포켓몬고의 GPS원리 탐구
포켓몬고의 GPS원리 탐구
탐구 동기
GPS를 보자마자 작년에 큰 인기를 끌었던 게임인 포켓몬 고가 생각이 났다. 그래서 포켓몬 고에 이용되는 GPS에 대해 알아보고 싶어서 이 주제를 선정하게 되었다.
탐구 내용
포켓몬 고는 작년에 출시되었다. 우리나라는 GPS문제로 다른 나라보다 늦게 출시가 되었다. 포켓몬 고는 출시되자마자 전 세계 적으로 큰 인기를 얻었다.
포켓몬고가 출시된 이후로 밖에 나가면 포켓몬 고를 하는 사람을 쉽게 볼 수 있었다. 그리고 포켓몬 고를 하다가 일어나는 교통사고와 같은 사고가가 증가했다.
포켓몬 고는 증강현실(AR) 게임으로 우리가 살고 있는 현실공간과 가상설정이 어우러져 즐길 수 있는 게임이다.
증강현실(AR)은 'Augmented Reality'의 약자로 현실의 배경에 3차원의 가상 이미지를 겹쳐서 보여주는 기술로 사용자가 보고 있는 실제 영상과 구분아 모호해진다는 특징이 있다. 가상현실이 현실세계를 그대로 재현해 사용자를 몰입하게 한다면, 증강현실은 실제 환경에 가상의 정보를 결합해 부가 정보를 제공하는 기능을 한다.
포켓몬 고는 가상설정에서만 플레이 할 수 있었던 기존의 게임들과는 달리 본인이 살고 있는 실제공간이 무대가 돼 현실감을 더해준다.
‘포켓몬 고’의 플레이 방법은 간단하다.
‘포켓몬 고’를 실행하고 스마트폰을 들고 걸어 다니다 보면 화면 속에 포켓몬이 출몰한다. 사용자가 휴대폰 카메라로 해당 장소를 비추면 실제로 포켓몬을 볼 수 있고, 몬스터 볼을 던져서 잡을 수 있다.
실제로 움직이면서 포켓몬을 찾아다녀야 하고, ‘포켓스톱’을 들러야 한다. 이 과정에서 다른 ‘포켓몬 고’ 이용자들을 만날 수 있고, 서로 이야기를 나눌 수 있다.
‘포켓몬 고’는 혼자 앉은자리에서 플레이하던 기존 모바일 게임 사용자 경험과 완전히 다른 경험을 제공하면서 많은 이용자들을 거리로 끌어내는 데 성공했다.
포켓몬 고는 GPS기술을 이용해 사용자의 위치를 파악한다.
GPS는 GPS 위성에 보내는 신호를 수신해 사용자의 현재 위치를 계산하는 위성 합·법 시스템이다.
GPS는 위성 부문, 지상관제 부문, 사용자 부문으로 구성된다. 여기서 위성 부문은 GPS 위성을, 지상관제 부문은 지상에 위치한 제어국을, 사용자 부문은 GPS 수신기를 말한다.
지구 위에는 30개의 GPS 위성이 돌고 있다. 이중 24개의 위성이 지구를 고전하는 6개의 궤도면에 분포해전세계 어디에서도 최소 6개의 GPS 위성을 관측할 수 있도록 한다. 나머지 6개의 위성은 24개의 위성에 문제가 생겼을 경우 백업 역할을 수행한다. GPS 위성은 태양 에너지로 작동되며, 수명은 약 8~10년 정도다. 제어국은 미국 콜로라도 스프링스(Colorado Springs)에 있는 주 제어국과, 세계 곳곳에 분포된 5개의 부 제어국으로 나뉜다. 각 부 제어국은 상공을 지나는 GPS 위성을 추적하고 거리와 변화율을 측정해 주 제어국으로 보낸다. 주 제어국은 정보를 취합해 위성이 제 궤도를 유지하도록 처리한다. GPS 수신기는 GPS 위성의 신호를 수신하는 안테나, 시계, 신호를 처리하는 소프트웨어, 이를 출력하는 출력장치 등으로 이루어져 있다.
GPS는 GPS 위성과 GPS 수신기의 거리를 계산해 좌표값을 구한다. 만일 우리가 GPS 위성의 위치와 거리를 정확하게 알 수 있다면 3개의 GPS 위성만 있어도 정확한 위치를 알 수 있다. 우리가 대략 3차원의 구형인 지표면에 살고 있기 때문이다. 만일 직선과 같은 1차원이라면 2 개의 기준점과 각각의 거리값을 알면 쉽게 위치를 결정할 수 있다. 2차원세상에서는 3 개의 기준점과 각각의 거리값을 알아야 한다. 각 기준점을 원의 중심으로 잡고, 거리값을 반지름으로 했을 때 세 원이 만나는 지점이 해당 위치가 되기 때문이다. 마찬가지로 3차원에서는 4개의 구(球)가 겹치는 부분에서 위치를 찾을 수 있다. 그러나 지구 표면 자체가 1개의 구의 역할을 하기 때문에, 3개의 GPS 위성이면 원리적으로는 위치를 결정할 수 있다.
하지만 이것만으로는 실제로는 거리를 정확하게 계산할 수 없다. GPS 위성과 GPS 수신기의 거리는 위성에서 보내는 전파의 도달 시간을 바탕으로 계산하게 되는데, 위성에 장착된 시계와 수신기에 장착된 시계가 일치하지 않아 오차가 발생하기 때문이다. 따라서 4개 이상의 GPS 위성에서 전파를 수신해야 정확한 위치를 파악할 수 있게 된다. 최근 나오고 있는 GPS 수신기는 20개의 위성으로부터 신호를 받을 수 있어 정확하게 위치를 계산한다.
GPS가 발달한 요즘 항공기, 선박, 자동차 등의 내비게이션 장치에 주로 쓰이고 있으며, 최근에는 스마트폰, 태블릿PC등에서도 많이 활용된다. 이렇게 우리 주변 생활에서도 GPS는 많이 쓰이고 있다.
포켓몬 고가 유행을 하자. GPS를 조작하여 게임을 하는 경우가 생기기 시작했다.
포켓몬 고 GPS 조작은 휴대폰에 내장된 GPS의 위치정보가 아니라 [모의 위치]를 전송하는 원리이다. 쉽게 말하면 내가 현재 있는 곳이 아닌 다른 곳을 서버에 보내는 것이다.
결론
나는 GPS에 대해 아무생각이 없었는데 포켓몬 고에 사용되는 GPS의 원리를 알아보면서 GPS가 포켓몬 고와 같이 게임에도 사용이 되지만 학생들이 아침마다 버스시간을 확인하거나 범죄가 발생해 범죄현장에 가장 가까운 경찰차량의 위치를 파악하여 신속히 임무를 수행 할 때 등과 같이 GPS가 우리생활에 어떻게 사용되고 있으며 우리가 일상생활에서 대부분 GPS를 많이 사용하고 있고 GPS가 우리 삶에서 어떤 역할을 하고 얼마나 중요한지 이번을 계기로 다시 한 번 알게 되었다.
그리고 GPS기술 발달로 인해 우리들의 일상생활이 많이 편리해지고 있다는 것을 느꼈다.
참고 문헌
http://blog.koreamobilegame.com/pk8716/220961057253
http://blog.koreamobilegame.com/kalenorae/30184066978
http://terms.koreamobilegame.com/entry.nhn?docId=3580698&cid=59088&categoryId=59096
http://blog.koreamobilegame.com/with_msip/220776668142
http://terms.koreamobilegame.com/entry.nhn?docId=3571552&cid=59088&categoryId=59096
http://terms.koreamobilegame.com/entry.nhn?docId=1051240&cid=47341&categoryId=47341