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GPS 위성이 제공하는 시간과학적이거나 기술적인 2022. 4. 21. 16:41
GPS 신호에는 신호를 보내는 위성의 위치와 함께 (발신하는 순간의) GPS 시간이 포함되어 있다고 한다. 나의 위치를 알려면 위성들과의 거리를 알아야 한다. GPS 신호의 발신 시간과 수신 시간의 차를 이용하면, 거리를 구할 수 있다.
300 000 km/sec * 0.125 sec = 37 500 km
대략 이렇게 구할 수 있을 것이다. 내가 이해하지 못했던 것은 위성이 보내는 시간 정보가 무엇이냐는 것이다.
2022-04-21:16:05:39
이런 것일까? GPS 위성들은 정지 위성이 아니지만, 정지 위성이라고 해도, 저런 식으로 보내줄 수가 없다. 같은 신호를 시간대가 다른, 이를테면 일본과 태국에서 동시에 수신하기 때문이다. 혹자는 UTC라고 말하는데, GPS 수신 장치가 계산해준 시간일 수는 있어도, 그것이 GPS 시간일 수는 없다.
거리 계산에 필요한 시간은, 일상적 의미의 시간이 아니고, GPS 위성과 GPS 수신 장치 사이에 동기화된 카운터이다. 다른 몇 가지 글들을 참조한 뒤에 이 설명(https://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals#Time)을 이해하게 되었다.
GPS 시간은 주(week)들 수와 1.5 초들의 수로 분해되는 10비트와 19 비트로 이루어져 있다. 1 초마다 카운트되는 게 아니라 1.5 초마다 카운트된다는 말이다. 실제로는 6초마다 신호를 보내어 2비트를 아낄 수 있다고 한다. 1023 주까지 카운트할 수 있고 따라서 대략 20 년마다 초기화된다. 모든 GPS 시계들이 똑같이 작동한다면 문제될 것이 없을 것이다.
"GPS 위성에서 현재 시각을 받아온다"고 말하는 보도가 있는데, 계산해서 근사치를 얻을 수는 있어도, 정확한 값을 제공한다고 말하는 것은 틀린 것이 아닌가 싶다. 현재 시각은 전능한 무언가가 알려주는 게 아니고, 우리가 갖고 있는 시계의 성능에 달려 있을 것이다. 통신사가 무엇을 기반으로 현재 시간을 제공하는지 모르겠지만.