 어떻게 계산하는가 ? 처음 설명드린 원리에서처럼 고정 된 송신소의 신호를 받으면 이상적이겠지만, 송신소 역할을 하는 위성이 계속 이동중이라고 해도, 그 위성의 위치를 GPS 단말기가 같이 수신해 버리면 이동 중인 위성이라고 해도 내 좌표를 찾는데는 상관이 없습니다.

[양철북] 정보력:3990 친절도:7680   01-18 20:26 행님아 님이 말씀하신 거처럼 원자 시계를 이용한 아주 정밀한 시간 측정이 중요합니다. 상대성 이론에 따른 각종 오차가 발생합니다. 1. 지상 보다 낮은 중력가속도로 인해서 시간이 빨라집니다. 2. 위성의 빠른 이동속도로 인해서 시간이 느려집니다. 3. 위성이 지나가는 위치마다 중력이 변화하므로 오차가 생깁니다. 4. 위성에 궤도 운동 따른 자이로 효과 같은 운동에너지에 따른 오차가 생기거나 궤도의 위치가 변해서 오차가 생깁니다. 기타 등등...

[양철북] 정보력:3990 친절도:7680   01-18 20:27 이상 문돌이가 어깨너머로 대충 배운 지식으로 설명드려봤습니다. 그래서 아주 세세한 부분에서는 오류가 있을 수 있습니다. 추천:이우열 추천:견지꾼

[양철북] 정보력:3990 친절도:7680   01-18 20:31 민수용으로 공개 된 GPS 신호에는 의도적인 오차를 주게 됩니다. GPS 단말기들은 3개보다 더 많은 위성들의 신호를 조합하고, 미리 입력 된 지도, 도로 정보를 이용, 차량 처럼 이동하는 경우에는 이동 방향에 따른 예측을 이용해 단말기 수준에서 추가적으로 오차를 줄입니다.

지름길닷컴™ 정보력:5090 친절도:11869   01-18 20:33 GPS는 장거리지만.. 블루투스 장비로는 좁은 방 안에서의 위치도 찾아내더라고요.

전용회선 정보력:11410 친절도:13120   01-18 20:42 모바일- 휴대폰은 gps말고도 기지국과 와이파이 ip주소로 어느정도 위치를 찾을 수 있지요... 신고:stonefly

stonefly 정보력:0 친절도:   01-18 22:57 위성에서 보내는 데이터가 다름이 아닌 자신의 위치와 현재 시간 입니다. 그래서 그 정보를 받아 시간차로 최소 3개의 위성에서 삼각 기법을 이용해서 나의 위치를 알아내는 걸로 알고 있습니다. 추천:이우열

견지꾼 정보력:37050 친절도:67790   01-19 11:58 머리가 마이아파~

Blackman 정보력:3050 친절도:11978   01-19 14:14 제 블로그에 퍼갈께요 감사합니다.

투데이 정보력:2020850 친절도:202252   01-19 15:59 각 위성은 자기의 위치를 송출해요... 그런데 그냥 송출하는게 아니라 , 데이터를 분석해보면 자기 아이디 , 자기 괘도 정보, 그리고 시간 정보를 송출해요 그럼 각 위성의괘도상의 위치와 송출한 시간..과 도달한 시간의 시차가 발생하는데, 이 시차의 오차값으로 파이타고라스 함수로 현재의 위치를 산출해내요. 그런데 2개면..현재의 값에 대한... 일종의 2d값이 나오는데 3d의 값을 내려면.. 3개 이상이되어야해요.. 많으면 많을 수록 이들 값의 평균으로 도출하기 때문에 더 정확한 값이나오구요. There are 3 parts to the GPS signal: A satellite ID (called the Pseudo Random Code) Almanac data (orbital information for all the satellites) Ephemeris data (the orbital information for the single satellite in question, including the very precise clock information necessary to calculate the distance) Basically, the almanac enables the receiver to know which satellites to search for. It tells which SHOULD be in sight at this point, but obviously something may block line of sight to it. But before ephemeris data has been received for at least 3 satellites, a (2D) position cannot be given. That data is broadcast every 30 seconds.

철부지 정보력:220 친절도:346   01-19 17:55 시간 오차는 추가 위성 정보로 보정합니다. 이때문에 세개 위성을 수신하면 위치를 잡을 수 있어야 하는데, 실제로는 대체로 다섯개 이상을 잡아야 제대로 된 위치로 인식합니다.

DoctorQ 정보력:41130 친절도:694   01-19 18:09 제 블로그에 스크랩하였습니다. 감사합니다.

아기반디 정보력:540 친절도:269   01-19 20:25 아기반디님이 이 게시물을 좋아합니다.

mono 정보력:1400 친절도:4855   01-20 07:54 와~ 많은 답글들이 올라와 있네요. 제가 2번만 추가 합니다. 대 부분의 GPS, GNSS 수신기들이 정지위성의 정보를 처리합니다. 지역별 정지위성 (SBAS)을 지원하는 것이 기본으로 되어 있습니다. 미국의 경우 WASS, 유럽의 경우 GAGAN(?)등 각지역에 분포되어 있고 최근 인도의 경우 NAVIC 을 올려 놓았죠. 한국의 경우 옆 나라 일본에서 올려놓은 MSAS (2개, 위성번호 129, 137) 와 QZSS (현재 4개 향후 7개 완성, 190~ )를 지원합니다. 정지위성이라고 해서 정지해 있지는 않습니다. 중력 때문에 바로 떨어지죠. 대 부분의 정지 위성은 8자 괘도를 가지고 돌고있습니다. 지구의 자전, 공정에 얽혀서 함께 왼쪽으로 도는 8자 형태로 돌고 있으며 참고로 QZSS 의 경우 일본상공에서 남쪽 호주까지 내려갑니다. 대부분 GPS, GNSS 의 정보는 낮은 속도로 전송되고 있습니다. 이 전송데이터의 Header 부분에 위성번호를 포함한 식별 코드와 현재의 위성 좌표등이 들어 있죠. 이 것을 수신기 내부에서 연산 (코릴레이션)해서 원하는 데이터를 뽑아쓰고 있습니다. 가공 이전의 RAW Data 는 주로 고정밀 수신기등에 많이 사용하고 가공후의 NMEA Data 는 우리들이 일반적으로 알고있는 GPS 수신기들에 사용합니다. 요즘 GPS 들의 위치정밀도의 정보는 많이 좋아졌습니다. 예전에는 반경 100m 를... ㅠ.ㅠ 혹시 다른정보, 위성의 괘적, 괘도정보등이 필요하시면 n2yo.com 을 살짝 봐주시면 실시간 위성 정보를 보실 수 있습니다.

스위밍 정보력:1170 친절도:4657   01-20 08:49 이제... 이런거 올라올때가 되었는데... 중국에서 굴삭기에 GSM/GPS 컨트롤러 개발할때가 생각나네요... $GPGGA,215235.670,3735.0064,N,12701.6746,E,1,03,50.0,0.0,M,19.6,M,0.0,0000*4F $GPGSA,A,2,10,08,02,,,,,,,,,,50.0,50.0,20.0*0A $GPGSV,3,1,10,26,78,314,00,29,71,017,00,24,48,156,00,10,44,079,46*79 $GPGSV,3,2,10,21,39,309,32,08,21,046,36,09,16,187,00,02,14,151,35*73 $GPGSV,3,3,10,06,14,296,00,15,06,319,00*7F $GPRMC,215235.670,A,3735.0064,N,12701.6746,E,0.000000,,060905,,*12 $GPGGA,215236.670,3735.0066,N,12701.6748,E,1,03,50.0,0.0,M,19.6,M,0.0,0000*40 $GPGSA,A,2,10,08,02,,,,,,,,,,50.0,50.0,20.0*0A 출처: https://drkein.tistory.com/113 [Dr.Kein]

초롱깨비 정보력:4330 친절도:6307   01-24 18:33 제 블로그에 스크랩하였습니다. 감사합니다.