위치 측정 (GPS · Wi-Fi · 기지국 · IP)
기기는 여러 방법을 섞어 위치를 잡는다. 하늘의 위성 신호로 계산하기도 하고, 주변 Wi-Fi나 기지국, 인터넷 주소로 대략 짐작하기도 한다.
위성 항법(GNSS)은 어떻게 위치를 알까
위성은 “지금 시각”과 “내 위치”를 계속 방송한다. 수신기는 그 신호가 도착하기까지 걸린 시간에 빛의 속도를 곱해 위성까지의 거리를 구한다. 거리를 아는 위성이 여러 개면, 그 거리들을 동시에 만족하는 한 점이 내 위치다. 이 방식을 삼변 측량이라 한다.
- 위성은 4개 이상 필요하다. 3차원 위치(가로·세로·높이)에 더해, 수신기의 값싼 시계 오차도 함께 풀어야 하기 때문이다. 빛은 1마이크로초에 300m를 가므로 시계가 조금만 틀려도 위치가 크게 어긋난다.
- GPS만 있는 것이 아니다. 미국 GPS, 러시아 GLONASS, 유럽 Galileo, 중국 BeiDou, 일본 QZSS 등을 함께 받으면 보이는 위성이 많아져 더 빠르고 정확하다. 이를 통틀어 GNSS라 한다.
- 두 주파수(L1·L5)를 함께 받는 수신기는 대기층(전리층)에서 신호가 늦어지는 오차를 줄여, 도심에서도 더 정확하다.
위치를 잡는 방법들
| 방법 | 원리 | 정확도 (대략) | 특징 |
|---|---|---|---|
| GNSS (GPS 등) | 위성 신호의 도착 시간으로 계산 | 탁 트인 곳 수 m | 실내·지하에서는 신호가 거의 안 들어온다. 처음 잡을 때 시간이 걸린다 |
| A-GPS | 위성 궤도 정보 등을 인터넷으로 미리 받아 계산을 돕는다 | GNSS와 같음 | 처음 위치를 잡는 시간(콜드 스타트)이 수십 초에서 몇 초로 준다 |
| RTK · 보정 신호 | 위치를 정확히 아는 기준국이 잰 오차를 받아 내 값에서 뺀다(RTK는 반송파 위상까지 써서 더 촘촘히 잰다) | RTK는 수 cm | 측량·드론·농기계에 쓴다. 기준국이 가까워야 하고 전용 수신기가 필요하다. 넓은 지역에 보정값을 위성으로 뿌리는 SBAS는 m 단위를 조금 더 좁힌다 |
| Wi-Fi 위치 | 주변 공유기들의 고유 번호와 신호 세기를 위치 데이터베이스와 맞춘다 | 도심 수십 m | 실내에서도 된다. Wi-Fi에 연결하지 않아도 주변 공유기를 보기만 하면 된다 |
| 기지국 | 휴대폰이 연결된 기지국과 주변 기지국으로 짐작한다 | 수백 m ~ 수 km | 신호만 있으면 어디서나 되지만 거칠다 |
| IP 위치 | 인터넷 주소가 어느 지역에 배정됐는지로 짐작한다 | 도시 단위, 틀릴 때도 많다 | GPS·Wi-Fi가 없는 데스크톱에서 주로 쓰인다. VPN을 쓰면 VPN 서버 위치가 나온다 |
스마트폰은 이 방법들을 섞고, 걸음·회전을 재는 가속도·자이로 센서로 신호가 끊긴 사이를 메운다(관성 항법). 방향은 지자기 센서(나침반)로 잡는데, 근처의 금속·자석 때문에 틀어지면 기기를 8자로 돌려 보정한다.
정확도를 떨어뜨리는 것
- 다중 경로: 높은 건물 사이에서는 신호가 벽에 튕겨 늦게 들어와 거리가 길게 잡힌다. 도심에서 위치가 튀는 주된 이유다.
- 하늘이 가려짐: 실내·지하·터널·숲에서는 위성이 적게 보인다.
- 위성 배치: 보이는 위성이 한쪽 하늘에 몰려 있으면 오차가 커진다.
- 절전: 배터리를 아끼려 GNSS를 끄고 Wi-Fi·기지국만 쓰는 모드에서는 거칠어진다.
- 높이는 더 부정확하다: 위성이 모두 머리 위쪽에만 있어 수평 위치보다 고도 오차가 보통 더 크다. 휴대폰은 기압 센서로 층 높이 변화를 보탠다.
- 전파 방해와 위조 신호: GNSS 신호는 땅에 닿을 때 아주 약해서, 강한 방해 전파나 가짜 신호가 있으면 위치가 사라지거나 엉뚱한 곳으로 튄다. 분쟁 지역 근처에서 항공기·선박이 이런 일을 보고해 왔고, 그래서 항법 장비는 관성 센서·다른 위성군과 값을 맞춰 보며 이상한 위치를 걸러 낸다.
브라우저의 위치 (Geolocation API)
- 웹 페이지는 직접 GPS를 읽지 못한다. 브라우저가 운영체제의 위치 서비스에 묻고, 사용자가 허용해야만 위치를 준다.
- 결과에는 위도·경도와 함께 정확도(accuracy, m)가 온다. “반경 몇 m 안에 있을 것”이라는 뜻이라, 이 값이 수천 m면 IP나 기지국으로 짐작한 위치다.
- “높은 정확도”를 요청하면 GNSS를 켜서 더 정확하지만 느리고 배터리를 더 쓴다.
- 데스크톱은 GPS가 없어 Wi-Fi 위치나 IP 위치가 나온다. 유선 연결만 있는 PC는 도시 단위로만 맞는 경우가 많다.
내 위치가 아니라 물체까지의 거리·방향을 재는 센서(삼각 측량, 비행 시간, 방향 찾기)는 거리·깊이 측정 노트에 원리별로 정리했다.
이 사이트의 위치 테스트로 지금 브라우저가 주는 위치와 정확도 값을 확인할 수 있다. 지도는 버튼을 눌렀을 때만 외부로 좌표를 보낸다.
흔한 오해
- “GPS는 인터넷이 있어야 된다” — 위성 신호만으로 된다. 인터넷은 처음 잡는 시간을 줄이는 A-GPS와 지도 표시에 쓰인다.
- “위치가 틀리면 GPS가 고장 난 것” — 실내이거나 Wi-Fi·IP로 짐작한 위치일 때가 많다. 정확도 값을 먼저 본다.
- “사진은 위치와 상관없다” — 휴대폰 카메라는 찍은 곳의 좌표를 사진 파일 정보(EXIF)에 넣어 두는 경우가 많다. 사진을 원본 파일로 보내면 집 위치가 같이 갈 수 있으니, 카메라 앱의 위치 태그를 끄거나 보내기 전에 위치 정보를 뺀다. 메신저·SNS 중에는 올릴 때 지워 주는 곳도 있지만 모두 그렇지는 않다.
- “위치를 끄면 어디 있는지 전혀 모른다” — 기기 위치 서비스를 꺼도 접속한 IP로 대략의 지역은 알 수 있다.