리짜르도의 즐거운 인생 이야기

스마트폰이 위치를 어떻게 추적하는가?

최근 전자장치에는 예전의 부모님들이 꼭 갖고 싶었던 기능이 있다. 바로 하루 종일 자녀가 어디에 있는지 알 수 있는 기능이다. 이 기능은 휴대전화, 태블릿, 컴퓨터, 자동차, 시계, 운동화까지 GPS(Global Positioning System)가 있어 가능하다. 

24개의 전파 탐지 장치는 현재 위치뿐만 아니라 가장 가까운 스타벅스에 가는 방법에 필요한 정보를 끊임없이 장치에 전달해준다.

1.미 국방부 및 다른 많은 단체가 쏘아 올린 인공위성은 거대한 측지선돔을 연결하듯 지구를 덮고 있는 정지 위성 궤도(geosynchronous orbit)에 고정되어 있다. 지구뿐만 아니라 위성끼리도 적절하게 떨어져 있어 동일하게 고정된 위치를 항상 유지하고 있다.

2.지구 어디에 있든 5~8개의 인공위성이 보인다. 말하자면 시력이 엄청 좋거나 망원경을 사용하면 보일 것이다. 

수천 분의 1초마다 위성은 신호를 식별하는 정보와 신호가 보내진 시간을 전송한다. 

지상국은 시간 신호를 끊임없이 업데이트하고 수정한다.

3.지구에 있는 GPS라디오 수신기나 일부 전화, 전자 나침반, 자동차 매핑 시스템, 10여 개의 기타 장치는 최소 4개의 위성에서 보낸 신호를 수신한다. 수신기의 데이터에는 각 위성의 정확한 위치가 프로그램 되어 있다. GPS 장치에는 각 위성에서의 신호가 장치에 도달하는데 걸리는 시간을 측정하는 마이크로프로세서가 들어 있다.

4.수신기는 하나의 위성 신호를 기반으로 그 위성과 수신기 사이의 거리와 일치하는 임의의 지점에 위치할 수 있다. 

이 거리는 상공의 중심에 위성이 있는 원의 반경과 같으며 원주는 수신기가 위치할 수 있는 지점을 나타낸다.

5.이제 두 번째 위성의 신호가 보내는 정보를 포함하되, GPS 계산은 첫 번째 원과 두 지점에서 교차하는 두 번째 원을 만든다. 두 지점은 두 원의 중심에서 동일하게 떨어진 위치에 있으므로 둘 중 하나는 반드시 수신기의 위치가 된다.

6.세 번째 신호는 GPS 수신기의 위치를 정확히 나타낸다. 세 번째 위성이 만든 원과의 중심에 있는 지점은 앞의 두 원의 교차점 중 하나와 일치한다. GPS 수신기는 약 몇 야드 내에서만 정확하므로 네 번째 위성이나 그 이상의 위성은 계산의 정확도를 높인다.

7.프로세서에서 결정한 경도와 위도가 매핑되어 휴대폰, 태블릿, 자동차의 지도 화면에 한 점의 빛으로 변환된다. 

GPS 장치가 있는 전자 장비가 이동하면 화면의 점도 따라 이동한다. 

화면이 장치에 있는 지형 데이터나 매핑 서비스 데이터베이스와 결합하면 지도는 레스토랑, 주유소, 병원, 쇼핑몰, 스타벅스와 같은 일반적인 위치를 나타내는 기호를 포함할 수 있다.