위성위치확인시스템 (Global Positioning System (GPS))
쉽게 풀면
인공위성 신호로 내가 지금 어디에 있는지 알려주는 장치이다. 스마트폰이 하늘의 여러 위성으로부터 신호를 받아 그 도착 시간 차이를 계산해서 자신의 위치를 알아내는 원리이다.
왜 중요한가
위치 자료 수집의 표준 수단으로, 이동 궤적 연구, 야외 조사 지점 기록, 동물 추적, 교통 흐름 분석 등 실증 연구의 자료 생산 방식을 근본적으로 바꾸었습니다. 스마트폰 위치 자료는 인구 이동과 활동 패턴을 대규모로 분석하는 새로운 자료원이 되었습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
GPS로 수집된 좌표는 GIS 분석의 원시 위치데이터로 사용되며, 통상 지리좌표계(WGS84)를 기준으로 기록된다.
소형 수신기는 정확도가 상대적으로 낮으므로, 정밀한 위치 측정이 필요한 연구에서는 보정 신호를 함께 사용하는 방식을 병행하기도 한다.
조금 더 깊게 보면
GPS는 미국의 특정 체계이며 다른 국가 체계를 포함한 총칭은 GNSS입니다. 수신 좌표는 세계 측지계 기준이므로 국내 지도 좌표계와 맞추려면 변환이 필요하고, 고층 건물 사이나 실내에서는 오차가 수십 미터에 이르거나 수신이 끊깁니다. 위치 자료는 개인의 일상을 그대로 드러내므로 연구 윤리와 익명화 절차가 자료 수집 단계부터 요구됩니다. GPS 측위는 최소 4개 위성의 신호 도달시간을 이용한 삼변측량 원리로 이루어지며, 단독측위 정확도는 통상 5~10m 수준이지만 기준국 보정신호(DGPS)나 반송파 기반 정밀측위(RTK)를 쓰면 센티미터급까지 향상시킬 수 있다. 신호가 대기권을 통과하며 지연되는 전리층·대류권 오차, 위성 시계의 미세한 오차 등 다양한 요인이 누적되어 최종 위치 오차를 만든다. 1980~90년대에는 민간 이용자의 정확도를 의도적으로 낮추는 선택적 유효성(SA) 정책이 있었으나 2000년 이후 해제되어 민간 GPS 정확도가 크게 향상되었다.
주의할 점
건물 밀집지역이나 실내에서는 신호 반사와 차단으로 GPS 위치오차가 커질 수 있다.
여러 위성 중 최소 4개 이상의 신호를 동시에 받아야 정확한 3차원 위치(위도, 경도, 고도)를 계산할 수 있다. 실내나 터널처럼 위성 신호가 아예 도달하지 않는 공간에서는 GPS 자체가 작동하지 않으므로 다른 측위 기술로 보완해야 한다.