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[지도와 GNSS의 활용] GPS 데이터란?

국립등산학교 남정권 | 기사입력 2020/03/20 [14:20]

[지도와 GNSS의 활용] GPS 데이터란?

국립등산학교 남정권 | 입력 : 2020/03/20 [14:20]

GPS의 활용성을 높이기 위한 데이터를 GPS 데이터라고 한다. GPS 데이터에는 지점, 경로, 궤적이 있다.

 

GPS 항법(Navigation)은 주로 GPS 데이터를 통해 이뤄져서 GPS 데이터는 목적지를 찾아가는 데 아주 중요한 역할을 한다.

 

GPS 데이터들은 사용자가 현장에서 직접 기록하거나 현장이 아닌 곳에서 좌표 또는 지도를 바탕으로 작성할 수도 있다.

 

이렇게 만들어진 GPS 데이터들은 파일로 사용자들 간에 공유할 수 있다.

 

GPS 데이터의 대표적인 파일 형식은 GPX(GPS Exchange Format)이며 구글어스의 KML(Keyhole Markup Language) 파일 형식도 많이 사용한다.

 

GPS를 민간에서 처음 사용할 수 있게 됐을 때 100m 정도의 수평 오차가 발생했기 때문에 선박과 항공기의 항법에 주로 이용됐다.

 

GPS의 고의 오차 기능이 해제된 2000년 5월 2일부터는 수평 오차가 30m 이내로 줄어들면서 육상에서의 이용도 크게 늘었다. 이런 이유로 휴대용 GPS 단말기(이하 휴대용 GPS)와 스마트폰용 GPS 앱의 GPS 데이터는 해양이나 항공용 항법 장비의 GPS 데이터에서 유래됐다고 볼 수 있다.

 

차량용 내비게이션에 친척 집, 친구 집, 맛있는 음식점이나 업무적으로 방문해야 하는 곳 등을 입력해 두고 필요할 때 다시 찾아가듯이 휴대용 GPS와 스마트폰용 GPS 앱에서도 지점 저장(Mark Waypoint)이 가능하다.

 

▲ 항공용 En-route chart에서 Waypoint들은 삼각형의 기호로 표시된다.

 

지점 저장은 해양용 GPS의 Mark MOB(Man overboard)와 항공용 GPS의 Waypoint에서 유래됐다. 

 

MOB는 물 위에 널빤지를 잡고 구조를 기다리는 사람을 묘사한 용어로 운항 중인 선박에서 승무원이나 승객이 물에 빠지면 이를 목격한 사람은 “Man overboard!”를 외친다. 조타수가 이를 인지하면 즉시 해양용 GPS의 ‘Mark MOB’ 버튼을 눌러 해당 지점을 저장한다. 선박은 그 자리에서 바로 방향을 전환할 수 없기 때문에 수면 위를 크게 돌아 해당 지점으로 와야 한다. 

 

이때 전자 해도에 표시된 MOB 아이콘의 위치를 확인해 해당 위치로 정확하게 돌아갈 수 있다. 항공기의 항로 중간이나 교차점에는 일종의 체크포인트 같은 Waypoint들이 있다. 이는 항공용 지도(En-route chart)에 표시된다. 항공용 GPS의 전자 지도에도 Waypoint들이 저장돼 있으며 사용자가 직접 저장할 수도 있다.

 

▲ 지점 저장 화면

휴대용 GPS와 스마트폰용 GPS 앱에서의 지점은 Waypoint, POI(Points of Interest) 등의 다양한 명칭으로 사용되며 지점을 저장하는 방식은 현 지점 저장과 타 지점 저장으로 나뉜다.

 

현 지점 저장은 사용자가 위치한 지점을 저장하는 것이다. 이때 첫 번째로 주의할 점은 반드시 저장 전에 GPS 장비가 현 위치를 파악한 상태인지 확인해야 한다.

 

만약 현 위치가 파악되지 않은 상태에서 지점을 저장하면 보통 이전에 최후로 파악된 위치가 저장된다. 

 

두 번째로 주의할 점은 반드시 저장 전에 지도 화면이 자동 이동 모드인지 확인해야 한다.

 

사용자의 이동에 따라 자동으로 지도가 이동하면 이를 자동 이동 모드라 하고 사용자의 이동과 관계없이 사용자가 방향키나 드래그를 통해서만 지도 화면을 이동시킬 수 있는 상태를 수동 이동 모드라 한다.

 

수동 이동 모드에서 지점을 저장하면 사용자 위치가 아닌 지도의 중심 또는 커서의 위치가 지점으로 저장된다.

 

타 지점 저장은 현 위치가 아닌 다른 위치를 저장하는 것으로 주로 앞으로 찾아갈 목적지나 경유지를 저장하는 것을 뜻한다.

 

타 지점 저장은 다시 좌표로 저장하는 방식과 지도상에서 지정해 저장하는 방식이 있다. 이 중 좌표로 지점을 저장할 땐 해당 좌표의 좌표계와 측지계가 무엇인지 파악해야 한다. 이와 동일하게 GPS 장비의 좌표계 설정과 측지계 설정을 변경한 후 좌표를 입력해 지점을 저장해야 한다. 좌표계와 측지계에 관해서는 다음에 다룰 예정이다.

 

지점을 저장할 때 자동 또는 수동으로 입력되는 속성에는 지도에 표시될 아이콘, 이름, 좌표, 고도, 시각, 부가 설명(Discription) 등이 있다. 최근 장비들은 지점에 음성이나 사진, 동영상 같은 멀티미디어 정보들도 함께 저장시킬 수 있다. 이렇게 저장된 지점들은 메뉴를 통해 그 목록을 볼 수 있고 각 지점의 세부 내용을 열람하거나 편집할 수 있으며 특정 지점 또는 전체 지점들을 삭제할 수 있다.

 

▲ 스마트폰용 GPS 앱에 표시된 궤적

 

궤적(Track)

궤적은 해양이나 항공용 항법 장비의 항적(航跡)에서 유래됐다. 항적이란 선박 또는 항공기가 이동 중에 일정 거리 또는 시간 간격으로 당시 위치들을 자동으로 저장하고 그 위치들을 직선으로 연결해 화면(Plotter)에 나타낸 것이다.

 

이렇게 자동으로 저장된 위치들을 트랙 포인트(Track point)라 하고 이들을 잇는 직선들을 구간(Segment)이라고 한다. 과거 장비는 프로세서와 메모리의 성능이 떨어졌기 때문에 트랙 포인트를 수백m에서 수천m의 넓은 간격으로 기록했다.

 

그러나 최근 스마트폰용 GPS 앱들은 트랙 포인트들의 기록 간격을 1m의 거리 또는 1초의 시간 간격으로 줄일 수 있다. 심지어 블루투스 GPS와 연결해 1초에 20번까지 트랙 포인트를 기록할 수 있다.

 

위치들을 직선으로 연결한다는 점에서는 경로와 궤적이 유사하지만 경로를 구성하는 위치들은 지점이며 궤적을 구성하는 위치들은 트랙 포인트라는 점이 다르다.

 

지점과 달리 트랙 포인트에 입력되는 속성은 좌표, 고도, 시각뿐이다. 경로는 사용자가 수동으로 작성하는 데 반해 궤적은 자동으로 기록된다. 그러나 최근에는 PC용 맵핑 소프트웨어나 스마트폰용 GPS 앱의 지도상에서도 궤적을 작성할 수 있게 됐다.

 

육상의 도로나 등산로 같은 지형지물을 따라 상세하게 기록되거나 작성된 궤적은 목적지를 가장 확실하게 찾아갈 수 있는 수단이다.

 

▲ 스마트폰용 GPS 앱에 표시된 경로

경로(Route)

경로는 출발점, 경유점, 도착점에 각각 지점들을 만들고 이 지점들을 직선으로 연결한 것이다. 지점과 지점을 연결한 직선은 구간(Segment)이라고 한다.

 

육상에서는 직선으로 먼 거리를 이동하는 게 불가능하므로 경로는 주로 경유점들을 순서에 따라 직선으로 찾아가는 선박이나 항공기의 항법에 사용된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

국립등산학교_ 남정권

  

<본 내용은 소방 조직의 소통과 발전을 위해 베테랑 소방관 등 분야 전문가들이 함께 2019년 5월 창간한 신개념 소방전문 월간 매거진 ‘119플러스’ 2019년 9월 호에서도 만나볼 수 있습니다.>

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