빠른길 알려주는 네비게이션 작동 원리

GPS 수신, 현위치 및 교통정보 안내
데이터 보유량, 자세한 안내 품질 경쟁력

네비게이션 시스템(navigation system)은 자동차 등에서 음성과 영상표시로 운전자에게 목적지까지의 최단경로나 도로정보 등을 알려주는 시스템을 말한다.

1990년대 후반부터 자동차에 네비게이션 시스템을 장착하기 시작, 점차 확대되는 추세이다.

현재 우리나라에서 사용되는 대부분의 네비게이션은 GPS 수신기를 통해 위치를 확인하는 방식이다.

네비게이션 작동 원리를 알아본다.

◇ 위치 파악

네비게이션을 설명하는데 없어서는 안될 장치가 바로 GPS(Global Positioning System, 지구위치결정시스템) 수신기다. GPS 원리를 이해하면 네비게이션 원리를 거의 이해한 것으로 볼 수 있다. GPS는 미국 국방부가 개발했으며 인공위성에서 발신하는 마이크로파를 수신, 위치를 확인한다. 현재 지구 고도 2만200km 상공에는 총 30개의 GPS 위성이 12시간 마다 지구를 한바퀴 돌고 있다.

네비게이션에 부착된 GPS 수신기는 세 개 이상의 GPS 위성으로부터 신호를 받는다. GPS 신호는 위성을 통해 받기 때문에 고가도로, 터널, 지하 차도 및 주차장 등 하늘이 가려질 경우 수신 장애가 발생할 수 있으며 태양흑점 활동 등에 의해 수신 오차도 생긴다. 오차를 보정하기 위해 보통 네 개의 위성으로부터 전파를 수신한다. 위성에서 송신된 신호와 수신기에 들어온 신호의 시간차를 측정하면 위성과 수신기 사이의 거리를 구할 수 있다. 각 위성의 위치와 거리를 알게 되면 삼변측량 같은 방법을 이용해 오차범위 30~100m 정도로 위도,경도,고도 등 3차원의 좌표값을 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 좌표값은 네비게이션용으로 제작된 전자지도와 매칭 작업을 거쳐 네비게이션 화면에 현재 위치로 표시된다.

◇ 전자지도

길을 안내하는 네비게이션 특성상 정확한 지도 제작은 매우 중요한 요소다. 정보 하나만 잘못 입력되도 많은 거리를 돌아가야 하는 경우가 발생하기 때문이다. 네비게이션용 전자지도는 전국적인 자료 수집과 현지 테스트 등의 과정을 거쳐 제작되며 도로 사정이 계속 바뀌기 때문에 지속적으로 업그레이드 한다. 전자지도는 기기 화면에서 가장 많이 볼 수 있는 지도데이터, 경로 탐색에 필요한 도로데이터, 목적지까지 가기 위해 사용되는 주소 및 전화번호 검색데이터, 주행중 회전 방향을 알려주는 음성 안내, 교차로 확대 등을 알려주는 이미지 안내 등 수많은 데이터로 구성된다. 얼마나 많은 데이터를 보유하느냐에 따라 우수성이 판가름난다.

가고자 하는 지점을 설정하면 가장 가까운 경로를 찾은 뒤 경로로 주행할 수 있도록 필요한 '회전안내'를 해준다. '경로찾기'가 얼마나 효율적이냐, '회전안내'가 얼마나 자세하게 전달하느냐 등에 따라 제품의 품질이 결정된다.

/ 김동진 기자