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항법

  • 내비를 이용하려면 왜 최소한 4개의 인공위성이 꼭 필요할까

       

  • 서울 강남같은 빌딩 숲의 주차장에서 차를 몰고 나오면 내비게이션이 한참동안 위치를 정확히 찾지 못할 때가 있는데요 내비가 정확한 위치를 찾으려면 적어도 4개의 위성이 필요한데 빌딩에 가려지기 때문입니다. 근데 왜 하필 4개가 필요할까요?

       

  • 내가 1개의 GPS위성으로부터 500km떨어져 있다는 정보를 얻었다고 했을 때 내 위치를 정확히 알 수 있을까요?

       

  • 정답은 없음 인공위성을 중심으로 하는 구의 모든 점이 인공위성으로부터 500km 떨어져 있기 때문에 구 위의 무수히 많은 점들이 내 위치가 될 가능성이 있습니다.

       

  • 이번엔 2개의 위성으로부터 정보를 얻어보겠습니다. 첫번째 위성으로부터 500km 두번째 위성으로부터 300km 떨어져 있다고 합시다 내 위치를 정확히 알 수 있을까요

       

  • 여전히 알 수 없습니다. 인공위성을 중심으로 하는 두개의 구가 만나는 점이 내 위치라고 할 수 있는데 두개의 구가 만나는 점은 원으로 나타나기 때문에 원 위의 무수히 많은 점들이 내 위치가 될 수 있습니다.

       

  • 이번엔 3개의 위성으로부터 정보를 얻어보겠습니다. 첫번째 위성으로부터 500 두번째 위성으로부터 300 세번째 위성으로부터 400km 떨어져 있다고 합시다 내 위치를 정확히 알 수 있을까요

       

  • 아까 만들어진 붉은 색 원이 새로 만든 구와 만날 수 있는 점은 2개 혹은 1개로 특정됩니다. 2개인 경우에는 어느 점이 내 위치인지 확신할 수 없죠

       

  • 하지만 우리는 지표면에 있기 때문에 지구 밑 어딘가인 지점은 우리의 위치가 될 수 없음이 자명합니다. 이 경우에는 a지점이 지금 위치가 되겠지요

       

  • 만약 두 점이 모두 지구 위에 있다면 a지점과 b지점 중 어느 위치가 맞는지 알기 위해 인공위성이 하나 더 있어야겠죠 총 4개의 위성이 있으면 고도까지 알아낼 수 있는 것입니다. 시간보정을 위해서라도 4번째 인공위성이 필요하죠

       

  • 최소한 4개의 GPS위성이 내 머리위에 떠있게 하기 위해 총 24개의 GPS위성이 운영되고 있다고 하네요

       

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