안녕하세요!! 드린이입니다 ::))
오늘은 드론 입문자 혹은 초심자를 위한 드론의 비행 원리 7탄입니다. 7탄은 초심자들에게 편안한 드론 비행을 위해서 절대적으로 필요하다고 할 수 있는 위성항법 시스템(GNSS). 즉, GPS에 대한 내용을 포스팅하겠습니다.
GNSS? GPS?
위성항법 시스템(GNSS)이라고 하면 우리에겐 왠지 익숙하지 않은 느낌입니다. 일반적으로 표현할 때 위성항법 시스템(GNSS)보다는 GPS로 표현을 하지요. 위성항법 시스템(GNSS)이 맞을까요? GPS가 맞을까요? 제 개인적인 생각은 두 가지 모두 틀린 표현은 아니라고 생각합니다. 다만 우리는 이제 드론을 사용하기 시작하거나 이미 사용하거나 하신 분들은 두 가지 표현의 정확한 의미를 알았으면 좋겠습니다.
항법이란?
위성항법 시스템(GNSS)에 대한 내용을 보기 전에 항법 시스템에 대한 개념부터 정리하면, ‘항법’은 ‘항공기가 자신의 위치를 알아내는 것’의 의미가 있습니다. 그리고 그 종류는 가속도 및 자이로 센서를 이용한 관성항법 시스템, 영상기반의 영상 항법 시스템, 데이터베이스 항법 시스템 그리고 위성 신호를 이용한 위성항법 시스템이 있습니다.
위성항법시스템?
위성항법시스템(GNSS)은 Global navigation satellite system의 약어로 인공위성을 이용해 수신자가 지구상의 어느 위치에 있다 하더라도 수신기를 통해서 자신의 위치를 알 수 있도록 해주는 시스템입니다. 그 종류는 미국의 GPS, 러시아의 GLONASS, 유럽의 Galileo, 중국의 Beidou가 있습니다.
왜 GPS?
드론에 장착된 위성항법시스템(GNSS)을 일반적으로 GPS센서 라고 하는데 ‘GPS 센서’라고 해서 미국의 GPS만 인식하는 것이 아니라 현재는 세계적으로 서비스를 개방한 러시아의 GLONASS도 같이 인식하여 위치정보를 확인합니다. 다만, 위성항법시스템(GNSS)을 GPS라고 부르는 이유는 세계에서 가장 먼저 민간 시장에서 활용하도록 서비스를 개방한 미국 GPS의 이름을 붙여서 GPS로 부른다고 합니다.
무엇 GPS?
GPS는 위치 인식시스템으로 Global Positioning System의 약어입니다. 또 GPS 센서는 GPS 위성으로부터 GPS 수신기를 통하여 신호를 받아 드론의 위치정보를 측정하는 센서이며, GPS수신기를 부착한 드론은 수신기의 성능에 따라서 세계의 어느 지점에서 비행하더라도 위성항법시스템(GNSS)의 위성 최소한 6~15개와 연결되어 위치와 고도에 대한 정보를 확인 가능합니다. 다만, 정확한 위치와 고도를 분석하기 위해서는 최소한 4개의 위성과 연결되어야 합니다.
이는 GPS 센서는 각각의 GPS 위성이 서로 떨어져 있기 때문에 위성에서 수신기로 보내오는 신호가 시간의 차이가 발생하게 되는데 GPS 센서는 바로 이 시간 차이를 해석하여 위치정보를 결정하기 때문에 정확성을 유지하기 위해서는 최소한 4개 각기 다른 방향에서 신호를 보내와야 정확한 분석을 할 수 있습니다. 그리고 연결되는 GPS 위성의 숫자가 많을수록 더 정확한 정보를 얻을 수 있다고 합니다. 또, GPS 센서가 하나가 아니고 중복해서 설치한다면 더욱 정확성을 높일 수 있다고 합니다.
오차 보정?
위성을 이용한 GPS 시스템도 오차가 발생하는데, GPS의 가장 중요한 역할인 정확한 위치정보 제공을 위해 사용되는 대표적인 오차 보정 시스템은 SBAS(Satellite Based Augmentation System, 위성 기반 오차 보정시스템)과 실시간 이동 측위(RTK, Real Time Kinematic) 기법 등이 있습니다.
드린이도 드론 입문기에 GPS 안테나가 3개나 달린 드론을 보며 ‘하나면 충분한데 왜 3개나 달려 있을까?’ 하는 의문을 품은 적이 있습니다. 저와 유사한 의문을 품으신 초보 드론님들도 오늘의 포스팅을 통해서 의문이 줄어들었으면 하는 바람으로 오늘의 포스팅을 마치겠습니다.
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