인공위성을 이용한 범지구적 위치결정 시스템으로 NNSS과 교체되는 항행시스템은?
- SPOT
- LORAN
- GPS
- OMEGA
정답과 해설 보기
정답 ③ · NNSS를 대체하는 범지구적 위성항행시스템을 고르는 문제이다. NNSS(트랜짓)는 초기의 위성항법체계로서 이를 교체한 것이 GPS(Navstar)이다.
NNSS(트랜짓)를 대체한 범지구 위성항법은 GPS이며, 로란·오메가는 지상 전파항법이다.
개념 한 쪽
측지학및위성측위시스템(GNSS) 위성측위 일반 — GPS·NNSS·관측방법과 궤도력
위성측위는 인공위성이 보내는 전파나 레이저 신호를 이용해 지구상의 위치와 관련 물리를 결정하는 기술이다. 각 위성계의 역할과 한계, 지상에서의 관측방법, 그리고 위성의 궤도력 종류를 구분하는 것이 핵심이다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「위성측위 일반」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| GPS의 한계 판단 | 1 | 시가지에서 GPS 성능 저하 원인 가리기 |
| 위성계 구분 | 1 | NNSS와 GPS의 용도·방식 차이를 판별하기 |
| 관측방법·궤도력 구별 | 1 | 관측 수단의 측정 대상과 궤도력 종류를 구분하기 |
뜻
GPS는 지구 전역을 상시 커버하는 범지구적 위성항법 시스템으로, 여러 위성의 신호를 이용해 3차원 위치를 얻는다. GPS 위성은 약 20,200km 고도에서 약 11시간 58분 주기로 돌며, 각 위성은 고유 PRN 코드를 송신하여 식별된다. GPS의 측지기준계는 WGS-84이다.
위성항법의 한계로는 전파가 고층건물이나 장애물에 의해 차단되거나 반사되어 다중경로 오차를 일으키는 점이 있다. 따라서 GPS는 하늘이 열린 장소에서 유리하고, 복잡한 시가지나 고층건물 밀집 지역에서는 오히려 측정이 어려워진다.
NNSS(네이비 항법위성시스템, 트랜짓)는 해군 항행 목적을 위해 개발된 초기의 도플러 방식 위성항법이다. NNSS는 개발되어 실전 배치된 이후 도플러 효과를 이용한 위치결정으로 극지방 운동과 지구 자전의 속도 변동을 연구하거나 전지구적 위치결정에 활용된 사례가 있다.
지상에서 위성의 위치를 관측하는 방법에는 전파 왕복시간을 통해 거리를 산출하는 방식, 도플러 효과를 이용해 속도와 거리 변화를 관측하는 방식, 그리고 레이저의 왕복시간을 측정해 정밀 거리를 얻는 방식이 있다. 반면 단일 관측점에서 촬영한 사진은 위성의 방향(각도)만 알려줄 뿐 거리 정보는 제공하지 못한다.
위성의 위치와 속도를 결정하는 데 사용하는 궤도력(에페머리스)에는 방송궤도력(위성이 항법전파로 송출하는 실시간 궤도정보), 정밀력(사후 처리용 더 정밀한 궤도정보), 그리고 천체력·개략력(전체 위성의 개략 궤도)이 있다. 율리우스력은 시간 표기 체계로서 궤도력이 아님을 유의한다.
예제
문제 유형은 다음과 같이 출제된다. 시가지에서 GPS가 유리하다고 주장하면 신호 차단·다중경로 특성 때문에 오답 처리한다. NNSS와 GPS를 비교하는 문항에서는 '도플러 방식·해군 항행용 출발·측지학적 활용' 키워드가 NNSS를 가리킨다. 관측방법을 물을 때는 전파·도플러·레이저는 거리 산출 수단이고 단일 사진은 방향만 제공한다는 점을 근거로 정답을 고른다. 방송궤도력은 위성이 보내는 자기 궤도정보라는 사실로 관련 보기들을 소거한다.
대표 기출 3문항
해상위치결정에 대한 설명 중 맞지 않는 것은?
- 수심측량은 음향측심기로 가능하다.
- 독립한 2개 이상의 위치선의 조합으로 할 수 있다.
- 시간차 관측의 원리에서 위상 비교법의 분해능은 파장이 짧을수록 좋아진다.
- 위치선으로 분류하면 방위선방식, 원호방식, 타원방식으로 구분할 수 있다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 해상위치결정에 대한 설명 중 맞지 않는 것을 고르는 문제이다. 해상 위치선은 방위선방식, 원호방식, 쌍곡선방식으로 분류되며 타원방식이라는 것은 존재하지 않는다.
해상 위치선은 방위선·원호(거리원)·쌍곡선 방식으로 분류되며 타원방식은 존재하지 않는다.
다음 위성항법에 대한 설명중 옳지 못한 것은?
- 전파를 이용한 위성의 방향측정은 전파의 간섭에 의해 고도와 방향을 측정한다.
- 위성의 방향, 거리 및 거리변화를 측정하여 위치를 결정한다.
- 위성에 의한 정보전달 기능을 갖고 있다.
- 이용지역이 비교적 좁다.
정답과 해설 보기
정답 ④ · 위성항법에 대한 설명 중 옳지 못한 것을 찾는 문제이다. 위성항법은 전파를 이용해 위성의 방향, 거리, 거리변화 등을 측정하여 위치를 결정하며, 위성 자체가 정보를 전달하는 통신 기능도 수행한다.
위성측지는 측지학뿐만 아니라 항해, 통신, 관측 등 다양한 분야에 활용된다.
자주 묻는 물음
- GPS의 주요 한계는 무엇인가?
- GPS 전파는 고층건물이나 장애물에 의해 차단·반사되어 다중경로 오차를 일으키므로 복잡한 시가지에서는 오히려 측정이 어려워진다.
- NNSS는 어떤 방식의 위성항법이고 어떤 목적으로 쓰였나?
- NNSS는 위성에서 오는 전파의 도플러 효과를 이용한 항행용 위성항법으로, 항행 목적에서 출발하여 극지방 운동과 지구 자전 속도 변화 연구 및 전지구적 위치결정에 활용한다.
- 방송궤도력과 정밀력은 무엇이 다른가?
- 방송궤도력은 위성이 항법전파로 송출하는 실시간 궤도정보이고, 정밀력은 사후 처리에서 더 정밀하게 사용하는 궤도정보이다.
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