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GNSS는 어떻게 작동하나요?
대부분의 GNSS(글로벌 내비게이션 위성 시스템) 수신기에는 두 가지 부품이 있습니다;
안테나와 처리 장치 또는 수신기. 안테나는 위성 신호를 수신하는 곳이며, 처리 장치 또는 수신기는 GNSS 수신기는 수신되는 정보를 이해하여 위도 및 경도와 같이 우리가 이해하는 측정값으로 변환합니다.
듀얼 안테나란 무엇인가요?
듀얼 안테나 시스템에서는 일반적으로 '기본' 안테나와 '보조' 안테나라고 합니다. 기본 안테나 RT3000 장치에는 두 개의 GNSS 수신기가 내장되어 있습니다. GNSS 수신기가 모든 작업을 수행하지만, 실제 측정값은 안테나 자체의 위치와 관련이 있습니다.
안테나 케이블의 길이로 인해 수신기가 출력 위치 측정값과 상당히 멀리 떨어져 있을 수 있으므로 이 점을 염두에 두어야 합니다. 위성 내비게이션과 일상적인 GPS 제품에서는 정확도가 수 미터를 넘는 경우가 거의 없기 때문에 이 문제는 중요하지 않습니다.
GNSS 세그먼트란 무엇인가요?
위치, 속도 및 고도에 대한 계산은 수신기가 아닌 안테나 자체와 관련이 있다는 점을 인식하는 것이 중요합니다. GNSS의 작동 방식을 이해하려면 GNSS를 여러 부분으로 나누고 각 부분에 대해 조금 더 이해해야 합니다. GPS는 사람들에게 가장 친숙한 시스템이므로 여기서는 이를 세 부분으로 나누어 살펴보겠습니다:
- 공간 세그먼트
- 제어 세그먼트
- 사용자 세그먼트
1) 공간 세그먼트
우주 부문은 궤도에 있는 위성과 관련이 있습니다. 2015년 GPS 별자리는 지구 중궤도에 있는 32개의 비 정지 위성으로 구성되어 있지만, 모든 위성이 활성화되어 있지는 않습니다. 각 위성은 평균 고도 20,200km(궤도 반경 26,571km)에서 11시간 58분 2초에 한 번씩 궤도를 돌고 있습니다.
GPS 위성 별자리는 동일한 간격의 궤도면 6개로 배열되어 있으며, 각 면에는 4개 이상의 위성이 배치되어 있습니다. 이러한 배열은 지구상의 어느 지점에서든 거의 언제든지 최소 4개의 위성을 수평선 15° 상공에서 볼 수 있도록 보장하지만, 실제로는 더 많은 위성이 존재합니다.
스페이스 세그먼트의 기능은 무엇인가요?
인공위성의 연식과 디자인은 다양하지만 작동 원리는 동일합니다. 각 위성에는 기본 주파수가 10.23MHz인 4개의 고정밀 시계가 포함되어 있으며, 이 시계는 빛의 속도로 지구로 되돌아오는 L-Band에서 두 개의 반송파를 지속적으로 전송합니다. 이러한 반송파를 L1과 L2라고 합니다.
- L1 반송파의 주파수는 1575.42MHz(10.23MHz × 154 = 1575.42MHz)입니다.
- L2 반송파의 주파수는 1227.60MHz(10.23MHz × 120 = 1227.60MHz)입니다.
반송파는 위성으로부터 지구로 정보를 가져오고, 수신기가 현재 위치를 파악할 수 있게 해주는 정보이기 때문에 중요합니다. 저희의 GPS 신호 페이지 에서 자세한 내용을 확인하세요.
2) 제어 세그먼트
제어 세그먼트는 각 GPS 위성을 추적, 제어 및 정보를 전송하는 데 사용되는 전 세계(적도에 가까운)에 위치한 여러 지상국을 말합니다.
제어 세그먼트의 기능은 무엇인가요?
전체 시스템이 타이밍에 의존하기 때문에 각 위성의 시계가 동기화되는 것이 중요하기 때문에 이것은 중요한 역할입니다. 각 위성에 전송되는 궤도 정보도 중요한데, 정보가 전송될 때 위성이 어디에 있었는지 파악하기 위해서는 궤도 정보가 필요하기 때문입니다. 이 모든 정보는 위성으로 전송된 다음 L1 캐리어 웨이브 내비게이션 메시지를 통해 사용자의 GPS 수신기로 전달됩니다.
3) 사용자 세그먼트
사용자 세그먼트는 대부분의 사람들이 관심을 갖는 부분입니다. 이 세그먼트에는 위성 내비게이션, 휴대폰, 무인 항공기, 법 집행 기관 등 GPS 수신기가 있는 모든 사람 또는 모든 것이 포함됩니다. 그렇다면 어떻게 작동할까요?
사용자 세그먼트의 기능은 무엇인가요?
이미 살펴본 것처럼, 우리 머리 위를 공전하는 위성들이 빛의 속도로 끊임없이 정보를 지구로 전송하고 있습니다. 이것이 어떻게 우리의 위치를 정확히 파악하는 데 도움이 되는지 이해하는 데는 약간의 시간이 걸리지만, 이는 삼각측량이라는 프로세스를 기반으로 합니다.
너무 깊이 들어가기 전에 일반적인 오해를 바로잡아야 합니다. 위성 내비게이션이나 휴대폰의 GNSS 수신기는 어떤 경우에도 위성에 정보를 전송하지 않습니다. 오늘날 우리가 사용하는 수신기는 완전히 수동적이며 정보만 수신합니다. 유럽의 갈릴레오 시스템이 작동하면 비상 기능이 활성화되어 정보를 전송하지만 정상 작동 시에는 적용되지 않기 때문에 수신기가 약간 달라집니다.
예를 들어 장갑차와 같이 GPS로 추적되는 것에 대해 사람들이 이야기하는 것을 들으면 이런 일이 일어나고 있다는 것을 알 수 있습니다. 차량의 GNSS 수신기는 위성으로부터 신호를 수신하여 차량의 위치를 파악하고 있습니다. 위치를 파악하면 다른 시스템(예: GSM 데이터 연결)을 사용하여 이 정보를 모니터링 스테이션으로 다시 전송합니다.
결론
따라서 당분간 GNSS 수신기는 궤도에 있는 관련 위성에서 보내는 신호를 수신하는 방식으로 작동합니다. 사용되는 신호는 수신기 유형에 따라 다릅니다. GPS 수신기는 GPS 위성의 신호만 사용할 수 있고, GLONASS 수신기는 GLONASS 위성의 신호만 사용할 수 있습니다. 하지만 실제로 두 가지 유형의 위성(GPS 및 GLONASS)에서 신호를 수신하여 측정값을 보강할 수 있는 다른 종류의 수신기가 있습니다.
지금까지 GNSS 수신기의 작동 원리에 대해 알아보았습니다. 질문에 대한 포괄적인 답변을 제공하고자 합니다, ''GNSS란 무엇인가요? 다음으로 살펴볼 주제는 GPS 수신기.
