김홍철 한국기술금융협회 IT 전문위원
요즘 운전자들에게 차량용 GPS가 없는 차를 운전하라는 것은 브레이크 고장 난 차를 다루는 것이나 마찬가지로 상상하기 힘든 일일 것이다. 최근에는 GPS 때문에 인간이 가지고 있는 고유의 지각능력을 상당부분 상실했다고 주장하는 인지과학자들도 있는 것을 보면 GPS에 대한 현 세대의 강한 의존성을 나름 짐작케 할 수 있다. GPS(Global Positioning System)는 ‘위성항법장치’라고도 불리며, 1970년대 초 미국 국방부가 지구상에 있는 물체의 위치를 측정하기 위해서 만든 군사용시스템에서 출발했으며, 미국 의회의 승인을 거쳐 현재는 민간부문에서 오히려 더 활발히 사용되고 있다.
이 같은 미국의 GPS를 통한 글로벌 지배를 우려해 러시아의 경우 Glonass(Global Navigation Satellite System)라는 자체 ‘위성항법장치’를 개발해 GPS와 동일한 24개의 위성을 궤도에 투입해 사용 중이며, EU의 경우 ‘갈릴레오’ 프로젝트를 통해 GPS 기능을 구현하고 있다. GPS가 단순히 위치 검색이라는 기능을 넘어 우주 프로젝트, 교통관제, 시간관리 등 미래 산업발전에 상당한 영향력을 행사할 수 있기 때문에 이에 대한 이니셔티브(주도권)를 놓쳐서는 안 된다고 판단한 것이다.
위치와 시간정보를 제공하는 GPS 신호는 지구표면에서 약 2만㎞ 높이 상공에 위치해 서로 다른 궤도로 회전하고 있는 24개의 GPS용 위성을 통해 얻을 수 있는데 -실제 30개의 위성이 궤도를 돌고 있으나 이 중 6개는 기본위성에 문제가 발생했을 경우에 대비한 백업용으로 활용되고 있다- 이 중 4개 이상의 위성으로부터 발사되는 마이크로파 신호를 GPS 수신기에서 받아 해당 지점의 위치값을 얻게 되는 것이다. 이를 그림으로 상상해보면 최근 공사중단이냐, 지속 진행이냐를 두고 이견이 첨예하게 대립돼 있는 신고리 원자력발전소 기사화면에 자주 뜨는, 원자핵과 그 주변을 돌고 있는 전자의 흐름을 표시한 원자구성이미지와 거의 흡사하다고 볼 수 있다. 즉 지구를 핵으로 간주하고 위성을 전자로 생각하면 전자인 위성이 핵인 지구를 둘러쌓고 여러 궤도별로 돌고 있는 형태인 것이다. 그렇다면 2만㎞ 이상의 상공에서 쏘아주는 전파신호를 가지고 어떤 방법으로 지구상에서 현재 자신의 위치를 측정하는 것인가?
위성들은 지구궤도를 하루에 2회씩 일주하며 지상의 특정지점을 하루에 한 번씩 통과하게 된다. 어느 특정지점을 가정해서 해당 지점을 통과하는 3개의 위성과의 궤도 반지름은 쉽게 계산할 수 있는데 이렇게 3개 위성과의 반지름을 모두 알면 3개의 각 궤도가 겹쳐지는 하나의 점을 알 수 있고 이 점이 바로 원하는 위치가 되는 것이다. 좀 더 세밀한 위치계산을 위해서는 4개의 위성궤도와의 반지름을 계산해 겹치는 한 점을 찾으면 보다 정확한 지구표면에서의 위치를 알 수 있게 된다. 이를 직접 확인하기 위해 백지 위에 한 점을 찍어 놓고, 크기를 고정한 컴퍼스로-즉 반지름을 고정한 컴퍼스로- 서로 다른 위치에서 해당 점을 지나도록 원을 그어보자. 3개의 원은 한 점을 지나도록 되어 있으므로 해당 점에서 각 원의 중심까지의 반지름은 쉽게 구할 수 있게 되며, 이들 3개의 원에 대한 반지름을 알면 자신의 위치를 알게 되는 것이다. 이러한 측정방법을 삼변측량법이라고 하는데 위치 측량에서 흔히 사용하는 방법으로, 구 형태의 지구상에 있는 현재 지점을 점으로 보고 GPS위성의 궤도를 자신의 현 위치 지점을 통과하는 원으로 보면 자신의 위치를 구할 수 있다는 위 삼변측량법을 확대한 위치 측량법이라 할 수 있다.
정확한 목표지점으로의 타격을 위해 군사용으로 개발된 GPS가 이제는 우리 생활에 매우 긴요한 도구로 사용되고 있다는 것은 일견 아이러니해 보일수도 있으나 실상 탐욕, 전쟁, 복구, 대치 등 인류역사 대부분을 점철하고 있는 투쟁의 역사에서 군사용 장비의 민영화는 흔히 있던 일이었다. 건조식품, 버버리코트, 부츠, 헬멧 등 현재 사용 중인 다양한 생활용품들이 전쟁을 효율적으로 치루고자 하는 군사용품 개발에서 출발해 민간용으로 전이된 바 있지 않은가?
영국 역사학자 토인비는 인류의 역사를 ‘도전과 응전의 긴 여정’이라고 표현한 바 있다. 생존을 위해 또는 탐욕을 채우려는 욕구에서 인간은 경쟁적으로 끊임없는 자기방어용, 공격용 무기와 제품을 개발해 왔다. 그리고 그중 일부는 GPS와 같이 일상생활과 밀접하게 연결돼 활용되고 있다. 의도되지 않은 방향으로 전개돼 뜻밖의 결과를 가져다주는 역사의 아이러니가 참으로 신기할 뿐이다.