위성항법GNSS

한마디로 말하면

위성항법(GNSS·Global Navigation Satellite System)은 우주에 떠 있는 여러 대의 인공위성이 보내는 신호를 받아, 지금 내 위치와 시간, 이동 방향을 정확하게 알려 주는 기술이에요. 우리가 흔히 부르는 GPS(미국이 만든 위성항법 시스템)는 위성항법의 가장 대표적인 종류랍니다.

어떤 원리일까요?

위성항법 위성은 약 2만km 높이의 우주에서 지구를 돌고 있어요. 이 위성 안에는 수억 년 동안 1초도 틀리지 않는 아주 정확한 '원자시계'가 들어 있어요. 위성은 지금 몇 시인지와 자기 위치가 어디인지를 전파에 담아 지구로 계속 쏘아 보냅니다.

스마트폰이나 자동차 내비게이션이 이 전파를 받으면, 전파가 우주에서 날아오는 데 걸린 시간을 계산해요. 빛과 전파는 1초에 지구를 일곱 바퀴 반(약 30만km)이나 돌 만큼 빠르지만, 우주에서 땅까지 오는 데 약 0.07초가 걸려요. 이 아주 짧은 시간 차이를 재면 위성에서 나까지의 거리를 알 수 있어요. 이렇게 최소 4대 이상의 위성과 거리를 재면 내 위치와 높이는 물론 정확한 시각까지 계산해 낼 수 있답니다.

생활 속에서 비유하면

아주 넓은 운동장에서 눈을 감고 서 있다고 상상해 볼게요. 교실 창문, 급식실 앞, 축구 골대에 서 있는 친구 세 명이 동시에 손뼉을 쳤어요. 내 귀에 손뼉 소리가 들리는 시간 차이를 알면, 내가 어느 친구에게 더 가까운지 알 수 있어요. 이 거리들을 합쳐 보면 운동장 안에서 내가 서 있는 자리를 정확히 찍어 낼 수 있답니다. 위성항법도 똑같은 원리로 전파가 도착하는 시간 차이를 이용해요.

왜 중요할까요?

지도 앱으로 길을 찾거나 배달 음식이 어디쯤 왔는지 확인하는 일 모두 위성항법 덕분에 가능해요. 비행기와 배가 길을 잃지 않고 안전하게 다니는 데도 꼭 필요하지요.

더 나아가 위성항법이 알려 주는 아주 정확한 시간 정보는 은행 거래, 휴대폰 통신망, 전력망을 빈틈없이 움직이게 하는 보이지 않는 시계 역할을 해요. 자율주행차와 드론 택시가 안전하게 날아다니는 미래 산업에도 핵심이 되는 기술이랍니다.